DE102007045783B4 - Process for the preparation of an elastic microporous membrane, membrane produced by the process and their use - Google Patents

Process for the preparation of an elastic microporous membrane, membrane produced by the process and their use Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elastischen mikroporösen Membran (20, 21, 25, 26) für Bekleidung mit den Verfahrensschritten:
a) Mischen eines Basismaterials mit einem unter den Herstellungsbedingungen der Folie nicht reaktiven kompatiblen Material, derart, dass das nicht reaktive kompatible Material eine kontinuierliche Phase im Basismaterial bildet, wobei Silikon, Gummi, thermoplastisches Elastomer (TPE) und/oder Polymere auf der Basis oder hergestellt aus Diolefinen als Basismaterial verwendet wird;
b) Erzeugen der Folie aus dem Gemisch aus Basismaterial und nicht kompatiblem reaktivem Material, wobei als nicht reaktives kompatibles Material unreaktive Siloxane, Paraffine oder veretherte Glykole verwendet werden;
c) Entfernen des nicht reaktiven kompatiblen Materials aus der Folie mittels eines Lösemittels, wobei als Lösemittel CO2 bei einem Druck von mindestens 20 bar verwendet wird.Method for producing a flexible microporous membrane (20, 21, 25, 26) for clothing with the method steps:
a) mixing a base material with a compatible material that is not reactive under the conditions of manufacture of the film, such that the non-reactive compatible material forms a continuous phase in the base material, wherein silicone, rubber, thermoplastic elastomer (TPE) and / or polymers based on or made of diolefins is used as a base material;
b) producing the film from the mixture of base material and incompatible reactive material, using as unreactive compatible material unreactive siloxanes, paraffins or etherified glycols;
c) removing the non-reactive compatible material from the film by means of a solvent, wherein the solvent used is CO 2 at a pressure of at least 20 bar.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen mikroporösen Membran für Bekleidung, eine nach dem Verfahren hergestellte Membran, sowie die Verwendung der Membran in Verbindung mit Textilien.The invention relates to a process for producing an elastic microporous membrane for clothing, a membrane produced by the process, and the use of the membrane in conjunction with textiles.

Im Textilbereich wird der Tragekomfort dadurch verbessert, dass die Kleidung mit semipermeablen Materialien, wie Membranen, ausgestattet wird. Die Membranen sind nicht permeabel für Flüssigkeiten (z. B. Niederschlag), jedoch für Gase wie z. B. gasförmiges Wasser (Wasserdampf). Die Kondensation von Wasser in der Kleidung wird verhindert, weil Wasserdampf, der durch die Körperwärme gebildet wird, durch die Membrane entweichen kann.In the textile sector, the wearing comfort is improved by the fact that the clothing is equipped with semi-permeable materials, such as membranes. The membranes are not permeable to liquids (eg precipitation), but for gases such. B. gaseous water (water vapor). The condensation of water in the clothing is prevented because water vapor, which is formed by the body heat, can escape through the membrane.

Als Materialien sind synthetische semipermeable Polymere, beispielsweise unter den Marken „Goretex” oder „Sympatex” bekannt. Weitere bekannte semipermeable Membranen sind beispielsweise aus Polyetrafluoretyhlen (PTFE).As materials synthetic semipermeable polymers, for example under the marks "Goretex" or "Sympatex" are known. Other known semipermeable membranes are for example made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

Die Kombination von Textilien und Membranen wird mit den bekannten Membranen gelöst, indem diese Materialien an bestimmten Stellen miteinander verklebt werden. Die Verklebung ist insbesondere bei dreidimensionalen Objekten, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Handschuhen, unerlässlich. Hierzu kann z. B. die semipermeable Membran mit mindestens einer weiteren Schicht belegt werden, wobei die weitere(n) Schicht(en) gut verklebbar ist/sind.The combination of textiles and membranes is achieved with the known membranes by bonding these materials together in certain places. The bonding is particularly in three-dimensional objects that are exposed to mechanical stress, such. As gloves, essential. For this purpose, z. B. the semipermeable membrane are covered with at least one further layer, wherein the further (s) layer (s) is well bonded / are.

Im Textilbereich, insbesondere im Bereich der zivilen und militärischen Schutzkleidung, ist es weiterhin bekannt, den Kontakt des z. B. menschlichen Körpers mit gefährlichen Stoffen dadurch zu verhindern, dass die Kleidung mit völlig dichten oder semipermeablen oder absorbierenden Materialien ausgestattet wird.In the textile sector, in particular in the field of civil and military protective clothing, it is also known, the contact of z. B. to prevent human body with hazardous substances by the fact that the clothing is equipped with fully dense or semipermeable or absorbent materials.

Die bekannten Lösungen weisen mehrere Nachteile auf:

  • a) Bekannte Materialien sind teuer.
  • b) Bekannte Materialien sind nicht umweltfreundlich. PTFE ist z. B. biologisch nicht abbaubar, und bei der Verbrennung werden Fluor-Verbindungen freigesetzt.
  • c) Bekannte Materialien sind mechanisch nicht genügend belastbar, sie sind z. B. weitestgehend unelastisch.
  • d) Gewisse Materialien, die prinzipiell geeignete Grundstoffe für Schutzmembranen sind, können nicht auf einfache Weise mit Textilien verklebt werden.
The known solutions have several disadvantages:
  • a) Known materials are expensive.
  • b) Known materials are not environmentally friendly. PTFE is z. B. biodegradable, and in the combustion of fluorine compounds are released.
  • c) Known materials are not mechanically strong enough, they are z. B. largely inelastic.
  • d) Certain materials, which are in principle suitable base materials for protective membranes, can not be easily glued to textiles.

Aus der US 5,108,607 A ist es bekannt, ein Polymer in einem Lösemittel zu lösen, einen dünnen Film der Polymerlösung zu erzeugen und daraus eine mikroporöse Membran herzustellen. Der Polymerlösung kann ein Glykol zugeführt werden.From the US 5,108,607 A It is known to dissolve a polymer in a solvent, to produce a thin film of the polymer solution and to produce a microporous membrane therefrom. The polymer solution can be fed to a glycol.

Aus der DE 38 10 757 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer mikroporösen, membranartigen polymeren Folie durch Gelbildung aus einer Wasserin-Polymerlösung-Emulsion bekannt, wobei Lösungsmittel und Wasser nach dem Aufbringen auf einen flächigen Träger nacheinander verflüchtigt werden.From the DE 38 10 757 C2 discloses a process for producing a microporous membrane-like polymeric film by gelation from a water-in-polymer emulsion emulsion, wherein solvent and water are volatilized successively after application to a sheet carrier.

Die DE 203 18 173 U1 offenbart einen atmungsaktiven Schutzhandschuh mit Schutzfunktion gegenüber chemischen Giften, insbesondere chemischen Kampfstoffen mit mehrschichtigem Schichtaufbau. Der Schichtaufbau weist eine Trägerschicht und eine der Trägerschicht zugeordnete, im Tragezustand der Hand zugewandte, den Durchtritt chemischer Gifte verhindernde oder zumindest verzögernde Sperrschicht auf, die eine Adsorptionsschicht auf Basis eines chemische Gifte adsorbierende Adsorptionsmaterials umfasst, wobei die Sperrschicht zusätzlich zu der Adsorptionsschicht eine zumindest im Wesentlichen wasser- und luftundurchlässige, aber wasserdampfdurchlässige, den Durchtritt chemischer Gifte verzögernde oder gegenüber chemischen Giften zumindest im Wesentlichen undurchlässigen Membran aufweist. Die Membran ist zwischen der Trägerschicht und der Adsorptionsschicht angeordnet.The DE 203 18 173 U1 discloses a breathable protective glove with protective function against chemical poisons, in particular chemical warfare agents with multilayered layer structure. The layer structure has a carrier layer and a carrier layer assigned, in the carrying state of the hand facing, the passage of chemical toxins preventing or at least retardant barrier layer, which comprises an adsorption on the basis of adsorbent adsorbent adsorbent material, wherein the barrier layer in addition to the adsorption one at least Substantially water and air impermeable, but permeable to water vapor, retarding the passage of chemical poisons or at least substantially impermeable membrane to chemical poisons. The membrane is arranged between the carrier layer and the adsorption layer.

Aus der EP 1 400 348 B1 ist ein laminierter, atmungsaktiver Stoff bekannt, der als eine Lage desselben einen reflektierenden Film oder eine reflektierende Membran aufweist, wobei der Stoff weiterhin mindestens eine faserförmige, polymere Spinnvliesstofflage umfasst, wobei der reflektierende Film oder die reflektierende Membran und die mindestens eine faserförmige, polymere Spinnvliesstofflage zusammenlaminiert sind.From the EP 1 400 348 B1 For example, a laminated breathable fabric having as a layer thereof a reflective film or membrane, the fabric further comprising at least one fibrous polymeric spunbonded nonwoven layer, wherein the reflective film or membrane and the at least one fibrous polymeric spunbonded nonwoven layer laminated together.

Die DE 10 2006 008 174 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung atmungsaktiver Textilverbundstoffe. Dabei wird ein Trägermaterial mit einer atmungsaktiven Membran verpresst, wobei sich beim Verpressungsvorgang teilkondensierte atmungsaktive Membranteile zwischen Trägerschicht und Membranschicht befinden.The DE 10 2006 008 174 A1 relates to a process for producing breathable fabric composites. In this case, a carrier material is pressed with a breathable membrane, wherein the compression process partially condensed breathable membrane parts between carrier layer and membrane layer are.

Aus der US 4,247,498 A ist es bekannt, mikroporöse Polymere aus thermoplastischen Polymeren herzustellen, indem eine Mischung des Polymers und einer kompatiblen Flüssigkeit erhitzt wird, um eine homogene Lösung herzustellen. Die Lösung wird unter nicht Gleichgewichtsbedingungen abgekühlt, um eine Flüssig-Flüssig-Phasentrennung hervorzurufen.From the US 4,247,498 A It is known to make microporous polymers from thermoplastic polymers by heating a mixture of the polymer and a compatible liquid to produce a homogeneous solution. The solution is cooled under non-equilibrium conditions to cause liquid-liquid phase separation.

Die DE 100 42 464 A1 betrifft ein wärmeabstrahlungsarmes Material aus einem flächigen Träger, einer Fluorpolymerbeschichtung und einem im Fluorpolymer dispergierten Füllmaterial, das IR-Strahlung absorbiert und als Dach, Wand, Zelt oder Wärmeabsorber dient.The DE 100 42 464 A1 relates to a heat-dissipating material from a flat Support, a fluoropolymer coating and a fluoropolymer dispersed filler that absorbs IR radiation and serves as a roof, wall, tent or heat absorber.

In der DE 10 2005 045 184 A1 ist ein Elastomerblend beschrieben, der einen Kautschuk mit mindestens zwei über Hydrosilylierung vernetzbaren funktionellen Gruppen, mindestens einen anderen Kautschuk mit mindestens zwei über Hydrosilylierung vernetzbaren funktionellen Gruppen umfasst, wobei sich der zweite Kautschuk von dem ersten Kautschuk chemisch unterscheidet. Weiterhin umfasst der Elastomerblend als Vernetzer ein Hydrosiloxan oder Hydrosiloxanderivat oder ein Gemisch aus mehreren Hydrosiloxanen oder -derivaten, die im Mittel mindestens zwei SiH-Gruppen pro Molekül aufweisen. Weiterhin ist ein Hydrosilylierungs-Katalysatorsystem und mindestens ein Füllstoff vorgesehen.In the DE 10 2005 045 184 A1 there is described an elastomer blend comprising a rubber having at least two hydrosilylation-crosslinkable functional groups, at least one other rubber having at least two hydrosilylation-crosslinkable functional groups, the second rubber being chemically different from the first rubber. Furthermore, the elastomer blend comprises as crosslinking agent a hydrosiloxane or hydrosiloxane derivative or a mixture of several hydrosiloxanes or derivatives which on average have at least two SiH groups per molecule. Furthermore, a hydrosilylation catalyst system and at least one filler is provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer mikroporösen elastischen Membran für Bekleidung bereitzustellen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.The object of the present invention is to provide a method for producing a microporous elastic membrane for clothing, with which the disadvantages of the prior art can be avoided.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine mit dem Verfahren hergestellte Membran.This object is achieved by a method having the features of claim 1, and by a membrane produced by the method.

Unter einem nicht reaktiven Material wird im Sinne der Erfindung ein Material verstanden, das unter den Herstellungsbedingungen der Folie im Wesentlichen nicht polymerisiert und im Wesentlichen nicht mit dem Basismaterial chemisch reagiert, d. h. das nicht reaktive Material ist mit dem Basismaterial kompatibel (mischbar) und reagiert unter den Herstellungsbedingungen chemisch nicht nennenswert.In the context of the invention, a non-reactive material is understood as meaning a material which essentially does not polymerize under the production conditions of the film and does not substantially react chemically with the base material, ie. H. the non-reactive material is compatible (miscible) with the base material and does not react chemically appreciably under the manufacturing conditions.

Zunächst werden Folien mit einem Gehalt von nicht reaktivem Material produziert und anschliessend wird das nicht reaktive Material aus der Folie entfernt. Das nicht reaktive Material bildet zunächst eine kontinuierliche Phase in der Folie. Nach der Entfernung des nicht reaktiven Materials ergibt sich eine Folie mit erhöhter Porosität, wobei die Poren sehr kleine Durchmesser aufweisen (in der Größenordnung von z. B. 20 Nanometer bis 50 Mikrometer). Durch das Entfernen des nicht reaktiven Materials wird die Folie zu einer semipermeablen Membran, also einer atmungsaktiven Membran, die Gase, insbesondere Wasserdampf, zumindest teilweise durchlässt.First, films are produced containing non-reactive material and subsequently the non-reactive material is removed from the film. The non-reactive material initially forms a continuous phase in the film. After removal of the non-reactive material, a film with increased porosity results, the pores having very small diameters (of the order of, for example, 20 nanometers to 50 micrometers). By removing the non-reactive material, the film becomes a semi-permeable membrane, ie a breathable membrane which at least partially allows gases, in particular water vapor, to pass through.

Es ist vorgesehen, dass als Basismaterial ein elastisches Material verwendet wird. Mit der resultierenden Membran können daher Kleidungsstücke hergestellt werden, die zumindest in Grenzen elastisch sind und die Bewegungsfreiheit eines Trägers des Kleidungsstücks nicht einschränken. Vorzugsweise weist die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Membran zumindest 20 Gew.-% elastisches Material auf. Die Membranen gemäß der Erfindung weisen vorzugsweise eine Weichheit von > 10 auf der Shore A Skala auf, vorteilhaft > 20 Shore A. Gleichzeitig beträgt die elastische und zerstörungsfreie Dehnbarkeit (englisch: elongation at break) vorzugsweise mindestens 50%, vorteilhaft > 100%.It is envisaged that an elastic material is used as the base material. The resulting membrane can therefore be used to produce garments that are elastic, at least within limits, and do not restrict the freedom of movement of a wearer of the garment. The membrane produced by the process according to the invention preferably has at least 20% by weight of elastic material. The membranes according to the invention preferably have a softness of> 10 on the Shore A scale, advantageously> 20 Shore A. At the same time the elastic and non-destructive extensibility (English: elongation at break) is preferably at least 50%, advantageously> 100%.

Es werden Silikon, Gummi, thermoplastisches Elastomer (TPE) oder thermoplastisches Urethan (TPU) und/oder Polymere auf der Basis oder hergestellt aus Diolefinen als Basismaterial verwendet. Mit diesen Materialien kann zum einen eine elastische Membran hergestellt werden, die zum anderen ein geringes Gewicht aufweist. Aus diesen Materialien hergestellte Membranen sind mechanisch belastbar und leiden nicht unter wiederholter Reinigung, insbesondere bleibt ihre Atmungsaktivität und/oder ihre Schutzwirkung, falls sie mit absorbierenden Materialien ausgerüstet sind, erhalten. Außerdem können sie umweltschonend entsorgt werden.Silicone, rubber, thermoplastic elastomer (TPE) or thermoplastic urethane (TPU) and / or polymers based on or made from diolefins are used as the base material. With these materials, on the one hand, an elastic membrane can be produced which, on the other hand, has a low weight. Membranes made from these materials are mechanically strong and do not suffer from repeated cleaning, in particular their breathability and / or their protective effect, if they are equipped with absorbent materials, remains intact. In addition, they can be disposed of in an environmentally friendly way.

Unter Silikon soll beispielsweise verstanden werden: Silikon basierend auf Dimethylpolysiloxan oder Varianten mit anderen Alkyl- und anderen organischen Gruppen als Methyl, z. B. Ethyl, Octyl, Phenyl, und fluorierte Varianten, sowohl auf Basis von LSR (liquid silicone rubber) als auch traditionell peroxid-vernetztes Silikon. Unter Gummi soll beispielsweise verstanden werden: Gummi auf Basis von (Poly-)Isopren, (Poly-)Butadien, (Poly-)Styren-Butadien, als auch fluor- und chlormodifizierte Varianten. Unter TPE soll beispielsweise verstanden werden: Blockcopolymere auf Basis von Styren-Butadien und Styren-Isopren, eventuell hydrogeniert. Unter TPU soll beispielsweise verstanden werden: thermoplastisches Urethan bestehend aus Glykol und Diisocyanat in Polymerform.Silicone should be understood as meaning, for example, silicone based on dimethylpolysiloxane or variants with alkyl and other organic groups other than methyl, eg. As ethyl, octyl, phenyl, and fluorinated variants, both on the basis of LSR (liquid silicone rubber) and traditional peroxide-crosslinked silicone. Rubber is to be understood as meaning, for example, rubber based on (poly) isoprene, (poly) butadiene, (poly) styrene-butadiene, and also fluorine- and chlorine-modified variants. TPE should be understood as meaning, for example, block copolymers based on styrene-butadiene and styrene-isoprene, possibly hydrogenated. For example, TPU means thermoplastic urethane consisting of glycol and diisocyanate in polymer form.

Es ist vorgesehen, dass als nicht reaktives Material unreaktive Siloxane, Paraffine oder veretherte Glykole verwendet werden. Unreaktive Siloxane kommen vorzugsweise im Falle von Silikonfolien, Paraffine oder veretherte Glykole oder ähnliche Stoffe, die gut mischbar mit dem Folienmaterial sind, im Falle von Gummi- und TPE- sowie TPU-Membranen zum Einsatz.It is envisaged that unreactive siloxanes, paraffins or etherified glycols are used as non-reactive material. Unreactive siloxanes are preferably used in the case of silicone films, paraffins or etherified glycols or similar substances which are readily miscible with the film material, in the case of rubber and TPE and TPU membranes.

Um eine ausreichende Porosität zu erzielen, werden beim Erzeugen der Membran vorteilhafterweise mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, nicht reaktives Material dem Basismaterial beigemischt.In order to achieve a sufficient porosity, advantageously at least 5% by weight, preferably at least 10% by weight, of non-reactive material is admixed with the base material during the production of the membrane.

Es ist vorgesehen, dass das nicht reaktive Material mittels eines Lösemittels aus der Folie entfernt wird. Zur Entfernung des nicht reaktiven Materials wird Kohlendioxid unter mindestens 20 bar Druck (flüssig oder überkritisch) verwendet. Alternativ kann eine Oberflächenbehandlung mit beispielsweise atmosphärischem Plasma durchgeführt werden.It is envisaged that the non-reactive material is removed from the film by means of a solvent. To remove the non-reactive material carbon dioxide is used under at least 20 bar pressure (liquid or supercritical). Alternatively, you can a surface treatment be carried out with, for example, atmospheric plasma.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Basismaterial auf einen textilen Träger aufgebracht wird. Dadurch wird die mechanische Belastbarkeit erhöht.Particular advantages arise when the base material is applied to a textile support. This increases the mechanical load capacity.

Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Membranen miteinander verbunden werden. Dadurch lässt sich eine verbesserte weitere Verarbeitbarkeit erreichen. Insbesondere kann eine der Membranen so gewählt werden, dass die Einarbeitung in Textilien erleichtert wird, insbesondere die Verklebung oder mechanische Anbindung durch Prozesse wie Ultraschall, Wärmestrahlung etc. Vorzugsweise weist eine Membran eine höhere Gasdurchlässigkeit bzw. Wasserdampfdurchlässigkeit auf als eine oder mehrere andere Membranen.In an advantageous variant of the method it can be provided that at least two membranes are connected to one another. As a result, an improved further processability can be achieved. In particular, one of the membranes can be chosen so that incorporation into textiles is facilitated, in particular bonding or mechanical bonding by processes such as ultrasound, heat radiation, etc. Preferably, a membrane has a higher gas permeability or water vapor permeability than one or more other membranes.

Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Membranen miteinander verbunden werden, indem die Ränder mit einem U-förmigen Mantel umgeben werden und dieser zunächst erwärmt und anschließend abgekühlt wird. Als Mantel kann ein schmelzbarer Werkstoff, z. B. ein Thermoplast oder Schmelzkleber, verwendet werden. Silikonfolien, z. B. die obere und untere Hälfte einer Handschuhschutzmembran, beide versehen mit einem extra Rand, können beispielsweise an der Randseite mit einem U-förmigen Mantel versiegelt werden, der zweckmäßig z. B. aus einem TPE besteht. Nach dem Erstarren des TPE (durch Abkühlen des TPE oder Schmelzklebstoffs) erhält man ein mechanisch stabiles Gefüge. Die Stabilität kann optional erhöht werden, indem man den U-förmigen Mantel zusammenrollt, erwärmt (über die Erweichungstemperatur des TPE) und wieder abkühlt. Der TPE- bzw. Schmelzklebstoffmantel ist verklebbar mit Textil, teils durch die bessere Affinität von TPE mit Textil, teils dadurch, dass der Schmelzklebstoff (TPE) in das Textil nach Erwärmen eindringt und nach dem Abkühlen eine mechanische Verbindung mit Textil eingeht. Das TPE, oder ein anderer schmelzbarer Werkstoff, wie ein Thermoplast, kann bezüglich des Schmelzpunktes durch Additive eingestellt werden, sodass das Verkleben mit bereits bekannten Vorrichtungen (z. B. bei 80°C) ausgeführt werden kann.According to a development it can be provided that the membranes are connected to one another by surrounding the edges with a U-shaped jacket and this is first heated and then cooled. As a coat, a fusible material, for. As a thermoplastic or hot melt adhesive can be used. Silicone films, z. B. the upper and lower half of a glove protection membrane, both provided with an extra edge, can be sealed, for example, on the edge side with a U-shaped jacket, the expedient z. B. consists of a TPE. After solidification of the TPE (by cooling the TPE or hot melt adhesive), a mechanically stable structure is obtained. The stability can optionally be increased by rolling up the U-shaped jacket, heating (above the softening temperature of the TPE) and cooling again. The TPE or hotmelt jacket can be bonded to textile, partly due to the better affinity of TPE with textile, partly because the hotmelt adhesive (TPE) penetrates into the textile after heating and, after cooling, forms a mechanical bond with textile. The TPE, or other fusible material, such as a thermoplastic, can be adjusted for melting point with additives so that bonding can be accomplished with previously known devices (eg, at 80 ° C).

Zur Verbindung zweier oder mehrerer Membranen kann weiterhin vorgesehen sein, dass in den Rand der Membranen Löcher eingebracht werden und der Rand zumindest abschnittsweise mit einem von dem Material der Membranen verschiedenen Material eingefasst wird. Beispielsweise können in die (z. B.) Silikonfolien am Rand Löcher eingestanzt werden, die im Falle des Anbringens eines U-förmigen Mantels aus einem von dem Membranmaterial verschiedenen Material (Fremdmaterial) (z. B. TPE, Thermoplast, TPU, u. a.) den physikalischen direkten Kontakt zwischen diesen Fremdmaterialien erlaubt. Idealerweise sind diese Fremdmaterialien verklebbar mit Textil, oder sie lassen sich in das Textilgewebe z. B. durch Einschmelzen und nachfolgendes Abkühlen und Erstarren einfügen.To connect two or more membranes may further be provided that holes are introduced into the edge of the membranes and the edge is bordered at least in sections with a different material of the membrane material. For example, holes can be punched in the (eg) silicone films on the edge, which in the case of the attachment of a U-shaped jacket, consists of a material (foreign material) different from the membrane material (eg TPE, thermoplastic, TPU, etc.). allowed the physical direct contact between these foreign materials. Ideally, these foreign materials are glued to textile, or they can be in the textile fabric z. B. by melting and subsequent cooling and solidification insert.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der eingefasste Rand thermisch bleibend verformt wird. Beispielsweise kann er eingerollt oder verkantet werden, sodass eine gute mechanische Verankerung mit der Membran und gegebenenfalls einer später daran zu befestigenden Textilie erreicht wird.Further advantages arise when the bordered edge is thermally deformed. For example, it can be rolled up or tilted, so that a good mechanical anchoring is achieved with the membrane and possibly a textile to be attached later thereto.

Die Membran eignet sich besonders zur Verwendung in Schutzkleidung, wenn dem Basismaterial oder der Folie gesundheitsschädliche Chemikalien absorbierende Stoffe, insbesondere Aktivkohle oder chemische Absorbientien, beigefügt werden. Aktivkohle wird beispielsweise in TPE dispergiert und anschließend wird nicht reaktives Material aus dem TPE mit CO2 unter Druck herausgelöst. Aktivkohle ist sehr gut mit TPE mischbar. CO2 löst nicht Aktivkohle, aber hat die Eigenschaft, dass es Aktivkohle regenerieren kann. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt dann also darin, dass Textilien mit Schutzmembranen gemäß der Erfindung regenerierbar oder waschbar sind.The membrane is particularly suitable for use in protective clothing when harmful chemicals such as activated carbon or chemical absorbents are added to the base material or the film. Activated carbon is dispersed in TPE, for example, and subsequently unreactive material is dissolved out of the TPE under pressure with CO 2 . Activated carbon is very good with TPE miscible. CO 2 does not dissolve activated carbon, but has the property that it can regenerate activated carbon. A particular advantage of the invention lies in the fact that textiles with protective membranes according to the invention are regenerable or washable.

Die Membran eignet sich als Wäscheschutzkleidung, wenn dem Basismaterial oder der Folie wärmereflektierende Stoffe beigemischt werden, z. B. Stoffe, die Infrarot-Strahlung reflektieren können.The membrane is suitable as a laundry protective clothing when the base material or the film heat-reflecting substances are added, eg. B. substances that can reflect infrared radiation.

In einem Ausführungsbeispiel können metallisierte Glaskugeln mit einem Durchmesser von z. B. 50–100 Mikrometern beigemischt werden. Alternativ können metallisierte Glas- oder andere Fasern, z. B. mit einer Länge von 1–3 Millimetern und einem Durchmesser von 50–100 Mikrometern beigemischt werden. Die Glas- oder Füllkörper verringern die Gasdurchlässigkeit nur in geringem Maße. Vorteilhafterweise sind die metallisierten Füllkörper auf der körperabgewandten Seite konzentriert. Vorteilhafterweise werden Silikonmembranen auf dem Gebiet des Wärmeschutzes gebraucht.In one embodiment, metallized glass spheres with a diameter of z. B. 50-100 microns are mixed. Alternatively, metallized glass or other fibers, e.g. B. be mixed with a length of 1-3 millimeters and a diameter of 50-100 micrometers. The glass or packing reduce the gas permeability only to a small extent. Advantageously, the metallized fillers are concentrated on the body side facing away. Advantageously, silicone membranes are needed in the field of thermal protection.

Die Membran eignet sich als Schutzkleidung für Personen, die starken elektrischen Feldern ausgesetzt sind, wenn dem Basismaterial oder der Folie Stoffe beigemischt werden, die elektrisch leitend sind. In einem Ausführungsbeispiel werden Kohlenstoff, z. B. in Form von Graphit und/oder metallisierte Fasern oder Füllstoffe benutzt, z. B. metallisierte Festkörper wie Glaskugeln oder Glasfasern, um die Membran elektrisch leitend zu gestalten.The membrane is suitable as protective clothing for persons who are exposed to strong electric fields when the base material or the film is admixed with substances that are electrically conductive. In one embodiment, carbon, e.g. B. in the form of graphite and / or metallized fibers or fillers used, for. As metallized solids such as glass beads or glass fibers to make the membrane electrically conductive.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Membran, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, insbesondere mit einer oder mehreren gasdurchlässigen Schichten auf Basis eines elastischen Materials. Vorzugsweise weist die Membran eine Dicke im Bereich von 0,05–0,1 mm auf. Als Membran im Sinne der Erfindung wird auch eine Mehrschichtmembran, bestehend aus mehreren gleichen oder unterschiedlichen Einzelmembranen, verstanden.In a second aspect, the invention relates to a membrane which is produced by the process according to the invention, in particular with one or several gas-permeable layers based on an elastic material. Preferably, the membrane has a thickness in the range of 0.05-0.1 mm. As a membrane in the context of the invention, a multilayer membrane, consisting of several identical or different individual membranes understood.

Ein nicht zur Erfindung gehörender Aspekt betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer erfindungsgemäßen Membran an einer Textilie, wobei das Verfahren das Aufbringen einer polymerisationsfähigen Silikonmischung, eines polyurethanverträglichen Klebers oder eines Schmelzklebers auf die zu verklebenden Stellen umfasst. Die Silikonmischung oder der Kleber können nur auf die Membran, nur auf die Textilie oder auf beides aufgebracht werden.An aspect not belonging to the invention relates to a method for attaching a membrane according to the invention to a textile, the method comprising applying a polymerizable silicone mixture, a polyurethane-compatible adhesive or a hot-melt adhesive to the sites to be bonded. The silicone mixture or adhesive can only be applied to the membrane, only to the textile or both.

Vorzugsweise werden die polymerisationsfähige Silikonmischung, der polyurethanverträgliche Kleber oder der Schmelzkleber erwärmt.Preferably, the polymerizable silicone mixture, the polyurethane-compatible adhesive or the hot melt adhesive are heated.

Eine Stabilisierung der Membran ergibt sich, wenn die Membran zwischen zwei Textilschichten eingelegt wird. Beispielsweise können reine Silikonmembranen, aus denen vorher nicht reaktives Material entfernt wurde, zwischen Textilien gelegt werden. Eine polymerisationsfähige Silikonmischung wird an den zu verklebenden Stellen aufgebracht, entweder nur auf der Silikonmembran oder auf dem Textil oder auf beiden, und zwar auf den Stellen, die verklebt werden sollen. Unter Druck und Temperatur (z. B. ≥ 50°C) wird die Silikonmischung polymerisiert und dringt dabei sowohl in das poröse Silikon als auch mechanisch in das Textilgewebe ein. Hierdurch wird ein fester Verbund geschaffen.A stabilization of the membrane results when the membrane is inserted between two textile layers. For example, pure silicone membranes from which previously unreactive material has been removed can be placed between textiles. A polymerizable silicone mixture is applied to the sites to be bonded, either only on the silicone membrane or on the textile or on both, on the sites that are to be bonded. Under pressure and temperature (eg ≥ 50 ° C), the silicone mixture is polymerized and penetrates both into the porous silicone and mechanically into the textile fabric. This creates a solid bond.

Silikonmembranen, auf denen eine Ober- und evtl. Unterschicht aus TPE angebracht wurde, können mit Schmelzkleber, z. B. auf TPE-Basis, und durch Erwärmen auf über 90°C verklebt werden, da sich über einen Schmelzkleber ein fester Verbund von TPE mit Textilien herstellen lässt.Silicone membranes, on which an upper and possibly lower layer of TPE was attached, can with hot melt adhesive, z. B. on TPE basis, and are bonded by heating to above 90 ° C, as can be a hot melt adhesive, a solid composite of TPE produce with textiles.

Silikonmembranen, auf denen eine Ober- und evtl. Unterschicht aus TPU angebracht wurde, können beispielsweise durch einen polyurethanverträglichen Kleber (idealerweise auch auf PU-Basis) mit einer Textilie verklebt werden.Silicone membranes on which an upper and possibly lower layer of TPU has been applied can be bonded to a textile, for example by a polyurethane-compatible adhesive (ideally also based on PU).

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Randeinfassung einer mehrschichtigen Membran durch Erwärmen und Abkühlen des Randmaterials mit der Textilie verbunden wird. Die Randeinfassung besteht daher vorzugsweise aus einem Material, das einfach an Textilien befestigt werden kann.Alternatively or additionally, it can be provided that the edge enclosure of a multilayer membrane is connected to the textile by heating and cooling the edge material. The edge enclosure is therefore preferably made of a material that can be easily attached to textiles.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung der Membran in Verbindung mit einer Textilie, und mit einem Kleidungsstück, insbesondere Handschuh, mit einer solchen Textilie.In a further aspect, the invention relates to the use of the membrane in conjunction with a textile, and with a garment, in particular glove, with such a textile.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments of the invention with reference to the figures of the drawing, which shows details essential to the invention, and from the claims. The features shown there are not necessarily to scale and presented in such a way that the features of the invention can be made clearly visible. The various features may be implemented individually for themselves or for a plurality of combinations in variants of the invention.

In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.In the schematic drawing embodiments of the invention are illustrated and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a flow chart of the method according to the invention;

2 eine Darstellung zur Verdeutlichung des Verbindens zweier Membranen; 2 a representation to illustrate the connection of two membranes;

3 eine alternative Darstellung des Verbindens zweier Membranen im Randbereich der Membranen. 3 an alternative representation of the joining of two membranes in the edge region of the membranes.

In der 1 ist ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt 11 wird aus einem Basismaterial, welches zumindest in Grenzen elastisch ist, sowie einem nicht reaktiven Material und vorzugsweise einem gesundheitsschädliche Gase absorbierenden Material eine Folie hergestellt.In the 1 a flow chart illustrating the process of the invention is shown. In a first step 11 is made from a base material which is elastic at least within limits, as well as a non-reactive material and preferably a harmful gases absorbing material a film.

Im Schritt 12 wird aus dieser Folie das nicht reaktive Material entfernt, sodass eine mikroporösen Membran, die gasdurchlässig ist, entsteht.In step 12 The non-reactive material is removed from this film, resulting in a microporous membrane that is gas permeable.

Im Schritt 13 werden zwei oder mehrere solcher Membranen miteinander verbunden.In step 13 two or more such membranes are connected together.

Gemäß Schritt 14 wird die so hergestellte Membranschicht mit einer Textilie verbunden, beispielsweise indem ein Schmelzkleber verwendet wird.According to step 14 The membrane layer thus prepared is connected to a textile, for example by using a hot melt adhesive.

Im Schritt 15 wird der Schichtenstapel, bestehend aus der Textilie und der Membranschicht, in eine für ein Kleidungsstück benötigte Form gebracht, z. B. durch Schneiden oder Stanzen.In step 15 the layer stack, consisting of the textile and the membrane layer, brought into a required shape for a garment, z. B. by cutting or punching.

Im Schritt 16 werden mehrere solche Formen an einem Kleidungsstück befestigt oder zu einem Kleidungsstück zusammengesetzt.In step 16 Several such forms are attached to a garment or assembled into a garment.

In der 2 sind zwei übereinander liegende Membranen 20, 21 gezeigt, die in ihrem Randbereich 22 von einem U-förmigen Mantel 23 umgeben sind. Der U-förmige Mantel 23 besteht aus einem anderen Material als die Membranen 20, 21, wobei auch die Membranen 20, 21 aus demselben Material bestehen, aber auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können. Unter Einwirkung von Wärme kann der u-förmige Mantel 23 den Randbereich 22 der Membranen 20, 21 insbesondere formschlüssig umgeben.In the 2 are two superimposed membranes 20 . 21 shown in its edge area 22 from a U-shaped coat 23 are surrounded. The U-shaped coat 23 consists of a different material than the membranes 20 . 21 , whereby also the membranes 20 . 21 can be made of the same material, but also made of different materials. Under the influence of heat, the U-shaped jacket can 23 the edge area 22 the membranes 20 . 21 surrounded in particular form-fitting.

In der 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung zweier übereinander angeordneter Membranen 25, 26 gezeigt, wobei im Randbereich 27 der Membranen 25, 26 Löcher 28, 29 eingebracht sind und das Material des Mantels 30 die Löcher 28, 29 nach Erwärmung, die zum zumindest teilweisen Schmelzen des Mantels führt, und anschließender Abkühlung durchdringt. Somit ist der Mantel 30 an den Membranen 25, 26 verankert und hält diese im Randbereich 27 zusammen. Das Material des Mantels 30 ist vorzugsweise ein thermoplastisches Material, das geeignet ist, eine Befestigung an einer Textilie herzustellen.In the 3 is an enlarged sectional view of two superimposed membranes 25 . 26 shown, being in the edge area 27 the membranes 25 . 26 holes 28 . 29 are introduced and the material of the jacket 30 the holes 28 . 29 after heating, which leads to at least partial melting of the shell, and subsequent cooling penetrates. Thus, the coat 30 on the membranes 25 . 26 anchored and keeps them in the edge area 27 together. The material of the coat 30 is preferably a thermoplastic material suitable for attachment to a textile.

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung einer elastischen mikroporösen Membran (20, 21, 25, 26) für Bekleidung mit den Verfahrensschritten: a) Mischen eines Basismaterials mit einem unter den Herstellungsbedingungen der Folie nicht reaktiven kompatiblen Material, derart, dass das nicht reaktive kompatible Material eine kontinuierliche Phase im Basismaterial bildet, wobei Silikon, Gummi, thermoplastisches Elastomer (TPE) und/oder Polymere auf der Basis oder hergestellt aus Diolefinen als Basismaterial verwendet wird; b) Erzeugen der Folie aus dem Gemisch aus Basismaterial und nicht kompatiblem reaktivem Material, wobei als nicht reaktives kompatibles Material unreaktive Siloxane, Paraffine oder veretherte Glykole verwendet werden; c) Entfernen des nicht reaktiven kompatiblen Materials aus der Folie mittels eines Lösemittels, wobei als Lösemittel CO2 bei einem Druck von mindestens 20 bar verwendet wird.Process for producing an elastic microporous membrane ( 20 . 21 . 25 . 26 for clothing comprising the steps of: a) mixing a base material with a compatible material which is not reactive under the conditions of manufacture of the film, such that the non-reactive compatible material forms a continuous phase in the base material, wherein silicone, rubber, thermoplastic elastomer (TPE) and or polymers based on or produced from diolefins is used as the base material; b) producing the film from the mixture of base material and incompatible reactive material, using as unreactive compatible material unreactive siloxanes, paraffins or etherified glycols; c) removing the non-reactive compatible material from the film by means of a solvent, wherein the solvent used is CO 2 at a pressure of at least 20 bar. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erzeugen der Membran (20, 21, 25, 26) mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, nicht reaktives Material dem Basismaterial beigemischt werden.Method according to claim 1, characterized in that during the production of the membrane ( 20 . 21 . 25 . 26 ) at least 5 wt .-%, preferably at least 10 wt .-%, of non-reactive material are admixed to the base material. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2 hergestellte Membranen (20, 21, 25, 26) miteinander verbunden werden.Method, characterized in that at least two membranes produced according to one of claims 1 to 2 ( 20 . 21 . 25 . 26 ). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen (20, 21, 25, 26) miteinander verbunden werden, indem die Ränder mit einem U-förmigen Mantel (23, 30) umgeben werden und dieser zunächst erwärmt und anschließend abgekühlt wird.Method according to claim 3, characterized in that the membranes ( 20 . 21 . 25 . 26 ) are joined together by the edges with a U-shaped jacket ( 23 . 30 ) are surrounded and this is first heated and then cooled. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (23, 30) zusammengerollt wird.Method according to claim 4, characterized in that the jacket ( 23 . 30 ) is rolled up. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rand der Membranen (25, 26) Löcher (28, 29) eingebracht werden und der Rand zumindest abschnittsweise mit einem von dem Material der Membranen (25, 26) verschiedenen Material eingefasst wird.Method according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that in the edge of the membranes ( 25 . 26 ) Holes ( 28 . 29 ) and the edge at least in sections with one of the material of the membranes ( 25 . 26 ) different material is bordered. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eingefasste Rand thermisch bleibend verformt wird.A method according to claim 6, characterized in that the bordered edge is thermally permanently deformed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Basismaterial oder der Folie gesundheitsschädliche Chemikalien absorbierende Stoffe, insbesondere Aktivkohle oder chemische Absorbientien, beigefügt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base material or the film harmful chemicals absorbent substances, in particular activated carbon or chemical absorbents, are added. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Basismaterial oder der Folie wärmereflektierende Stoffe, insbesondere metallisierte Festkörper wie Glaskugeln oder Glasfasern, zugemischt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base material or the film heat-reflecting substances, in particular metallized solids such as glass beads or glass fibers are mixed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Basismaterial oder der Folie elektrisch leitende Stoffe, insbesondere Kohlenstoff, zum Beispiel in Form von Graphit oder metallisierte Festkörper wie Glaskugeln oder Glasfasern zugemischt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base material or the film electrically conductive substances, in particular carbon, for example in the form of graphite or metallized solids such as glass beads or glass fibers are added. Membran, die nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.Membrane produced according to one of the preceding claims 1 to 10. Verwendung der Membran gemäß Anspruch 11 in Verbindung mit einer Textilie.Use of the membrane according to claim 11 in conjunction with a textile. Verwendung der Membran gemäß Anspruch 11 bei einem Kleidungsstück.Use of the membrane according to claim 11 in a garment.
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