DE3543217C2

DE3543217C2 -

Info

Publication number: DE3543217C2
Application number: DE3543217A
Authority: DE
Inventors: Teruo Tanaka; Teruya Ohmihachiman Shiga Jp Tanaka; Masato Shimogyo Kyoto Jp Kitamura
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1992-05-21
Also published as: GB2169223A; JPS61138776A; FR2574438B1; CN1007166B; US4695484A; CN85108817A; GB2169223B; FR2574438A1; DE3543217A1; JPS6365696B2; GB8530118D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitspermeablen Waterproof-Beschichtung auf Geweben.

Es sind viele verschiedenen Verfahren bekannt, um Gewebe bzw. Textilien mit einer feuchtigkeitspermeablen Waterproof- Beschichtung auszustatten. Die meisten dieser bekannten Verfahren können als "Naßkoagulationsverfahren" bezeichnet werden. Dabei wird eine Lösung eines filmbildenden Polymers in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel auf das Gewebe aufgetragen. Anschließend wird das Gewebe in ein Wasserbad getaucht, um das Polymer zu einer mikroporösen Überzugsbeschichtung zu koagulieren. Weiterhin sind Verfahren bekannt, die als "Trockenkoagulationsverfahren" bezeichnet werden. Dabei wird eine Beschichtungszusammensetzung eingesetzt, die ein Blähmittel, welches beim Erhitzen ein Gas, beispielsweise N₂ oder CO₂ erzeugt, oder ein porenbildendes Mittel enthält, welches mit Wasser ausgelaugt werden kann. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, daß man eine wäßrige Emulsion eines filmbildenden Elastomers bereitstellt, die Emulsion zu Schaum schlägt, den erhaltenen Schaum auf ein Gewebe aufträgt und dann trocknet.

Die AT-PS 26 08 64 beschreibt, ein Verfahren zur Erzeugung poröser Feinbeschichtungen. Dabei wird auf ein Gewebe ein Gemisch aufgetragen, welches (a) ein vernetzbares Polymerisationsharz sowie gegebenenfalls ein Aminoplast- oder Epoxydharz, (b) ein poröses, festes, körniges, feinverteiltes, in kaltem Wasser unlösliches Kohlenhydrat und (c) ein Trennmittel zur Verhinderung einer vollständigen Umhüllung der körnigen Substanz (b) durch das Polymer (a) enthält. Die wasserfreie Beschichtungsmasse wird nach dem Auftragen vernetzt und die Substanz (b) gegebenenfalls nach Behandlung mit einem enzymatischen Entschlichtungsmittel in kochendem Wasser ausgewaschen.

Alle diese bekannte Verfahren weisen jedoch einen gemeinsamen Nachteil auf. So variiert die Porengröße der erhaltenen Waterproof-Beschichtung sehr stark. Es ist daher sehr schwierig, die Porengröße derart zu kontrollieren, daß sie sich innerhalb eines verhältnismäßig gleichmäßigen Verteilungsbereichs bewegt, so daß sowohl wasserabweisende als auch feuchtigkeitspermeable Eigenschaften gegeben sind. Bei dem Trockenkoagulationsverfahren, bei dem ein Lösungsmittel eingesetzt wird, ist es außerdem erforderlich, große Investitionen für Vorrichtungen zu tätigen, mit welchen das Lösungsmittel zurückgewonnen werden kann.

Auch wasserlösliche Polymere, beispielsweise Stärke, wurden bereits als porenbildende Mittel zur Herstellung eines mikroporösen Films auf einem Gewebe eingesetzt. Da diese jedoch als Feststoffpartikel der Beschichtungszusammensetzung einverleibt sind und mit Wasser ausgelaugt werden, wird die Porengröße des erhaltenen Films hauptsächlich durch die Größe der am Anfang im Film vorhandenen Polymerpartikel bestimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitspermeablen Waterproof-Beschichtung auf Geweben bereitzustellen, welches die zuvor genannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitspermeablen Waterproof-Beschichtung auf einem Gewebe, wobei man
auf das Gewebe ein Wasser enthaltendes Beschichtungsmittel aufträgt, welches ein filmbildendes Polymer und ein enzymatisch abbaubares Polymer enthält,
das Gewebe trocknet oder hitzebehandelt,
den so gebildeten wasserunlöslichen Polymerfilm auf dem Gewebe mit einer wäßrigen Lösung eines Enzyms behandelt, das in der Lage ist, das enzymatisch abbaubare Polymer selektiv abzubauen, und
die Abbauprodukte aus dem Film extrahiert,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß das enzymatisch abbaubare Polymer wasserlöslich ist und in dem Mittel in Form einer wäßrigen Lösung in einem Anteil von 5-70 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsmittels, enthalten ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis eingesetzt. Man erhält ein Waterproof-Gewebe, welches sich besser anfühlt und welches wasch- und reinigungsbeständiger ist.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Film besitzt eine verhältnismäßig gleichmäßige Porengrößenverteilung, die von etwa 1-10µm reicht. In diesem Bereich ist sowohl eine hohe Feuchtigkeitspermeabilität als auch eine große Wasserabstoßung gegeben. Einige der Mikroporen besitzen eine dreidimensionale Ausgestaltung, welche dazu beiträgt, daß sich das beschichtete Gewebe flexibel anfühlt.

Als filmbildende Basiszusammensetzung kann man jede übliche elastomere Zusammensetzung auf Wasserbasis einsetzen. Als Beispiele kann man Acrylemulsionen, Polyurethanemulsionen, Polyvinylacetatemulsionen, Silikonemulsionen, natürliches und synthetisches Latex, thermisch reaktive, wasserlösliche Polyurethane und Mischungen dieser Zusammensetzungen nennen.

Das wasserlösliche Polymer, das dieser Beschichtungszusammensetzung (Basiszusammensetzung) einverleibt wird, kann jedes wasserlösliche Polymer sein, welches durch ein dafür spezifisches Enyzm abgebaut wird. Dazu zählen beispielsweise: Stärke, Dextrin, Carboxymethylstärke, Natriumalginat, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Johannisbrotgummi, Guargummi, Tamarindengummi, wasserlösliche Proteine und wasserlösliche Derivate dieser Polymere.

Der Anteil an wasserlöslichem Polymer in der Beschichtungszusammensetzung hängt vom beabsichtigten Einsatzzweck ab. Der Anteil macht 5-70%, vorzugsweise 10-50 Gew.-%, aus, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung.

Die Beschichtungszusammensetzung kann andere übliche Additive, wie wasserabstoßende Mittel auf Silikon- oder Fluorkohlenwasserstoffbasis, sowie Verdickungsmittel enthalten.

Vorzugsweise werden diese Bestandteile so ausgewählt, daß die erhaltene Beschichtungszusammensetzung lagerstabil ist und zu einer Waterproof-Beschichtung führt, welche sich flexibel anfühlt.

Die Menge der Beschichtungszusammensetzung, die man auf das Gewebe aufträgt, ist nicht kritisch. Im allgemeinen trägt man eine Menge von 5-400 g/m² und vorzugsweise von 10-200 g/m² auf, bezogen auf die Trockenbasis.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann man für jedes Gewebe einsetzen. Diese Gewebe können aus verschiedenen synthetischen oder natürlichen Fasern bestehen, wie Nylon-, Polyester-, Acrylsäure-, Acetat-, Baumwoll-, Leinen- oder Wollefasern und Mischungen dieser Fasern. Die Gewebe werden vorzugsweise mit einem üblichen wasserabweisenden Mittel auf Basis von Silikonen oder Fluorkohlenwasserstoffen vorbehandelt, um die Wasserabstoßungskraft der erhaltenen Gewebe zu verbessern.

Nach der Anwendung der Beschichtungszusammensetzung erhitzt man das Gewebe, um darauf einen Film auszubilden. Anschließend taucht man das Gewebe in ein Wasserbad, das ein Enyzm enthält, welches das wasserlösliche Polymer selektiv abbaut. Mit Hilfe dieser Behandlung kann man das im Film vorhandene wasserlösliche Polymer zu Produkten mit einem niedrigen Molekulargewicht abbauen und mit Wasser extrahieren.

Es sind verschiedene Enzyme bekannt und im Handel erhältlich, welche selektiv auf geeignete wasserlösliche Polymere wirken. Dazu zählen beispielsweise Cellulasen, die Cellulose und die Derivate davon abbauen, Amylasen, die Stärke und die Derivate davon abbauen, Proteasen, die Proteine abbauen, Alginasen, die Alginate abbauen und Carboxymethylcellulasen, die CMC abbauen.

Die Enyzmkonzentration im Wasserbad hängt vom Anteil des wasserlöslichen Polymers ab und liegt im allgemeinen zwischen 0,1-2,0 Gew.-%. Die Temperatur und der pH-Wert der Enzymlösung sollte natürlich so eingestellt sein, daß die Bedingungen für das eingesetzte Enyzm optimal sind. Die Länge der Eintauchzeit unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und beträgt im allgemeinen 5-30 min. Die Enzymlösung kann ein grenzflächenaktives Mittel, einen anorganischen Builder, Alkali, eine Säure oder ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel enthalten, um die Extraktion des wasserlöslichen Polymers zu unterstützen, wobei darauf zu achten ist, daß durch die Zugabe dieser solubilisierenden Agentien die Enzymaktivität nicht inhibiert wird.

Das Enyzm kann auch der Beschichtungszusammensetzung gewünschtenfalls einverleibt sein. In diesem Fall kann man das Enyzm durch Erhitzen deaktivieren. Die Enzymbehandlung muß somit wie üblich durchgeführt werden.

Nach der Behandlung mit der Enyzmlösung wäscht man das Gewebe gründlich, trocknet und behandelt gewünschtenfalls mit einem wasserabweisenden Mittel, um die Wasserabstoßungskraft des erhaltenen Gewebes weiter zu verbessern.

Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Gewebe kann man vielfältig verwenden. Es kann zu Sportbekleidung, Regenmänteln, Zelten, Beuteln, Schuhen, Windeldeckschichten und anderen Produkten verarbeitet werden, die nicht nur wasserdicht, sondern auch feuchtigkeitspermeabel sein müssen.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Ein Nylontaftgewebe wurde in eine 2%ige wäßrige Lösung von ELASGUARD®100 (Fluorkohlenwasserstoff, wasserabweisendes Mittel) getaucht, mit einer Mangel ausgewrungen und 3 min bei 120°C hitzebehandelt.

Eine Beschichtungszusammensetzung, bestehend aus:

ELASTRON®CT-7 (thermisch reaktives wasserlösliches Polyurethan)
30 Teile
M-2010 (modifizierte Polyurethanemulsion)	30 Teile
POLON®MF-5 (Silikonemulsion)	5 Teile
ELASTRON®CAT 32 (Organozinnkatalysator)	1 Teil
32%ige wäßrige Lösung von FINEGUM®HEL (Natrium-CMC)	30 Teile

wurde gleichmäßig mit einer Walzenauftragmaschine auf das Gewebe aufgetragen. Die Beschichtungsmenge betrug 30 g/m², bezogen auf Trockenbasis. Anschließend wurde das Gewebe 4 min bei 130°C hitzebehandelt.

Das Gewebe wurde 1 min bei Raumtemperatur in Wasser getaucht, in ein Bad aus einer 0,3%igen wäßrigen Lösung von ENZYLON®CA-40 (Cellulase) überführt und darin etwa 20 min bei 50°C eingeweicht, wobei gelegentlich gerührt wurde. Nach Behandlung mit der Enzymlösung wurde das Gewebe in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 80°C eingetaucht, um das Enzym zu deaktivieren. Anschließend wurde mit Wasser gründlich gewaschen und getrocknet. Das erhaltene Gewebe wurde einer Nachbehandlung unterworfen, um es wasserabstoßend zu machen. Dabei wurde eine Zusammensetzung eingesetzt, die 5% ELASGUARD®100, 5% D-1009-5 (Polyurethanvernetzer) und 0,1% ELASTRON®CAT 32 enthielt.

Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Gewebes sind in der Tabelle I zusammengefaßt.

Für Kontrollzwecke wurde die gleiche Behandlung wiederholt. Jedoch wurde das wasserlösliche Polymer unter Verwendung reinen Wassers extrahiert, das kein Enzym enthielt. das Wassertemperatur betrug 40°C. In der Tabelle I sind auch die physikalischen Eigenschaften dieses zum Vergleich herangezogenen Gewebes aufgeführt.

Tabelle I

Beispiel 2

Ein Polyestertaftgewebe wurde mit einer wasserabweisenden Lösung wie in Beispiel 1 vorbehandelt.

Eine Beschichtungszusammensetzung, bestehend aus:

VONCOAT®R 3310 (Polyacrylatemulsion)
50 Teile
Silikonemulsion	10 Teile
20% wäßrige Stärkelösung	30 Teile
ELASGUARD®100 (Fluorkohlenwasserstoff)	5 Teile

wurde gleichmäßig wie im Beispiel 1 auf das Gewebe aufgetragen. Die Beschichtungsmenge betrug 5 g/m², bezogen auf Trockenbasis. Das Gewebe wurde dann 3 min bei 120°C hitzebehandelt.

Das Gewebe wurde in ein Bad getaucht, das aus einer wäßrigen Lösung bestand, welche 0,5% TERMAMYL®60L (Amylase) und 0,5% NECOL®SW-C enthielt. Die Eintauchzeit betrug 20 min, die Temperatur 50°C. Nach Behandeln mit der Enzymlösung wurde das Gewebe in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 80°C getaucht, wobei gelegentlich gerührt wurde. Anschließend wurde gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das erhaltene Gewebe wurde einer Nachbehandlung mit einem wasserabweisenden Mittel unterzogen, wie dies in Beispiel 1 ausgeführt ist. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Gewebes sowie des "Kontrollgewebes", das mit reinem Wasser anstatt mit der Enzymlösung behandelt worden war, sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt.

Beispiel 3

Ein feiner schwarzer Baumwollstoff wurde mit einer wasserabweisenden Lösung wie in Beispiel 1 behandelt.

Eine Beschichtungsflüssigkeit folgender Zusammensetzung wurde hergestellt:

M-2010 (modifzierte Polyurethanemulsion)
60 Teile
POLON®MF-6 (Silikonemulsion)	10 Teile
20% wäßrige Lösung von FINEGUM®SP-1 (Natrium CMC)	30 Teile
ENZYLON®CA-40 (Cellulase)	0,2 Teile

20 min nach der Herstellung wurde obige Beschichtungszusammensetzung auf das Gewebe wie in Beispiel 1 aufgetragen, 3 min bei 120°C getrocknet und mit derselben Enzymlösung wie in Beispiel 1 auf die gleiche Weise behandelt. Das erhaltene Gewebe wurde einer Nachbehandlung mit einem wasserabweisenden Mittel unter Verwendung einer 5%igen wäßrigen Lösung von POLON®MF-16 (Silikonemulsion), die 5% CAT FZ-31 (Katalysator) enthielt, unterworfen.

Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Gewebes sowie des zum Vergleich herangezogenen Gewebes, das anstelle der Enzymlösung mit reinem Wasser behandelt wurde, sind in der nachfolgenden Tabelle III aufgeführt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer einer feuchtigkeitspermeablen Waterproof-Beschichtung auf einem Gewebe, wobei man auf das Gewebe ein Wasser enthaltendes Beschichtungsmittel aufträgt, welches ein filmbildendes Polymer und ein enzymatisch abbaubares Polymer enthält, das Gewebe trocknet oder hitzebehandelt, den so gebildeten wasserunlöslichen Polymerfilm auf dem Gewebe mit einer wäßrigen Lösung eines Enzyms behandelt, das in der Lage ist, das enzymatisch abbaubare Polymer selektiv abzubauen, und die Abbauprodukte aus dem Film extrahiert, dadurch gekennzeichnet, daß das enzymatisch abbaubare Polymer wasserlöslich ist und in dem Mittel in Form einer wäßrigen Lösung in einem Anteil von 5-70 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsmittels, enthalten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem das Gewebe mit einem wasserabstoßenden Mittel behandelt, entweder bevor man die Beschichtungszusammensetzung aufbringt oder nach dem Eintauchen in das Wasserbad, welches das Enyzm enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an wasserlöslichem Polymer 10-50 Gew.-% beträgt, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung.

4. Gewebe, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.