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Verfahren zur Herstellung eines lederartigen Materials
Es ist bekannt, aus Textilfasern durch Kardierung, Papierherstellungs-oder Luftblastechnik sehr schwaches Blattmaterial herzustellen, das nur durch die Friktionskräfte an den Berührungsstellen der Fasern zusammengehalten wird. Ein solches Gebilde, das praktisch keine äusseren Kräfte verträgt, wird bekanntlich verfestigt durch Behandlung mit Bindemitteln, vorzugsweise gummiartigen, in Form von wässerigen Dispersionen (Latices), welche die Fasern an ihren Berührungsstellen miteinander verkleben.
Die so hergestellten, latexgebundenen Faservliese werden z. B. viel an Stelle von Rosshaar als formerhaltende Zwischenlage in Herrenanzügen benützt.
Die Festigkeitseigenschaften des gebundenen Faservlieses variieren mit Faserlänge, Faserart, Bindemitteltyp, Gewichtsverhältnis Faser-Bindemittel, doch bleiben sie, mit Ausnahme der Dehnung, selbst bei Verwendung eines vulkanisierten Bindemittels, gegenüber denjenigen eines gleich schweren Gewebes zurück. Ein solches Material kann deshalb nie als ein hochwertiger Lederersatzstoff betrachtet werden.
Auch ist es bekannt, Materialien mit gewissermassen lederähnlicher Oberfläche herzustellen durch Beschichtung von Flächengebilden, wie Papier, gebundenen Faservliesen, und-falls hohe Zugfestigkeit erwünscht ist-Geweben mit z. B. pigmentierten Nitrocelluloselacken oder Kunststoffen wie Polyvinylchlorid, und der beschichteten Ware anschliessend durch Prägung eine Ledernarbung zu geben. Es werden auch genarbte Kunststoffolien ohne Träger als Kunstleder verwendet.
Diese Kunstlederarten werden in Münzingers Kunstlederhandbuch ausführlich beschrieben. Die Oberflächeneigenschaften solcher Materialien werden im wesentlichen durch die Qualität der verwendeten Beschichtungsmasse, die Festigkeit jedoch vorwiegend durch das Trägermaterial bedingt.
Alle diese Materialien haben den gemeinsamen Nachteil, dass sie infolge einer geschlossenen Schicht für gasförmige Stoffe wie Luft und Wasserdampf undurchlässig sind, weshalb sie bei Verwendung in Kleidern, Schuhen und Möbelbekleidung durch Behinderung der Verdunstung ein unangenehmes Feuchtwarmwerden der Haut verursachen. Es ist klar, dass die trägerlosen Kunststoffolien und die beschichteten, gegebenenfalls vorher mit Latexbindern imprägnierten Papiere nur geringe Festigkeit aufweisen.
Beschichtete Vliese haben schon bessere Einreiss-, Weiterreiss-und Stichausreissfestigkeit, jedoch nur bescheidene Zug- und Spaltfestigkeit.
Bessere Zug- und Spaltfestigkeit besitzen die beschichteten Gewebe, die ausser dem Nachteil der verhältnismässig geringen Dehnbarkeit und Reissfestigkeit überdies noch den grossen Nachteil des sehr starken Unterschiedes der Eigenschaften, gemessen in den beiden Fadenrichtungen und unter 45 zu den Fäden, aufweisen.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines lederartigen Materials aus gebundenen Faservliesen durch Behandlung der Vliese mit Bindemitteln, insbesondere mit Dispersionen gelierbarer, thermoplastischer Kunstharze, die auch gefärbt sein können, wobei-gegebenenfalls nach Entfernung der überschüssigen Dispersion-zur Gelierung des Kunstharzes erwärmt und gegebenenfalls gepresst wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine oder mehrere Lagen des Faservlieses mit den genannten Bindemitteln praktisch über die volle Materialdicke durchtränkt werden.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass ein überlegenes Kunstleder dadurch entsteht, dass man die handelsüblichen, gebundenen Faservliese nicht beschichtet, sondern gleichmässig mit Dispersionen von gelierbaren, thermoplastischen Kunstharzen in Weichmachern durchtränkt und diese Dispersionen anschliessend durch Erwärmung geliert.
Aus wirtschaftlichen Gründen werden als gelierbare Kunstharze vorzugsweise Polymerisate und Mischpolymerisate des Vinylchlorids verwendet.
Durch die erfindungsgemässe Behandlung wird ein poröses Gebilde erhalten, das für Luft und Wasserdampf, aber nicht für Wasser durchlässig ist. Ausserdem sind die Zugfestigkeit, der Einreisswiderstand und die Festigkeit gegen Weiterreissen bedeutend höher als vom unbehandelten Material, während auch die Dicke beträchtlich zugenommen hat. Das erfindungsgemäss behandelte Material ist äusserlich und beim Anfühlen ausgesprochen lederartig. Das Material ist auch knitterfest. Durch Zusatz von Wachsen oder Siloxanölen zu der Kunstharzdispersion können die Poren noch weiter wasserabstossend gemacht werden.
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Die Porosität kann innerhalb von weiten Grenzen variiert werden, indem man nach der Durchtränkung einen mehr oder weniger grossen Anteil der Dispersion durch Auspressen entfernt.
Infolge der Thermoplastizität des Kunstharzes kann das erfindungsgemäss erhaltene Material durch
Schweissen mit Hilfe von Wärme auch örtlich mit verschiedenen anderen Materialien, vorzugsweise einem
Schaumkunstharz, verbunden werden.
Das Mass der Steifheit oder Biegsamkeit des Materials kann innerhalb sehr weiter Grenzen durch
Variation des Verhältnisses von Kunstharz zu Weichmacher in der zur Imprägnierung zu verwendenden
Dispersion variiert werden.
Für eine gute, gleichmässige Durchtränkung muss die Viskosität der Dispersion ausreichend niedrig sein.
Die Viskosität der Dispersion kann geregelt werden durch Zusatz eines Verdünnungsmittels, d. h. einer flüchtigen Flüssigkeit, in welcher sich der Weichmacher wohl auflöst, aber das Kunstharz nicht. Vor- zugsweise verwendet man dafür Erdölfraktionen mit einem Siedebereich zwischen 140 und 190 C. Bei einem Material mit einer sehr offenen Struktur oder bei der Verwendung von Dispersionen mit einem hohen Weichmachergehalt braucht oft kein Verdünnungsmittel verwendet zu werden.
Durch Verwendung von pigmentierten Dispersionen kann das Material in einem erwünschten Farbton gefärbt werden.
Vorzugsweise verwendet man ein gebundenes Vlies mit einer beliebigen nicht gerichteten Faserverteilung, um zu erreichen, dass die mechanischen Eigenschaften in allen Richtungen gleich sind.
Besonders gute mechanische Eigenschaften werden erhalten, wenn man von gebundenem Vlies ausgeht, dessen Bindemittel sowohl gegenüber den Fasern wie gegenüber dem zu verwendenden Kunstharz grosse Adhäsion zeigt, wie Butadien-Acrylonitrilgummi (z. B. Hycar 1562), wenn man mit einer Dispersion von z. B. Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten von Vinylchlorid imprägnieren wiii.
Verschiedene Oberflächeneffekte können erzielt werden, indem man sofort nach dem Gelieren dab noch heisse Material mit einer beliebigen Narbung mit Hilfe eines Prägekalanders versieht. Auch ist es möglich, das noch heisse Material mit Hilfe eines Kalanders mit glatten Walzen zu komprimieren, wobei sich die Dicke und Porosität vermindern und die Biegsamkeit in hohem Masse zunimmt. Naturgemäss können diese Bearbeitungen auch unabhängig vom Gelieren nach erneuter Erwärmung stattfinden.
Es ist auch möglich, das imprägnierte Material vor oder nach der Gelierung bzw. in vorgeliertem Zustand mit einer gegebenenfalls pigmentierten Dispersion eines Kunstharzes in einem Weichmacher zu bestreichen und die aufgetragene Schicht nach dem Gelieren zu narben.
Ein ähnliches Resultat kann dadurch erzielt werden, dass das imprägnierte Material mit einer Kunstharzfolie (z. B. aus einem plastifizierten Polyvinylchlorid) dubliert wird.
Dickere Materialien können durch Zusammenfügung von zwei oder mehr imprägnierten Bahnen aufgebaut werden, z. B. indem man diese sofort nach dem Gelieren zwischen zwei gekühlte Walzen führt. Die zur Imprägnierung verwendete Dispersion sorgt dann, falls in genügenden Mengen vorhanden, für eine innige Verbindung der Bahnen. Es ist auch möglich, auf einer oder mehreren Bahnen nach der Imprägnierung eine Schicht aufzutragen, welche die Verbindung herbeiführen muss.
Die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Materialien können, falls erwünscht, mittels an sich bekannter Bearbeitung, wie Bestreuen oder Beflocken mit pulver- oder faserförmigen Stoffen, Anbringen von Weichmachermigration verhindernden Schichten, Färben der hohen oder niedrigen Teile von eventuellem Relief, Bedrucken oder andere Nachbehandlungen verschönert werden.
Zur Erläuterung der Erfindung folgen einige Beispiele :
Beispiel 1 : Ein im Handel erhältliches, nichtgewebtes Textilmaterial, bestehend aus Rayon- und Nylonfasern, gebunden mit Acrylonitrilgummi, von 100 g/m und mit einer beliebigen, nicht gerichteten Faserverteilung, wurde durch und durch mit einer Polyvinylchloriddispersion folgender Zusammensetzung imprägniert :
EMI2.1
<tb>
<tb> Polyvinylchlorid <SEP> (pastenbildend) <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> Dioctylphthalat <SEP> 58 <SEP> kg
<tb> basisches <SEP> Bleikarbonat................................................... <SEP> 3 <SEP> kg
<tb> Carnaubawachs <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> kg <SEP>
<tb> Lackbenzin <SEP> 18 <SEP> kg
<tb>
Die Imprägnierung wurde fortgesetzt, bis 410 g/m2 aufgenommen waren.
Sodann wurde in einem Strahlungskanal bis zu 180 C zur Gelierung erhitzt.
Die Vorzüge des erhaltenen, lederartigen Materials im Vergleich zum Ausgangsmaterial und anderen Kunstlederarten sind aus der nachstehenden Tabelle, welche auch die Eigenschaften eines Spaltleders zeigt, klar ersichtlich.
Die Zugfestigkeit wurde nach DIN 53 354 mit einer Zugfestigkeitsprüfmaschine der Firma Frank (Weinheim, Deutschland) bestimmt. Die Bruchdehnung wurde zusammen mit der Zugfestigkeitsprüfung gemessen.
Die Einreissfestigkeit wurde mit einer Prüfmaschine eigener Bauart bestimmt, welche die zum Einreissen erforderliche Kraft in kg und die dabei auftretende Deformation in Winkelgraden misst.
Die Weiterreiss- und Stichausreissfestigkeit wurden nach DIN 53 356 mit der Zugfestigkeitsprüfmaschine der Firma Frank bestimmt.
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Die Spaltfestigkeit wurde nach DIN 53 357 gleichfalls mit der Zugfestigkeitsprüfmaschine bestimmt.
Die Luftdurchlässigkeit wurde bei einem Druckunterschied von 1 cm Wassersäule gemessen.
Die Wasserdampfdurchlässigkeit wurde bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% an der einen
EMI3.1
Verglichen wurden : 1. gebundenes Faservlies, Ausgangsmaterial für Beispiel 1 ; 2. lederartiges Material gemäss Beispiel 1 ; 3. Quartierfutter, bestehend aus einem mit Gummi imprägnierten und einseitig leicht gummierten Gewebe ; 4. Quartierfutterspaltleder ; 5. mit Polyvinylchlorid beschichtetes, vorher mit einem Acrylesterlatex imprägniertes, saugfähiges Papier ; 6. mit Polyvinylchlorid beschichtetes, gebundenes Faservlies ; 7. mit Polyvinylchlorid beschichtetes Gewebe.
EMI3.2
<tb>
<tb>
Material <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Gesamtgewicht <SEP> 100 <SEP> 470 <SEP> 650 <SEP> 670 <SEP> 570 <SEP> 480 <SEP> 530 <SEP> g/m2
<tb> Gewicht <SEP> der <SEP> PVC.-Komposition......-370--220 <SEP> 380 <SEP> 430 <SEP> gfm2
<tb> Dicke.......,.......,,........... <SEP> " <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 74 <SEP> 0, <SEP> 61 <SEP> 0, <SEP> 49 <SEP> mm
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 8, <SEP> 6 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> Bruchdehnung <SEP> 50 <SEP> 60 <SEP> 15 <SEP> 40 <SEP> 35 <SEP> 65 <SEP> 18
<tb> Einreissfestigkeit <SEP> 50 <SEP> 130 <SEP> 60 <SEP> 310 <SEP> 115 <SEP> 95 <SEP> 75 <SEP> kg. <SEP> Grad <SEP>
<tb> Weiterreissfestigkeit <SEP> ...................
<SEP> 0,9 <SEP> 2,2 <SEP> 1,2 <SEP> 3,1 <SEP> 1,0 <SEP> 1,6 <SEP> 1,4 <SEP> kg
<tb> Stichausreissfestigkeit <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> kg
<tb> Spaltfestigkeit <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> Luftdurchlässigkeit <SEP> -35 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1/dm2Min
<tb> Wasserdampfdurchlässigkeit <SEP> ...........
<SEP> 240 <SEP> 120 <SEP> 700 <SEP> 9 <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> gjm2Tag
<tb>
Das lederartige Material gemäss Beispiel 1 ist durch seine Kombination von guten Eigenschaften, besonders sein ausserordentlich hohes Dehnungsvermögen, zusammen mit hoher Reiss- und Spaltfestigkeit sehr geeignet für die Verwendung als Quartierfutter in Schuhen, wofür bisher nahezu ausschliesslich echtes Leder gebraucht wird, da die bestehenden Kunstledersorten den gestellten Anforderungen praktisch nicht gerecht werden, weil das Quartierfutter während der Herstellung des Schuhes einer schnellen Form- änderung unterworfen wird, die sehr hohe Forderungen an das Dehnungsvermögen und die Reissfestigkeit des Materials stellt.
Beispiel 2 : Ein gleiches Material wie in Beispiel 1, aber mit einem Gewicht von 90 g/m2, wurde mit einer pigmentierten Dispersion folgender Zusammensetzung imprägniert :
EMI3.3
<tb>
<tb> Polyvinylchlorid-Acetat <SEP> 100 <SEP> kg <SEP>
<tb> Dioctylphthalat <SEP> 60 <SEP> kg <SEP>
<tb> Chromatgelb <SEP> ..................................................................... <SEP> 6 <SEP> kg
<tb> basisches <SEP> Bleikarbonat <SEP> 3 <SEP> kg <SEP>
<tb> Lackbenzin <SEP> 16 <SEP> kg
<tb>
Die Imprägnierung wurde fortgesetzt, bis 350 g/m2 aufgenommen war.
Das Material wurde sodann mit einer pigmentierten Dispersion folgender Zusammensetzung bestrichen, von der 220 g/m2 angebracht wurde :
EMI3.4
<tb>
<tb> Polyvinylchlorid <SEP> (pastenbildend) <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> Dioctylphthalat <SEP> 52 <SEP> kg <SEP>
<tb> Chromatgelb <SEP> 8 <SEP> kg
<tb> basisches <SEP> Bleikarbonat <SEP> 3 <SEP> kg
<tb> Lackbenzin <SEP> 2 <SEP> kg
<tb>
Nach dem Bestreichen wurde in einem Strahlungskanal bis zu 180 C erhitzt zum Gelieren des Kunst-
EMI3.5
mit einem Gewicht von 80 g/m2 wurden mit 340 gjm2 von den folgenden Dispersionen imprägniert :
EMI3.6
<tb>
<tb> Polyvinylchlorid <SEP> (pastenbildend) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> kg
<tb> Dioctylphthalat <SEP> <SEP> 55 <SEP> 55 <SEP> kg <SEP>
<tb> Dibutylphthalat <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> kg <SEP>
<tb> Eisenoxydrot <SEP> 6-kg
<tb> Titanweiss <SEP> (Rutil) <SEP> ......................................................... <SEP> - <SEP> 3 <SEP> kg
<tb> Monastralgrün.................................................................. <SEP> - <SEP> 2 <SEP> kg
<tb> basisches <SEP> Bleikarbonat <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> kg <SEP>
<tb> Lackbenzin <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> kg
<tb>
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Die imprägnierten Bahnen wurden zusammen in einem Strahlungskanal bei 180 C geliert und sofort danach durch einen Prägekalander geführt, der die Bahnen unlöslich miteinander verband und zugleich in die obere Bahn eine Schweinsledernarbe presste.