DE2030703A1 - Als Kunstleder geeigneter Schichtstoff - Google Patents

Description

B.I. DU. PONiE DE NEMOURS AND COMPANY · 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A.

Als Kunstleder geeigneter Schichtstoff

Die Erfindung betrifft einen neuen und verbesserten, wasserdampfdurchlässigen Schichtstoff, der durch Überziehen einer porösen Faserstoffgrundschicht mit einer mikroporösen Polymerisatschicht hergestellt wird. Die bevoräugten Ausführungsformen der Erfindung betreffen die Herstellung eines biegsamen Kunstleder«, das aus einem anhaftenden Überzug einer mikroporösen Schicht aus einem dauerhaften Elastomeren auf einer gemusterten Grundschicht aus einem Vliesstoff aus hochgradig verschlungenen Pasern besteht.

Es gibt viele wichtige Anwendungszwecke für dampfdurchlässige Schichtstoffe mit einer mikroporösen Polymerisatschicht, die in Form einer freitragenden Folie oder in Form eines an einer porösen, verstärkten G-rundschicht anhaftenden Überzuges vorliegen. Zum Beispiel können Schuhoberleder, Polsterwaren und Kleidungsstücke aus biegsamen, dampfdurchlässigen Schichtstoffen hergestellt werden, bei denen eine mikroporöse Schicht aus einem elastischen Polymerisat mit einem Gewebe oder Vliesstoff

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au einem Ganzen verbunden ist. Solche Schichtstoffs sind "bekanntlich hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit, ihres gefälligen Aussehens und ihrer .Bequemlichkeit im fragen äem Leder ebenbürtig.

Es ist bekannt, dass dampfdurchlässige Mikroporöse Stoffe durch Überziehen, gewisser Vliesstoffe mit einer biegsamen Polymerisafcschicht, die eine Struktur aus untereinander kommunizierenden Mikroporen aufweist, hergestellt v/erden können« Die Herstellung solcher Erzeugnisse ist in den USA-Patentschriften 3 000 757, 3 238 055 und 3 067 483 'beschrieben. Ba es häufig vorkommt, dass das Webmuster von Geweben durch den mikroporösen Belag durchscheint, verwendet man als Grundschichten io allgemeinen Vliesstoffe»

Zu den üblichen Methoden zur Herstellung von mikroporösen Erzeugnissen gehören die bekannten Verfahren des Imprägnieren^, Beschichtens und/oder Kaschierens von Geweben und Vliesstoffen mit verschiedenen Polymerisaten. Die dauerhafteren Sorten dieser mikroporösen .Produkte werden mit" einem verhältnisiaässig dichten, dabei aber doch porösen, durch Ineinandergreifen der Fasern zusammengehaltenen Sextilstoff hergestellt, - bei dem die Verriegelung der Fasern durch lladelnj, Heisspressen.und/odei¹ Einlagerung von porösen Bindemitteln erzielt wird.

Viele Verfahren zur Herstellung solcher Stoffe sind zwar im allgemeinen recht aufriedensteilend, haben aber doch»gewiss® Beschränkungen. Zum Beispiel findet beim Vorgang des Einleistens bei der Herstellung von Schuhen aus Kunstleder welches durch Imprägnieren und Beschichten einer'Faserstoffbahn hergestellt worden isfe„ häufig eine Aufrauhung an den Stellen statt, wo das Material gestreckb wird, besonders in der Yorderkappe, der Fersengegend und im Oberteil» Als Ergebnis der Aufrauhung sind die Fasern der Grundschicht zu erkennen indem si© dem Oberflächenbelag ein ungleichmässig texturierten Aussehen verleihen. Dieses ungleiohinässige und unschöne Aussselteia wird als Aufrauhung bezeichnet und gellt normalerweise mit

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sigkeiten (einschliesslich Nadelmustern) Hand in Hand, die die bekannten Vliesstoffe vor dem Imprägnieren aufweisen.

Obwohl nan eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen solchen Materials dadurch erreichen kann, dass man einen mehrschichtigen Stoff verwendet, der eine Zwischenschicht aufweist, zeigen die Erzeugnisse geiaäss der Erfindung eine verbesserte Palte und einen verbesserten Bruch sowie eine hochgradige Geschmeidigkeit.

Die Erfindung stellt einen feuchtigkeitsdurchlässigen, weichen und geschmeidigen Schichtstoff von lederartigem Griff und Aus-. sehen zur Verfügung. Dieser neue und verbesserte Schichtstoff wird hergestellt, indem man eine gemusterte Vliesstoff-Grundschicht aus verschiedenen, in Hasse vorliegenden Faserstoffen herstellt und sie mit einem mikroporösen Überzug aus einem Polymerisat beschichtet. Gegebenenfalls kann in die Grundschicht ein polymeres Bindemittel eingelagert sein. Die Grundschicht wird hergestellt, indem man eine Schicht aus Fasermaterial in Form von Stapelfasern, Endlosfäden oder Gemischen aus Endlosfäden und Stapelfasern derart mit Flüssigkeitsstrahlen behandelt, dass ein Vliesstoff mit einem wiederkehrenden Muster von in engen Abständen voneinander stehenden Faserverschlingungslinien entsteht. Die gemusterte Grundschicht kann dadurch gekennzeichnet werden, dass sie wiederkehrende parallele Flächen von "Faserverschlingung" aufweist, die sich in ihrer Flächendichte voneinander unterscheiden und sich linear auf einer oder mehreren Achsen oder in sonstiger geordneter Weise erstrecken und ein gleichmässiges Küster ergeben, das ungefähr 4.65 bis

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1550 löcher ^e cm und vorzugsweise 62 bis 620 Löcher je cm aufweist. Diese Grundschicht kann nach verschiedenen Methoden, z.B. gemäss den USA-Patentschriften 3 100 721 und 3 208 875, mit einem mikroporösen Belag beschichtet werden.

Man kann in die Grundschicht auch ein polymeres Bindemittel einlagern, um ihre Festigkeit, Abriehbeständigkeit, Biegestarrheit und andere damit verwandte Eigenschaften zu verbessern.

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Die neuen Schichtstoffe geinäss der Erfindung werden hergestellt, indem man zunächst eine Vliesstoffgrundschicht, die durch ein geordnetes Muster von dreidimensionaler Faserverschlingung gekennzeichnet ist, aus einer Paserstoffmasse herstellt und auf die Grundschicht einen mikroporösen Belag aufbringt. Die Grundschicht wird hergestellt, indem man eine Schicht aus Paserstoffmaterial in Porm von Stapelfasern, Endlosfäden oder Gemischen aus Endlosfäden und Stapelfasern mit Flüssigkeitsstrahlen behandelt, die das Fasermaterial durchdringen, und die Pasern dann zu einem zusammenhängenden Vliesstoff verdichtet. Die gemusterte Grundschicht kann dadurch gekennzeichnet werden, dass sie wiederkehrende parallele Flächen von "Faserverschlingung" aufweist, die sich in der Flächendichte voneinander unterscheiden und sich linear auf einer oder mehreren Achsen oder in anderweitig geordneter Weise erstrecken und ein gleichmässiges Muster ergeben, das etwa 4,65

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bis 1550 öffnungen oder Löcher je cm und vorzugsweise 62 bis

620 Löcher je cm aufweist. Die Bereiche der "Faserverschlingung" können als "Nähte" bezeichnet werden.

Die Faserstoffschicht wird vor der Behandlung auf einem Trägerorgan angeordnet. Die Flüssigkeitsstrahlen werden unter einem Druck von mindestens 14 atü aus öffnungen von weniger als etwa 0,38 mm Durchmesser zugeführt. Es bilden sich feine Flüssigkeitsstrahlen, die in dem Abstand von den öffnungen, in welchem die Behandlung durchgeführt wird, eine Energieflussdichte von mehr als 23 000 Fuss-Poundal/6 ₁ 4.5 cm »Sekunde aufweisen. Durch die auf dem Träger befindliche Faserstoffschicht lässt man die Flüssigkeitsstrahlen derart auf-Wegen hindurchdringen, deren Mittenabstände voneinander weniger als etwa 2,54 mm betragen, dass eine Behandlungsenergie von mindestens 0,1 PS-Std./453,6 g Paserstoffprodukt zur Einwirkung kommt, .

Die feinen Flüssigkeitsstrahlen werden normalerweise erzeugt, indem man Wasser aus öffnungen von 0,05 bis 0,76 mm Durchmesser ausspritzt, die von einer Sammelleitung gespeist werden

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und in einer Dichte von 2 bis 39,4, vorzugsweise 7,9 "bis 15,7 öffnungen je cm angeordnet sind.

Die Geschwindigkeit, mit der das Fasernaterial von den Flüssigkeitsstrahlen durchsetzt wird, und die Anzahl von Behandlungsvorgängen liefern eine Gesamtbehandlungsenergie von mindestens 0,1 PS-Std./453,6 g Textilstoff. Die einzelnen Flüssigkeitsstrahlen müssen so fein sein, dass sie die gewünschte Fadenverschlingung erzeugen. Im allgemeinen treten die Flüssigkeitsstrahlen aus Öffnungen mit Durehmessern von-0,05 bis 0,38 mm aus. Die Grosse der Öffnungen kann je nach dem zu behandelnden Material und der gev/ünschten Wirkung variieren. Zur Behandlung lockerer Faservliese variiert man die Grosse der öffnung vorzugsweise je nach dem Flächengewicht der Faserstoffschicht und dem Titer ihrer Fasern. Vorzugsweise werden für Stoffe von niedrigem Flächengewicht und niedrigem Fasertiter öffnungen von kleinem Durchmesser und für höhere Flächengewichte oder Fasertiter öffnungen von grösserem Durchmesser verwendet.

Dadurch, dass man säulenförmige Strahlen einer Flüssigkeit, wie Wasser, aus den Austrittsöffnungen direkt auf die Faserstoff schicht auf parallelen, zusammenhängenden Wegen aufspritzt, die gerade, gebogen oder zickzackförmig sein können, entsteht eine Vliesstoffgrundschicht, bei der die linien der Faserverschlingung ein gerades, gebogenes oder zickzackförmiges Muster aufweisen, das durch, die Wege der Flüssigkeitsstrahlen bestimmt ist und hinsichtlich Anzahl und Frequenz der Anzahl und Frequenz der Strahldüsen entspricht. Diese Art von linienweise verfilzter Grundschicht zeigt ein ausgesprochenes Strahlspurmuster, das noch verstärkt werden kann, indem man die Behandlung so durchführt, dass parallele Strahlen mehrmals hintereinander die gleichen Wege zurücklegen. Die Faserverschlingung und Festigkeit solcher Grundschichten kann durch wiederholte Behandlung oder durch längere Behandlung erhöht werden, z.B. durch langsames Hinwegführen der Flüasigkeits-

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strahlen über die Grundschicht. Die gemusterten Vliesstoff--'"■"" grundschichten weisen normalerweise mindestens zwei Nähte'je cm auf. Die Fasern der Grundschicht sind untereinander verwickelt, verschlungen und verflochten, wobei die Faserverschlingung sich in allen Dimensionen erstreckt, während die Faserteile zwischen den Nähten regellos orientiert und in dem ganzen Rest des Vliesstoffs verteilt sind. Das obige Verfahren wird normalerweise durchgeführt, indem man zunächst eine Faserstoff schicht behandelt, die sich auf einem grobmaschigen Sieb (mit beispielsweise 5,5 bis 11,8 Maschen je cm) befindet. Die zweite Verfahrensstufe besteht darin, dass man die Faserschicht auf einem feinmaschigen Sieb (feiner als 31,5 Haschen je cm) behandelt, so dass sehr wenige Fasern in die Löcher des Siebes hineingetrieben werden und die Flüssigkeitsstrahlen deutliche Spuren auf der Grundschicht bilden. Bei dieser Behandlung bilden sich Grundschichten mit abwechselnden Flächen mit starker und schwacher Faserverschlingung, die deutlich die Spuren der Flüssigkeitsstrahlen zeigen.

Andere für die Zwecke der Erfindung geeignete Grundschichten weisen ein wiederkehrendes Muster von Faserverschlingungsbereichen, die eine höhere Flächendichte (Gewicht je Flächeneinheit) haben als die mittlere Dichte des Textilstoffs, und verbindenden Fasern auf, die sich zwischen den dichten Verschlingungsbereichen erstrecken und in den dichten, verfilzten Bereichen regellos ineinander verschlungen sind, örtliche Verschlingungsbereiche können durch Fasern miteinander verbunden sein, die sich zwischen benachbarten Verschlingungsbereichen erstrecken und Bereiche von niedrigerer Flächendichte bilden als derjenigen des angrenzenden Textilstoffs. Die dichten Verschlingungsbereiche und die sie verbindenden Fasern können ein Muster von Öffnungen begrenzen, das frei von Pasern ist. Bei anderen Grundschichten sind die dicht verschlungenen Bereiche in einem regelmässigen Muster angeordnet und durch geordnet© Gruppen von Fasern so verbunden, dass der Vliesstoff ähnlich wie ein herkömmliches Gewebe aussieht, die Fasern aber trots-

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dem regellos durch den Textilstoff von einem Verschlingungsbe-' reich zum anderen fortlaufen. Die Pasern einer geordneten Gruppe können im wesentlichen parallel oder regellos zueinander angeordnet sein«

Die Faserverschlingungsbereiehe von höherer Flächendichte als derjenigen des Vliesstoffs können beliebige Form oder Grosse haben. Ein Faserverschlingungsbereich kann in einer Richtung ziemlich lang sein oder eine gedrungene Form haben, bei der der Durchmesser des einbeschriebenen Kreises mindestens 50 fi des Durchmessers eines dem Umfang des Bereichs umschriebenen Kreises beträgt. Die Paserverschlingungsbereiche können sich kontinuierlich auf geraden oder wellenförmigen Wegen erstrekken, oder sie können gesonderte» verschlungene Fasermassen von kreisförmigem, quadratischem oder rechteckigem Aussehen sein. Sie können miteinander durch Fasergruppen verbunden sein und zusammen mit diesen ein Muster von öffnungen begrenzen. Unter "öffnung" ist ein Loch in dem Vliesstoff zu verstehen _t das praktisch frei von Pasern sein oder verhältnismässig wenige Fasern enthalten kann. Die geordneten Fasergruppen können die dichten Paserverschlingungsbereiche so dicht zusammenhalten, dass die öffnungen erst sichtbar werden, wenn der Vliesstoff gestreckt wird, und/oder dass sie nur bei Vergrösserung sichtbar sind. Der Ausdruck "geordnet" bezieht sich auf das grobe Aussehen der Fasergruppen· Die Gruppen können Bündel oder Bänder von garnartigem oder streifenartigem Aussehen sein. Die einzelnen Pasern können im wesentlichen parallel verlaufen oder parallele Richtungen annehmen, wenn der Vliesstoff gespannt wird, oder die Fasern können regellos miteinander verschlungen oder anderweitig in einer Form angeordnet sein, in der sie imstande sind, gemeinsam die Verteilung der Spannung in dem Vliesstoff herbeizuführen.

Die wiederkehrenden Muster von Faseranordnungen können regelmässig sein, indem im wesentlichen gleiche Anordnungen periodisch in einer oder mehreren Richtungen in der Ebene des

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Vliesstoffs wiederkehren, oder die 'wiederkehrenden Muster können unregelmässig sein. Je nach der Feinheit des Musters, das auf dein gemusterten Organ oder nach einer Nachbehandlung, wie der Schrumpfung, erzeugt wird, kann die Ausbildung einer Faserkräuselung oder dergleichen, wobei die Faseranordnung das Muster bildet, leicht mit dem blossen Auge erkennbar sein oder nicht. Bei Vergrösserung sind diese Muster jedoch leicht zu erkennen. Bei Betrachtung im durchfallenden Licht erscheinen die dichter verschlungenen Bereiche als dunkle Flächen in dem Textilstoff. Wenn geschrumpfte oder gekräuselte Fasern vorhanden sind, erkennt man bei geringer Dehnung des Textilstoff^ den Unterschied zwischen den dichten Verschlingungsbereichen und den geordneten Fasergruppen.

Der Ausdruck "mit Öffnungen versehenes Musterungsorgan" umfasst Siebe, durchlochte oder gerillte Platten oder dergleichen, auf denen das Ausgangsgut bei der Behandlung liegt, und die infolge ihrer Öffnungen und/oder Oberflächenkonturen die Verschiebung der Fasern zu einem Muster unter der Einwirkung von Flüssigkeitsstrahlen von hoher Energieflussdichte verursachen. Das Musterungsorgan kann eine ebene oder unebene Oberfläche oder eine Kombination von ebenen und unebenen Bereichen aufweisen.

Um Grundschichten mit einem geordneten Muster von Löchern herzustellen, werden die Faserschichten auf einem Sieb mit 4 bis 31,5 Haschen Je cm und vorzugsweise von 7,9 bis 15,7 Maschen je cm behandelt. Die Flüssigkeitsstrahlen zwingen die Fasern, das Muster des Trägersiebs anzunehmen. Je nach der Energiemenge, die auf die Faserstoffschicht zur Einwirkung gebracht wird, können sich in der entstehenden Grundschicht an den Drahtkreuzungspunkten des Siebs Löcher bilden.

Die Grundschichten gemäss der Erfindung können aber auch zunächst auf einem grobmaschigen Sieb (4 bis 15_t7 Maschen je cm) schwach verfilzt und dann auf einem feinmaschigen Sieb (15,7 bis 39 Haschen je cm) endgültig verfilzt werden. Bei diesem

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Verfahren ist weniger Energie erforderlich, um einen äquivalenten Betrag von Faserverschlingung zu erzielen, und es "wird dadurch auch die ßleichmässigkeit der Grundschicht verbessert·

Diese Grundschichten haben normalerweise eine Faserverschlingung3vollständigkeit (c) von mindestens 0,5 und eine Verschlingungsfreq.uenz (f) von mindestens 25, bestimmt in bindungsfreiem Zustand. (Unter "bindungsfrei¹¹ ist zu verstehen, dass die Pasern des Vliesstoffs nicht durch ein Bindemittel oder gegenseitiges Verschmelzen aneinander gebunden sind. Mit anderen Worten: Der Vliesstoff wird untersucht, um Festigkeit und sonstige Eigenschaften zu bestimmen, die ausschliesslich auf die gegenseitige Paserverschlingung zurückzuführen sind.)

Besonders feste, gemusterte Vliesstoffgrundschichten werden hergestellt, indem man durch die Paserstoffbahn Flüssigkeitsstrahlen hindurchdringen lässt, die aus Öffnungen mit Durchmessern von 0,05 bis 0,25 mm, die lineare Abstände von 7,8 bis 23,6 Öffnungen je cm aufweisen, ausgespritzt werden, die mit Wasser unter Drücken von 35 bis 140 atü gespeist werden.

Die hervorragende Festigkeit der erfindungsgemäss verwendeten Grundschichten beruht auf der gegenseitigen Paserversehlingung, die ohne Verwendung von verfilzbaren Fasern oder herkömmlichem Nadeln erzielt wird.

Zu den erfindungsgemäss verwendeten Faserstoffen gehören CeI-lulosefasern und synthetische Textilfasern, wie Fasern aus Acrylpolymerisaten, Polyestern* Polyolefinen und Polyamiden. Zur Herstellung der Grundschichten eignen sich beliebige Schichten aus Faserstoff material, das aus Faserelementen in Form von Stapelfasern oder Endlosfäden besteht und in Form von Watten, Vliesen, Bahnen, Schichtstoffen oder Gemischen solcher Formen vorliegt. Faserstoffbahnen mit Flächengewichten zwischen 34 und 340 g/m werden zur Herstellung der Grundschichten bevorzugt. ■ .-

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Eine Grundschicht aus ineinander verschlungenen Fasern kennzeichnet sich durch eine Textilstruktur, bei der die Pasern untereinander verwickelt, verschlungen, verflochten oder anderweitig so miteinander verbunden sind, dass sie sich praktisch nicht voneinander trennen lassen. Dem Behandlungsverfahren können ausgewählte Stellen der Paserstoffschicht von jeder beliebigen Grosse, aber auch die gesamte Paserstoffschicht, unterworfen werden. Wenn man die behandelte Pläehe im Querschnitt betrachtet, bemerkt man, dass eine Anzahl von Faserabschnitten durch die Wirkung der Plüssigkeitsstrahlen in eine zur Ebene des Faservlieses senkrechte Richtung umgelagert worden ist.

Um die gemäss der Erfindung verwendeten Vliesstoffgrundschichten von hoher Festigkeit zu erhalten^ ist es erwünscht, dass das Fasermaterial der Einwirkung von Strahlen aus einer nichtkomprimierbaren Flüssigkeit mit so hoher Energieflussdichte und mit einem so hohen Behandlungsausmass unterworfen wird, dass die Fasern sich ineinander verschlingen. Die anfängliche

Energieflussdichte in Fuss-Poundal je 6,45 cm je Sekunde lässt sich leicht nach der Gleichung

EP₁ = 77 PG/a

berechnen, in der die Symbole die folgenden Bedeutungen haben:

P = Flüssigkeitsdruck in Einheiten von 0,07 kg/cm , G = volumetrische Strömung der Flüssigkeit in Einheiten von 0,0283 m⁵/Min. und

a = anfängliche Querschnittsfläche des Plüssigkeitsstrahls

■ ρ
in Einheiten von 6,45 cm .

Den Wert von G in der obigen Gleichung erhält man durch Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Plüssigkeitsstrahls. Die anfängliche Querschnittsfläche (a), die sich in der Düse befindet, kann bestimmt werden, indem man die Düsenfläche misst und mit dem Ausstosskoeffizienten (gewöhnlich 0,64) multipliziert, oder sie kann aus gemessenen Strömungsgeschwindigkeiten berechnet werden. Da die Fläche (a) der Strömung d@s massiven Strahls entspricht, gibt die obige Gleichung den

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Höchstwert für die Energieflussdichte, der bei dem betreffenden Druck und der betreffenden Strömungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Gewöhnlich nimmt die Energieflussdichte mit zunehmender Entfernung des Strahls von der Austrittsöffnung schnell ab, selbst wenn man sorgfältig geformte Austrittsöffnungen verwendet. Bis zum Auftreffen auf die Faserstoffbahn divergiert der Flüssigkeitsstrahl bis zu einer Fläche (A), und die kinetische Energie des Strahls verteilt sich über diese grössere Fläche. Die Querschnittsfläche (A) kann aus photographischen Aufnahmen des Strahls geschätzt werden, wenn die Faserstoffbahn entfernt worden ist, oder sie lässt sich mit Kikrometersonden messen. Die Energieflussdichte ist dann gleich dem Produkt aus der anfänglichen Energieflussdichte und dem Strahldichteverhaltnis (a/A). Daraus folgt für die Energieflussdichte an der zu behandelnden Faserstoffbahn die Gleichung EF₁₁, = 77 PG/A Fuss-Poundal/6,45 cm²·Sek.

Der Wert von (A) erhöht sich mit dem Abstand von der Düsenöffnung und hängt bei einem gegebenen Behandlungsabstand von der Düsenvorrichtung und dem Druck der den Düsen zugeführten Flüssigkeit ab.

Das Ausmass der Behandlung muss ausreichen und wird durch die Energie gemessen, die pro Gewichtseinheit des erzeugten Textilstoff s aufgewandt wird. Die Energie (E₁), die bei der Herstellung eines gegebenen Vliesstoffs bei einem Durchgang unter der Verteilerleitung aufgewandt wird, wird in PS-Std. je 453,6 g Textilstoff gemessen und aus der Gleichung

E₁ = 0,125 (YPG/sb) berechnet, in der

Y = Anzahl der öffnungen je Längeneinheit von 25,4 mm der

Verteilerleitung, P = Druck der Flüssigkeit in der Verteilerleitung in Einheiten von 0,07 kg/cm ,

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BAD OHiQINAL

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•ζ

G β volumetrische Strömung in Einheiten von 0,0283 nr/Min./Du-. senöffnung,

s « Vorschubgeschwindigkeit der Paserstoffbahn unter den Flüssigkeitsstrahlen, ausgedrückt in Einheiten von 0,3048 m/Min., und

b = Flächengewicht des erzeugten Vliesstoffs in Einheiten von 33,91 g/m².

Wenn die Faserstoffbahn mehrmals mit den Flüssigkeitsstrahlen behandelt wird, ist die Gesamtmenge der bei der Behandlung aufgewendeten Energie gleich der Summe der einzelnen Energiewerte für jeden Durchgang unter der Verteilerleitung.

Die Energieflussdichte der Flüssigkeitsstrahlen hängt von der verwendeten Düsenvorrichtung, dem Druck, unter dem die Flüssigkeit den Düsen zugeführt wird, und dem Abstand zwischen den Düsenöffnungen und der Faserstoffbahn bei der Behandlung ab. Anfänglich bildet die Flüssigkeit "massive" Strahlen, d.h« ununterbrochene, homogene Flüssigkeitsstrahlen. Solche Strahlen erhält man vorzugsweise dadurch, dass man eine geeignete Flüssigkeit, wie Wasser, unter hohem Druck unter solchen Bedingungen durch eine öffnung von kleinem Durchmesser ausspritzt, dass die austretenden Strahlen im wesentlichen säulenförmig bleiben, mindestens so lange, bis sie auf das Fasermaterial auftreffen. Im wesentlichen säulenförmige Strahlen haben einen Gesamtdivergenzwinkel von weniger als etwa 5°. Besonders feste und oberflächenbeständige Grundschichten erhält man mit unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitsstrahlen, die einen Divergenzwinkel von weniger als etwa 3° aufweisen. Gegebenenfalls kann man die Faserstoffschicht zunächst mit einem Netzmittel oder oberflächenaktiven Mittel behandeln, um die Verarbeitung zu erleichtern. Solche Mittel können auch der Strahlflüssigkeit zugesetzt werden. Ein Beispiel für ein besonders geeignetes Mittel, welches das Durchdringungsvermögen der Strahlen erhöht, ist Folyäthylenoxid von hohem Molekulargewicht.

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Je nach der Natur der anfänglichen Faserstoffschicht der zu erzeugenden Vliesstoffgrundlage kann die Energieflussdichte, die von den Flüssigkeitsstrahlen zur Einwirkung gebracht wird, gesteuert werden, indem man die Grosse der öffnungen, aus denen die Strahlen austreten, den Druck, unter dem die Flüssigkeit den Düsen zugeführt wird, und den Abstand der Bahn von den Öffnungen variiert. Andere Verfahrensvariable, die geän-ν dert werden können, um den gewünschten Vliesstoff zu erhalten, sind die Geschwindigkeit, mit der die Faserstoffschicht vorrückt, die Anzahl der Durchgänge der Faserstoffschicht unter den Flüssigkeitsstrahlen und/oder die Richtungen, in denen die Faserstoffschicht den Weg der Flüssigkeitsstrahlen schneidet.

Überall, wo säulenförmige Strahlen auf die Schicht einwirken, werden einzelne Fasern der Schicht zwangsweise in allen Dimensionen der Schicht zur gegenseitigen Verschlingung ineinander gebracht. Man kann einen einzigen Flüssigkeitsstrahl oder mehrere Flüssigkeitsstrahlen, die in bestimmten Abständen voneinander stehen, kontinuierlich oder diskontinuierlich auf die Faserstoffschicht in einer zur Oberfläche der Schicht senkrechten oder schrägen Richtung zur Einwirkung bringen. Ferner kann die Faserstoffschicht auf einer oder auf beiden Seiten behandelt werden.

Besonders geeignet zur Herstellung der linienweise verschlungenen Grundschichten gemäss der Erfindung sind Verfahren und Vorrichtung gemäss der canadischen-Patentschrift 739 652.

Die mit Siebmuster versehenen Grundsohiohten oder die Grundschichten, die öffnungen oder Löcher aufweisen, können gemäss der britischen Patentschrift 1-088 376 hergestellt werden.

Obwohl es nicht erforderlich ist, das Grundsohichtmaterial mit einem polymeren Bindemittel zu imprägnieren, kann man sich dieser Massnahme bedienen, um die Festigkeit der Grundschicht weiter zu erhöhen und ihren Griff zu verbessern· Wenn ein Im prägniermittel verwendet wird, führt man es vorzugsweise in

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die Grundschicht in Form einer Lösung oder einer wässrigen Dispersion ein. Das Imprägniermittel ist ein Polymerisat von niedrigem Elastizitätsmodul, d.h. das in der Grundschicht verteilte Bindemittel muss ohne die Fasern in einer Form vorliegen, in der es bei 5-prozentiger Dehnung eine Zugfestigkeit von mindestens 0,35, aber weniger als 10,5 kg/cm und, vorzugsweise

von weniger als 7 kg/cm aufweisen würde. Ein besonders bevorzugtes Imprägniermittel hat bei 5-prozentiger Dehnung eine Zug-

festigkeit von weniger als 3,5 kg/cm .

Durch die Verwendung der gemusterten Vliesstoffgrundschicht bei dem mikroporösen Kunstleder gemäss der Erfindung wird die Entwicklung von Rauhigkeit an denjenigen Stellen des Kunstleders unterdrückt, die gestreckt werden, ohne dass man eine Zwischenschicht anzuwenden braucht, um die Dehnung zu verteilen. Dieses Kunstleder ist "nicht-aufrauhend" in dem Sinne, dass TJngleichmässigkeiten in der Grundschicht nicht durch die Oberfläche des Kunstleders hindurchscheinen, wenn die mit dem Belag versehene Grundschicht gestreckt wird, wie beim Einleisten der Vorderkappe und des Oberteils bei der Herstellung von Schuhen. Die Verwendung von gemusterten Grundschichten führt zu einem Kunstleder, das der Aufrauhung Widerstand entgegensetzt, und das sich mit den bisher bekannten Vliesstoffgrundschichten nicht herstellen lässt.

Gewöhnlich verwendet man eine solche Menge an Imprägniermittel und Deckbelag auf der Grundschicht, dass alle Muster, die beim Strecken des Kunstleders etwa sichtbar werden, könnten, bedeckt werden. Es wurde gefunden, dass man mit weniger Deckbelag auskommt, um das Kunstleder gemäss der Erfindung "niohtaufrauhend¹¹ zu machen, wenn man das Verfahren zur Behandlung der gemusterten Vliesstoffgrundschicht variiert.

Eine Methode zur Verminderung der Menge an Deckbelag, die .erforderlich ist, um die gemusterte Grundschicht zu verdecken und die Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen zu verbessern,; besteht darin, dass man die gemusterte Vlieestoffgrund-

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schicht der Flächenschrumpfung unterwirft, wodurch das Küster verkleinert wird. Die Schrumpfung der Grundschicht kann erreicht werden, indem man die Grundschicht mit heissem Wasser oder einem sonstigen Mittel behandelt, welches imstande ist, die Zusammenziehung der Fasern auszulösen, ohne die Pasern zu schmelzen oder zu schädigen. Wenn eine Schrumpfung vorgenommen werden soll, sollen die in der Grundschicht verwendeten Faserstoffe imstande sein, sich bei richtiger Behandlung, z.B. mit Warme oder einem Quellmittel, zusammenzuziehen. Das Zusammenziehen kann auf einer einfachen Längenänderung (d.h. Schrumpfung) oder auf einer Verzerrung der Fäden zu einer unregelmässigen Form (-d.h. Kräuseln oder Ringeln) oder auf beiden Ursachen beruhen. Das Zusammenziehungsvermögen oder der Grad der Zusammenziehung bezieht sich auf einen freien Faden unter den Behandlungsbedingungen und wird zweckmässig als prozentuale Abnahme (bezogen auf den ursprünglichen Wert) der kürzesten Entfernung zwischen zwei Punkten auf einem einzelnen Faden ausgedrückt; wenn also sowohl eine Schrumpfung als auch eine Kräuselung stattfindet, ist die Zusammenziehung die Summe aus der durch die Längenverminderung verureachten Wirkung und der Ausbildung eines unregelmässigeren Weges zwischen den beiden Messpunkten. Fasern, die sich unter den Behandlungsbedingungen nicht zusammenziehen können und daher als einziger Bestandteil ungeeignet sind, wenn der Vliesstoff geschrumpft werden soll, können mit zusammenziehfähigen synthetischen Fäden vermischt oder umwickelt werden, um besondere Effekte zu erzielen. Man kann sich mindestens dreier Methoden bedienen, um die Grundschicht gemäss der Erfindung zu behandeln:

(1) eine aus einer einzigen, zum Zusammenziehen befähigten Faserart bestehende Grundschicht kann der Flächenschrumpfung unterworfen werden?

(2) eine aus zusammenziehungsfähigen und nicht zusammenziehungsfähigen Fasern bestehende Grundschicht kann einer Plächenschrumpfung unterworfen werden, bei der nur die

: zusammenziehungsfähigen Fasern schrumpfen:

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(3) eine nur aus einer Faserart bestehende Grundschicht, bei der die Pasern imstande sind, sich.zu kräuseln, zu ringeln oder zu verlängern, kann der Flächensohrumpfung unterworfen werden. Dieser Effekt wird in der Technik als spontane Kräuselung bzw. spontane Verlängerung bezeichnet;

(4) man kann sich jeder beliebigen Kombination der Nethoden (1), (2) und/oder (3) bedienen. ·

Wenn die gemusterte Grundschicht nur aus einer einzigen Faserart besteht, die die Fähigkeit hat, sich zusammenzuziehen, weist das mit dieser Grundschicht hergestellte Kunstleder eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen auf und benötigt weniger Deckbelag, als wenn die gemusterte Grundschicht nicht geschrumpft worden ware. Wenn man eine aus zusammen ziehungsfähigen und nicht zusammenziehungsfähigen Fasern; bestehende Grundschicht zur Herstellung des Kunstleders gemäss der Erfindung verwendet, erhält man ein geschmeidigeres, hochgradig drapierbares Kunstleder, das eine noch höhere Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen hat als ein Kunstleder, bei dem die Grundschicht nur aus einer einzigen Faserart besteht und geschrumpft worden ist. Es wird angenommen, dass diese höhere Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen auf den Umstand zurückzuführen ist,, dass anfänglich ein geringerer Prozentsatz der Pasern in der Grundschicht gedehnt wird, wenn das Kunstleder gespannt wird.

Die Verwendung einer Grundschicht, die aus beim Erhitzen spontan kräuselbaren oder verlängerbaren Fasern besteht, führt zur Bildung eines Kunstleders, das eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen aufweist als ein Kunstleder, bei dem die Grundschicht nur aus einer Faserart besteht und in normaler Weise geschrumpft worden ist. Diese Kunstleder haben auch einen verbesserten Bruch und eine verbesserte Palte·

Praktisch alle synthetischen, faserbildenden Polymerisate lassen sich so herstellen, dass sie das erforderliche Zusammen-

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Ziehungsvermögen haben,und können daher gemäss der Erfindung so behandelt werden, dass sie wertvolle Erzeugnisse liefern. Ausser den in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Polymerisaten können die Fasern unter anderem aus Polyamiden (z.B. Polyhexamethylensebacinsäureamid, Poly-£-capronsäureamid und Mischpolyamiden aus diesen und anderen Polyamiden), Polyestern (z.B. Polyäthylensebacat), Polyesteramiden, Polyharnstoffen, Polyurethanen, Acrylnitrilpolymerisaten (wozu auch die Mischpolymerisate des Acrylnitrils, besonders mit anderen äthylenungesättigten Monomeren, wie Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylsäuremethylester und Vinylpyridin gehören), Viny!polymerisaten allgemein (z.B. Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid und Polystyrol), polymerisierten Kohlenwasserstoffen (z.B. Polyäthylen) und halogenierten Derivaten derselben, synthetischen proteinartigen Polymerisaten und Cellulosederivaten (einschliesslich der Ester, Äther und ähnlicherCellulosederivate) bestehen.

Man kann auch Gemische aus verschiedenen Polymerisaten verwenden; ferner können die einzelnen Fäden als Hohlfäden, als Mantel-Kernfäden oder als sonstige Mehrkomponentenfäden hergestellt werden. Gegebenenfalls können in dem gleichen Erzeugnis Schichten aus diesen und anderen fadenartigen Materialien kombiniert werden; die Auswahl von Vliesstoffkomponenten aus einer grossen Vielzahl von synthetischen !Fadenmaterialien, die sich so herstellen lassen, dass sie die Fähigkeit haben, sich zusammenzuziehen, richtet sich nicht· nur nach den bekannten Eigenschaften eines jeden Faserstoffs selbst, sondern auch nach dem Verhalten desselben bei dem Verfahren und nach dem gewünschten Verwendungszweck des Erzeugnisses.

Besonders vorteilhafte Ergebnisse bei der Herstellung der Grundschichten gemäss der Erfindung werden mit Fäden aus Polyethylenterephthalat erhalten, die nach den USA-Patentschriften 2-6o4 639 und 2 758 903 hergestellt worden sind. Wenn diese Fäden in Wasser auf den Siedepunkt oder bis nahe zum Siede-

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punkt oder in heisser Luft auf Temperaturen von etwa 95 bis etwa 180-200° C erhitzt v/erden, erleiden sie eine spontane Kräuselung, und solche Fäden haben nicht nur ein oberflächliches wollartiges Aussehen, sondern zeichnen sich gegenüber der Wolle auch durch ihre Elastizität und sonstigen Eigenschaften aus. Gute Ergebnisse erhält man auch gemäss der Erfindung mit Fäden, die sich beim Erhitzen zusammenziehen, aber nicht kräuseln; die Eerstellung solcher Fäden aus Polyäthylenterephthalat ist in der USA-Patentschrift 2 465 319 beschrieben.

Eine andere Art von spontan kräuselbaren Fäden, die die erfindungsgemäsa gewünschten Eigenschaften ergibt, ist regenerierte Cellulose von der Art, wie sie in der USA-Patentschrift 2 515 834 beschrieben ist; bei Raumtemperatur kräuselt sich dieses Material in einem Quellmittel, wie wässrigem Alkali oder flüssigem Ammoniak, spontan. Flüssiges Ammoniak führt auch zum Zusammenziehen (nicht durch Kräuselung, sondern durch Schrumpfung) von Fasern aus gewöhnlicher Viscosekunstseide, die ebenfalls zur Herstellung der filzartigen Produkte nach dem Verfahren gemäss der Erfindung verwendet werden können. Heisse wässrige lösungen von Dimethylformamid oder γ-Butyrolacton wer-' den verwendet, um das Zusammenziehen von Polyacrylnitrilfasern herbeizuführen.

Zur Erzielung der Zusammenziehung der Fasern kann man auf verschiedene Weise erhitzen, z_oBo mit Wasser, öl, Wasserdampf, luft oder anderen strömenden· Medien, die sich gegen das Fadenmaterial verhältnismässig indifferent verhalten, oder man kann das Material zusätzlich zu oder anstelle der Wärmebehandlung mit einem Quellmittel behandeln. Man kann sich einer Kombination aus chemischer und physikalischer Behandlung bedienen, ζ.Β« mit Hilfe von milden sauren oder alkalischen Bädern. Jede Methode zum Zusammenziehenlassen des Fasermaterials von■ einem Ende bis zum anderen, die die Faserstruktur nicht zw stark beeinträchtigt, ist annehmbar. Wenn die Grundschicht in einem Flüssigkeitsbad, statt durch Erhitzen, zum. Zusammenzie-

I ι

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hen gebracht werden soll, kann das Faservlies auf einem Förderband durch einen Behälter geleitet werden, wo es in die das Zusammenziehen auslösende Flüssigkeit eingetaucht oder mit ihr geklotzt oder besprüht wird. Dann kann man die Flüssigkeit entfernen, z.B. mittels Abquetschwalzen und eines Trockners. Die Behandlungsdauer kann von einigen Sekunden bis zu einigen Stunden schwanken; aus Gründen der Einfachheit werden jedoch Behandlungszeiten in der Grössenordnung von Minuten oder weniger bevorzugt.

Die nächste Stufe bei der Herstellung des gegen Aufrauhen beständigen Kunstleders gemäss der Erfindung ist das Aufbringen eines mikroporösen Pblymerisatbelages auf die Grundschicht· Zur Herstellung und zum Auftragen des mikroporösen Überzuges kann man sich verschiedener Verfahren für die Herstellung von Kunstleder bedienen. Besonders wertvoll für die Herstellung der Schichtstoffe gemäss der Erfindung sind z.B. die in den USA-Patentschriften 3 100 721 und 3 208 875 beschriebenen Polymerisatdispersionen* Auch die in den USA-Patentschriften 3 190 766, 3 284 274 und 3 364 098 beschriebenen Stoffe und Verfahren können angewandt werden, um eine mikroporöse Polymerisatschicht auf die Grundschichten gemäss der Erfindung aufzubringen.

Die erste Stufe beim Herstellen und Aufbringen des mikroporösen Überzuges ist die Herstellung einer Lösung, die als wesentliche Bestandteile eine Polymerisatkomponente und ein Lösungsmittel für die Polymerisatkomponente enthält. Biese Lösung kann unmittelbar als Beschichtungsdispersion verwendet werden; vorzugsweise setzt man der Lösung jedoch eine Flüssigkeit, die mit dem Lösungsmittel mischbar ist, die Polymerisatkomponente jedoch, nicht löst, in Mengen bis einschliesslich zu derjenigen Kenge zu, bei der die Polymerisatlösung in eine in wesentlichen kolloidale Polymerisatdispersion überzugehen beginnt. Wenn eine kolloidale Dispersion verwendet wird, soll sie .eine Viscositat von mehr als etwa 1 Poise und eine Polyme-

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risatkonzentration von mehr als etwa 7 Gewichtsprozent aufweisen. (Für die Zwecke der Erfindung umfasst der Ausdruck "Dispersion" die oben beschriebenen Gemische aus Polymerisat und Lösungsmittel, die in Form von Lösungen, als Gemische von Polymerisat in Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel in Form von Lösungen oder als kolloidale Dispersionen von Polymerisaten in Gemischen aus Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel vorliegen können.) Dann wird die Polymerisatdispersion auf die Grundschicht aufgetragen und die letztere mit einer inerten Flüssigkeit behandelt, die ein Nichtlösungsmittel für die Polymerisatkorcponente enthält und mit dem Lösungsmittel mischbar ist. Hierauf wird das Produkt getrocknet.

Zur Herstellung von mikroporösem Kunstleder für Schuhoberleder besteht jedoch das zusätzliche Erfordernis, dass die Polymerisatkomponente bei dem ganzen Herstellungsverfahren, d.h» vom Zeitpunkt, zu dem die Polymerisatkomponente zu einer mikroporösen Struktur koaguliert wird, bis zum Trocknen, einen Sekantenzugmodul bei 5-prozentiger Dehnung von mehr als etwa 42 kg/cm aufweisen muss. Eine mikroporöse Struktur, die mit einem Polymerisat hergestellt ist, welches in zusammenhängender Form einen Sekantenzugmodul von weniger als etwa 42 kg/cm aufweist, fällt beim oder nach dem Entfernen der Flüssigkeit aus den Mikroporen der Struktur in sich zusammen, so dass man ein ver- · hältnismässig undurchlässiges Erzeugnis erhält. Vorzugsweise beträgt der Sekantenmodul de3 Polymerisats bei 5-prozentiger Dehnung während des ganzen Herstellungsverfahrens etwa 42 bis

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1758 kg/cm und insbesondere etwa 56 bis 211 kg/cm . Der Sekantenzugmodul ist das Verhältnis der Spannung der Probe zu ihrer Verlängerung bei 5-prozentiger Dehnung, bestimmt aus der Spannungs-Dehnungskurve, und wird als-Kraft je Flächeneinheit, z.B. kg/cm , ausgedrückt. Die Bestimmung des Sekantenzugmoduls erfolgt gemäss der ASTM-Prüfnorm D-882-64-T mit der nachstehend beschriebenen Abänderung. - · . ■

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Der Sekantenzugmodul des für die Zwecke der Erfindung geeigneten Polymerisats wird "bestimmt, indem man aus der bei dem Verfahren für die Herstellung des mikroporösen Kunstleders gemäss der Erfindung verwendeten Polymerisatlösung eine 0,13 bis 0,51 mm dicke, zusammenhängende, hohlraumfreie Polymerisatfolie herstellt. Die Folie wird durch Giessen der Polymerisatlösung auf eine Glasplatte und Trocknen der Lösung, z.B. innerhalb 90 Minuten bei 105° C, hergestellt.

Die Spannungs-Dehnungskurve, die erforderlich ist, um den Sekantenzugmodul des erfindungsgemäss verwendeten Polymerisats bei 5-prozentiger Dehnung zu berechnen, wird vorzugsweise mit einem Instron-Zugfestigkeitsprüfgerät gewonnen, wobei man eine 12,7 mm breite Probe, die aus der beschriebenen Polymerisatfolie ausgeschnitten worden ist, bei einem Greifbackenabstand von 25f4 mm verwendet. Vorzugsweise stellt man das Instron-Prüfgerät zur Gewinnung der Spannungs-Dehnungskurve auf die folgenden Werte ein: Registrierblattgeschwindigkeit 2514 cm/ Min., Gleitbackengeschwindigkeit 2,54 cm/Min., Belastung bei vollem Ausschlag 0,9 bis 2,27 kg.

Den Sekantenzugmοdul erhält man aus der Kurve der Beziehung zwischen Kraft und Dehnung, indem man bei 5-prozentiger Probenverlängerung (Dehnung) eine Linie parallel zur Kraftkoordinate des Diagramms zieht„ Der Punkt, an dem diese Linie die Kraft-Dehnungskurve schneidet, gibt die Kraft in Kilogramm an, die erforderlich ist, um die Probe um 5 # zu dehnen. Dieser Kraftwert wir,d durch die anfängliche Querschnittsfläche der

Probe dividiert, um den entsprechenden Spannungswert in kg/cm zu erhalten. Wenn man diesen Spannungswert durch die relative Dehnung (0,05) dividiert, erhält man den Sekantenzugmodul bei 5-prozentiger Dehnung. ■

•Um zu Anfang für die Verwendung im Sinne der Erfindung geeignete» Polymerisate auszuwählen, führt man die Untex'suchung gewöhnlich bei' !Raumtemperatur, etwa 23° C, dureh«, Bei dieser 2em- peraiur haben Polymerisate» die möglicherweise für die Terwen-

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dung gemäss Der Erfindung in Präge kommen, einen Sekantenzugmodul bei 5-prozentiger Dehnung von mehr als etwa 42 kg/cm . Wie bereits· erwähnt, müssen die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Polymerisate aber während des ganzen Herstellungsverfahrens einen Sekantenzugmodul bei 5-prozentiger Dehnung von mehr als etwa 42 kg/cm aufweisen. Daher führt man die Untersuchung bei der höchsten Temperatur durch, die bei der Herstellung des mikroporösen Erzeugnisses auftritt. Wenn bei.dem Verfahren z.B. die Trocknungstemperatur von 110 C die höchste Temperatur ist, soll der Sekantenzugmodul des für die Zwecke der Erfindung in Betracht kommenden Polymerisats bei 110° C bestimmt werden und bei dieser Temperatur einen Wert von mehr als etwa 42 kg/cm haben.

Eine zur Herstellung von mikroporösem Kunstleder bevorzugte Hauptpolymerisatkomponente ist ein elastomeres Polyurethan, welches hergestellt wird, indem man ein Diisocyanat mit einem reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden Polymerisat, wie einem Polyalkylenätherglykol oder einem endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester, zu einem Polyurethan-Vorpolymerisat mit endständigen Isocyanatgruppen umsetzt und dieses Vorpolymerisat mit einem Kettenverlängerungsmittel reagieren lässt, bei dem zwei reaktionsfähige Wasserstoffatome an Aminostickstoffatome gebunden sind. Ein bevorzugtes Kettenverlängerungsmittel ist ein Gemisch aus Hydrazin und N-Methylaminobis-propylamin; man kann jedoch auch andere Kettenverlängerungsmittel, wie Dimethylpiperazin, 4-Methvl-m-phenylendiamin, m-Phenylendiamin,-1,4-Diaminopiperazin, Äthylendiamin und Gemische derselben, verwenden.

Das Polyurethan kann hergestellt werden, indem man zunächst einen molaren Diisocyanatüberschuss mit dem die reaktionsfähigen Wasserstoffatome enthaltenden Polymerisat mischt und das Gemisch auf etwa 50 bis 1,20° C erhitzt, bis sich das Vorpqlymerisat gebildet hat. Man kann auch das Diisocyanat mit einem molaren Überschuss an dem reaktionsfähige .Wasserstoffatome

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PPD-3118 ' ■ ' ■

enthaltenden Polymerisat umsetzen und das Reaktionsprodukt durch Umsetzung mit weiterem Isocyanat zu einem Vorpolymerisat Verkappen.

Zur Herstellung des Vorpolymerisats können aromatische, aliphatische, cycloaliphatische Diisocyanate oder Gemische derselben verwendet werden. Solche Diisocyanate sind z.B. Toluylen-2,4-diisocyanat, Toluylen-2,6-diisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, Biphenylen-4,4'-diisocyanat, Methylen-bis—(4-phenylisocyanat), 4-Chlor-i,3-phenylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, Tetramethylen-1,4-diisocyanat, Hexamethylen-1,6-diisocyanat, Decamethylen-1,10-diisocyanat, Cyclohexylen-1,4-diisocyanat, Methylen-bis-(4-cyclohexylisocyanat) und Tetranydronuphthylendiisocyanat. Arylendiisocyanate, also diejenigen Isocyanate, bei denen die Isocyanatgruppen an einen aromatischen Ring gebunden sind, werden bevorzugt. Sie reagieren im allgemeinen leichter als die Alkylendiisocyanate.

Die zur. Herstellung des Vorpolymerisats bevorzugten, reaktionsfähige Wasserstoffatome enthaltenden Polymerisate sind · Polyalkylenätherglykole. Die vorteilhaftesten Polyglykole haben Molekulargewichte von 300 bis 5000, vorzugsweise von 400 bis 2000; zu ihnen gehören z.B. Polyäthylenätherglykol, PoIypropylenätherglykol, Polytetramethylenätherglykol, Polyhexamethylenätherglykol, Polyoctamethylenätherglykol, Polynonamethylenätherglykol, Polydecacethylenätherglykol, Polydodecamethylenätherglj^rkol und Gemische derselben. Auch Polyglykole, die mehrere verschiedene Reste in der Molekularkette aufweisen, wie z.B. die Verbindung HO(CHpOC₂H,) H, worin η eine ganze Zahl grosser als 1 bedeutet, können verwendet werden.

Polyester, die anstelle der Polyalkylenätherglykole oder zusammen mit ihnen verwendet werden können, sind z.B. diejenigen, die durch Umsetzung von Säuren, Estern oder Säurehalogeniden mit Glykolen erhalten werden. Geeignete Glykole sind Polymethylenglykole, wie Äthylen-, Propylen-, Tetramethylene, Decamethylenglykol, substituierte Polymethylenglykole, wie

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BAD ORIGINAL

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2,2-Dimethylpropandiol-1,3, cyclische Glykole, wie Oyclohexandiol, und aromatische Glykole, wie Xylylenglykol. Wenn eine maximale Biegsamkeit des Produkts erwünscht ist, werden aliphatische Glykole im allgemeinen bevorzugt. Diese Glykole werden mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren oder niederen Alkylestern oder esterbildenden Derivaten derselben zu Polyestern von verhältnismässig niedrigem Molekulargewicht umgesetzt, die vorzugsweise einen Schmelzpunkt von weniger als etwa 70° C und Molekulargewichte ähnlich denjenigen der Polyalkylenätherglykole aufweisen. Dicarbonsäuren zur Herstellung solcher Polyester sind. z.Bo Bernsteinsäure, Adipinsäure, Suberonsäure, Sebacinsäure, Terephthalsäure, Hexahydroterephthalsäure und die alkyl- und halogensubstituierten Derivate derselben.

Die Kettenverlängerungsreaktion wird gewöhnlich bei Temperaturen unter 120° C und oft bei etwa Raumtemperatur durchgeführt, besonders wenn man Hydrazin als Kettenverlängerungsmittel verwendet. Bei dieser Umsetzung treten Polymerisatmoleküle zu einem im wesentlichen linearen Polyurethanmolekül zusammen, dessen Molekulargewicht gewöhnlich mindestens 5000 und mitunter sogar 300 000 beträgt. Die Umsetzung kann ohne Lösungsmittel in einem Hochleistungsmischer oder aber in homogener Lösung durchgeführt werden. Im letzteren Falle ist es zweckmässig, als Lösungsmittel eines der organischen Lösungsmittel zu verwenden, die auch in der Polymerisatlösung verwendet werden.

Da das so erhaltene Polyurethan eine kautschukartige Elastizität besitzt, wird es als "Elastomeres" bezeichnet, obwohl der Grad der kautschukartigen-Elastizität je nach der chemischen Struktur des Polymerisats und den in Kombination mit demselben angewandten Stoffen von einem Produkt zum anderen innerhalb weiter Grenzen schwanken kann.

Eine andere geeignete Komponente der Polymerisatlösung bei.der Herstellung von Kunstleder ist ein Polymerisat des Vinylchlorids. Produkte von hervorragender Abriebbeständigkeit erhält

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man, wenn man ein Vinylchloridpolymerisat zusammen mit einem Elastomeren, wie dem o"ben "beschriebenen Polyurethan, verwendet. Bei der Herstellung, von Material für Schuhoberleder oder dergleichen aus einem Gemisch aus einem elastomeren Polyurethan und einem Vinylchloridpolymerisat enthält dieses Polymerisatgemisch vorzugsweise mehr als 30 Gewichtsprozent, insbesondere 75 ia Polyurethan, während es zum Rest aus Polyvinylchlorid besteht.

Geeignete Polymerisate des Vinylchlorids sind Polyvinylchlorid und Mischpolymerisate aus einem grösseren Anteil, vorzugsweise mindestens 80 $, Vinylchlorid und einem kleineren Anteil eines anderen äthylenungesättigten Monomeren, wie Vinylacetat, Vinylidenchlorid oder Maleinsäurediäthylester.

Mit der Massgabe, dass der Sekantenzugmodul in dem oben angegebenen Bereich liegt, kann die Polymerisatkomponente der Lösung, aus der der Überzug hergestellt wird, die verschiedensten Arten von Polymerisaten enthalten, z.B. Polyurethane, Vinylhalogenidpolymerisate, Polyamide, Polyesteramide, Polyester, Polyvinylbutyral, Poly-a-methylstyrol, Polyvinylidenchlorid, Alkylester der Acrylsäure und der Methacrylsäure, chlorsulfoniertes Polyäthylen, Mischpolymerisate aus Butadien und Acrylnitril, Celluloseester und -äther, Polystyrol und andere Polymerisate aus Monomeren, die Vinylgruppen enthalten. Synthetische organische Polymerisate werden im allgemeinen bevorzugt, und Elastomere von verhältnismässig hohem Molekulargewicht werden besonders bevorzugt.

Wenn ein Polymerisat verwendet wird, das mit Weichmachern verträglich ist, z.B. ein Vinylchloridpolymerisat, so kann es mit bekannten Weichmachern in beliebigen Mengen gemischt werden, die jedoch nicht so gross sein dürfen, dass der Sekantenzug-•modul bei 5-prozentiger Dehnung unter 42 kg/cm fällt. Andere bekannte Zusätze für Polymerisate, wie Pigmente,, .3?üllstof£e._s Stabilisatoren und Oxydationsverzögerer, können ebenfalls ssix der; Polymerisatkomponente zugesetzt werden,

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Die Polymerisatkomponente wird in so viel Lösungsmittel gelöst, dass man eine Lösung von dem gewünschten Feststoffgehalt und der gewünschten Viscosität erhält. Für das Aufbringen mit der Rakel wird gewöhnlich eine Lösung bevorzugt, die nach dem Zusatz von Nichtlösungsmittel, falls ein solches verwendet wird, einen Polymerisatgehalt von etwa 10 "bis 30 Gewichtsprozent und eine Viscosität von etwa 10 bis 500 Poise aufweist. Das in der Lösung sowie beim Koagulieren verwendete organische Lösungsmittel soll mit dem Nichtlösungsmittel mischbar, und zwar vorzugsweise vollständig mischbar sein. Ein bevorzugtes Lösungsmittel für darin lösliche Polymerisate ist N,N-Dimethylformamid, da es ein hohes Lösungsvermögen für viele der bevorzugten Polymerisate sowie eine hohe Mischbarkeit mit den im allgemeinen bevorzugten Nichtlösungsmitteln, einschliesslich Wasser, aufweist. Andere geeignete Lösungsmittel sind Diaethylsulfoxid, Tetrahydrofuran, Tetramethylharnstoff, N,N-Dimethylacetaniid, N-Methyl-2-pyrrolidon, Äthylacetat, Dioxan, Butylcarbinol, Phenol, Chloroform und γ-Butyrolacton. Ebenfalls verwendbar sind Gemische aus diesen Lösungsmitteln mit verschiedenen mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten, wie Ketonen und Alkoholen, die für sich allein oft schlechte Lösungsmittel für das Polymerisat sind. Ein sehr vorteilhaftes Gemisch besteht aus Dimethylformamid und Methyläthylketon.

Wenn das Lösungsmittel aus der aufgetragenen Schicht lediglich durch Trocknen entfernt werden soll, soll es flüchtiger sein als das bei dem Verfahren verwendete Nichtlösungsmittel.

Nach Herstellung der Polymerisatdispersion kann man gegebenenfalls (dieses Verfahren wird im allgemeinen bevorzugt) die Lösung mit einem Nichtlösungsmittel für das Polymerisat mischen, wobei man als Nichtlösungsmittel eine Flüssigkeit verwendet, die mit dem organischen Lösungsmittel in der Lösung mindestens teilweise mischbar ist. Nichtlösungsmittel, die mit der Polymerisatlösung gemäss dieser Methode gemischt werden können,' sind Wasser, Äthylenglykol, Glycerin, Glykolmonoäthyläther,

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Es3igsäurehydroxyäthylester, tert.Butylalkohol, 1,1,1-Trimethylolpropan, Methanol, Äthanol, Hexan, Benzol, Benzin, Toluol, Tetrachloräthylen, Chloroform und dergleichen. Wenn dies möglich ist, verwendet man gewöhnlich vorzugsweise Wasser und Gemische desselben mit mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten.

Das fertige Kunstleder weist hochgradige Geschmeidigkeit, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Aufrauhung auf.

In den folgenden.Beispielen beziehen sich Teile und Prozentwerte auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist. Bei den Angaben der Produktkennwerte in den Beispielen bedeutet M in Maschinenrichtung und Q in Querrichtung.

Beispiel 1

Es wird ein homogenes Gemisch aus gleichen Teilen Polyacrylnitrilfasern und Reyonfasern mit Stapellängen von 38 mm und Titern von 1,5 den hergestellt. Aus dem Fasergemisch wird durch regelloses Ablegen aus einem Luftstrom ein Faservlies mit einem Flächengewicht von 95 g/m hergestellt und dann gemäss der canadischen Patentschrift 739 652 mit säulenförmigen Wasserstrahlen behandelt. Die Flüssigkeitsstrahlen werden aus öffnungen von O,18 mm Durchmesser ausgespritzt, die in Abständen von 1.5» 75 Löchern je cm aus einer Verteilerleitung ausgebohrt sind. Beim Reinigen und Ausbohren der Öffnungen wird besondere Sorgfalt darauf verwandt, zu gewährleisten, dass ein scharfer Eintritt der Flüssigkeit in die öffnungen stattfindet, damit die Zerteilung der Flüssigkeitsstrahlen nach dem Verlassen der öffnungen nach Möglichkeit unterbunden wird. Innerhalb der Verteilerleitung ist koaxial ein zylindrisches Filter angeordnet, damit das Wasser gleichmässig auf die öffnungen verteilt wird. Das Filter ist ein feinmaschiges Drahtnetz mit 39»4 x 39»4 Maschen je cm und 30 *£-offener Fläche.

Das Faservlies wird auf ein Drahtnetzgewebe mit 9,5 χ 9,5 Maschen je cm und 20 £ offener Fläche gelegt und unter drei säu-

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lenförinigen Wasserstrahlen von 30° C hindurchgeführt. Für den ersten Strahl beträgt der Flüssigkeitsdruck in der Verteilerleitung 14 atü, für die beiden letzten Strahlen 70 atü. Der Abstand zwischen Verteilerleitung und Faservlies beträgt 2,5 cm.

Dicke, mm 0,48

Dichte, g/cra⁵ . 0,203

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 34,4/28,8

5 ^-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q). 9,14/7,73

Stichreissfestigkeit, kg/cm (M/Q) 37,7/33,4

Verschlingungsvollständigkeit 0,91

Verschlingungsfrequenz 72

Flächengewicht, g/m 98,3

Der Vliesstoff wird dann 5 Minuten mit einer 40-prozentigen wässrigen Lösung von Butyrolacton bei 100 C getränkt, wodurch eine Flächenschrumpfung um 65 $ eintritt. Hierbei schrumpfen die Acrylnitrilfasern bevorzugt. Die Eigenschaften des geschrumpften Vliesstoffs sind die folgenden:

Dicke, mm 0,77

Dichte, g/cm⁵ 0,291

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 30,3/27,2

5 #-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 7,94/6,75

Stichreissfestigkeit, kg/cm (M/Q) 34,1/30,2

Verschlingungsvollständigkeit 0,88

Verschlingungsfrequenz 73

Flächengewicht, g/m 227

Gemäss Beispiel 1 der USA-Patentschrift 3 100 721 wird eine 12 1/2-prozentige Dispersion von Polyvinylchlorid und PoIyharnstoff in Dimethylformamid mit dem Unterschied hergestellt, dass das Verhältnis von Polyvinylchlorid zu Polyharnstoff nicht 65:35, sondern 75:25 beträgt und als Kettenverlängerungsmittel nicht 50 Teile Hydrazinhydrat, sondern 40 Teile Hydra-

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zinhydrat und 10 Teile N-Methyl-dipropylamin verwendet werden. Der Vliesstoff wird mit dieser lösung gesättigt, in Wasser ausgelaugt und dann getrocknet.

Zu 60 Teilen der anfänglichen lösung wird eine lösung von 20 $ Wasser und 80 fo Ν,Ν-Dimethylformamid langsam zugesetzt, Ms· die Lösung zu irisieren beginnt. An diesem Bndpunkt sind kolloidale Polymerisatteilchen in der Lösung dispergiert.

Die Dispersion wird in einer Nassfilmdicke von 1,78 mm auf die getrocknete, imprägnierte Grundschicht aufgetragen. Die beschichtete Grundschicht wird dann gemäss Beispiel 1 der USA-Patentschrift 3 100 721 mit Wasserdampf, dann in Wasser behandelt und wärmebehandelt. Man erhält einen Überzug von einer Dicke von 0,4 mm.

Das Kunstleder dieses Beispiels ist weich und geschmeidig und eignet sich zur Herstellung von Kleidungsstücken, Schuhen, Stiefeln und dergleichen. Die physikalischen Eigenschaften sind die folgenden:

Dicke, mm 1»17

Flächengewicht, g/m ' 573

Dichte, g/cm^ 0,55

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 63/54,9

Wasserdampfdurchlässigkeit, g/Std./iOO m 3416

5 ^-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 128,7/114,7

Sichtbare Aufrauhung bei - . -■

15-prozentiger Dehnung keine

Beispiel 2

Man arbeitet nach Beispiel 1, wobei jedoch aus den beiden Fa-

serarten ein Faservlies von 227 g/m Flächengewicht von etwa der gleichen Art hergestellt wird.. Das Faservlies wird in einem Durchgang bei einem Wasserdruck in der Verteilerleitung von 1*4 atü und 14 Durchgängen bei einem Wasserdruck von 105 atü unter den Wasserstrahlen hindurchgeführt. DieEigenschaf-

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FED-3118 ' ■ $0

ten dee Vliesstoffs sind die folgenden:

Dicke, mm 0,77

Dichte, g/cm³ 0,292

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 33,9/28,3

5 jS-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 8,5/8,0

Stichreissfesfcigkeit, kg/cm (M/Q) 32,9/27

Verschlingungsvollständigkeit . 0,84

Verschlingungsfrequenz 67

Flächengewicht, g/m 227

Nach dem Imprägnieren und Beschichten der Probe gemäss Beispiel 1 hat das Produkt die folgenden Eigenschaften:

Dicke, mm ■ 1,17

Flächengewicht, g/m 570 Dichte, g/cm⁵ 0,55

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 60,5/52

Viasserdampf durchlässigkeit, g/Std./iOO m 3297 5 ^-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 254/239,4

Sichtbare Aufrauhung bei ) Annehmbar, jedoch

15-prozentiger Dehnung } scheint das Sieb-

muster durch

Beispiel

Man arbeitet nach Beispiel 2, jedoch mit einem Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 227 g/m aus spontan kräuselbaren Polyesterfasern mit einer Stapellänge von 63,5 mm und einem Titer von 4,5 den. Die Eigenschaften des Vliesstoffs sind die folgenden: -

Dicke, mm	- 30 -	0,88
Dichte, g/cm	009883/190 7	0,258
Zugfestigkeit, kg/cm2 (M/Q) .	33,4/30
5 ^-Sekantenmodul, kg/cm (M/Q)	36,3/24
Stichreissfestigkeit, kg/cm (M/Q)	30/28
Verschlingungsvollständigkeit .	0,91
, Flächengewicht, g/m	227

FFD-3118 * ^

Der Vliesstoff wird dann 5 Hinuten zwischen ortsfesten Platten auf 100° C erhitzt, so dass sich in den Pasern eine Mikrokräuselung entwickelt und eine geschneidigere, gegen Aufrauhung beständige Paserstoffbahn entsteht.

Nach dem Imprägnieren und der Beschichtung gemäss Beispiel 1 hat das Produkt die folgenden Eigenschaften:

Dicke, ηώ ' 1,27

Flächengewicht, g/m 607

Dichte, ß/cra . 0,535

Zugfestigkeit, kg/cm² (K/Q.) 60/50,5 Wasserdampfdurchlässigkeit, g/Std./10Q m 3128

5 '/o-Sekantenmodui, kg/cm² (K/Q) 206,5/159

Aufrauhung bei 15-prozentiger Dehnung keine

Beispiel 4

Bin Vlies nit einen Flächengewicht von 95 g/m aus regellos angeordneten, wärmeschrumpfbaren Polyesterfasern von 38 ns Stapellänge und 1 1/2 den wird durch regelloses Ablegen aus eir.e~ Luftstrom hergestellt und dann genäss Beispiel 1 nit säulenförnigen Wasserstrahlen behandelt. Das Produkt wird dann mit Wasserdampf behandelt, bis die Plächenschrumpfung 35 $ beträgt. Die Probe wird getrocknet, und man erhält einen Vliesstoff mit den folgenden Eigenschaften:

Dicke, mm 0,69

Dichte, g/cm³ 0,212

Zugfestigkeit, kg/cm² (K/Q) 51,2/45,5

5 5^-Sekantennodul, kg/cm² (M/Q) 65,3/17,4

Stichreissfestigkeit, kg/cm (K/Q) 35/24,8

Verschlingungsvollständigkeit . 0,82

Verschlingungsfrequenz 78

Plächengewicht, g/m 146

Durch Imprägnieren und Beschichten nach Beispiel 1 erhält man ein ,Produkt mit den folgenden Eigenschaften:

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Dicke, mm 1,07

Flächengewicht, g/m 512

. Dichte, g/cm⁵ . 0,535 Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 80/68,5

5 fo-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 154,4/100,9 Sichtbare Aufrauhung bei

15-prozentiger Dehnung sehr gering

Beispiel 5

Um die Aufrauhung zu erläutern, die sich bei einigen ungemusterten Kunstledererzeugnissen bemerkbar macht, wird das Verfahren des Beispiels 2 mit einem Vliesstoff aus Polyesterfasern von 38 mm Stapellänge und 1,5 den durchgeführt, der jedoch nach dem üblichen maschinellen Nadelungsverfahren hergestellt worden ist. Dieser Vliesstoff ist glatt, dicht und zeigt kein Muster. Er hat die folgenden Eigenschaften:

Dicke, mm 0,9

Dichte, g/cm⁵ 0,25

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 48,9/44,9

5 #-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 34,9/33,3

Stichreissfestigkeit, kg/cm (M/Q) 35,3/33,6

Flächengewicht, g/m 227

Durch Imprägnieren und Beschichten dieser Grundschicht gemäss Beispiel 1 erhält man ein Erzeugnis mit den folgenden Eigenschaften:

Dicke, mm 1,14

ο
Flächengewicht, g/m 607

Dichte, g/cm⁵ 0,530

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 77/74,6

Wasserdampfdurchlässigkeit, g/Std./100 m² 3021 5 ^-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) .. 264,3/243,4

Aufrauhung bei 15-prozentiger ) Ausgesprochener. Dehnung } Apfelsinenschä-

) leneffekt

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FFD-3118 33

Obwohl das nach diesem Verfahren hergestellte Kunstleder ausgezeichnete Gesamteigenschaften aufweist, tritt eine ausgesprochene Aufrauhung ein, wenn das Material gestreckt wird.

Beispiel 6

Man arbeitet nach Beispiel 4, jedoch mit einem Gemisch aus gleichen Teilen wärmeschrumpfbaren Polyesterfasern und Poly-■ amidfasern. Nach dem Behandeln des Faservlieses mit Wasserdampf erhält man eine 25-prozentige Flächenschrumpfung. Die Eigenschaften dieser Grundschicht sind die folgenden:

Dicke, mm 0,69

Dichte, g/cnr 0,18

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) . 30,8/20,9 5 #-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 3,7/2,3

Stichreissfestigkeit, kg/cm (M/Q) . 22,3/18,4 Flächengewicht, g/m 146

Nach dem Imprägnieren und·Beschichten gemäss Beispiel 1 erhält man ein Erzeugnis mit den folgenden Eigenschaften:

Dicke, mm 1,09

Flächengewicht, g/m 509

Dichte, g/cm⁵ 0,55

Zugfestigkeit, kg/cm² (M/Q) 167,7/87,9

5 ^-Sekantenmodul, kg/cm² (M/Q) 16/10,7

Sichtbare Aufrauhung bei - . -^:

15-prozentiger Dehnung sehr gering

Beispiel 7

Das regellos abgelegte Faservlies gemäss Beispiel 6 wird nach der Behandlung mit Wasserstrahlen gemäss Beispiel 1 auf einem .Drahtnetz mit 15,75 x 15,75 Maschen je om- und 36 # offener Fläche unter drei Wasserstrahlen von 30° 0 hindurchgeführt, die unter einem Druck von 70 atü ausgespritzt werden. Die Flüssigkeitsstrahlen werden aus Düsenöffnungen mit Durchmes-

- 33 -0 0 9883/190 7

PPD-31'.Θ 5"

sern von 0,18 mm ausgespritzt, die aus einer Verteilerleitung in Abständen von 15,75 Löchern je cm ausgebohrt worden sind.

Nach dem Imprägnieren und Beschichten hat das Erzeugnis ähnliche Eigenschaften wie das Kunstleder gemäss Beispiel 6, jedoch eine noch bessere Widerstandsfähigkeit gegen das Aufrauhen, weil der Grundschicht ein feinmaschiges Siebmuster mit einer minimalen Energie aufgeprägt worden ist.

Untersuchung auf Verschlingungsvollständigkeit und Verschlingungsfreciuenz

Die Vliesstoffe gemäss der Erfindung können durch das Ausmass ' ihrer Faserverschlingung gekennzeichnet werden, indem man die Verschlingungsvollständigkeit (c) und die Verschlingungsfrequenz (f)'des IDextilstoffs'bestimmt. Beide Werte werden an den Vliesstoffen in "bindungsfreiem Zustand" mit dem Instron-Prüfgerät nach einer besonderen Methode zur Untersuchung der Bruchfestigkeit bestimmt. Unter einem "bindungsfreien Zustand" ist zu verstehen, dass der Versuch mit Vliesstoffen durchgeführt wird, deren Pasern weder durch ein Bindemittel noch durch gegenseitige Verschmelzung aneinander gebunden sind. Mit anderen Worten: Die angegebenen Werte dürfen nur auf die Faserverschlingung zurückzuführen sein.

Die Verschlingungsvollständigkeit (c) ist ein Mass für den Anteil an Pasern, die bei der Untersuchung eines langen und breiten Streifens brechen (und nicht etwa voneinander fortgleiten). Dieser Wert steht mit der Entwicklung der Festigkeit des Vliesstoffs im Zusammenhang.

Die Verschlingungsfrequenz (f) ist ein Mass für die Häufigkeit, mit der Verschlingungsstellen längs der Länge einzelner Fasern in dem Vliesstoff vorkommen. Je höher der Wert für die Verschlingungsfrequenz ist, desto höher ist auch die Oberflächenbeständigkeit des Vliesstoffs, d.h. seine Beständigkeit gegen die Ausbildung von Pillingeffekten und Ausfasern bei wiederholtem Waschen.

- 34 - ■ ' 009883/1907

FFD-3118 S* .

Dauerhafte Vliesstoffe weisen eine Verschlingungsbeständigkeit (c) von mindestens 0,5 auf, Vliesstoffe mit zufriedenstellender Oberflächenbeständigkeit für übliche Textilverwendungszwecke, z.B. als Textilstoffe für Bekleidungsstücke, haben eine Verschlingungsfrequenz (f) von mindestens 20 je 25,4 mm, vorzugsweise von mindestens 40 je 25,4 mm. Für textile Verwendungszwecke, bei denen es nicht erforderlich ist, dass ein gutes Oberflächenaussehen nach mehrfachem Waschen erhalten bleibt, können Erzeugnisse mit einer Verschlingungsvollständigkeit (c) von mindestens 0,5 und einer Verschlingungsfrequenz (f) von weniger als 20 verwendet werden.

Die Verschlingungsvollständigkeit (c) und die Verschlingungsfrequenz (f) werden aus den Werten der Streifenzugfestigkeit unter Verwendung von Streifen mit den folgenden Grossen berechnet:

Symbol der Streifenbreite ^wq ^wi ^w2 Streifenbreite in Einheiten

von 25,4 ma 0,8 0,3 2 w_Q + w-

<2,0

"In8tron"-Messlänge in
Einheiten von 25,4 mm 0 1,5 1»5

Dehnungsgeschwindigkeiten
in Einheiten von
25,4 Ott/Min· 0,5 5 5

Beim Schneiden von Streifen aus Vliesstoffen, die ein wiederkehrendes Muster, z.B. ein Muster von Furchen oder Linien von hohem und niedrigem Flächengewicht, aufweisen, muss die Streifenbreite ganze Zahlen solcher wiederkehrenden Einheiten enthalten, wobei man immer durch den Teil von niedrigem Flächengewicht schneidet und versucht, in·allen Fällen eine möglichst starke Annäherung an die gewünschten Breiten für w_Q und W₁ zu erhalten. Damit aber W₂ kleiner als 2,0 (d.h. kleiner als 50,8 mm) ist, kann w_Q etwas vermindert werden. Die Breite dee schmälsten Teiles eines W₁-Streifens ist kritisch. Sie darf von »der mittleren Breite eämtlicher W₁-Streifen um nicht mehr

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FFD-3118 **

als - 0,51 mm abweichen.

Aue gemusterten Textilstoffen werden Streifen in zwei Richtungen ausgeschnitten: (a) in der Richtung der Musterfurchen oder -linien von dem höchsten Flächengewicht (d.h. Gewicht je Flächeneinheit) und (b) in der dazu senkrechten Richtung. Bei ungerausterten Vliesstoffen kann man zwei beliebige, aufeinander senkrecht stehende Richtungen wählen.

In jeder ausgewählten Textilstoffrichtung werden zehn oder mehr Streifen zur Untersuchung bei w.., fünf oder mehr Streifen zur Untersuchung bei W₂ und fünf oder mehr Streifen zur Untersuchung bei w_Q ausgeschnitten. Um die Wirkung örtlicher schwacher Stellen nach Möglichkeit zu unterdrücken, sollen sämtliche Streifen einer jeden Grosse nicht aus aufeinanderfolgenden, benachbarten Flächen des. Textilstoffs ausgeschnitten werden. Vorzugsweise schneidet man daher sämtliche Streifen aus einem kleinen Abschnitt des Textilstoffs und lässt sie in der folgenden Reihenfolge abwechseln: w., W₂, w^, w_Q, usw.

Jeder Streifen wird auf die Bruch-Zugkraft untersucht, wobei man ein Instron-Prüfgerät mit normalen, mit Kautschuk überzogenen flachen Backenflächen und die oben angegebenen Messlängen und Dehnungsgeschwindigkeiten verwendet· Für eine gegebene Probe soll die ganze Untersuchung vom Zeitpunkt des Ausschneidens des Streifens bis zur Untersuchung der Zugfestigkeitseigenschaften in wenigen Stunden durchgeführt werden«

Die mittleren Zug-Bruchkräfte für jede Breite (w_Qt w- und W₂) werden für jede. Richtung als T_Q, T₁ bzw. T₂ auf drei Stellen nach dem Komma genau angegeben. Man beobachtet, dass für jede Richtung die Beziehung

W₁ w₂ W₀ besteht. Die obigen Ungleichungen bestehen deshalb, weil

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FFD-3118 . *

(1) eine Grenzzone der Breite (D) an den Schnitträndern der Proben mit der hohen Messlänge existiert, die keine Spannung aufnehmen kann, und'

(2) bei der Messlänge Null die die Pasern festhaltenden Greifbacken aneinander anstossen und in idealer Weise alle Fasern bis zu ihrem Bruchpunkt Spannung aufnehmen, während bei der hohen Messlänge einige unzureichend verschlungene Fasern aneinander vorbeigleiten, ohne zu brechen.

Ein Mass für den Anteil der Spannungsaufnehmenden Fasern in der untersuchten Textilstoffrichtung wird aus den nachstehenden Gleichungen berechnet und mit (c) bezeichnet.

Vorausgesetzt, dass (D) kleiner als 1/2 w« ist, gilt;

	W2 -	2Ü	φ	-W2 T	fJ?o
W1 - 2D	D =	W1	ί Π?		wo
	c =	2	(I2	-T1)
		W0	(w2	- W1;
	V

In gewissen Fällen kann (D) nahe bei Null liegen und selbst ein kleiner Versuchsfehler einen negativen (D)-Wert ergeben.

Die Werte (c) und (D) werden für jede Geweberichtung besonders bestimmt, und es wird das arithmetische Mittel der Werte für beide Richtungen berechnet und mit (c) bzw. (D) bezeichnet.

Der Wert (c) wird alsVerschlingungsvollständigkeit des Gewebes bezeichnet. Wenn (c) grosser als 0,5 ist, ist (D) ein Mass für den mittleren Abstand, den die Fasern in dem Textilstoff haben müssen, um sich so vollständig ineinander zu verschlingen, dass sie sich nicht trennen lassen, ohne zu brechen. Wenn (δ)/kleiner als 0,5 ist, kann (D) durch andere Faktoren als

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die Faserverschlingung beeinflusst werden. Dementsprechend kann es vorkommen, dass die Berechnung von (D), wenn (c) kleiner als 0,5 ist, nach der obigen Methode bedeutungslos ist.

Durch Untersuchung verschiedener Proben wurde beobachtet, dass die Oberflächenbeständigkeit eines Vliesstoffs mit zunehmendem Produkt aus (1/D) und der Quadratwurzel des Pasertiters (d) zunimmt. Da häufig Pasern mit einem Titer von 1,5 den verwendet werden, werden alle Titer auf 1,5 den normalisiert, und die Verschlingungsfrequenz (f) je Längeneinheit von 25»4 mm ist dann durch die folgende Gleichung definiert:

f = (1/D) v/d/1,5

Wenn der Vliesstoff Pasern von mehreren verschiedenen Titern enthält, verwendet man für (d) das Gewichtsmittel der Titer. Wenn der gemessene Wert (D) Null beträgt oder negativ ist, darf man annehmen, dass der tatsächliche Wert (D) kleiner als 0,25 mm und (f) daher grosser als 100\/d/1,5 je Längeneinheit von 25,.4 mm ist.

Paserverriegelungsversuch

Der Paserverriegelungswert ist die maximale Kraft in Gramm je Einheit des Textilstoffgewichts, die erforderlich ist, um eine gegebene Probe zwischen zwei Haken auseinanderzuziehen.

► Es werden Proben von 12,7 mm χ 25t4 mm geschnitten und gewogen, und an jeder Probe werden zwei Punkte markiert, die symmetrisch längs der Mittellinie des Textilstoffs in einem Abstand von 12,7 mm voneinander stehen, so dass jeder Punkt 6,35 mm von den Seiten in der Nähe eines Endes des Textilstoffs entfernt ist.

Das Ösenende eines Hakens (Carlisle-6-Angelhaken mit abgeschliffenen Widerhaken oder ein Haken von ähnlichem Drahtdurchmesser und ähnlicher Grosse) wird an der oberen Greifbacke eines Instron-Prüfgeräts so befestigt, dass der Haken senkrecht von der Backe herabhängt. Dieser Haken wird durch

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FFD-3118 35 ^v

den einen markierten Punkt in die Textilstoffprobe eingesetzt.

Ein zweiter Haken wird durch den anderen markierten Punkt der Probe eingesetzt, und das ösenende dieses Hakens wird in die untere Greifbacke des Instron-Gerätes eingespannt. Nun befinden sich die beiden Haken in einer Linie, aber in entgegengesetzten Stellungen, und halten die Probe in einem Abstand zwischen den Haken von 12,7 mm.

Das Instron-Prüfgerät wird so eingestellt, dass, es die Probe mit einer Geschwindigkeit von 12,7 mm/Min. (100 i» Dehnung/ Min·) dehnt und die Kraft in Gramm, die erforderlich ist, um die Probe auseinanderzuziehen, registriert wird. Die maximale Belastung in Gramm, dividiert durch das Flächengewicht des Textilstoffs in g/m ,ist der einzelne Faserverriegelungswert. Es wird der Mittelwert aus drei Bestimmungen in der Maschinenrichtung und drei Bestimmungen in der Querrichtung bis auf zwei Stellen nach dem Komma ale Faserverriegelungswert angegeben.

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Claims (18)

1. E.I. du Pont de Nemours 22. Juni I97O

   and Company FPD-3118

   Patentansprüche

   Als Kunstleder geeigneter Schichtstoff aus einem Vliesstoff aus untereinander verschlungenen Fasern als Grundschicht und einer bzw. je einer Schicht aus einem gleichmässig mikroporösen Polymerisat, die an einer bzw. beiden Oberflächen der Grundschicht anhaftet, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Grundschicht in wiederkehrenden Hustern von örtlich dichten Bereichen von verschlungenen Fasern, die sich zwischen benachbarten Bereichen verschlungener Fasern befinden, welche eine geringere Dichte aufweisen als die benachbarten Textilstoffbereiche, in regelloser Weise miteinander verschlungen sind.
2. 2. Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Fasern der Grundschicht aus geschrumpften synthetischen Stapelfasern besteht, während der Rest der Fasern der Grundschicht aus ungeschrumpften synthetischen Stapelfasern"besteht.
3. 3· Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

   ρ die Grundschicht etwa 4,65 bis 1550 Löcher je cm aufweist.
4. 4. Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Grundschicht etwa 62 bis 620 Löcher je cm aufweist·

   - 40 009883/1907

   PFD-3118 HA
5. 5. Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Grundschicht geschrumpfte synthetische Stapelfasern sind.
6. 6. Schichtstoff nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat ein Polyurethan ist.
7. 7. Schichtstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat ein Gemisch aus einem Polymerisat des' Vinylchlorids und einem Polyurethan ist, welches mindestens 30 Gewichtsprozent Polyurethan enthält.
8. 8. Schichtstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pasern der Grundschicht Polyacrylfasern, Cellulosefasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder Polyolefinfasern sind. ·
9. 9. Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pasern der Grundschicht zu einer unregelmässigen Gestalt verlängert sind.·
10. 10. Schichtstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht wiederkehrende, parallele Paserverschlingungsbereiche aufweist, die sich in ihrer Plächendichte voneinander unterscheiden und sieh linear auf einer oder mehreren Achsen erstrecken, und dass die gesamte Grundschicht eine Paserverschlingungsvollkommenheit (c) von mindestens 0,5 und eine Paserverschlingungsfrequenz (f) von
    mindestens 25 je 25>4-mm, bestimmt in bindungsfreiem Zustand, aufweist.
11. 11. Schichtstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pasern der Grundschicht zu mindestens 50 % aus
    geschrumpften synthetischen Stapelfasern bestehen.■
12. 12· Schichtstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

    dass die Grundschicht ein Mischtextiistoff ist, dessen

    , /eine Paserkomponente aus geschrumpften Pasern besteht.

    ι ■ .

    - 41 -■■■■ ' 009883/1907

    FFD-3118 ^C
13. 13. Schichtstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pasern der Grundschicht zu einer unregelmässigen Gestalt verlängert sind.
14. 14. Schichtstoff nach Anspruch 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat ein Polyurethan mit einem Sekantenzugmodul bei 5-prozentiger Dehnung von etwa 56 bis kg/cm² ist.
15. 15. Schichtstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerisat ein Gemisch aus einem Polymerisat des

    | Vinylchlorids und einem Polyurethan ist, welches mindestens 30 Gewichtsprozent Polyurethan enthält.
16. 16. Schichtstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht ein Flächengewicht von etwa 34 bi3 g/m aufweist.
17. 17. Verfahren zur Herstellung von Schichtstoffen gemäss Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man

    (1) in dichten Abständen voneinander angeordnete Flüssigkeitsstrahlen, die aus Öffnungen von 0,05 bis 0,76 mm

    Durchmesser, denen die Flüssigkeit unter einem Druck

    2
    von mindestens 14 kg/cm zugeführt wird, mit einer ' Energieflussdichte ausgespritzt werden, die in dem Abstand, in dem die Behandlung erfolgt, mehr als 23 000 Fuss-Poundal je 6,45 cm «Sek. beträgt, durch das Grundschichtmaterial längs fortlaufender paralleler linien,' die eine Frequenz von mindestens zwei Linien pro cm aufweisen,- mit einer Behandlungs en ergie von mindestens 0,1 PS-Std. Je 453y6 g Textilstoff hindurchdringen lässt und

    (2) mindestens eine Oberfläche der so behandelten Grundschicht mit einer Schicht aus einem mikroporösen Polymerisat überzieht.

    - 42 -00 9883/190 7

    FFD.-3i.18 IV
18. 18..Verfahren nach Anspruch 17i dadurch gekennzeichnet, dass man die Grundschicht, die zu mindestens 50 i» aus schrumpfbaren synthetischen Stapelfasern besteht, vor dem Überziehen mit dem mikroporösen Polymerisat durch eine Schrumpfbehandlung, die die schrumpfbaren Fasern schrumpfen lässt, ohne sie zum Schmelzen zu bringen, verdichtet.

    19· Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man die Grundschicht einer Behandlung unterwirft, durch die die Fasern zu einer unregelmäsaigen Form verlängert werden.

    - 43 009883/1907