DE2032624A1

DE2032624A1 - Faserschichtmaterial mit neu artigem Aufbau und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2032624A1
Application number: DE19702032624
Authority: DE
Inventors: Miyoshi Takatsuki Osaka Mizuguchi Shunji Watanabe Koji Otsu Shiga Okamoto, (Japan) P
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1970-07-01
Publication date: 1971-04-15
Also published as: NL7009600A; AU1686670A; FR2054603A1; GB1321852A; FR2054603B1

Description

•70/8728 g R©inheW Kramer

PATENTANWALT

8OOO JVrÜiiOhen 12 ^032624

St3 1

6ÖOÖ63

Toray Industries, Inc., Tokyo/Japan

Faserschichtmaterial mit neuartigem Aufbau und Verfahren zu seiner Herstellung

(Beanspruchte Prioritäten: 1. Juli 1969 Japan 5W1/69 1. Juli 1969 Japan 51473/69 1. Juli 1969 Japan 514-75/69)

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartig aufgebautes Faserschichtmaterial, welches sich insbesondere als Kunstleder verwenden läßt und aus zwei Arten übereinander angeordneter Paser- λ schichten gebildet ist, die sich hinsichtlich der Anordnung der sie aufbauenden fasern unterscheiden, ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des genannten Faserschichtmaterials aus zwei aus Fasern gebildeten Bändern (im folgenden kurz Faserbänder genannt) mit verschiedenem innerem Aufbau unter Anwendung eines Nadelverfahrens.

In der nachstehenden Beschreibung werden wiederholt die Ausdrücke

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"Dickenrichtung" und "Oberflächeinrichtung¹¹ gebraucht. Der erste Ausdruck soll eine Richtung bezeichnen, die praktisch senkrecht zur Oberfläche der Faserschicht verläuft, und der zweite Ausdruck bezieht sich auf eine Richtung, die praktisch parallel zur Oberfläche der Faserschicht verläuft.

Die bekannten nicht gewebten Materialien werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man auf dem Random-Webber oder der Kreuzlegmaschine erzeugte Faserbänder dem Nadelverfahren unterzieht. Trotz der vielen Verbesserungen bei der Herstellung der herkömmlichen nicht gewebten Materialien zeigen diese doch noch gewisse Nachteile, die eine Folge ihres inneren Aufbaus sind. Werden die Bänder z. B. auf den oben erwähnten Banderzeugungsmaschinen hergestellt, dann verlaufen die das jeweilige Band bildenden Fasern praktisch sämtlich in Oberflächenrichtung und nur ganz wenige in Dickenrichtung. Es kann zwar möglich sein, daß man bei dem später angewendeten Nadelverfahren einige Fasern dazu bringt, in Dickenrichtung zu verlaufen, doch selbst nach Beendigung des Nadelverfahrens ist immer noch die Mehrzahl der Fasern in Oberflächenrichtung ausgerichtet. Eine Folge dieses inneren Aufbaus der herkömmlichen nicht gewebten Stoffe ist, daß sie in Dickenrichtung keine besonders hervorragenden Eigenschaften zeigen. Hier sei beispielsweise ihr Verhalten bei einem in Dickenrichtung wirkenden Druck, ihr Biegeverhalten oder ihre Elastizität gegenüber einer in Dickenrichtung ausgeübten Belastung genannt.

ORlGSMAL IMSPECTED

Eine Lösung dieses Problems kann etwa darin gefunden werden, daß man die Nadeldichte erhöht, d. h. daß man die Anzahl der Nadelstiche, die auf eine Oberflächeneinheit einwirken, erhöht. Doch führt ein derart dichtes Nadeleinstechen zum häufigen Bruch der Fasern, was sehr oft eine Qualitätsverminderung des erhaltenen nicht, gewebten Materials zur Folge hat. Darüber hinaus hat man auch bereits empirisch festgestellt, daß eine Steigerung der Nadeldichte nicht dazu führen kann, daß eine erheblich größere Anzahl der Fasern in Dickenrichtung des nicht gewebten Materials verläuft. Dies hat aber zur Folge, daß man, g wenn man das nicht gewebte Material in Oberflächenrichtung aufschneidet und die Schnittfläche dann einem Schwabbelvorgang unterwirft, um sie aufzulockern, doch keine lockere Oberfläche mit der gewünschten velourähnlichen Griffigkeit erhalten wird, was eine Folge davon ist, daß nur wenige Fasern in senkrechter Richtung zur Schnittfläche verlaufen.

Die Tatsache, daß die herkömmlichen nicht gewebten Stoffe einen Mangel an Fasern aufweisen, die in Dickenrichtung verlaufen,

bedeutet, daß im inneren Aufbau dieser Stoffe keine in dreidimensionaler Anordnung miteinander verschlungenen Fasern vorliegen. Ganz allgemein ist es bekannt, daß Naturleder einen sehr speziellen inneren Faseraufbau hat, bei dem Kollagenfasern in dreidimensionaler Anordnung miteinander verschlungen sind. Diese dreidimensional verschlungene Anordnung der Kollagenfasern ist aber maßgebend dafür, daß man Naturleder durch Anwendung einer entsprechenden Lockerungsbehandlung auf der

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ORlGiNALlNSPECTED

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Oberfläche eine handschuh!ederartige oder velourartige Griffigkeit vermitteln kann. Man hat bereits verschiedene Kunstlederarten entwickelt, indem man den inneren Aufbau von Naturleder nachzuahmen versuchte· Jedoch ist bisher noch kein "Versuch dieser Art bekannt geworden, der erfolgreich ein Kunstleder mit naturlederartigen Qualitäten zum Ergebnis gehabt hätte. Dies hat seinen Grund darin, daß es unmöglich ist, ein Kunstleder zu erzeugen, dessen innerer Aufbau dem von Naturleder weitgehend gleicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, nun ein Faserschichtmaterial zu schaffen, welches als Kunstleder verwendbar ist und verbesserte mechanische Eigenschaften in Dickenrichtung aufweist, während es aber die ausgezeichneten Eigenschaften in Oberflächenrichtung der herkömmlichen nicht gewebten Stoffe beibehält.

Ferner soll das Faserschichtmaterial die Vorzüge der bekannten Kunstledermaterialien mit naturlederartig wirkenden ästhetischen Eigenschaften vereinen.

Darüberhinaus soll zu der ausgezeichneten Oberflächenqualität des erzeugten Kunstleders eine verbesserte mechanische Qualität hinzukommen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung des genannten FaserSchichtmaterials anzugeben.

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Die Lösung der genannten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Faserschichtmaterial aus einer ersten aus Fasern aufgebauten Schicht (Kurzfaserschicht), deren Fasern zu einem überwiegenden Anteil im wesentlichen in Richtung der Schichtdicke verlaufen, und aus einer oder mehreren zweiten Faserschichten, deren Fasern zu einem überwiegenden Anteil in Oberflächenrichtung verlaufen, aufgebaut ist. Beide Faserschichten sind laminatartig übereinander gebracht und miteinander verbunden, wobei die im Oberflächenbereich der ersten Faserschicht befindlichen Fasern in den Faseraufbau der zweiten Faserschicht ein- f dringen. Das Faserschichtmaterial kann vorzugsweise eine hochpolymere elastische Substanz enthalten. Ferner kann eine Oberfläche des Faserschichtmaterials mit aufgelockerten Fasern bedeckt sein. Das Faserschichtmaterial des beschriebenen Aufbaus wird dadurch erzeugt, daß man das an sich bekannte Hadelverfahren auf die übereinander angeordneten und miteinander vereinigten zwei oder mehreren Faserschichten in Form von Faserbändern anwendet. Hierbei ist das eine Faserband (das erste) in der Hauptsache aus Fasern aufgebaut, die in Dickenrichtung verlaufen, g während das andere Faserband (das zweite) im wesentlichen aus Fasern gebildet ist, die in Oberflächenrichtung verlaufen. Die Nadeldichte liegt vorzugsweise; im Bereich zwischen 50 und 2000 Stichen/cm , und die Stärke der die Faserbänder bildenden Fasern liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001 und 0,5 den. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Faserbänder aus Fasern gebildet, die einen inselartigen Aufbau haben.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung. Es zeigen:

lig. Λ ein Querschnittsbild einer Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Faserschichtmaterials vor dem Zusammenpressen,

Fig. 2 ein Querschnittsbild des Faserschichtmaterials nach dem Zusammenpressen,

- Fig. 3 ein Querschnittsbild des FaserSchichtmaterials nach Beendigung des Nadelverfahrens,

Fig. 4- eine schematische Seitendarstellung einer Ausbildungsform der Anordnung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 und 6 schematische Seitenansichten verschiedener Ausbildungsformen der in Fig. 4 gezeigten Anordnung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Ausbildungsform ^ eines Richtungswandlers, der bei der in Fig. 6 gezeig

ten Anordnung verwendet wird,

Fig. 8A und 8B Querschnittsdarstellungen des aufgeschnittenen Faserschichtmaterials gemäß der Erfindung, und zwar vor und nach Durchführung eines SchwabbelVorgangs,

Fig. 9A bis 9N in schematischer Darstellung Querschnittsbilder verschiedener Ausbildungen von Fasern mit inselartigem Aufbau, die vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen

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Verfahren verwendet werden.

In Pig. 1 ist eine Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Faserschichtmaterials in seinem Aufbau dargestellt, den es vor Beginn des Herstellungs- oder Bearbeitungsverfahrens hat. Ein faserband 11, welches im wesentlichen.aus Fasern besteht., die in Richtung seiner Dicke verlaufen, liegt sandwichartig zwischen zwei Faserbändern 12 und 13, die im'wesentlichen lasern enthalten, die zur Eichtung seiner Oberfläche ausgerichtet sind. Die genannten Bänder wurden vorher einem Nadelverfahren unterworfen. Falls netwendig, können diese beiden Faserbänder 12 und 13 voneinander verschieden sein. Nachdem die genannten Faserbänder übereinander angeordnet sind - das aus drei Faserschichten gebildete Material ist mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet -, werden sie in Richtung ihrer Dicke zusammengedrückt, so daß die Fasern des mittleren Bandes 11 in den Aufbau der ihm benachbart verlaufenden Bänder 12 und 13 eingreifen, wodurch die Faserbänder miteinander vereinigt werden, wie aus Fig.2 zu entnehmen ist. Anschließend wird die so erzeugte faserige Masse 14 einem Nadelvorgang unterworfen, durch den sie in ein FaserSchichtmaterial 16 umgewandelt wird."Die Gesamtdicke der Schichten wird dabei verringert, und die Dichte der sie aufbauenden Fasern wird gegenüber der der Faserschichtkombination 14 erhöht. Das erhaltene Faserschichtmaterial 16 aus der ersten Faserschicht 17₅ leren Fasern in Richtung der Dicke verlaufen, und den beiden 'aserscliichten 18 und 19, welch letztere die Faserschicht 17 ■vandwi chart ip; einschließen und ihrerseits aus zahlreichen Fasern

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BAD ORIGfNAL

•gebildet sind, die im wesentlichen in Richtung ihrer Oberfläche verlaufen, ist in Fig. 3 gezeigt. Die Enden der die erste
Schicht 17 bildenden Fasern dringen in die sie berührenden
Oberflächenbereiche der Faserschichten 18 und 19 ein und bewirken auf diese Weise eine starke Verankerung in diesen.

Aufgrund des Vorliegens der mittleren Faserschicht 17 weist das Fas erschi chtmat eri al 16 in seinem inneren Aufbau mehr Komponenten auf, die in Richtung seiner Dicke verlaufen, als die herkömmlichen Kunstledermaterialien, während der innere Aufbau der Außenschichten 18 und 19 beibehalten ist, ohne daß sein Beitrag zu der mechanischen Eigenschaft der Faserschicht 16 verloren
gegangen wäre. Dies ist der Grund· dafür, daß das erfindungsgemäße Faserschichtmaterial ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. In diesem Zusammenhang seien sein Widerstand gegen Druck, seine Elastizität und seine Drapierfähigkeit genannt.

Im folgenden sollen nun einige Verfahren zur Herstellung des
Faserschichtmaterials des oben beschriebenen Aufbaus im einzelnen beschrieben werden.

Für die Erzeugung des Bandmaterials kann irgendeines der bekannten Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann das
Band mit Hilfe eines Rande -Webbers oder einer Kreuzlegmaschine erzeugt werden.

In Fig. 4- ist eine grundsätzliche Anordnung gezeigt, die für

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ein für die Erzeugung des erfindungsgemäßen Schichtmaterials verwendbares Verfahren geeignet ist. Ein vorbereitetes Faserband 21 wird in der durch den Pfeil 22 angegebenen Richtung von' einer Zuführungsstelle (nicht dargestellt) zugeführt und in Dickenrichtung in einer Schneidstation 23 in aufeinanderfolgende Faserstücke 24 zerschnitten. Diese Stücke 24 werden in der sich in Stromrichtung gesehen anschließenden Drehstation, wie durch die Pfeile 54 angedeutet, um 90° gedreht. Die in den gedrehten Stücken 27 vorliegenden Fasern verlaufen nun in der Darstellung in vertikaler Richtung. D. h. die Richtung der Fasern des zugeführten Faserbandes' 21 ist durch den Schneid- und Drehvorgang um 90° geändert worden. Nach dem Drehvorgang werden die um 90° gedrehten Faserstücke 27 in Strömungsrichtung gesehen weiterbewegt.

Als Ersatz für diesen Drehvorgang kann die Richtungsänderung der Faserkomponenten auch dadurch bewirkt werden, daß man das Band in Längsrichtung faltet.

Unabhängig von der oben beschriebenen Anordnung werden zwei Faserbänder 28 und 29 aus entsprechenden Zuführungsquellen (nicht gezeigt) in den durch die Pfeile 31 und 32 angegebenen Richtungen zugeführt. Die die Faserbänder 28 und 29 aufbauenden Fasern verlaufen etwa in Richtung von deren Oberfläche. Mit Hilfe von Führungsrollen 33a und 33b werden die Faserbänder 28 und 29 in eine horizontale Richtung so umgelenkt, daß ein horizontaler Spalt zwischen beiden frei bleibt. Die in der

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beschriebenen Weise gedrehten IFaserstücke 27 werden in fester Aufeinanderfolge in den zwischen den Bändern 28 und 29 gebildeten Spalt eingeführt. Bei Weiterbewegung in Strömungsrichtung wird die vereinigte faserige Masse in Richtung ihrer Dicke mit Hilfe von zwei Druckrollen 36a und 3&b zusammengedrückt und dabei in eine Fasermasse 38 umgeijrandelt, in der die Pasern der gedrehten Stücke 27 in die sie berührenden Oberflächenbereiche der ihnen anliegenden Faserbänder 28 und 29 eindringen und sich mit diesen vereinigen. Die auf diese Weise aus !Fasern aufgebaute Masse 38 wird - wie durch den Pfeil 39 angedeutet - einer Weiterverarbeitung in einem Nadelvorgang unterworfen. Während des Nadelvorgangs dringen die Fasern der gedrehten Faserstücke 27j die nunmehr zwischen den Bändern 28 und 29 liegen, noch besser in den Faseraufbau der Bänder 28 und 29 ein, so daß sie sich noch fester mit den sie sandwichartig einschließenden Faserbändern 28 und 29 vereinigen. Während die Faserstücke 27 in den Spalt zwischen den Bändern 28 und 29 eingeführt werden und während der Durchführung des Nadelvorgangs kann es vorkommen, daß sich Fasern, die die Stücke 27 aufbauen, verbiegen und daher in einem Winkel zur Schichtdicke verlaufen. Eine solche Verbiegung verringert jedoch nicht den durch die Erfindung erzielten Erfolg.

Eine weitere Ausbildungsform eines für die Herstellung des erfindungsgemäßen Faserschichtmaterials geeigneten Verfahrens ist in Fig. 5 dargestellt. Das mittels eines Rando -Webbers oder einer Kreuzlegmaschine erzeugte Faserband 21 wird auf einer

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Fördervorrichtung 41 zugeführt, während seine Stärke mit Hilfe von zwei Druckrollen 42a und 42b verringert wird, die in der Nähe des Eingangs einer J-förmigen Leitung 44 angeordnet sind. Das obere Ende der Leitung 44 ist mit einem vertikalen hin- und hergehenden Schneidblatt 43 ausgestattet, und das untere Ende der Leitung 44 öffnet sich in horizontaler Richtung. An die . untere öffnung der Leitung 44 schließt sich eine horizontale Bahn an, die durch den Maschinenrahmen 46 bestimmt ist. Sobald das Faserband 21 der J-fÖrmigen Leitung 44 zugeführt ist, wird es mittels des in vertikaler Richtung hin- und herbewegten Schneidblattes 43 in Stücke zerschnitten. Diese Stücke fallen in sich kompakt aufgebaut nach unten. Da der untere Abschnitt der Leitung 44 in horizontaler Richtung abgebogen ist, ändern die geschnittenen Stücke ihre Richtung um 90°, die die Stücke aufbauenden Fasern verlaufen nach diesem Drehvorgang in Dickenrichtung. Faserbänder 28 und 29 sind in gleicher Weise wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel zugeführt. Die relative Anordnung der J-förmigen Leitung 44 und der Führungsrollen 33a und 33b ist so gewählt, daß die von dem Rahmen 46 der Maschine definierte öffnung der Bahn sich unmittelbar an dem Spalt befindet, der zwischen den beiden Faserbändern 28 und 29 gebildet ist. Auf diese Weise gelangen die geschnittenen Stücke nacheinander in den Spalt zwischen den beiden Bändern 28 und 29, und die vereinigte Fasermasse 38 gelangt in Strömungsrichtung abwärts gesehen über die Druckrollen 36a und 36b, ein Förderband 48 und zwei Druckrollen 47a und 47b an eine Vorrichtung 49 zur Durchführung des Nadelverfahrens. Falls

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erwünscht, kann der Nadelvorgang in mehreren Stufen vorgenommen werden. Nach Beendigung des Nadelverfahrens wird die faserige Masse 38 in Form des erfindungsgemäßen PaserSchichtmaterials 16 über zwei Auslieferungswalzen 51& iind 51b ausgeliefert.

Eine weitere Ausbildungsform eines für die Erzeugung des erfindungsgemäßen Faserschichtmaterials geeigneten Verfahrens ist in Fig. 6 dargestellt, bei dem ein von einem Rando -Webber erzeugtes Band als Faserband zugeführt wird.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Anordnung wird ein auf einem Rando -Webber (nicht dargestellt) erzeugtes Band 61 in Richtung des Pfeils 62 mittels einer Fördervorrichtung 63 an eine Schneidvorrichtung 64, gebildet aus zwei Schneidwalzen, herangeführt. Während das zugeführte Band 61' die Schneidvorrichtung 64 passiert, wird es in eine Mehrzahl von Seite an Seite angeordneten Faserbänder 66 aufgeschlitzt, die nacheinander einem Richtungswandler 69 zugeführt werden, in dem diese geschlitzten Faserbänder 66 um 90° gedreht werden» Außerdem werden zwei ™ Faserbänder 28 und 29 in ähnlicher Weise wie bei den vorher beschriebenen Ausbildungsformen so zugeführt, daß sie einen Schlitz zwischen sich bilden, der die um 90° gedrehten aus dem Richtungswandler 69 austretenden geschlitzten Bänder 71 aufnimmt . Nachdem diese sandwichartig zwischen die Bänder 28 und 29 eingebracht sind,, wird die Fasermasse 38 den sich anschließenden Vorgängen, beispielsweise dem Nadelverfahren, zugeführt«, Während des Nadelverfahrens verschlingen sich die in

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Dickenrichtung verlaufenden Fasern des zugeführten Bandes 71 mit den übrigen Fasern und bilden so das FaserSchichtmaterial 16, da sie von den Widerhaken der bei dem Hadelverfahren verwendeten Nadeln verhakt werden. Ein auf dem Kreuzleger erzeugtes Band weist einen Mangel an Fasern auf₅ die in Dickenrichtung verlaufen. Verwendet man dagegen ein Faserband, welches auf einem Rando" -Webber erzeugt wurde, dann erhält man eine bessere Durchflechtung der Fasern im inneren Aufbau des erzeugten Faserschichtmaterials als bei Verwendung eines Faserbandes, welches auf dem Kreuzleger erzeugt wurde.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Richtungswandlers, der für die in Fig. 6 gezeigte Anordnung verwendbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das zugeführte Faserschichtmaterial 61, während es durch die Schneidvorrichtung 64 hindurchläuft, in eine Mehrzahl von Seite an Seite verlaufenden Faserbändern 66 aufgeschlitzt. Die Schneidvorrichtung 64 umfaßt zwei Walzen 64a und 64b, die in vorgeschriebenen Abständen auf ihrem Umfang Schneidblätter 67 tragen. Die geschlitzten Faserbänder 66 werden dann dem Richtungswandler 69 zugeführt. Dieser besteht aus einer Mehrzahl seitlich nebeneinander angeordneter Führungsrohre 72. Die stromabwärts gelegene öffnung eines Führungsrohrs 72 ist um 90° gegenüber seiner stromaufwärts gelegenen öffnung gedreht. Während die geschlitzten Faserbänder 66 durch die Führungsrohre 72 befördert werden, werden sie daher in seitlicher Richtung um 90° gedreht, so daß Fasern, die in einer Vorzugsrichtung verlaufen, beispielsweise in Oberflächen-

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ORiGSNALlMSFECTED

richtung verlaufen, anschließend eine Richtung, die etwa senkrecht zu der anfänglichen Richtung verläuft, einnehmen, beispielsweise bei dem aus der Austrittsöffnung des Führungsrohrs 72 austretenden Band 71 in Dickenrichtung.

In Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das in Fig.3 dargestellte Faserschichtmaterial 16 in Oberflächenrichtung etwa in der Mitte der Zwischenschicht 17 aufgeschnitten werden, so daß zwei Faserschichten 16a und 16b, wie sie in Fi g_a 8A dargestellt sind, entstehen«, Anschließend kann die aufgeschnittene Oberfläche einem Schwabbelvorgang unterworfen werden, um die Fasern aufzulockern und aufzurichten, so daß man ein Faserschichtmaterial 81 erhält mit einer Grundschicht 82 und einer aufgerichtete Fasern enthaltenden Oberfläche 83, die eine velourartige Griffigkeit aufv/eist«, Ein solches Fasermaterial ist in Fig. 8B dargestellte Hierbei entspricht die Grundschicht

82 den Faserschichten 18 oder 19 in Fig» 3« Demzufolge verlaufen die diese Schicht aufbauenden Fasern im wesentlichen in Oberflächenrichtung, dagegen entsprechen die die Faserschicht

83 bildenden Fasern denen der Faserschicht I7 nach Fig„ 3., Sie verlaufen daher im wesentlichen in Dickenrichtung» Wie bereits eingehend erklärt wurde, dringen die unteren Abschnitte der die Schicht 83 bildenden Fasern tief in die Grundschicht 82 ein und sind mit dieser fest verankert, so daß eimxunerwünschtes Ausfallen der gelockerten Fasern verhindert ist„

Falls erwünscht, kann man vor dem Aufschneiden das Fasermaterial

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16 mit einem hochpolymere!! elastischen Material imprägnieren.. Man kann die aufgeschnittenen faserbänder 16a oder 16b aber auch zumindest vor Anwendung des Schwabbelvorgangs mit einer solchen Substanz imprägnieren. In diesem Fall erhält man nach Anwendung des Schwabbelvorgangs ein FaserSchichtmaterial 81 mit einer Oberfläche von handschuh!ederartiger Griffigkeit, Will man aber ein FaserSchichtmaterial 81 erhalten, dessen aufgelockerte Fasern von kürzerer Länge sind, dann kann man das Faserschichtmaterial 16 in drei laminare Teile aufschneiden und den mittleren Teil wegwerfen.

Im folgenden soll nochmals auf Fig. 4 Bezug genommen werden. Die Faserbänder 28 und 29 können als beliebige Faserbänder ausgebildet sein, beispielsweise als ein Band, wie es von der Kreuzlegmaschine erzeugt wird, oder als ein Band, welches von einem Random-Webber hergestellt wurde, oder man kann ein Faserschichtmaterial verwenden, welches durch vorherige Anwendung eines Nadelverfahrens auf die beschriebenen Faserbänder erzeugt wurde. Ein solcher Nadelvorgang wird vorzugsweise mit einer

Nadeldichte von 20 bis 1.000 Nadeln/cm durchgeführt.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sollte aber die wirksame Nadeldichte nicht auf diesen genannten Wert beschränkt sein.. Bei Anwendung eines Nadelvorgangs bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Erzeugnis eine Scheindichte (apparent density) aufweisen, die im Bereich zwischen 0,005 und 0,100 g/car liegt. Die Berechnung dieser

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Werte beruht aber auf der Dickenmessung des Erzeugnisses unter 5 kg/100 cm gleichförmiger Belastung.

Vorzugsweise sollte man das auf dem Rando-Webber oder der Ereuzlegmaschine erzeugte Band einem Nadelverfahren unterwerfen, dessen Nadeldichte so gewählt ist, daß das erzeugte Band eine Scheindichte aufweist, welche zwischen 0,01 und O₅08 g/cnr liegt, und dessen Dicke zwischen 3 dm und 50 mm, vorzugsweise

zwischen 10 mm und 30 mm bei einer Belastung von 5 kg/100 cm beträgt.

Verwendet man aber ein Bandmaterial mit einer Scheindichte kleiner als 0,005 g/cnr, dann kann man nicht garantieren, daß eine Verschlingung der Fasern in der Zwischenschicht 17 (siehe Fig. 3) vorliegt. Demzufolge kann es sein, daß Fasern aus dem in Fig. 8B dargestellten Faserschichtaufbau ausfallen» Infolge eines sachdienlichen horizontalen Verschlingens der Fasern kann jedoch ein Ausfallen der Fasern sehr wohl verhindert werden» Übersteigt aber der Wert der Scheindichte des Bandmaterials 0,10 g/cm , dann liegt ein Mangel an horizontal ausgerichteten Fasern vor. In diesem Fall kann daher auch eine Richtungsdrehung des Bandmaterials nicht das Vorliegen von Fasern in Dickenrichtung garantieren.

Ferner kann infolge der Durchführung des Nadelverfahrens natürlich die Grenze zwischen den übereinander liegenden Faserschichten nicht vollständig eliminiert werden«. Die Dicke der

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Bänder 12 und 13, die das Band 11 sandwichartig einschließen, sollte im Hinblick auf die Art und Dicke des Zwischenbandes 11 gewählt werden. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß eine übergroße Dicke des Bandes die Wirkung des Nadelverfahrens wieder verringert.

Als Band 11 kann jedes beliebige Faserband verwendet werden« Es sollte Jedoch darauf geachtet werden, daß die Mehrzahl der das Band aufbauenden Pasern vorzugsweise in einer bestimmten Richtung verläuft. Die Dicke des Bandes sollte vorzugsweise zwischen 3 mm und 50 mm betragen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen

10 mm und 30 mm liegen, gemessen bei Belastung von 5 kg/100 cm .

Ist die Dicke größer als 5 cm, dann kann das Aufschneiden des Bandes 21 (siehe S¹Ig. 4) in Faserstücke nicht mit konstanter Schnittlänge durchgeführt werden. Ist jedoch die Dicke kleiner als der untere angegebene Grenzwert, dann kann man keinen hohen Wirkungsgrad für die Erzeugung des Bandes erwarten. Die Schnittlänge des Bandes 21 sollte zweckmäßigerweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 cm bis 2,0 cm, vorzugsweise zwischen 0,4 cm und 1,2 cm liegen. Sobald die Schnittlänge den oberen genannten Grenzwert übersteigt, treten übermäßig häufige Verbiegungen der Fasern auf, die während eines späteren Verfahrensabschnittes, nämlich nach der Schichtvereinigung und nach Anwendung des NadelVerfahrens die mittlere Faserschicht bilden. Wird jedoch die Schnittlänge kleiner als der untere angegebene Grenzwert, dann ist es kaum möglich, daß die Faserstücke 24 ihre Form beibehalten.

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Um die Dichte der in Dickenrichtung verlaufenden Fasern in der Faserschicht 16 zu erhöhen, ist es notwendig, die Dichte der Zwischenschicht 11 (siehe Fig. ■ 2 und 3) zu vergrößern. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man ein Faserband 21 (siehe Fig· 4) verwendetj welches einen kompakten Aufbau aufweist. Ein solcher kompakter Aufbau kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man das Faserband 21 vor dem Sclineidvorgang zusammenpreßt. Um diese Verdichtungswirkung noch zu steigern, ist es wünschenswert;, das Faserband aus Fasern zu erzeugen, die eine starke Schrumpffähigkeit aufweisen.

Das Band 28 (siehe Fig. 4, 5 und 6) kann zunächst einem Nadelverfahren unterworfen werden, welches mit einer kleinen Nadeldichte durchgeführt wird. Verwendet man ein solches Band_s dann wird noch ein weiteres Nadelverfahren durchgeführt, nachdem der sandwichartige Aufbau der Schichten erfolgt ist» Dies ist der Grund dafür, daß der erste Nadelvorgang noch nicht mit einer großen Nadeldichte durchgeführt werden sollte. Werden beispiels-P weise Filznadeln mit 9 Widerhaken bei dem MadelVorgang verwendet,

dann sollte die Nadeldichte 500 Nadeln/cm nicht übersteigen. Eine Nadeldichte über 500 Nadeln/cm würde nämlich, dazu führen, daß der Anteil der horizontal gerichteten Fasern geringer wird, was eine Verringerung der Festigkeit des Endprodukts zur Folge hätte.

Der Nadelvorgangj der jedoch bei der vereinigten Fasermasse (siehe Fig. 4) durchgeführt wird, sollte eine Nadeldichte im

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2 Bereich zwischen 100 und 8.000 Nadeln/cm ,vorzugsweise zwischen 400 und 3.5OO Nadeln/cm haben, "übersteigt die Dichte allerdings den oberen angegebenen Grenzwert, dann erhält man eine zu starke Verringerung des Anteils der in Richtung der Oberfläche verlaufenden Pasern und damit eine Verminderung der festigkeit des erhaltenen FaserSchichtmaterials, die insbesondere eine Folge vermehrter Faserbrüclie infolge einer zu starken Beanspruchung durch die Nadeln ist. Ist jedoch die Dichte kleiner als der angegebene untere'Grenzwert, dann ist nicht sichergestellt, daßdie Verschiingung der inneren Fasern ausreicht. Die Stärke des Nadelverfahrens sollte aber innerhalb des angegebenen Bereichs entsprechend den durch den Verwendungszweck des erzeugten Faserschichtmaterials gegebenen Anforderungen bestimmt werden.

Es ist möglich, das Nadel verfahr en in einer Richtung durchzuführen, die nicht nur senkrecht sondern auch bis zu einem gewissen Grad geneigt zur Bandoberfläche verläuft. Falls erwünscht, kann man auch beide Nadelverfahren in Kombination anwenden.

Die Fasern, welche für die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Faserbänder verwendet werden können, können nach Belieben aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus synthetischen Fasern wie Polyamidfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern, Polyurethanfasern, Polyolefinfasern, Polyvinylfasern, fluorlialtigen Fasern und Silikonfasern, oder aus natürlichen

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Fasern wie Baumwolle, Wolle, Jute und Hanf und aus speziellen Fasern wie Mischfasern, Blockmischpolymerfasern, Verbundfasern, Fasern mit unregelmäßigem Querschnitt, Makkaronifasern und Fasern mit inselartigem Aufbau besteht. Die genannten Fasern können sowohl ausschließlich als auch nicht ausschließlich verwendet werden. In manchen Fällen wird außerdem empfohlen, Fasern zu verwenden von hoher Schrumpffähigkeit, von latenter Schrumpffähigkeit, von hoher Kräuselfähigkeit, von latenter Kräuselfähigkeit, Wasser absorbierende Fasern und wasserlösliche Fasern. Jede beliebige Kombination der verschiedenen Faserarten kann in Übereinstimmung mit den durch den Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Technik gegebenen Erfordernissen ausgewählt werden.

Das als Zwischenlage dienende Band wird vorzugsweise ausgekräuselten Fasern erzeugt. In diesem Fall sollte die Faser vorzugsweise 3 bis 25 Kräusel pro 25 mm Länge aufweisen. Einer Krauselanzahl zwischen 7 und 15 Kräuseln pro 25 mm Länge wird jedoch der besondere Vorzug gegeben. Ist die Anzahl der Kräusel kleiner als der genannte untere Grenzwert, so erhält man nicht die erforderliche gegenseitige Kohärenz der Fasern, und das erhaltene Faserband kann demzufolge nur schlecht seine Form beibehalten. Übersteigt jedoch die Kräuselzahl den oberen genannten Grenzwert, dann ist es schwierig, daß die Fasern in ausreichendem Maß in die dieses Band sandwichartig einschließenden Bänder eindringen, um sich mit diesen fest zu einer gemeinsamen Fasermasse zu vereinigen.

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Die in Fig. 4- mit den Bezugsζeichen 28 und 29 bezeichneten Bänder können auch aus stark schrumpfenden Fasern erzeugt werden. Infolge des während eines späteren Verfahrensschrittes durchgeführten Schrumpfens der Faserkomponenten erhält das erzeugte Band einen sehr kompakten Aufbau, und infolge des Schrumpfvorgangs'kann die Richtung der Fasern innerhalb des Bandes ganz beträchtlich verändert werden. Dieser später durchzuführende SchrumpfVorgang der Fasern kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens stattfinden. Beispielsweise kann er beim Übereinanderlegen der Bänder durchgeführt | werden. Er kann aber auch während des ITadelvorgangs oder beim Aufschneiden der Faserschicht (siehe Fig. SA imd 8B) angewendet werden.

Wie oben kurz erwähnt wurde, kann das FaserSchichtmaterial gemäß der Erfindung vorzugsweise -auch aus Fasern mit inselartigem Aufbau geschaffen werden.

Eine Faser mit inselartigem Aufbau, auf die hier Bezug genommen

werden soll, besteht mindestens aus zwei verschiedenen hochpolymeren Komponenten, von denen die eine die Inselkomponente und die andere die Einbettkpmponente darstellt. Bei einem vorgegebenen Querschnittsbild der Fasern sind die Inselkomponenten getrennt voneinander in der Einbettkomponente verteilt. Die Inselkomponenten verlaufen über einen wesentlichen Bereich in Faserlängsrichtung.

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~²²- 203^824

Einige typische Beispiele für die Anordnung der Inselkomponenten sind in QuerschnittsdarStellungen in den Fig. 9A Ms 9N gezeigt, wobei die Faser 91 mit inselartigem Aufbau aus einer Mehrzahl -von Inselkomponenten 92 besteht, die entweder in willkürlicher Verteilung oder in vorgeschriebener Anordnung in der Einbettkomponente 93 verteilt vorliegen.

Verwendet man lasern mit inselartigem Aufbau für die Erzeugung des Fasermaterials, dann wird das erhaltene Faserschichtmaterial, beispielsweise das Schichtmaterial 16 nach Fig» 5» zunächst mit einer wasserlöslichen hochpolymeren Substanz imprägniert. Anschließend wird das Faserschichtmaterial mit einem entsprechenden Lösungsmittel für die Entfernung der Einbettkomponente behandelt. Nachdem die Einbettkomponente entfernt ist, enthält die Fasermasse zahlreiche Bündel extrem feiner Fasern (entstanden aus der Inselkomponente). Sie wird danach mit einer elastischen hochpolymeren Substanz imprägniert. Bei oder nach der Verfestigung der genannten elastischen hochpolymeren Substanz wird die obengenannte wasserlösliche hochpolymere Substanz aus der Fasermasse entfernt«. Beim anschließenden ■Trocknen erhält man ein Fas er Schichtmaterial,, gebildet aus zahlreichen Bündeln extrem feiner Fasern und einer elastischen hochpolymeren Substanz. Fasern in der ersten Schicht, beispielsweise der Zwischenschicht 17 in Fig. 3, dringen in die sie berührenden Bereiche der Oberfläche der anliegenden Schicht oder Schichten ein, beispielsweise in die Schichten 18 und/oder 19 in Fig. 3.

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ORIGINAL INSPECTED

" ²³ " ' 2032524

Der Querschnitt der Verbundfasern mit inselartigem Aufbau sollte vorzugsweise drei oder mehrere Inselkomponenten enthalten. "Für die Inselkomponenten kann vorzugsweise' ein Polymer verwendet werden, welches aus den nachstehend aufgeführten Polymeren oder aus Mischpolymeren der genannten Polymere ausgewählt werden kann. Als Beispiele seien genannt: Polyamid, Polyester, Polyolefin, Polyacrylnitril, Polyurethan.

Das für die Einbettkomponente zu verwendende Polymer muß sich von dem für die Inselkomponente verwendeten Polymer hinsichtlich seiner Lösbarkeit unterscheiden. Da die Einbettkomponente im Laufe des weiteren Verfahrens aus der Pasermasse entfernt werden muß, soll das hierfür verwendete Polymer mittels eines gängigen relativ billigen Lösungsmittels leicht lösbar sein. Geeignete Polymere sind beispielsweise Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyäthylenoxid, Polyäthylenglykol, Methylmetacrylat oder Mischpolymere der genannten Polymere.

Die Gesamtstärke der Verbundfaser mit inselartigem Aufbau soll vorzugsweise im Bereich zwischen 0,8 und 20 den, insbesondere im Bereich zwischen 1,4 und 10 den liegen. Im Hinblick auf die Wirkung des NadelVerfahrens ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung eine Stärke im Bereich zwischen 3 his 8 den am geeignetsten.

SHir die hochpolymere elastische Substanz kann beispielsweise Polyurethan, Polyurea, Polyaminosäure, Polyamid, Polyvinyl-

- 24 - '■ 1 098 16 / 207 Λ

: ■ OR'GINAL INSPECTED

chlorid, natürlicher Gummi, Acrylnitrilbutadiengummi oder Acrylnitrilgummi in Form einer Lösung, Emulsion oder Dispersion verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Faserschichtmaterial kann vorzugsweise als Kunstleder verwendet werden, dessen Eigenschaften denen von natürlichem Leder sehr ähnlich sind, ferner kann es als Ersatz des herkömmlichen Baumwollsamtes dienen oder als Filzmaterial für die Papierherstellung, für bei der Innendekoration zu verwendende Stoffe, als Polster oder Matten, als Leder für die Schuhherstellung, als Wärmeisolatoren, für Säcke, Kissen, Kleidung und als Filze für Klaviere.

Im weiteren sind einige Beispiele angegeben, die zur Erläuterung der Erfindung dienen. Eine Beschränkung der Erfindung auf die Beispiele ist jedoch- nicht beabsichtigt.

Beispiel 1

Auf einer Kreuzlegmaschine wurde ein Faserband aus gekräuselten Nylonstapelfasern eines Titers von 3,5 den und einer Schnittlänge von 51 mm erzeugt. Dieses Faserband wurde einem Nadelvorgang unterworfen, xfobei die Nadeldichte ungefähr 80 Nadeln/cm

betrug. Man erhielt ein Filzmaterial von ungefähr 150 g/m Gewicht.

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ORIGINAL SMSFECTED

Ferner wurde auf einer Eardiermascnine ein Faserband erzeugt. Mehrere solcher Bänder wurden übereinander angeordnet und in Stücke von ungefähr 7 mm Länge geschnitten. Die Richtung dieser Stücke wurde dann um 90° gedreht,' so daß die Fasern in den gedrehten Stücken in Richtung von deren Dicke verliefen.

Die auf diese Weise erzeugten Faserstücke wurden nacheinander zwischen zwei vorher vorbereitete, durch Anwendung eines Nadelverfahrens erzeugte Filze gebracht. Die so miteinander verbundene Fasermasse wurde dann einem weiteren Nadelverfahren unterworfen, wobei der Nadel Vorgang von beiden Oberflächen aus vorgenommen wurde. Die Nadeldichte betrug 800 Nadeln/cm , und man erhielt ein Faserschichtmaterial eines Gewichts von ungefähr 700 g/m . Das Nadel verfahr en konnte sehr gleichmäßig durchgeführt werden, und das erhaltene Faserschichtmaterial wies eine dicke und schwere Beschaffenheit· auf und zeigte eine hohe Elastizität gegen Zusammendrücken.

TJm den inneren Aufbau des Faserschichtmaterials beurteilen zu können, wurde es in Scheiben geschnitten. Es zeigte sich, daß ein großer Anteil der Fasern in Dickenrichtung verlief.

Ferner wurde von einer Probe des Faserschichtmaterials die Elastizität gegenüber Druck mittels eines geeichten Dickenmeßgeräts, dessen Momentanbelastung (ringförmig) 25 kg/cm betrug, gemessen. Im Falle des herkömmlichen Kunstleders betrug das Rückfederungsvermögen bzw. die Rückbildung der Dicke etwa 69 bis 82 %,

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2032324

im Falle des Faserschichtmaterials gemäß der Erfindung ergab sich hierfür ein Wert, der über 85 % lag.

Ferner wurdendas erfindungsgemäße. Faserschichtmaterial und ein

herkömmliches Kunstleder, beide von einem Gewicht von 700 g/m

und 800 Nadelstichen/cm , in der Hälfte ihrer Schichtdicke aufgeschnitten. Anschließend wurden die Eigenschaften der geschnittenen Oberflächen beider Proben hinsichtlich des Zustande fc ihres Aufbaus miteinander verglichen. Dabei zeigte sich, daß der Zustand der geschnittenen Oberfläche des erfindungsgemäßen FaserSchichtmaterials bei weitem wünschenswerter war als der des herkömmlichen Kunstleders.

Beispiel 2

Ein Faserschichtmaterial wurde in ähnlicher Weise wie bei dem vorstehenden Beispiel hergestellt, lediglich wurden gekräuselte Polyethylenterephthalatfasern einer Schnittlänge von 5't mm anstelle der Nylonfasern verwendet. Das erhaltene !Faserschichtmaterial zeigte eine ausgezeichnete dicke und schwere Griffigkeit sowie eine wünschenswerte Elastizität gegen Druckausübung. Sowohl der innere Aufbau als auch der Aufbau der Schnittoberfläche zeigten sich gegenüber denen der herkömmlichen Kunstleder weit überlegen.

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ORIGINAL

ι η ^ "■* ρ ") /

Beispiel $

Ai;:'*'einer Kreuzlegmaschine wurde ein Faserband aus stark nciLrumpfbaren Nylonmischpolymerstapelfasern mit einem Titer von 3, ν den und einer Länge von 5*1 mm hergestellt. Dieses faserband wurde einem Nadelvorgang unterworfen, wobei die Nadeldichte un-

gefahr 100 Einstiche/cm betrug. Der hierbei erzeugte S¹Uz hatte

ein Gewicht von ungefähr 180 g/m .

.Ferner wurde auf der Kreuzlegmaschine aus gekräuselten Stapel-•Terbundfasern mit inselartigem Aufbau ein faserband erzeugt. Die hierbei verwendete Verbundfaser bestand aus. 50 Gewichtsprozent Nylon 6 für die Inselkomponenten und 50 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus Styrolacrylnitril für die Einbettkomponente. Der Titer der Verbundfaser betrug 5»5 den, die Faserabschnitte' hatten eine Länge von 5*1 mm. Vier solcher Faserbänder wurden übereinander gelegt und zusammengepreßt. Anschließend wurden sie in Faserlängestreifen von 4 mm bis 5 im Breite aufgeschnitten. Die aufgeschnittenen Faserlängsstreifen wurden dann seitlich um 90° verdreht und anschließend nacheinander zwischen die beiden zuerst in einem Nadelverfahr en erzeugten Filze' eingebracht. Die auf diese Weise vereinigte Fasermasse wurde dann zweimal einem Nad el Vorgang unterworfen, der von beiden Oberflächen aus durchgeführt wurde. Die Stichdichte betrug 250 Stiche/cm .Der Nadelvorgang konnte reibungslos durchgeführt werden, und das erhaltene Faserschichtmaterial zeigte

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eine anerkennenswerte dicke und schwere Griffigkeit. Seine Elastizität gegenüber Druckausübung war erhöht. Die Rückfederungseigenschaft der Dicke betrug mehr als 88 %.

Das genannte Fas er Schichtmaterial wurde in ein Wasserbad bei Siedetemperatur des Wassers eingetaucht. Man stellte fest, daß die Abmessungen des Schichtmaterials eine Schrumpfung von 50 % erfahren hatten. Das geschrumpfte Faserschichtmaterial wies eine beachtliche Erhöhung seiner Dichte auf.

Das geschrumpfte Schichtmaterial wurde dann längs seiner halben Dicke in zwei laminare Schichten aufgeschnitten. Die beiden erhaltenen Schichten wurden in ein Trichloräthylenbad getaucht, um die Einbettkomponente aus Acrylnitrilstyrol vollständig zu entfernen. Das hiernach erhaltene Schichtmaterial wies auf seiner Oberfläche sehr weiche hervorstehende Faserenden auf.

Beispiel 4

Es wurde ein Faserschichtmaterial in ähnlicher Weise, wie im vorigen Beispiel beschrieben wurde, hergestellt. Lediglich wurden anstelle der Nylonfasern stark schrumpfbare Fasern aus einem Polyäthylenterephthalatisophthalatmischpolymer einer Stärke von 3)0 den und einer Schnittlänge von 51 mm verwendet. Ferner wurden Verbundfasern mit inselartigem Aufbau mit einem . Tit er von 3,0 den und einer Schnittlänge von 51 nun verwendet.

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Die Faser bestand aus 50 Gewichtsprozent Polyalkylenterephthalat für die Inselkomponente und 50 Gewichtsprozent Polystyrol, welches einen Anteil an Polyäthylenglykol enthielt, der 2,5 % in Bezug auf die gesamte Faserkomponente betrug. Die Faser mit inselartigem Aufbau enthielt 16 Inselkomponenten innerhalb ihres Querschnitts·

Das erhaltene Erzeugnis zeigte eine große Bauschigkeit, Elastizität gegenüber Druckausübung und einen besseren gelockerten Zustand als das Erzeugnis, welches man im yor anstehend en Beispiel erhielt.

Beispiel 5

Auf einer Kreuzlegmaschine wurde ein Faserband aus Fasern mit inselartigem Aufbau mit einem Tit er von 3»0 den und Längenabschnitten von 51 mm erzeugt. Die genannten Fasern bestanden aus 50 Gewichtsprozent Polyathyl ent er ephthal at für die Inselkomponente und 50 Gewichtsprozent Polystyrol, welches 5 Gewichtsprozent Polyathyl englykol enthielt, für die Einbettkomponente. Die Faser enthielt 16 Inselkomponenten innerhalb ihres Querschnitts. Das Faserband wurde einem Nadelvorgang unterworfen, wobei die Nadeldichte 60 Stichen/cm entsprach. Der hierbei er-

haltene Filz hatte ein Gewicht von 300 g/m .

Ferner wurde auf der Kreuzlegmaechine ein Faserband erzeugt,

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2032824

welches, nachdem es zusammengedrückt wurde, in Längsstreifen von 5 mm Breite aufgeschnitten wurde. Diese Faserstreifen wurden sodann seitlich um 90° verdreht und nacheinander zwischen die zuerst erzeugten beiden im Nadelverfahren hergestellten Filze eingeführt. Die auf diese Weise miteinander verbundene Fasermasse wurde dann einem weiteren von beiden Oberflächen ausgehenden Nadelverfahren unterworfen, wobei die Nadeldichte 1.000 Stichen/cm entsprach. Nachdem das Material in kochendes Wasser eingetaucht worden war, erhielt man ein Faserschichtmaterial von ungefähr 850 g/m .Gewicht.

Dieses Faserschichtmaterial wurde sodann mit einer 10 %igen wässerigen Polyvinylalkohollösung imprägniert und dann zweimal in ein Trichloräthylenbad eingetaucht.

Anschließend wurde das Faserschichtmaterial in eine 20 %ige Polyurethandimethylformamidlösung gebracht, ausgequetscht und dann in ein 9 %iges Dimethylformamidbad eingetaucht, um die Polyurethankomponente zu verfestigen. Nach Auswaschen mit heißem Wasser wurde das Schichtmaterial aufgeschnitten und min einer braunan Dispersionsfarbe gefärbt. Nach dem Trocknen wurae die Oberfläche mit Sandpapier geschwabbelt, um dem Faserschiciitmaterial eine velourähnliche Oberfläche zu vermitteln.

Beispiel 6

In ähnlicher Weise wie im vorhergehenden Beispiel wurde unter

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109816/ 2074 bad orig/nai.

Verwendung von Fasern mit inselartigem Aufbau ein Faserschicht- :-iaterial bergest eilt. Die Eigenschaften der verwendeten Fasern sind in nachstellender Tabelle zusammengestellt:

Titer der Faser in den 6,0

Anteil der Inselkomponente in % 50

Anzahl der Inselkomponenten innerhalb eines vorgegebenen Querschnitts der Faser 16

Schnittlänge der Faser in mm 76 Kräuselzahl prolcm Länge ^»5 bis 5?9

für die Inselkomponente verwendetes Polymer Nylon 6

für die Einbettkomponente verwendetes Polymer Polystyrolacrylnitril-

mischpolymerisat

Das erhaltene Faserschichtmaterial wurde mit einer 1,5 %igen Carboxylmethylzelluloselösung imprägniert. Nach dem Trocknen wurde das Material in ein Per chlor äthylenbad gebracht, ausgedrückt und nochmals in ein Perchloräthylenbad eingetaucht. Anschließend wurde das Schichtmaterial mit einer Dimethylformamidlösung imprägniert, die 16 Gewichtsprozent Polyurethan und 5 Gewichtsprozent einer Polyäthylenoxidphosphorsäureadditionsverbindung enthielt. Nach dem Auspressen des Schichtmaterials wurde der Imprägniervorgang wiederholt. Die Verfestigung der Polyurethankoinponente wurde dadurch erreicht, daß man das Schichtmaterial mehrmals in ein Wasserband mit einer geringen Menge Dimethylformamid eintauchte. Nach dem Trocknen wurde das l^aserschichtmaterial in .Oberflächenrichtung aufgeschnitten und

- 32 - '

1 098 16/ 2 074

BAD ORiGSNAL

gefärbt. Nach. Ausübung eines SchwabbelVorgangs auf die Ober- '. fläche erhielt man ein kunstlederartiges PaserSchichtmaterial, dessen Oberfläche eine weiche Griffigkeit zeigte.

Beispiel 7

Das in Beispiel 5 erhaltene FaserSchichtmaterial wurde mit einer wässerigen Lösung von Carboxymethylzellulose behandelt. Danach wurde das FaserSchichtmaterial mit der in Beispiel 6 bereits verwendeten Polyurethanlösung imprägniert. Nachdem das Schichtmaterial mit heißem Wasser in genügendem Maße ausgewaschen worden war, wurde es. getrocknet und in Oberflächenrichtung aufgeschnitten. Die Schnittfläche wurde sodann mit Sandpapier geschwabbelt, um ein kunstlederartiges FaserSchichtmaterial mit einer Oberfläche von weichem Aufbau zu bekommen. Nach einer Knitterbehandlung konnte man ein Fas er Schichtmaterial weicher Griffigkeit, aber größerer Elastizität gegenüber verschärften Biegebedingungen erhalten. Diese beiden Eigenschaften wollte man bereits schon lange bei Kunstleder erzielen. Ein weiteres aufgeschnittenes Faserschichtmaterial wurde zweimal mit Trichloräthylen gewaschen. Nach Anwendung des Schwabbelvorgangs auf die Schnittoberfläche hatte man ein FaserSchichtmaterial mit bemerkenswert weicher Griffigkeit und einer verstärkten Biegefähigkeit bei gleichzeitigem Vorliegen einer lockeren Oberfläche erhalten können.

-.33 -1098 16/2074

Beispiel 8

Bei dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren waren stark schrumpffähige Polyesterfasern eines Titers von 1,2-den verwendet worden. Das erhaltene Faserschichtmaterial wurde in einem erhitzten Wasserbad geschrumpft. Anschließend wurde das geschrumpfte ffasers chi altmaterial mit "einer Polyurethanlösung imprägniert. Der weitere Vorgang entsprach dem in Beispiel 5 beschriebenen. Infolge der Schrumpfbehandlung konnte die Schnittoberfläche besser aufgelockert werden, und man erhielt ein Kunstledermaterial mit einer handschuhlederartigen weichen Griffigkeit.

Beispiel 9

ρ ■ · Auf einem Rando-Webber wurde ein Faserband von ungefähr 200 g/m Gewicht aus gekräuselten Polyesterfasern eines Titers von 7 den " und einer Schnittlänge von 64 mm erzeugt. Das erhaltene laserband wurde in laserlängsstreifen von Ί0 mm Breite aufgeschnitten. Diese laserstreifen wurden dann seitlich um 90° verdreht.

Ferner wurde auf einer Kreuzlegmaschine ein Band aus Nylonstapelfasern eines Titers von 3 den und einer Länge von 7^ mm hergestellt. Dieses Band wurde nach Anwendung eines Nadelverfahrens

P ■ mit einer Stichdichte von 100 Stichen/cm und einer Einstich-

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tiefe von 10 mm in ein Filzmaterial von -ungefähr 200 g/m verarbeitet.

Die zuerst erzeugten streifenförmigen Faserstücke wurden nacheinander zwischen zwei solcher im Nadelverfahren erzeugter Filze eingeführt. Die vereinigte Pasermasse wurde dann einem weiteren Nadelverfahren, welches von beiden Oberflächen ausging_? unterworfen. Die Stichdichte betrug 4-00 Stiche/cm , die !Tadeleindringtiefe 14- mm. Man erhielt ein Faserschi chtmateri al von 500 g/m Gewicht. Bei einer mikroskopischen Untersuchung zeigte sich, daß der innere Aufbau des erhaltenen Faserschichtmaterials Fasern aufwies, die in Dickenrichtung verliefen und in die äußeren Faserschichten eingriffen. Bei einem Vergleich- des erhaltenen Erzeugnisses mit dem herkömmlichen Kunstleder erkannte man, daß das erfindungsgemäß hergestellte Erzeugnis eine ausgezeichnete Elastizität gegenüber Druckausübung aufwies. Das erhaltene FaserSchichtmaterial ist für die Herstellung von Polstern und Stoßdämpfern geeignet.

Beispiel 10

Das Faserband gemäß Beispiel 9 wurde unter Verwendung von stark schrumpffähigen Nylonstapelfasern eines fiters von 1,5 den und einer Schnittlänge von 38 mm erzeugt«, Der im Nadel verfahren hergestellte Filz wurde unter Verwendung von stark schrumpffähigen Polyesterstapelfasern eines Titers von 1₈5

. 35' 109818/2074

hergestellt. Das Pressen und Schrumpfen des Schichtmaterials wurde kontinuierlich auf einer Sanforisiermaschine durchgeführt. Das erhaltene Ifaserschichtmaterial von 0,28 g/cnr Scheindichte wurde in Oberflächenrichtung aufgeschnitten. Die auf der Schnittfläche befindlichen Fasern zeigten eine gute Aufrichtung, ihre unteren Abschnitte griffen jedoch ausreichend weit in die aus dem Filzmaterial gebildete Grundfläche ein.

Beispiel 11

Auf einem Bando-Webber wurde ein Faserband von 200 g/m Gewicht aus Fasern mit inselartigem Aufbau eines liters von 3 ölen und einer Schnittlänge von 51 mm hergestellt. Die Faser enthielt Polyäthylenterephthalat als Inselkomponente und Polystyrol als Einbettkomponente. Das erhaltene Faserband wurde in Streifen von 7 ™ Breite aufgeschnitten.

Ferner wurde ein Faserband" von 300 g/m Gewicht auf einem Rando Webber erzeugt, welches einem Nadelvorgang unterworfen wurde, bei dem die Stichdichte 400 Stiche/cm und die Nadeleindringtiefe 8 mm betrug.

Die zuerst beschriebenen Faserstreifen wurden nacheinander zwischen zwei im Nadelverfahren erzeugte Filzbänder eingeführt und die vereinigten Faserbänder einem weiteren Nadelverfahren unterworfen, welches von beiden Oberflächen aus durchgeführt

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wurde. Hierbei betrug die Stichdichte 500 Stiche/cm und die' Eindringtiefe der Nadeln 12 mm. Man erhielt ein Faserschicht-

material von 700 g/m Gewicht.

Dieses FaserSchichtmaterial wurde in eine 10 %ige wässerige ·

Lösung von Polyvinylalkohol eingetaucht und dann getrocknet.

Anschließend wurde das Faserschichtmaterial in ein Trichloräthylenbad gebracht, um die Einbettkomponente zu entfernen. Das erhaltene Faserschichtmaterial wies zahlreiche Faserbündel auf, von denen jedes 15 extra feine Polyäthylenterephthalatfasern eines Titers von 0,1 den enthielt. Dieses FaserSchichtmaterial wurde dann mit einer 20 9&Lgen Lösung von Polyurethan in Dimethylformamid imprägniert. Anschließend wurde die Polyurethankomponente in Wasser verfestigt. Das Lösungsmittel und der Polyvinylalkohol wurden durch eine Behandlung des Faserschichtmaterials mit siedendem Wasser entfernt.

Das erzeugte Faserschichtmaterial wurde in laminare Faserschichten von 1,2 mm Stärke und von 350 g/m Gewicht aufgeschnitten. Nachdem die Schnittoberfläche geschwabbelt worden war, zeigte das erhaltene Faserschichtmaterial eine velourartige Oberfläche und eine Rückseite, die ähnlich natürlichem Leder ausgebildet war.

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Beispiel 12

In ähnlicher Weise wie im voranstehenden Beispiel beschrieben wurde ein laserschichtmaterial hergestellt. Der einssige Unterschied bestand darin, daß der laserfilz aus lasern erzeugt wurde, deren Titer 9 den betrug. Die Schnittoberfläche des erhaltenen laserscMchtmaterials wies zahlreiche lasern eines liters von 0,1 den und 0,3 den auf. Infolge des TTorliegens von lasern unterschiedlicher !einheit erhielt die Oberfläche eine Griffigkeit, die der von Natürleder sehr ähnlich war. lerner konnte man beobachten, daß bei dem erfindungsgemäß erzeugten Material nach wiederholten Biege- und laltvorgängen bei der Benützung des Materials ein geringerer laserausfall vorlag.

Beispiel 13

Unter Verwendung der in Beispiel 3 aufgeführten lasern mit inselartigem Aufbau wurde ein Band erzeugt, aus dem man ein

2
lilzmaterial von 110 g/cm Gewicht erhielt, nachdem man das Band unter Druckausübung einem Uadelvorgang unterworfen hatte,

ο
wobei die Stichdichte 100 Stiche/cm betrug, lerner wurden zwei lilzmateriaüen von 220 g/cm Gewicht unter Verwendung der in Beispiel 3 ebenfalls verwendeten stark schrumpffähigen Uylonfasern und nach Anwendung eines Hadelverfahrens mit einer Nadel-

dichte von 200 Nadeln/cm erzeugt. Das zuerst genannte

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illzmaterial wurde sandwichartig zwischen die beiden letztgenannten Filzmaterialien eingelegt und -unter Ausübung eines

Drucks von 10 kg/cm zusammengepreßt, während von beiden Seiten aus ein weiteres Nadelverfahren durchgeführt wurde, dessen Stichdichte 600 Stiche/cm betrug. Das erhaltene Filzmaterial wurde 3 Minuten lang in ein Wasserbad von 98°G eingetaucht, dann getrocknet und mit 13 %igem Polyvinylalkohol imprägniert» Danach wurde das Pilzmaterial in ein Xylolbad getaucht und dann getrocknet. Anschließend erfolgte eine Imprägnierung mit einer 19 %igen Dimethylformamidlösung von Polyurethan, dessen Verfestigung durch Eintauchen.in ein Wasserbad erzielt wurde. Uach der Verfestigung des Polyurethans wurde eine Oberfläche des erhaltenen lilzmaterials mit Sandpapier geschwabbelt. Daneben wurde ein Musterbogen mit dem Prägemuster von. Ealbleder mit einer Polyurethanschicht von 60 Mikron Dicke überzogen, lerner erhielt diese Oberfläche noch einen weiteren Überzug aus einer Polyurethanlösung von 30 Mikron Dicke. Die geschwabbelte Oberfläche des Pilzes wurde auf die beschichtete Oberfläche aufgepreßt. Anschließend wurde bei 120⁰G getrocknet. Das erhaltene Erzeugnis hatte ein Aussehen, welches natürlichem Leder weitgehend entsprach und auch die gewünschte Weichheit und Elastizität zeigte« Das Erzeugnis könnte man vorteilhafterweise für die Herstellung von Schuhen, Kissen und Matten, verwenden.

16 Ansprüche
9 Figuren

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Claims

70/8728

Z U O L O Z H

Ansprüche

1.) Faserschiehtmaterial mit neuartigem Aufbau, g e k e η η -" zeichnet durch eine erste Faserschicht .(11, 1?) j deren Fasern zu einem überwiegenden Anteil im wesentliehen in Richtung der Schichtdicke verlaufen, und durch eine oder mehrere zweite Faserschichten (12, 13? 18, 19), deren Fasern zu einem überwiegenden Anteil im wesentlichen in Sichtung der Oberfläche der Schicht verlaufen, wobei die ersten und zweiten Faserschichten laminatartig übereinandergebracht und miteinander vereinigt sind und die im Oberflächenbereich der ersten Faserschicht befindlichen Fasern in die zweiten Faserschichten eindringen.

2. Faserschichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweiten Faserschichten durch beim ]fadelverfahren gewonnene Filze gebildet sind.

3. FaserscMchtmaterial nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die erste Faserschicht Fasern einer Stärke von 0,001 bis 0,5 den enthält.

4. Faserschichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Faserschicht

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Bündel aus Fasern eines 'liters von 0,001 bis 0,5 den enthält,

5. Faserschichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Faserschicht
Fasern eines Titers von 0,001 bis 0,5 den enthält.

6. FaserSchichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Faserschicht
Bündel aus Fasern eines Titers von 0,001 bis 0,5 den enthält,

7. FaserSchichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch g e kennz ei chn'et , daß die erste Faserschicht aus
einem Faserband, dessen Gewichtseinheit zwischen 10 und 250

g/m liegt, gebildet und in einer Breite, die zwischen 2 und 20 mm liegt, gefaltet ist.

δ. Fas er Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine hochpolymere elastische Substanz verwendet ist.

9. FaserSchichtmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des Faserschichtmaterials mit Fasern der erst-en Faserschicht bedeckt
ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Faserschichtmaterials nach
einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekenn-

— 3 —
109816/2 0 7/»

zeichnet, daß ein Faserband, dessen Fasern zu einem überwiegenden Anteil in Hichtung seiner Dicke verlaufen, mit mindestens einem mit Hilf e eines ITadelverf ahrens erzeugten filzstreifen laminätartig übereinandergebracht wird und daß das Faserband und der !filzstreifen durch Ausübung eines weiteren Wadelverfahrens unter Verwendung einer Stichdichte von 100 bis 8,000 Stiche/cm miteinander verbunden werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn- ™ zeichnet, daß das Faserband dadurch erzeugt wird, daß ein primäres Faserband, dessen Fasern zu einem überwiegenden !Peil in Richtung seiner Oberfläche verlaufen, in Längsrichtung zu Faserbandstreifen einer Breite zwischen 1 und 20 mm aufgeschnitten wird, und daß die so zugeschnittenen Faserbandstreifen seitlich derart aneinandergebracht werden, daß ihre Schnittflächen nach oben und nach unten gerichtet sind.

12. Verfahren nach Anspruch11, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserband einem Nadelverfahren unterworfen wird, dessen Stichdichte zwischen 40 und 500

ρ ■■■·■■
Stichen/cm liegt,

13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserband in Eichtung seiner Oberfläche aufgeschnitten wird.

10 98 16/20 7 4

14. Verfahren nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet , daß für die Herstellung des Faserschichtmaterials Fasern mit inselartigem Aufbau verwendet werden.

15. Verfahren nach Anspruch. 14-, dadurch gekennzeichnet , daß das Schichtmaterial mit einer

• wasserlöslichen hochpolymeren Substanz imprägniert wird, daß die Einbettkomponeirbe der Fasern mit inselartigem Aufbau mit einem Lösungsmittel herausgelöst wird, daß das hierbei erhaltene Fasermaterial mit einer elastischen hochpolymeren Substanz imprägniert wird, daß die wasserlösliche hochpolymere Substanz aus dem Fasermaterial bei oder nach der Verfestigung der elastischen polymeren Substanz herausgelöst wird und daß getrocknet wird.

16. Verfahren nach Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Faserschichtmaterial mit einer elastischen hochpolymeren Substanz imprägniert wird, daß das Faserband in Oberflächenrichtung nach Verfestigung der elastischen hochpolymeren Substanz aufgeschnitten wird und daß die Schnittfläche geschwabbelt wird.

WSPECTED

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