DE3132324A1 - "wasser- und luftdichtes feuchtigkeitsleitendes textilmaterial" - Google Patents
"wasser- und luftdichtes feuchtigkeitsleitendes textilmaterial"Info
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER
5 Köln 41, Räderscheddtstr. 1
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft ein wasser- und luftdichtes feuchtigkeitsleitendes
Textilmaterial.
Der wirksamste Weg, überschüssiges Körperwärme abzugeben, ist beim Menschen die Verdunstung von Wasser, die normalerweise
bereits in der Haut geschieht, die dabei trocken bleibt. Dieser Mechanismus funktioniert aber nur, wenn der produzierte
Wasserdampf abtransportiert werden kann. Hieraus folgt, daß die Fähigkeit einer Kleidung, Wasserdampf hindurchzulassen,
für das Wohlbefinden des Trägers maßgebend ist. Normalerweise wird diese Eigenschaft der Kleidung durch eine mehr oder weniger
hohe Luftdurchlässigkeit erreicht und so entstand der
im Grunde irreführende Begriff der Atmungsaktivität, weil es keine Hautatmung gibt, sondern lediglich die Feuchtigkeit
nach außen abgegeben werden muß.
Es gibt Fälle, und zwar besonders im Bereich der Schutzbekleidung,
wie Wetterschutz, Arbeitsschutz und für militärische Zwecke, aber auch im Freizeitsektor, z.B. bei Anoraks, Zelten,
Schlafsäcken, in denen neben der Wasserdampfdurchlässigkeit eine mehr oder weniger ausgeprägte Dichtigkeit gegen Wasser oder Luft
verlangt wird. Es wurde versucht in Beschichtungen, die normalerweise Wasserdampfundprchlässig sind, hydrophile Quellkörper,
z.B. auf Stärkebasis, einzuarbeiten. Der wesentliche Effekt war jedoch eine Minderung der mechanischen Eigenschaften
der Beschichtung. Es wurde auch versucht, Gewebe auf eine mikroporöse Folie, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, aufzukaschieren.
Auch diese Produkte haben ihre Schwächen. Die Herstellung ist zudem kompliziert und extrem teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Textilmaterial zu schaffen, das zwar wasser- und luftdicht ist, aber zugleich
in der Lage ist, eine beträchtliche Menge Feuchtigkeit zunächst zu speichern, aber auch zu transportieren und
in Form von Wasserdampf auf beiden Seiten wieder abzugeben. Eine solche Speicherwirkung der Bekleidung ist erwünscht,
weil die Schweißproduktion nicht gleichmäßig über die Zeit verteilt ist. Deshalb muß das Textilmaterial der Bekleidung
eine kurzzeitige Überproduktion an Feuchtigkeit, die nicht schnell genug nach außen abgeleitet werden kann, wie ein
"Puffer" aufnehmen können. Wesentlich ist ferner, daß diese den Tragekomfort günstig beeinflussende Pufferwirkung verbunden
mit dem Feuchtigkeitstransport in einer Weise erzielt
wird, daß die mechanischen Eigenschaften des Textilmaterials hohen Anforderungen genügen. Für bestimmte Zwecke sollte es
ferner möglich sein, mit den genannten Eigenschaften eine spezifische Schutzwirkung z.B. gegen aggressive Chemikalien,
Bakterien oder Strahlen zu verbinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein wasser- und luftdichtes
feuchtigkeitsleitendes Textilmaterial gelöst, das aus einem wasserdampfdurchlässigen textlien Träger besteht,
der mit einer geschlossenen Schicht eines hydrophilen Polymeren abgedichtet ist.
Die abdichtende Schicht ist insbesondere eine Schaumbeschichtung, die zusätzlich noch komprimiert sein kann. Eine solche
Schaumbeschichtung und das anschließende Komprimieren sind in der Textilausrüstung übliche Arbeitsweisen. Weitere Möglichkeiten
sind eine Schaumbeschichtung mit einer zusätzlichen Beschichtung, sowie eine Beschichtung, die als Paste, Lösung,
Dispersion oder Schmelze aufgetragen werden kann.
Der textile Träger kann die Struktur eines Gewebes oder Gewirkes aber auch eines Vlieses bzw. eines sogenannten nonwoven
Materials haben. Er kann sowohl aus Naturfasern,
wie Baumwolle, Wolle oder Seide als auch aus synthetischen Fasern auf Basis von Polyestern, Polyamiden, Polyacrylnitril,
Polyurethanen, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Aramiden oder
sogar mineralischen Fasern, wie Glasfasern oder Kohlenstofffasern hergestellt sein. Es ist nicht entscheidend, ob der
textile Träger selbst hydrophob oder hydrophil ist, sondern es kommt vorwiegend darauf an, daß er wasserdampfdurchlässig
ist. Dazu kann bei einem sehr dichten nur noch wenig luftdurchlässigen textlien Flächengebilde auch die eigene Hydrophilität
der Fasern beitragen, während ein hydrophober textiler Träger genügend offen sein sollte, um auf diese Weise
ausreichend wasserdampfdurchlässig zu sein.
Die gewünschte Abdichtung des wasserdampfdurchlässigen textlien Trägers erfolgt durch Aufbringen einer geschlossenen Schicht
eines hydrophilen Polymeren. Geeignete hydrophile Polymere sind bekannt oder können von dem Textil-Chemiker aus üblichen
Komponenten hergestellt bzw. zusammengemischt werden. In jedem Fall kommt die Eigenschaft, Wasserdampf an Stellen mit
hohem Partialdruck aufzunehmen, eine Wanderung der Wassermoleküle in der Schicht zu Stellen mit geringerem Partialdruck
und die Abgabe an der Oberfläche in Form von Wasserdampf zu ermöglichen dadurch zustande, daß in der geschlossenen
Schicht genügend hydrophile Gruppen, insbesondere HydroxyI-Ätheramin
oder Carboxylgruppen enthalten sind. Diese hydrophilen Gruppen können aufgrund einer Copolymerisation oder
Prokondensation von Monomeren, die die Kettenbildung bzw. die Vernetzung bewirken, mit hydrophilen Monomeren hergestellt
werden oder man verarbeitet Polymerisate mit sehr hohem Wasseraufnahmevermögen zusammen mit Polymeren, die
andere gewünschte Eigenschaften mitbringen, aber selbst nicht oder nur wenig hydrophil sind. Monomere mit hydrophi-
len Gruppen sind beispielsweise Hydroxyalkylacrylate oder die
Acryl- und Methacrylsäureester von Polyalkylenoxiden oder Polyalkylenimiden. Solche Acryl- oder Methacrylsäurederxvate
können dann mit dem das Basispolymerisat bildenden Acryl-
bzw. Methacrylsäureestern und vernetzungsfähigen Monomeren copolymerisiert werden. Dispersionen derartiger hydrophiler
Harz.e sind beispielsweise aus der DE-OS 27 49 386 bekannt. Geeignet ist ferner das Handelsprodukt Plextol 4871D der
Firma Röhm GmbH für eine abdichtende feuchtigkeitsleitende
Beschichtung aber auch modifizierte Vinylalkoholharze oder Zelluloseregenerate. Weiterhin geeignet sind Copolymerisate
aus Vinylchlorid und Vinylacetat, bei welchem die Acetatgruppen zu OH-Gruppen hydrolisiert wurden, bzw. Polymethane
mit Überschuss an OH- bzw. NH- und NH»-Gruppen. Ebenso wie
die hydrophilen Monomeren copolymerisiert werden können ist es auch möglich darauf hergestellte Dispersionen mit Dispersionen
zu verschneiden, deren Eigenschaften aus anderen Gründen erwünscht sind. Beispielsweise haben Polyurethane
sehr gute mechanische Eigenschaften und Polyvinylchlorid verbessert den Flammschutz. Brauchbar ist z.B. auch ein Polyvinylchlorid
mit eingebauten Monomeren mit stark hydrophilen Gruppen. Bei den Polyurethanen kann man die gewünschten Eigenschaften
auch durch die Verwendung von Ausgangsstoffen erhalten, die genügend hydrophile Gruppen, insbesondere Ätheroder
Imingruppen, haben.
Ob eine Beschichtung den Anforderungen der Erfindung hinsichtlich der Feuchtigkeitsaufnahme und der Feuchtigkeitsleitung
genügt, kann durch Testversuche leicht festgestellt werden. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen sollten zweckmäßigerweise
2oo bis 4oo % ihres Gewichts an Feuchtigkeit speichern können und die Wasserdampfdurchlässigkeit sollte mindestens
2
5oo g/24 h χ m nach DIN 53122 betragen.
5oo g/24 h χ m nach DIN 53122 betragen.
Die Beschichtung wird üblicherweise als Dispersion oder als Schaum, der noch nachträglich komprimiert werden kann, aufgetragen.
Die wasserdampfdurchlässige Beschichtung eignet sich
auch als bindendes Glied für das Zusammenkaschieren von textilen
Flächengebilden, so daß auf die Beschichtung mit dem hydrophilen Polymeren eine weitere Lage eines wasserdampfdurchlässigen
textilen Flächengebildes aufgebracht ist. Man erhält so Doppelstoffe, die, falls gewünscht, an der Außenseite
noch zusätzlich hydrophobiert werden können.
Gemäß der Erfindung kann der textile Träger nicht nur einseitig sondern auch beidseitig mit der abdichtenden Schicht
eines hydrophilen Polymeren versehen sein. Für viele Anwendung szwecke empfiehlt sich eine offenporige, die Wasserdampfdurchlässigkeit nicht beeinträchtigende Hydrophobierung
auf der Außenseite des Materials bei seiner späteren Verwendung, das kann sowohl der textile Träger als auch der
aufkaschierte Stoff oder die abdichtende Schicht sein.
Während die Hydrophobierung nur kurze Zeit wasserabweisend wirkt, da sie vergrößert betrachtet punktförmig bzw. in Form
von Nestern aufgebracht ist, bewirkt die Wasseraufnahme der erfindungsgemäßen abdichtenden Schicht noch eine starke Quellung
der Beschichtung durch die die abdichtende Wirkung noch verstärkt wird. Das ist besonders von Vorteil in Fällen, bei
denen die Dichtigkeit eine Rolle spielt, beispielsweise dem Seenot-Rettungsanzug für Piloten. Dieser muß einmal normal
tragbar sein aber im Ernstfall auch wasserdicht sein, um Piloten, die über kalten Gewässern abspringen, während einer
bestimmten Zeit gegen eindringendes Wasser und damit die Unterkühlungsgefahr zu schützen. Das ist einer der Anwendungsfälle, für die sich das erfindungsgemäße wasser- und luftdichte
feuchtigkeitsleitende Textilmaterial hervorragend eignet. Andere Beispiele sind Schutzanzüge für verschiedene Einsatzgebiete,
wie ABC-Schutzanzüge, Schutzanzüge für den Zivilschutz oder Schutzanzüge für (Kern)kraftwerke. Die wasserdampfdurchlässige
Beschichtung kann dabei
als Sperre gegen Wasser, Staub und Gase fungieren. In die Beschichtung
können Materialien mit spezifischer Schutzwirkung, wie z.B. Bleisulfat als Strahlenschutz, Aktivkohle als Schutz
gegen Kampfstoffe, eingelagert sein. Ebenso ist es möglich, solche oder andere Materialien mit spezifischer Schutzwirkung
auf die Beschichtung aufzubringen. Die Beschichtung dient
hier also zugleich als Bindemittel für diese Materialien mit spezifischer Schutzwirkung.
Die erwähnten wasserdampfdurchlässigen Doppelstoffe gemäß der Erfindung eignen sich für hochwertige Regenbekleidung mit
gutem Tragekomfort, Schlafsäcke, Sportbekleidung und dergleichen,
ο Ein Baumwoll-Köper (1) mit einem Flächengewicht von 14o g/m
wurde mit einem Acrylatschaum (2) der Firma Röhm GmbH (Versuchsprodukt
65/33/15) mit einem Schaumgewicht von 3oo g/l beschich-
2 tet (Fig. 1). Die Trockenauflage betrug 35 g/m . Nach Trocknung
des Schaums wurde dieser komprimiert und nachkondensiert (Fig.2). Die Wassersäule nach DIN 53886 betrug mehr als 1oo mm und die
Wasserdampfdurchlässigkeit nach DIN 53122 mehr als 1ooo g/24 h · m2.
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit dem Unterschied, daß
2
die Trockenauflage 3oo g/m betrug und 5o Gew.% feinpulvriges Bleisulfat (3) enthielt (Fig. 3). Ein solches Material eignet sich besonders gut als Strahlenschutz.
die Trockenauflage 3oo g/m betrug und 5o Gew.% feinpulvriges Bleisulfat (3) enthielt (Fig. 3). Ein solches Material eignet sich besonders gut als Strahlenschutz.
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit dem Unterschied, daß der nasse Acrylatschaum (2) mit feinkörniger Aktivkohle (4) bestreut
wurde. Die Kohle (4) wurde dann angedrückt, anschließend getrocknet und der Acrylatschaum (2) kondensiert (Fig. 4). Ein
solches wasser- und luftdichtes feuchtigkeitsleitendes Textilmaterial eignet sich als C-Schutz (chemische Kampfstoffe).
Nachdem eine beschichtete Gewebebahn (1, 2) wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde auf die beschichtete Seite (6)
2 nochmals eine Acrylatdispersion (7) (Trockenauflage 1o g/m )
aufgetragen und eine zweite Gewebebahn (8) angedrückt (Fig. 5).
Nach dem Auskondensieren wurde heiß kalandert. Die Wasserdampf-
2 durchlässigkeit betrug etwa 1ooo g/24 h · m . Ein solcher
Doppelstoff ist insbesondere nach einer anschließenden Hydrophobierung ein guter Regenschutz bzw. ein gutes Material für
Sportbekleidung.
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Baumwoll-Köper beschichtet,
jedoch mit dem Unterschied, daß eine Dispersion aus selbstvernetzendem Polyvinylalkohol, die mit 4o % einer Dispersion
eines weichen Polyurethans verschnitten worden war, zum Einsatz kam. Die Wasserdampfdurchlässigkeit war etwas geringer
als in Beispiel 1, aber um ein Vielfaches höher als bei bekannten Produkten.
Leerseite
Claims (14)
1. Wasser- und luftdichtes feuchtigkeitsleitendes Textilmaterial, gekennzeichnet durch einen wasserdampfdurchlässigen textlien
Träger (1), der mit einer geschlossenen Schicht (2) eines hydrophilen Polymeren abgedichtet ist.
2. Textilmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abdichtende Schicht (2) eine Schaumbeschichtung ist.
3. Textilmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbeschichtung komprimiert ist.
4. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der textile Träger (1) beidseitig
beschichtet ist.
5. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Beschichtung (2) mit dem
hydrophilen Polymeren eine weitere Lage eines wasserdampfdurchlässigen textlien Flächengebildes (1,8) aufgebracht ist.
6. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Beschichtung (2) Materialien (3,4) mit spezifischer Schutzwirkung eingelagert sind.
7. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Materialien (3,4) mit spezifischer
Schutzwirkung auf die Beschichtung (2) aufgebracht sind.
8. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ein hydrophiles
Acrylharz ist.
9. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ein mit Polyvinylchlorid modifiziertes hydrophiles Acrylharz ist.
10. Textilmaterial nach einem oder mehreren der Andprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ein mit einem Polyurethan modifiziertes hydrophiles Acrylharz ist.
11. Textilmaterial nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan eine Dispersion oder ein anderes System mit
einem Festkörpergehalt von 8o bis 1oo % ist.
12. Verwendung des Textilmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis
11 für Schutzbekleidung, insbesondere als Seenot-Rettungsanzug
für Piloten.
13. Verwendung des Textilmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis
11 für Schlafsäcke.
14. Verwendung des Textilmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis
11 als Obermaterial für Schuhe.
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