DE3882366T2

DE3882366T2 - Schützende oberflächenbehandlung und erhaltenes produkt.

Info

Publication number: DE3882366T2
Application number: DE88902507T
Authority: DE
Inventors: Christopher Porter; John Powell
Original assignee: Ravensworth Ltd
Current assignee: Ravensworth Ltd
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2008-02-24
Also published as: JP2798258B2; WO1988006200A1; DK589488A; NO884679D0; JPH02503323A; GB8704142D0; EP0348425B1; AU617310B2; DE3882366D1; US5171611A; ES2006088A6; NO177795C; AU1420188A; NO884679L; DK589488D0; EP0348425A1; NO177795B; ATE91512T1

Description

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Substraten, um das Eindringen von flüssigem Wasser in das Substrat oder durch das Substrat hindurch zu verhindern oder wenigstens weitgehend zu vermindern, wobei das Eintreten oder Durchtreten von flüssigem Wasser in oder durch das Substrat nach wie vor ermöglicht wird.
Die Erfindung kann sowohl in einem behandelten Substrat als auch in einem Verfahren zur Behandlung des Subtrats selbst, entweder getrennt und zur weiteren Verarbeitung zu einem Endprodukt bestimmt oder als Teil einer permanenten Struktur gesehen werden.
Die Erfindung kann beispielsweise auf die Behandlung von Geweben oder die Behandlung von dampfdurchlässigen Schichten, wie natürliche oder synthetische Lederschichten angewandt werden; sie kann deshalb ferner auf die Behandlung struktureller oder dekorativer Oberflächen angewandt werden, die für Wasserdampf durchlässig bleiben müssen, jedoch flüssiges Wasser abweisen und dessen Eintritt verhindern müssen. In anderen Worten, die Erfindung kann zur wasserabweisenden Behandlung von Geweben, zur Oberflächenbehandlung von Leder und zur Oberflächenbehandlung von Wänden, Fußböden und Decken zur Verleihung von wasserabweisenden Eigenschaften eingesetzt werden.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Erfindung in erster Linie im Hinblick auf die Behandlung von Geweben zur Verleihung von wasserabweisenden Eigenschaften diskutiert.
Es ist wohlbekannt, Kleidungsstücke mit einer undurchlässigen Schicht eines Polymers oder dergleichen als Schutzschicht gegen Regen oder gegen Wassertröpfchen in Form von Nebel zu versehen.
Obwohl als kurzzeitige Kleidung geeignet, bereiten völlig undurchlässige Kleidungsstücke dem Verwender ggf. beträchtliche Unbequemlichkeit, da der unvermeidlich von der Haut des Benutzers erzeugte Wasserdampf nicht austreten kann, sich an der Innenseite der undurchlässigen Schicht sammelt und dort kondensiert. Das Kleidungsstück wird zu feucht und unbequem zum Tragen und auf der Innenseite naß.
Es ist deshalb üblich, Gewebe zu behandeln, um den Durchgang von Wasserdampf mehr oder weniger zu ermöglichen, wobei der Durchgang von Wasserströpfchen ver- oder behindert wird. Das Wasserdampfmolekül ist viele Größenordnungen kleiner als ein Wassertropfen und kann daher durch feine Öffnungen hindurchtreten, in die ein Wassertropfen wegen der Oberflächenspannung nicht eintreten kann.
Ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung eines "atmenden", jedoch wasserabweisenden Gewebes besteht in der Verwendung eines Gewebes, dessen Fäden bei Kontakt mit Wasser expandieren. Bei normaler Verwendung sind die Leerräume im Gewebe offen genug, um für den Durchtritt von Wasserdampf keine Barriere zu sein. Falls jedoch das Gewebe mit Wasser in Berührung gebracht wird, quellen die einzelnen Fäden und neigen dazu, die dazwischenliegenden Lücken zu verschließen. Es bleibt immer noch eine gewisse Möglichkeit für den Durchtritt von Wasserdampf durch solche Gewebe, jedoch verhindert das gequollene feuchte Gewebe dann im wesentlichen den Durchtritt von Wasser als Flüssigkeit von außen nach innen.
Es gibt jedoch bei solchen Geweben einige offensichtliche Nachteile, da sie bei der Verwendung feucht werden. Die Effizienz ist nicht sehr hoch, weder für den Dampfdurchtritt nach außen noch bei der Verhinderung des Wasserdurchtritts nach innen.
Eine erhebliche Verbesserung kann bei solchen Materialien durch herkömmliche wasserabweisende Behandlung erzielt werden, die eine wasserabweisende Beschichtung auf den Fasern ergibt. Dies ist die Basis der Mehrzahl der wasserabweisenden Materialien und beinhaltet die Behandlung des Gewebes in einer Lösung eines wasserabweisenden Polymers, typischerweise eines natürlichen oder synthetischen Gummis, so daß ein Überzug aus solch einem Gummi auf dem Garn oder der Faser gebildet wird. In gewissem Ausmaß hat dies die Wirkung, die Größe der Zwischenräume zwischen den Fasern zu vermindern, wobei jedoch noch Öffnungen verbleiben, durch die Wasserdampf nach innen und außen durchtreten kann. Die wasserabweisende Natur des Überzugs, der die Begrenzungen dieser kleinen Zwischenräume bildet, stellt jedoch sicher, daß Wassertröpfchen nicht in das Material eindringen (es sei denn unter extremen Bedingungen). Wasser wird daher abgewiesen, wobei das Innere des Kleidungsstücks in trockenem Zustand gehalten wird. Die Unterschiede zwischen diesem und der vorhergehenden Lösung sind, daß die Fäden selbst nicht feucht werden und quellen und daß das Wasser durch den wasserabweisenden Überzug auf den Fäden vom Gewebe ferngehalten wird.
Eine weitere Verbesserung der Gewebeeigenschaften kann mit einem Verfahren erhalten werden, das von einer anderen Art eines wasserabweisenden Polymers Gebrauch macht. Wenn ein Polytetrafluorethylenfilm beispielsweise durch Extrusion oder Gießen gebildet wird und danach verstreckt wird, bricht er zu einem unregelmäßigen Netzwerk von Fibrillen auf, wobei er aber im wesentlichen seine Natur als Folie beibehält. Statt sich zu strecken und zu reißen unterliegt er einer Unzahl kleiner Brüche und Risse. Es ist bekannt, eine Folie aus einem solchen fibrillierten oder gebrochenen Film zu nehmen und zwischen zwei Gewebeschichten sandwichartig einzuschließen oder sie ggf. nur auf der Rückseite der Gewebeschicht anzuheften. Solch eine Sandwichkonstruktion oder zweischichtige Zusammensetzung ist wegen der hohen wasserabweisenden Wirkung von PTFE wasserabweisend. Wassertröpfchen, sowohl als Regen oder Nebel sind viel zu groß, um durch die kleinen Öffnungen im fibrillierten Material durchzutreten, jedoch stellen diese Öffnungen, obwohl klein, natürlich keine Barriere für den Durchgang von Wasserdampfmolekülen nach außen dar. Weiterhin ist das Gewebe frei von jedweder gummiartiger Textur oder gummiartigem Geruch und hat das Material den Vorteil, daß es als Laminat von geeigneten Rollen aus Gewebe und Film gebildet werden kann, ohne daß ein Tauch- und Härtungsverfahren eingesetzt werden muß.
Die Erfindung stellt eine neue Verfahrenskategorie zur Verleihung von wasserabweisenden Eigenschaften an ein Gewebe dar, wobei die Dampfdurchlässigkeit betreffende Eigenschaften zurückbehalten werden. Es beinhaltet sowohl die Verwendung eines wasserabweisenden Polymers (etwa eines Fluorpolymers) als auch die Verwendung eines Tauchprozesses und ergibt ein Produkt, in dem ein solches Polymer in einem physikalischen Zustand vorliegt, der von allem verschieden ist, das vom Stand der Technik angestrebt wird oder erreichbar ist.
Es ist auf einem völlig verschiedenen technischen Gebiet bekannt, eine haftungsabweisende Beschichtung auf beispielsweise einem Kochgerät zu erzeugen, indem zuvor als Suspension auf das Gerät aufgebrachtes und zu einer Schicht getrocknetes PTFE-Pulver auf das Gerät aufgesintert wird. Es ist ferner als Verbesserung oder Variante dieses Sinterungsprozesses bekannt, einen speziellen härtbaren Farbträger bereitzustellen, der Fluorpolymerteilchen mit haftungsabweisenden Eigenschaften enthält, und diesen auf die Oberfläche durch Aushärten der Farbe statt durch Aufsintern der Teilchen aufzubringen. Gleichwohl ist in jedem Fall das Ziel, eine gute Beschichtung des Materials zu erzielen, die frei von Leerräumen ist, welche natürlich die haftungsabweisenden Eigenschaften ändern und als Ansatzstellen für Aufbrüche des Films dienen können. Diesbezüglich sind die zu behandelnden Oberflächen selbst typischerweise vor der Anwendung völlig glatt, so daß sie eine geeignete Basis für den Auftrag einer haftungsabweisenden gesinterten oder gehärteten Schicht bilden.
Erfindungsgemäß wird ein Gewebesubstrat bereitgestellt, das als Schutzschicht gegen den Durchgang von flüssigem Wasser die integrale Kombination einer porösen verankernden Matrix aus einem zwischen den Filamenten des Gewebegarns und in den Lücken dazwischen angeordnetem Fluorpolymer und einer porösen Oberfläche des gleichen Fluorpolymers auf wenigstens einer Oberfläche aufweist.
Die Erfindung beinhaltet die Behandlung eines Gewebes mit feinteiligem wasserabweisenden Polymer und die Umwandlung eines solchen einteiligen Materials in eine haftende und kohärente Polymerschicht durch eine Wärmebehandlung, wobei die Polymerschicht eine Vielzahl von Leerräumen oder Öffnungen aufweist, die den Durchgang von Wasserdampf erlauben, nicht aber den Durchgang von flüssigem Wasser.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, der darauf abzielte, auf einer vorbereiteten Oberfläche eine gute integrale Schicht frei von Leerräumen bereitzustellen, zielt die Erfindung darauf ab, bei einem irregulären Substrat, wie einem Gewebe, in und auf den Fasern des Gewebes eine kohärente Schicht bereitzustellen, die aber von "nicht perfekter" Natur ist, d. h. perforiert ist.
Erfindungsgemäß kann daher ein Gewebe bereitgestellt werden, das auf sich und in sich eingesprengt wenigstens eine Oberflächendicke der Struktur einer Schicht eines wasserabweisenden Polymers unter Einschluß einer Vielzahl von Durchgängen aufweist. Ein weiter Bereich von Geweben kann verwandt werden; ein dicht gewebtes Nylongewebe von 80 bis 140 g/m² ist ein typisches Beispiel.
Das erfindungsgemäße Material unterscheidet sich von bekannten Materialien, in denen eine separate Schicht auf das Gewebe aufgebracht ist. Diese wird vom Gewebe getragen, ist aber nicht in die Struktur eingesprengt, sondern besteht als getrennte Hinterkleidung oder Sandwichschicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung Kleidungsstücke, insbesondere Kleidungsstücke, an die Anforderungen hinsichtlich Wasserabweisung und Dampfdurchlässigkeit gestellt werden und die wenigstens teilweise aus dem oben beschriebenen Gewebe bestehen.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Schicht aus flexiblen porösem Material (wie künstlichem oder natürlichem Leder) bereit, die auf und innerhalb einer Oberflächenschicht eine kohärente, jedoch perforierte Schicht eines wasserabweisenden Polymers aufweist. Die Erfindung betrifft ferner Gebäudestrukturen, deren Oberfläche mit einer perforierten Schicht eines Polymermaterials beschichtet ist, die den Poren und Unregelmäßigkeiten der Oberfläche folgt, wodurch flüssiges Wasser nicht in die Wand eintreten oder durch sie hindurchtreten kann, jedoch Wasserdampf durch die Schicht nach außen passieren kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung einer wasserabweisenden, jedoch wasserdampfdurchlässigen Beschichtung auf einem hohlräumeaufweisenden Substrat bereitgestellt, das speziell für die Herstellung des Produkts nach Anspruch 1 geeignet ist und als Schritte das Erzeugen einer Lösung eines Fluorpolymers in einer Mischung, die wenigstens eine erste organische Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel dafür, und eine zweite organische Flüssigkeit, die für das Fluorpolymer kein Lösungsmittel ist und eine geringere Flüchtigkeit hat und die in einer solchen Menge vorhanden ist, das kein Fluorpolymer ausfällt, enthält; das Anwenden der Lösung auf wenigstens eine Oberfläche des Substrats; und das Erhitzen des Substrats zum Abtreiben der Mischung aus den Flüssigkeiten als Dampf, wobei der anfängliche Verlust der ersten organischen (lösenden) Flüssigkeit(en) als Dampf dazu führt, daß sich das Fluorpolymer in den Hohlräumen des Substrats und auf dessen Oberfläche niederschlägt, und der anschließende Verlust der zweiten (nicht lösenden) organischen Flüssigkeit(en) als Dampf wenigstens teilweise zur Bildung von Poren der aufgebrachten Oberflächenschicht führt, bereitgestellt, umfaßt.
Das leerraumaufweisende Substrat kann ein festes strukturelles oder Verkleidungsmaterial sein, beispielsweise Beton, Ziegel, Gips, Steinplastik, Spanplatte, Hartplatte, Faserplatte oder Verbundplatte, mit einer porösen Natur, so daß es flüssiges Wasser an seiner Oberfläche absorbieren und ggf. flüssiges Wasser durch sich hindurchläßt. Die Diskontinuitäten oder Leerräume können inhärent oder durch das Herstellungsverfahren bedingt sein. Alternativ kann das Substrat eine schützende Schicht für Möbel oder Kleidung sein, beispielsweise aus natürlichem oder synthetischem Leder, oder auf Basis eines geschäumten Polymers oder eines Gummis, wie bei Polsterungen, Campingausrüstungen, Kraftfahrzeugen, Boten, Schuhen, Handschuhen, etc. verwandt. Insbesondere kann es ein Gewebe, entweder ein hochbelastbares Canvas- oder Abdeckmaterial (beispielsweise für Camping-, Militär- oder Transportzwecke) oder ein leichteres tragbares Gewebe sein, wie es bei Regenschutz- oder Schauerschutzkleidung verwandt wird. Die Leerräume oder Diskontinuitäten in solchen Fällen sind die Lücken zwischen den Garnen von Kette und Schuß (oder in gestrickten Geweben) und die Lücken zwischen den individuellen Fasern, aus denen die Garne zusammengesetzt sind.
Die Beschichtung von Geweben ist ein Hauptaspekt der Erfindung, wobei ein typisches Produkt das ursprüngliche Gewebe umfaßt, in dessen verschiedenen Lücken oder Diskontinuitäten sich ein poröses Ankermaterial aus dem Fluorpolymer befindet und auf dem auf wenigstens einer Oberfläche, integral mit der Matrix verbunden, eine poröse Oberflächenschicht aus dem Fluorpolymer vorhanden ist. Gewöhnlich, jedoch nicht notwendig, hat die Matrix größere, ausgefranste Poren oder Zwischenräume und ist eine einzelne Oberflächenschicht als klar identifizierbare separate Schicht mit kleineren hindurchreichenden Poren und/oder zur inneren und äußeren Oberfläche offenen verbindenden Zellen vorhanden.
Die Fluorpolymere gemäß der Erfindung sind Homopolymere oder Copolymere (unter Einschluß von Terpolymeren und höheren), die ein Kohlenstoffgerüst enthalten, an dessen Atome entweder Fluor oder fluorsubstituierte Gruppen gebunden sind.
Wasserstoff oder anderes Halogen können ebenfalls als Substituenten in geringerem Ausmaß vorhanden sein. Fluorpolymere sind auf chemischem Gebiet wohlbekannt, und Beispiele schließen Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyhexafluorpropylen (PHFP), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und dergleichen ein. Weiterhin werden zahlreiche Fluorpolymere unter Handelsnamen, wie TFB 7200, weniger löslichen TFB 7100 (beide von Hoechst, enthalten TFE- Einheiten, HFP-Einheiten und VDF-Vinylidenfluorideinheiten), KYNAR (PVDF von Pennwalt) und LUMIFLON (eine Fluorpolymerlösung unter Einschluß von Vinylethern, hergestellt durch Lösungspolymerisation von Asahi) vertrieben, die eher durch ihre Eigenschaften unterschieden werden als durch die Beschreibung ihrer chemischen Zusammensetzung.
Die erste organische Flüssigkeit kann eine sein, die ein Lösungsmittel für das Fluorpolymer ist, oder kann in der Tat, (wie im Fall von LUMIFLON) das flüssige Lösungsmittel der bezogenen Lösung sein, d. h. Xylol. Sie sollte eine höhere Flüchtigkeit haben, als die zweite Flüssigkeit, d. h. einen niedrigeren Siedepunkt. Typische niedrigsiedende Lösungsmittel, die eingesetzt werden können, schließen aliphatische Ketone (insbesondere solche Ketone, worin keine Alkylgruppe mehr als sechs Kohlenstoffatome aufweist, wobei ein bevorzugtes Beispiel Methylisobutylketon, MIBK, ist), aromatische Ketone ähnlich niedrigen Molekulargewichts und Siedepunkts, alkylaromatische Ketone oder Formamide, wie Dimethylformamid, oder Pyrrolidone ein. Die einsetzbaren Mengen solcher Lösungsmittel hängen von dem Ausgangspolymer und anderen Komponenten ab, sowie von den für den Überzug gewünschten Eigenschaften. Im allgemeinen liegt die an in der ersten Flüssigkeit in Lösung vorhandene Menge an Polymer, auf Trockengewichtsbasis, im Bereich von etwa 5 bis 50 %, wobei weniger eine Verschwendung an Lösungsmittel und Trocknungsenergie bedeuten würde und mehr Schwierigkeiten beim Lösen und bei der Anwendung mit sich bringen würde. Üblicher sind 15 bis 30 % Polymer, relativ zur Gesamtmenge an erster (ersten) Flüssigkeit(en) und Polymeren.
Die zweite, d. h. nicht lösende, organische Flüssigkeit soll mit der ersten Flüssigkeit kompatibel sein, wenigstens bis zu einem vernünftig hohen Grad der Einbringung, und soll weniger flüchtig sein, beispielsweise einen höheren Siedepunkt haben. Es scheint zwei Klassen solcher Flüssigkeiten zu geben, die besonders für die Verwendung geeignet sind, insbesondere dann, wenn die erste Flüssigkeit ein Keton ist, nämlich (a) hochsiedende aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Mischungen davon, beispielsweise mit C&sub8; oder insbesondere C&sub1;&sub2; oder mehr und (b) hydroxysubstituierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, möglicherweise hohe Alkohole, wie Decanole, jedoch insbesondere Glykole, wie Ethylenglykol und die niedrigeren flüssigen Polyethylenglykole, beispielsweise bis zu PEG 400.
Die zu verwendende Menge solcher zweiten organischen Flüssigkeit(en) ist in der erfindungsgemäßen Praxis weit variabel. Sie sollte normalerweise nicht so sein, daß das Fluorpolymer ausfällt, bevor die Mischung mit dem Substrat in Berührung gebracht wird. Sie sollte gleichwohl groß genug sein, daß der Fluorkohlenstoff ausfällt, wenn die Beschichtung erhitzt wird und daß der Dampf wenigstens zur Erzeugung der notwendigen Porosität an der Oberfläche beiträgt. Im allgemeinen werden 1 % bis 50 % Gew/Gew (zweite Flüssigkeit(en) zu ursprünglicher Lösung) verwandt, stärker bevorzugt 5 % bis 20 %.
Der Chemiefachmann wird feststellen, daß mehr als ein Verfahren zur Herstellung der Anfangslösung in der Mischung der Flüssigkeiten verfügbar ist. Das bevorzugte Verfahren besteht in der Erzeugung einer Lösung in der ersten Flüssigkeit und danach in der Zugabe der zweiten Flüssigkeit in einer Menge, die nicht dazu ausreicht, Ausfällung in der flüssigen Phase herbeizuführen.
In der erfindungsgemäßen Praxis ist es bevorzugt, das Substrat auf eine Temperatur von 60º C bis 150º C, üblicher von 75º C bis 120º C, zu erhitzen. In einigem Ausmaß abhängig von der Temperatur und den verwandten Lösungsmitteln, reichen im allgemeinen 2 bis 15 Minuten aus, beiden Flüssigkeiten als Dampf abzutreiben; es sollte genügend Zeit für das Verschwinden der zweiten, weniger flüchtigen Flüssigkeit zur Verfügung stehen, wobei aber die obere Grenze keinen besonderen Einfluß zu haben scheint. Das bedeutet, der Niederschlag, sobald er einmal gebildet ist, scheint im allgemeinen stabil gegen weitere Temperatureinwirkung zu sein. In den meisten Fällen sind 3 bis 10 Minuten zum Abdunsten der Lösungsmittel adäquat.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Gewebesubstrat, das als Schutzschicht gegen den Durchgang von flüssigem Wasser die integrale Kombination einer porösen verankernden Matrix aus zwischen den Filamenten des Gewebegarns und den Lücken dazwischen und einer porösen Oberflächenschicht auf wenigstens einer Seite aufweist. Die Erfindung erstreckt sich auf solch ein Gewebe als Stück oder als wetterfesten Gegenstand, sei es als Kleidung, beispielsweise Regenmäntel, Überzüge, Handschuhe, Leggins, oder für andere Zwecke, beispielsweise Zelte, Abdeckungen oder dergleichen.
Der Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht völlig erhellt und kann in der Tat bei verschiedenen Ausgangsmaterialien und Betriebsbedingungen zu verschiedenen Eigenschaften führen. So kann das Abdunsten der zweiten Flüssigkeit(en) lediglich zur Ausfällung von Fluorkohlenstoffteilchen führen, die bei anschließendem Erhitzen unter Leerraumbildung agglomerieren (d. h. eher als unzulänglich gesinterte Beschichtung auf einem festen Substrat). Gleichwohl ist wahrscheinlicher, daß einige Gelbildung oder Erweichung des Niederschlags auftritt, so daß die Agglomeration vor dem Erhitzen stattfindet und die Dämpfe durch das ausgefällte Material abgetrieben werden und die notwendigen Poren ergeben. In der Tat können einige Formulierungen zur Ausbildung gleichförmiger Filme neigen, wobei die gesamte Porosität durch den Dampfaustritt in verschiedenen Stufen der Überzugsbildung induziert wird. So kann es bei der Beschichtung von Geweben vorteilhaft sein, während wenigstens eines Teils der Wärmebehandlung eine Seite (beispielsweise auf einer Prozeßwalze) wenigstens teilweise zu versiegeln, um die Porenbildung zu beeinflussen. Gleichwohl soll der Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche nicht durch eine Theorie bezüglich des Betriebs beeinflußt werden.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindun wird nun nachstehend ausschließlich beispielhaft beschrieben, wobei auf die einzige Figur der begleitenden Zeichnung, die eine Seitenansicht einer Beschichtungseinrichtung im Diagramm zeigt, Bezug genommen wird.

Beispiel 1

20 g Fluorpolymer TFB 7200, geliefert von Hoechst Chemicals, werden in 80 g Methylisobutylketon (MIBK) mit einem theoretischen Feststoffgehalt von 20 % gelöst. Nach der vollständigen Auflösung durch Hochgeschwindigkeitsmischen wird die Lösung in einem verschlossenen Behälter vier Stunden zur Entlüftung aufbewahrt.
Diese Lösung hat, wenn sie frei von Luftblasen ist, eine Viskosität von 20 s bei 20º C in einem DIN 4-Becher.
Zu 20 g dieser Lösung werden 0,5 bis 2,0 g (typischerweise 1,0 g) flüssiges Paraffin sorgfältig und unter heftigem Rühren gegeben, um vorzeitiges Ausfällen des TFB-Fluorpolymers zu vermeiden. Zu dieser Lösung werden 2,5 g Monoethylenglykol gegeben, wieder unter konstantem Rühren. Diese Lösung wird verschlossen und zur Entlüftung vier Stunden vor der Verwendung aufbewahrt. Nach diesem Zeitraum ist die typische Viskosität 200 s DIN 4 bei 20º C.
Für Laborzwecke wird eine Probe eines dicht gewebten Nylontuchs von 120 g/m² auf die in Fig. 1 gezeigte Weise in einen Halterahmen gespannt. Es ist wichtig, daß das Tuch frei von Fett und Luftverschmutzungen ist, was, wenn diese ernsthaft ist, durch eine kommerzielle Wäsche mit "genklene", gefolgt von einer gründlichen Luftspülung unter Verwendung von trockener Luft mit 10 psi (69 kPa) Druck erreicht wird.
Je nach Dichte des Tuchs erfolgt die Auftragung des nassen Films durch K-Handbeschichtungsstäbe (RK Print-Coat Instruments Ltd., Royston, Herts) unter Verwendung des 100 um Stabs Nr. 8. Es ist notwendig, einen gleichmäßigen Überzug über das Tuch zu ziehen, um die Bildung von Luftblasen zu verhindern. Die beschichtete Probe wird unmittelbar drei Minuten in einen Ofen mit einer Lufttemperatur von 100º C gegeben.
Das Trockenbeschichtungsgewicht betrug 28 g/m². Der zum Durchtreiben von Wasser durch das Tuch benötigte Druck war größer als 15 psi (103 kPa). Der Verdampfungsverlust durch den Film bei 36º C in eine Atmosphäre von 18º C und 30 % Luftfeuchtigkeit über 24 Stunden war etwa 3000 g/m² Gewebe.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht einer geeigneten Beschichtungseinrichtung, wie sie für das vorstehende Beispiel verwandt wird. Das Gewebe 1 wird durch die Klammern 2, 3 auf der Oberseite des Halterahmens 4 unter Spannung gesetzt. Der K-Beschichtungsstab 5 wird über die Gewebeoberfläche in Richtung von Pfeil A gezogen. Das nasse Beschichtungsmaterial 6 wird so gleichmäßig über das Gewebe 1 verteilt.
Das vorstehende Beispiel kann modifiziert werden und die Anteile der Komponenten, wie sie eingesetzt werden, und die erreichten Eigenschaften, können über einen großen Wertebreich variiert werden. Beispielsweise können 0,5 bis 5 g Glykol verwandt werden und kann die Viskosität von 150 bis 300 s DIN 4 bei 20º C reichen. Gewebe mit 80 bis 140 g/m² Gewicht wurden beschichtet und ein Beschichtungsstab von 80 um wurde ebenfalls verwandt. Die Ofentemperatur wurde zwischen 85º C und 190º C variiert und die Verweilzeit zwischen 30 Sekunden und 5 Minuten. Ein geeigneter Bereich für das Trockenbeschichtungsgewicht ist 25 bis 40 g/m² und der Verdampfungsverlust kann im Bereich von 2800 bis 4000 g/m² über 24 Stunden unter den oben angegebenen Bedingungen liegen.

Beispiel 2

20 g Fluorpolymer TFB 7200 von Hoechst Chemicals werden in 80 g Methylisobutylketon (MIBK) unter Erhalt eines theoretischen Feststoffgehalts von 20 % gelöst. Nach der vollständigen Auflösung durch Hochgeschwindigkeitsmischen wird die Lösung in einen verschlossenen Behälter 6 Stunden zur Entlüftung aufbewahrt.
Diese Lösung hat eine Viskosität von 269 s bei 20 º C im DIN 4- Becher, wenn frei von Luftblasen.
Zu 100 g dieser Lösung werden 10 g Monoethylenglykol sorgfältig unter heftigem Rühren zugegeben.
Für Laborzwecke wird eine Probe eines dicht gewebten Nylontuchs von 100 g/m² in einen Halterahmen auf die in Fig. 1 gezeigte Weise eingespannt. Es ist wichtig, daß das Tuch frei von Fett und atmosphärischen Verunreinigungen ist.
Je nach Dichte des Tuchs erfolgt die Aufbringung des nassen Films mit K-Handbeschichtungsstäben unter Auswahl des richtigen Stabs und Erhalt eines Trockengewichts zwischen 20 und 25 g/m². Die beschichtete Probe wird unmittelbar für 5 Minuten in einen Ofen bei einer Temperatur von 80º C gegeben. Bei diesem Beschichtungsgewicht beträgt der zum Durchzwingen von Wasser durch das Tuch erforderliche Druck 15 psi (103 kPa).
Die Verdampfungsgeschwindigkeit durch die Folie bei 24º C in eine Atmosphäre von 18º C mit 50 bis 60 % relativer Luftfeuchtigkeit über 24 Stunden lag in der Größenordnung von 2500 g/m² Gewebe.

Beispiel 3

20 g PVDF (Handelsname Kynar, erhältlich von Pennwalt Company Limited) wurden in 80 g Dimethylformamid gelöst und auf die Weise von Beispiel 1 entlüften gelassen.
Zu 100 g dieser Lösung wurden 8,5 g Monoethylenglykol unter heftigem Rühren gegeben. (Alternativ können Dimethylformamid und Monoethylenglykol vorgemischt werden und wird das feste PVDF langsam und wieder unter heftigem Rühren zugegeben).
Das Tuch wurde dann auf eine ähnliche Weise, wie in Beispiel 1, beschichtet und unmittelbar 5 Minuten in einen Ofen mit einer Lufttemperatur von 150º C gegeben. Auf diese Weise beschichtetes Tuch zeigte Durchblasdrücke von 20 psi (138 kPa) und einen Verdampfungslust von 1500 g/m² über 24 Stunden.

Beispiel 4

Zu 100 g der von ICI Mond Division erhältlichen Fluorpolymerlösung "Lumiflon" wurden 8,5 g Monoethylenglykol, wieder unter heftigem Rühren, gegeben.
Die resultierende Lösung wurde nach der Entlüftung auf das Tuch aufgetragen, wie beispielsweise in Fig. 1, und 5 Minuten bei einer Lufttemperatur von 150º C wärmebehandelt. Die beschichtete Probe zeigte einen Durchblasdruck von 35 psi (241 kPa) bei einer Wasserverdampfungsrate von 800 g/m² über 24 Stunden.

Claims

1. Gewebesubstrat, welches als Schutzschicht gegen den Durchtritt von flüssigem Wasser die integrale Kombination einer porösen verankernden Matrix aus einem zwischen den Filamenten des Gewebegarns und in den Lücken dazwischen angeordnetem Fluorpolymer und einer porösen Oberflächenschicht des gleichen Fluorpolymers auf wenigstens einer Oberfläche aufweist.

2. Verfahren zur Erzeugung einer wasserabweisenden, jedoch wasserdampfdurchlässigen Beschichtung auf einem Hohlräume aufweisenden Substrat, das speziell für die Herstellung des Produkts nach Anspruch 1 geeignet ist und als Schritte: das Erzeugen einer Lösung eines Fluorpolymers in einer Mischung, die wenigstens eine erste organische Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel dafür ist, und eine zweite organische Flüssigkeit, die für das Fluorpolymer kein Lösungsmittel ist und eine geringere Flüchtigkeit hat und in einer solchen Menge vorhanden ist, das kein Fluorpolymer ausfällt, enthält; das Anwenden der Lösung auf wenigstens eine Oberfläche des Substrats; und das Erhitzen des Substrats zum Abtreiben der Mischung aus den Flüssigkeiten als Dampf, wobei der anfängliche Verlust der ersten organischen (lösenden) Flüssigkeit(en) als Dampf dazu führt, daß sich das Fluorpolymer in den Hohlräumen des Substrats und auf dessen Oberfläche niederschlägt, und der anschließende Verlust der zweiten (nicht lösenden) organischen Flüssigkeit(en) als Dampf wenigstens teilweise zur Bildung von Poren der aufgebrachten Oberflächenschicht führt, umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorpolymer aus TFE/HPF/VDF-Copolymeren, Lumiflon (eine Vinylether enthaltene Fluorpolymerlösung, die durch Lösungspolymerisation erzeugt wurde) und PVDF-Polymeren ausgewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste organische Flüssigkeit aus dialiphatischen Ketonen, diaromatischen Ketonen, alkylaromatischen Ketonen, Formamiden und Pyrrolidonen ausgewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an relativ zu der (den) ersten Flüssigkeit(en) vorhandenem Polymer 5 bis 50 % Gew/Gew beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite(n) organische(n) Flüssigkeit(en) aus hochsiedenden aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, hydroxysubstituierten hochaliphatischen Kohlenwasserstoffen, Glykol und Polyethylenglykolen ausgewählt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite(n) organische(n) Flüssigkeit(en) in einer Menge von 1 bis 50 % Gew/Gew der Polymerlösung in der ersten organischen Flüssigkeit vorhanden ist (sind).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Substrat angewandte Flüssigkeit durch (a) Auflösen des Polymers in der (den) ersten organischen Flüssigkeit(en) und danach (b) Zugeben der zweiten organischen Flüssigkeit(en) erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat für einen Zeitraum von 2 bis 15 Minuten auf eine Temperatur von 60º C bis 150º C erhitzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es auf ein festes Struktur- oder Überzugsmaterial angewandt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es auf ein schützendes lederähnliches oder gummiartiges Material angewandt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es auf ein Gewebe angewandt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es auf ein fertiges Kleidungsstück angewandt wird.