DE1104925B - Nichtgewebtes, blattfoermiges, gegebenenfalls durchlaessiges, faser-haltiges, aus Matten zusammengesetztes Faserkunstleder, Segeltuchersatz, Gurte u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft nichtgewebtes, blattförmiges, gegebenenfalls durchlässiges, faserhaltiges, aus Matten zusammengesetztes Faserkunstleder, Segeltuchersatz, Gurte u. dgl.

Es ist bereits bekannt, Faserkunstleder herzustellen, indem man eine Masse von Polyamidfasern mit einer Lösung von Polyamiden tränkt und diese Masse trocknet und kalandert.

Diesem Stande der Technik gegenüber unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß das Fasermaterial chemisch unverträglich mit dem Bindemittel ist und in unterschiedlicher Stärke vorliegt. Die Grundschicht wird aus Fasern von höherem, die Oberflächenschicht aus Fasern von niedrigerem Titer gebildet.

Gegenstand der Erfindung ist ein nichtgewebtes, *5 blattförmiges, gegebenenfalls durchlässiges, faserhaltiges, aus Matten zusammengesetztes Material, insbesondere Faserkunstleder, bestehend aus 20 bis 85 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 70 Gewichtsprozent, verfilzten, aus linearpolymeren Stoffen, insbesondere synthetischen Kondensationspolymeren, bestehenden Fasern und 80 bis 15%, vorzugsweise 70 bis 30°/₀, eines dehnbaren polymeren Bindemittels, welches die Fasern zusammenhält, wobei die Blätter aus einer Oberflächenschicht, in der die Fasern im wesentlichen sämtlich weniger als 0,2 den, und einer Grundschicht, in der die Fasern im wesentlichen sämtlich größer als 1,0 den stark sind, zusammengesetzt sind und wobei das dehnbare Bindemittel den Fasern chemisch unähnlich und mit ihnen nicht verträglich ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberflächenschicht aus Fasern von einem Titer von weniger als 0,01 den zusammengesetzt und hat eine Stärke von 0,076 bis 0,381mm.

Das Material gemäß der Erfindung besitzt nicht nur eine hohe Zerreißfestigkeit und Zugfestigkeit, Knickbruchfestigkeit und gleichmäßige Dehnbarkeit, sondern auch eine unerwartet hohe Scheuerfestigkeit. Diese ist auch bei den weitestgehenden Variationen in der Zusammensetzung des Bindemittels oder der Art der aus linearpolymeren Stoffen bestehenden Fasern (nachfolgend: linearpolymeren Fasern) vorhanden und beruht anscheinend auf der Kombination der außerordentlich feinen Fasern in der Oberflächenschicht mit den groben Fasern in der Grundschicht. Wenn gewünscht, kann man blattförmiges Material von beidseitig hoher Scheuerfestigkeit einfach erhalten, indem man an beide Seiten der grobfaserigen Grundschicht je eine Lage von feinen Fasern bindet.

Die Herstellung des Materials gemäß der Erfindung erfolgt auf bekannte Weise. Das nichtgewebte, verfilzte Fasermaterial, das z. B. in der Form von Lagen, Matten (Vliesen) oder Filzen vorliegt, wird mit dem Bindemittel in geeigneter Weise in innige Berührung gebracht, z. B. durch Imprägnieren mit einer Lösung oder Dispersion Nichtgewebtes, blattförmiges,
gegebenenfalls durchlässiges, faserhaltiges, aus Matten zusammengesetztes
Faserkunstleder, Segeltuchersatz,
Gurte u. dgl.

Anmelder:

E. L du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. April 1953

Boynton Graham, Wilmington, Del. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

des Bindemittels oder durch einfaches Mischen. Der Filz bzw. das Vlies kann in beliebiger Weise hergestellt werden, etwa nach der Technik der Papierfabrikation, des Wollekrempelns oder der Abscheidung aus einem Luftstrom. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, die Vliese aus den feinen und den groben Fasern getrennt herzustellen und sie dann entweder vor oder nach der Imprägnierung mit dem Bindemittel zusammenzulegen. Besonders bei Vliesen aus groben Strukturfasern kann man mehrere dieser Vliese aufeinanderlegen, um eine dickere, schwerere Matte und damit auch ein dickeres Blatt zu erhalten. Eine andere Methode besteht darin, zunächst das Vlies aus groben Fasern herzustellen und dann eine Lage von feinen Fasern direkt auf dem grobfaserigen Vlies zu bilden.

Die Vliese können auch aus Mischungen von verschiedenen Faserarten hergestellt werden, ferner können die Fasern von verschiedener Länge und verschiedenem Durchmesser sein, jedoch muß der Titer der Fasern in dem Vlies, welches die Grundschicht bildet, überall größer als 1,0 den und derjenigen in dem Vlies, welches die Oberflächenschicht bildet, überall kleiner als 0,2 den, vorzugsweise kleiner als 0,01 den sein. In ähnlicher Weise können auch Mischungen verschiedener Bindemittel benutzt werden.

Das Material gemäß der Erfindung kann undurchlässig oder durchlässig sein. Das letztgenannte kann ein leder-

10s 577/377

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ähnliches Produkt sein. Der Grad der Durchlässigkeit Fasern und Bindemittel bestehenden Material hergestellt,

hängt von dem Grad der Verdichtung ab, der erreicht indem man die linearpolymeren Fasern aufquellen läßt,

wird, wenn die verfilzten linearpolymeren Fasern und das das Bindemittel verfestigt, während die Fasern noch

Bindemittel verfestigt werden. Bei vollständiger Ver- gequollen sind, und schließlich trocknet, um die Fasern

dichtung durch Lösungsmittel- oder thermische Ein- 5 zum Schrumpfen zu bringen. Dieses Verfahren ist in

wirkung, letztgenannte gewöhnlich unter Druck, ent- der deutschen Auslegeschrift 1014 517 beschrieben,

steht ein undurchlässiges Material. Bei unvollständiger Der vierte Weg besteht in der Anwendung der soge-

Verdichtung durch thermische Einwirkung erhält man nannten Teilchenverfestigungsmethode, auf die bereits

ein durchlässiges Material. Zweckmäßig erfolgt die im vorangegangenen Absatz hingewiesen wurde und die

teilweise Verdichtung unter Druck und unter Ver- io bezüglich ihrer rechnerischen Unterlagen in der USA.-

wendung von Abstandsstücken. Patentschrift 2 715 588 auf den Spalten 15 bis 16 er-

Das durchlässige Material kann auf vier verschiedenen läutert worden ist. Hiernach ist zunächst ein nichtWegen hergestellt werden, und zwar sogar dann, wenn gewebtes, blattförmiges Fasermaterial in der Weise mit die Mischung von linearpolymeren Fasern und Binde- dem Bindemittel zu beladen, daß in dem blattförmigen mittel vollständig verdichtet wird. Dies kann erstens 15 Material noch sehr weite Poren verbleiben. Die Fasergutdadurch geschehen, daß man eine faserige oder fein- masse wird alsdann so weit gepreßt, daß nicht eine vollzerteilte porenbildende Komponente in die Mischung ständige Verdichtung erfolgt, sondern das blattförmige gibt und nach der Verdichtung des Gemisches durch Material gerade den gewünschten Prozentsatz Hohlraum-Lösungsmittel- oder durch thermische Einwirkung mit volumen aufweist. Die Beziehungen zwischen dem oder ohne Druck diesen porenbildenden Bestandteil 20 prozentualen Hohlraumvolumen und dem prozentualen mittels eines Lösungsmittels extrahiert, in welchem Anteil der Fasern in der Faser-Bindemittel-Komposition zwar dieser Bestandteil, aber nicht die linearpolymeren werden nachstehend beschrieben. Beträgt nun z. B. Fasern und das Bindemittel löslich sind. Dieses Her- die durchschnittliche Dichte eines imprägnierten Faserstellungsverfahren von durchlässigem Material ist in der gutes bei vollständiger Verpressung (also ohne Poren) deutschen Auslegeschrift 1 004 136 beschrieben. 25 1,2 g/cm³ und wünscht man das Produkt mit 35% Hohl-

Die zweite Methode besteht darin, verdichtetes blatt- raumvolumen zu erhalten, so darf man nur so stark

förmiges Material aus verhältnismäßig nicht dehnbaren pressen, daß das Produkt eine durchschnittliche Dichte von

Fasern, die durch und durch mit einem verhältnismäßig lOO _ 35

dehnbaren Bindemittel getränkt sind, herzustellen und Jqq * 1,2 = 0,78 g/cm³

dann das blattförmige Material zu strecken und schließlich 30

zu entspannen. Diese Methode ist in der deutschen aufweist. Kennt man nun das Flächengewicht des unge-

Auslegeschrift 1 010 945 beschrieben. Nach dem dritten preßten imprägnierten Materials, so läßt sich die Dicke,

Weg wird ein solches Material aus verdichtetem blatt- die das poröse Material nach erfolgter Verpressung

förmigem, in Flüssigkeiten quellbaren linearpolymeren haben muß, nach der Formel

. , ,. , Flächengewicht (in g/cm²)

Dicke (m cm = — ,——

gewünschte Dichte des Materials (in g/cm³)

errechnen. Filmform werden dann einfach mittels Lösungsmittels Diese Teilverfestigungsmethode hat in den nach- 40 oder thermisch mit oder ohne Druckanwendung verfolgenden Beispielen 1, 2 und 4 Anwendung ge- dichtet.

funden. Das durchlässige Material, gleichgültig, auf welche Art Obwohl das Bindemittel zur Herstellung des blatt- es gewonnen wird, stellt eine bevorzugte Ausführungsförmigen Materials gemäß der Erfindung gewöhnlich aus form der Erfindung dar, da es insbesondere in der Kunsteiner Lösung oder Dispersion desselben besteht, kann man 45 lederindustrie wertvoll ist, wo seine überlegene Bequemes auch in Form eines Filmes verwenden, außer wenn das lichkeit beim Tragen, seine gute Zugfestigkeit und hohe durchlässige Material durch unvollständige Verdichtung Scheuerfestigkeit besonders wichtig sind. Für gute gewonnen wird. Lagen der aus feinen und aus groben Ledereigenschaften, besonders Atmungsfähigkeit, soll das Fasern bestehenden Matten und das Bindemittel in Hohlraumvolumen mindestens

/ 3000 \

— 30] Volumprozent

\ Gewichtsprozent linearpolymere Fasern

und nicht mehr als 70 Volumprozent betragen. Das be- hältnisse zutreffen, ist von hervorragender Brauchbarkeit deutet, daß bei maximalem Gehalt an linearpolymeren 55 als Austauschstoff für Leder. Eine besonders bevorzugte Fasern (70 Gewichtsprozent) mindestens 15 Volumprozent Form von durchlässigem Material, das die Eigenschaften Hohlraum sein müssen, bei minimalem Gehalt an linear- natürlichen Leders in ganz besonders hohem Maße bepolymeren Fasern (30 Gewichtsprozent) dagegen minde- sitzt und daher als Lederbekleidung brauchbar ist, entstens 70 Volumprozent. Das minimale Hohlraumvolumen hält 40 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere etwa bewegt sich also für einen Fasergehalt von 70 bis 30 Ge- 60 50 Gewichtsprozent linearpolymere Fasern und 60 bis wichtsprozent zwischen 15 und 70 Volumprozent. Das 40 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 50 Gewichtsmaximale Hohlraumvolumen beträgt in jedem Falle prozent Bindemittel und hat einen Volumenanteil an 70 Volumprozent. Dieser Sachverhalt ist in der Zeich- gleichmäßig durch das ganze Material verteilten und nung dargestellt. Ein Material, auf welches diese Ver- untereinander verbundenen Hohlräumen von

/ ^πππ \

-F—^rT TT- ί ϊ= (^2S ± ⁵) I Volumprozent.

\ Gewichtsprozent linearpolymere Fasern /

Das durchlässige Material ist allgemein für alle die Zwecke entscheidend ist, so z. B. bei Schutzkleidung, wie Handhervorragend geeignet, bei denen die Ventilationsfähigkeit 70 schuhen, Jacken und besonders Gamaschen und Oberleder.

Das undurchlässige Material, das nur wenige oder gar keine untereinander verbundenen Hohlräume aufweist, ist hervorragend für Produkte geeignet, bei denen es in erster Linie auf Zähigkeit, Undurchlässigkeit und hohe Reibfestigkeit ankommt, wie bei Koffern, Damenhandtaschen, Segeltuchersatz, Gurten, Schuhsohlen u. dgl.

Die Dicke des Blattmaterials kann in weitestem Maße variieren von dünnstem Material bis zu jeder beliebigen Dicke, jedoch liegt sie normalerweise zwischen 0,0254 und 12,7 mm. Im allgemeinen ist das Blattmaterial dicker als 0,635 mm. Die Oberflächenschicht, welche die feinen Fasern enthält, ist gewöhnlich 0,076 bis 0,381 mm stark. Das durchlässige Material wird gewöhnlich in solcher Stärke hergestellt, daß es ein Ouadratmetergewicht von 170 bis 678 g, vorzugsweise 271 bis 407 g hat. Die Stärke der Oberflächenschicht liegt gewöhnlich zwischen 0,076 und 0,381 mm, vorzugsweise bei 0,152mm.

Grundschicht und Oberflächenschicht sind in dem fertigen Material kaum mit dem bloßen Auge zu erkennen. Außerdem ist eine gewisse Vermengung von groben und feinen Fasern praktisch nicht zu vermeiden. Die Trennungslinie zwischefT den Schichten kann deshalb etwas unscharf sein, so daß gewöhnlich zwischen der feinfaserigen Oberflächenschicht und der grobfaserigen Grundschicht eine dünne Zone existiert, in der grobe und feine Fasern derart im Bindemittel verteilt sind, daß in der der Oberflächenschicht zugekehrten Seite die feinen und in der der Grundschicht zugekehrten Seite die groben Fasern überwiegen.

Die relative Menge an feinen und groben linearpolymeren Fasern kann in dem jeweiligen Material weitgehend variieren und hängt natürlich auch von der relativen Stärke der Oberflächen- und Grundschicht ab. Im allgemeinen werden die feinen Fasern merklich in der Minderheit sein, z. B. 5 bis 30 °/₀, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, betragen.

Das Material nach der Erfindung, ob durchlässig oder nicht, kann so hergestellt werden, daß es nach Wunsch eine gleichmäßige Festigkeit und Dehnbarkeit in allen Richtungen zeigt oder auch nicht, was von der ungeordneten Verteilung oder der Orientierung der Faserkomponenten abhängt. So hat ein Material, dessen Strukturfasern ungeordnet sind, in allen Richtungen eine gleichmäßige Festigkeit und Dehnbarkeit. Wenn die Fasern aber orientiert sind, so sind Dehnbarkeit und Festigkeit ungleichmäßig; das Maximum der Dehnbarkeit liegt dann in der Richtung, in welcher die linearpolymeren Fasern am wenigsten geordnet sind, während für die Festigkeit das Umgekehrte gilt.

Die linearpolymeren Fasern können von der verschiedensten Art sein, nur müssen sie bei Verwendung für die Oberflächenschicht in einem Titer von 0,2 den oder weniger hergestellt werden können. Brauchbar sind sowohl natürliche wie synthetische Fasern einschließlich der Reyonfäden, d. h. Fäden aus Cellulosederivaten sowie aus regenerierter Cellulose, ferner aus Polymerisationssowie Kondensationskunststoffen in orientierter oder nicht orientierter Form. Es können auch Mischungen der verschiedenen Fasertypen benutzt werden. Das beste Material ist dasjenige, in welchem alle linearpolymeren Fasern aus synthetischen linearen Kondensationspolymeren bestehen.

Die linearpolymeren Fasern müssen natürlich so ausgewählt werden, daß sie im Endprodukt noch vorhanden sind. Wenn das Material nach der Lösungsmitteltechnik hergestellt wird, dürfen deshalb die linearpolymeren Fasern nicht in dem Lösungsmittel löslich sein, das zur Verdichtung des Gemisches verwendet wird. Allerdings dürfen die Fasern durch das Lösungsmittel zum Teil aufgequollen werden. Ebenso ist bei der Herstellung von durchlässigem blattförmigem Material nach der Lösungsmitteltechnik darauf zu achten, daß die linearpolymeren Fasern und das polymere Bindemittel nicht in dem Lösungsmittel löslich sind, welches zur Extraktion der wieder herauszulösenden faserigen oder feinzerteilten Komponente zwecks Porenbildung angewendet wird.

In den Fällen, in denen das blattförmige Material durch thermische Einwirkung und bzw. oder durch Anwendung von Druck hergestellt wird, sollen die linearpolymeren Fasern noch bei einer Temperatur, die vorzugsweise mindestens etwa 10° C, insbesondere etwa 93° C, über dem Fließpunkt des polymeren Bindemittels liegt, nicht schmelzen oder sich deformieren. Es empfiehlt sich, für die feinen und die groben linearpolymeren Fasern den gleichen Typ zu nehmen, um die Wahl des Bindemittels zu erleichtern.

Auch wenn das durchlässige blattförmige Material mit Hilfe von Lösungsmitteln gewonnen werden soll, empfiehlt es sich, als porenbildenden Bestandteil sowohl in der Grundschicht als auch in der Oberflächenschicht den gleichen Typ zu nehmen. Wegen der unverhältnismäßig hohen, durch Oberflächenwirkungen hervorgerufenen Adhäsion in den feinen Fasern ist es vorteilhaft, nicht das Verfahren der teilweisen Verfestigung durch thermische Einwirkung zur Bildung von Poren in der Oberflächenschicht anzuwenden, sondern die Methode der Extraktion durch Lösungsmittel zu benutzen, während für die Grundschicht beide Verfahren angewendet werden können.

Beispiele für Polymerisationskunststoffe, aus denen die linearpolymeren Fasern bestehen können, sind die Polymeren von Äthylen, die Polymeren und Copolymeren der Alphamethylencarbonsäuren und ihre Derivate und ihre Vorpolymerisate einschließlich der Copolymerisate mit anderen zur Additionspolymerisation befähigten Monomeren, z. B. Acrylnitrilpolymere und -copolymere. Wegen ihrer hohen Festigkeit werden die synthetischen linearen Kondensationskunststoffe als Fasermaterial bevorzugt, z. B. die Polyamide, Polyester, Polyesteramide oder ihre Mischungen.

Besonders geeignete Kondensationsprodukte sind Polyamide aus Dicarbonsäuren bzw. ihren amidbildenden Derivaten und solchen Diaminen, deren primäre Aminogruppen durch einen zweiwertigen Rest voneinander getrennt sind, welcher keinen aktiven Wasserstoff enthält und der vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff rest ist. Ein bevorzugter Vertreter dieser Klasse ist z. B. das PoIyhexamethylenadipinsäureamid. Auch Polyamide aus Aminocarbonsäuren mit primären oder sekundärenAminogruppen bzw. aus ihren amidbildenden Derivaten sind gut verwendbar. Bevorzugt werden solche Aminocarbonsäuren, in denen die wasserstoffhaltige Aminogruppe am endständigen C-Atom der Carbonsäurekette sitzt.

Eine weitere brauchbare Gruppe sind die Polyester, beispielsweise solche, die durch Polykondensation zweibasischer Säuren mit zweiwertigen Alkoholen hergestellt werden können. Auch Polyester, die aus Oxycarbonsäuren, vorzugsweise a- und ε-Oxycarbonsäuren hergestellt sind, gehören hierher.

Die Länge der linearpolymeren Fasern ist nicht kritisch, sie kann von 0,254 mm bis zu 20 cm und mehr betragen. Fasern mit einer Länge über etwa 3,8 cm erfordern die Anwendung von Wollekrempelverfahren, die etwas kostspieliger und weniger bequem sind, weil hierbei nur Matten mit beschränktem Gewicht pro Arbeitsgang hergestellt werden können. Trotzdem sind diese längeren Fasern vorzuziehen, denn sie verleihen den Matten eine größere Formbeständigkeit.

Die Matten aus feinen Fasern für die Oberflächenschicht formt man gewöhnlich durch Ausstoßen und Auftragen

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der Fasern mittels eines Luftstromes auf ein Sieb. Wenn -copolymeren, wie den2-Chlor-butadien-l,3-(Chloropren)-die erforderlichen Bedingungen nicht sorgfältig einge- polymeren und -copolymeren, erfolgt die Bildung der

halten werden, werden die Fasern ungleichmäßig lang. Querverbindungen gewöhnlich durch Halogenentfernung,

Man kann die Oberflächenschicht direkt bilden, indem die in dem Dienpolymerengemisch durch Metalloxyde,

man statt der üblichen Siebfläche eine nichtgewebte 5 wie Zink- oder Magnesiumoxyd, bewirkt wird.

Matte aus groben Fasern als Siebfläche benutzt. Die Anwesenheit von Weichmachern im Bindemittel

Unter Berücksichtigung aller Faktoren einschließlich ist besonders wichtig bei den Vinylidenharzen, um die der Zugfestigkeit und der Dehnbarkeit des fertigen Bildung von Produkten mit zu großer Steifheit, insbe-Materials sind grobe Fasern von 1,3 bis 10 cm, insbeson- sondere bei höherem Molekulargewicht, bei negativ subdere 5 bis 6,4 cm Länge vorzuziehen, wobei der Titer io stituierten Vinylidenpolymeren und -copolymeren, wie mehr als 1,0 den, aber weniger als 60 den beträgt. Wegen den Copolymeren von Vinylchlorid mit Vinylidenchlorid

der besseren Handhabung, Biegsamkeit und Zähigkeit und von Vinylchlorid mit Vinylacetat, zu verhindern und

des daraus hergestellten blattförmigen Materials sind lederartige Produkte von guter Faltbarkeit und hoher grobe Fasern von 1 bis 9 den vorzuziehen. Bei den feinen Biegsamkeit zu erhalten. Brauchbare Weichmacher sind

Fasern empfiehlt sich eine Länge von etwa 0,13 bis 3,8 cm. *5 Ester höhermolekularer Mono- oder Dicarbonsäuren mit

Das polymere Bindemittel ist chemisch anderer Natur Alkoholen oder Polyolester, wie Glycerinmonooleat, GIy-

als die linearpolymeren Fasern, vorzugsweise fest und cerinsebacat und Äthylenoctanoat, oder die niedrigmole-

insbesondere biegsam. Es ist vorteilhaft aus mehreren kularen Polyester und Polyäther, wie die Polyalkylen-

Bestandteilen, z. B. einem Copolymeren, zusammen- oxyde und ihre Ester, z. B. Polyäthylenoxyd, Methoxy-

gesetzt, welches vorzugsweise weichgestellt ist. Im Hin- 20 polyäthylenglykol, sowie die niedrigmolekularen Konden-

blick auf eine hohe mechanische Festigkeit und Strapa- sationspolyester, wie der Polyäthylenglykolester der

zierfähigkeit des Blattmaterials im Gebrauch empfiehlt Adipinsäure.

sich die Einhaltung der oben angegebenen Differenz Wenn Bindemittel und Fasermaterial chemisch ähnlich

zwischen der Fließtemperatur des Bindemittels und der sind, ist das Endprodukt im allgemeinen unzureichend

Deformationstemperatur der Fasern von mindestens 25 im Faltenwurf, in der Griffigkeit, in der Knickbruch-

10" C, vorzugsweise mindestens 95^C C. Ferner sollen die festigkeit und, was besonders wichtig ist, gewöhnlich

als Bindemittel verwendeten Polymeren in Filmform eine besonders unzulänglich in seiner Zerreißfestigkeit. Eine

Zugfestigkeit %"on mindestens 35 kg/cm², vorzugsweise einfache Regel zur Charakterisierung der chemisch anders-

mindestens 70 kg/cm², eine Dehnung von mindestens artigen polymeren Bindemittel ist, daß sie in der Schmelze

ICO⁰Z₀, vorzugsweise mindestens 200 °/₀, einen Modul von 30 mit den Strukturfasern unverträglich sein müssen,

nicht über 1757 kg/cm², vorzugsweise nicht über 351 kg/ Dem erfindungsgemäßen blattförmigen Material können

cm², aufweisen, und das Produkt aus Zugfestigkeit in Farbstoffe oder Pigmente zugesetzt werden. Man setzt

Ib./sq. in. und der Dehnung soll mindestens 100 000 be- diese entweder dem Bindemittel zu, kann aber auch das

tragen. fertige Endprodukt färben oder bereits gefärbte oder

Zu den als Bindemittel verwendbaren Polymeren ge- 35 pigmentierte Fasern zur Herstellung der Matten verhören synthetische Polymerisations- und Polykonden- wenden. Besonders bei Herstellung durchlässiger ledersationsprodukte sowie natürliche und modifizierte natür- artiger Produkte empfiehlt es sich, bereits die linearpolyliche Produkte, wie Celluloseacetat, Cyanäthylcellulose meren Fasern vor der Herstellung der Matten zu färben u. dgl. Wegen der leichteren Beschaffungsmöglichkeit, oder den Farbstoff dem polymeren Bindemittel zuzubesseren Eigenschaften, wie größerer Zugfestigkeit.Knick- 40 setzen, damit das Material gleichmäßig durch und durch bruchfestigkeit und erheblich leichterer Handlichkeit, gefärbt ist und somit im Gegensatz zu gefärbtem natürwerden die linearen synthetischen Polymerisationspro- lichem Leder Kratzer oder Abschabungen keine Farbdukte bevorzugt. Sie können neben Weichmachern modi- änderungen hervorrufen.

fizierende Bestandteile, wie Farbstoffe, Pigmente, Füll- In den folgenden Beispielen bedeuten Teile, wenn nicht

mittel u. dgl., enthalten. 45 anders angegeben, Gewichtsteile. Die Werte für die

Eine besonders gut geeignete Gruppe von Bindemitteln Knickbruchfestigkeit (Dauerbiegefestigkeit) nach Schiltsind Polymere und Copolymere aus unsubstituierten und knecht, die in den Beispielen angegeben sind, geben die substituierten monomeren Olefinen mit einer oder zwei Zahl der Biegungen an, die eine Materialprobe aushält, olefinischen Bindungen im Molekül. Die bevorzugten ehe die Oberfläche in der Schiltknecht-Biegemaschine hierher gehörenden Polymeren und Copolymeren sind 50 bricht. Diese Prüfmaschine ist im Bulletin Xr. 105 der diejenigen vom Vinylidentyp (CH₂ = C<), z.B. Buta- Alfred Suter Co., 200 Fifth Avenue, New York, N. Y. dien—Styrol, Polyäthylen, Polyisobutylen, Polyisopren, (V. St. A.), beschrieben. Die Laschenreißfestigkeit ist in Polyvinyliden- und Polyvinylhalogenide, chloriertes Poly- kg angegeben und stellt ein Maß der Kraft dar, die äthylen und chloriertes Polyvinylchlorid, ferner Polymere erforderlich ist, um in dem zu untersuchenden blatt- und Copolymere der Vinylidenester, der Vinylidencarbon- 55 förmigen Material einen bereits vorhandenen Riß weiter säuren und ihrer Derivate. Zu der bevorzugten Gruppe auseinanderzureißen. Die angegebenen Werte sind Durchgehören auch die Monoen—Dien-Coporymeren der Vinyl- schnittswerte, die nach der ASTM-Methode D 39-39 eridenmoncmeren. mittelt wurden, wobei das von der Instron Engineering Wenn das Bindemittel zum beträchtlichen Teil aus Corporation hergestellte Modell TTB als Prüfgerät verpolymerisierten Dienen, insbesondere Vinyliden-Dienen 60 wendet wurde. Die Zugfestigkeit ist in kg/cm² angegeben besteht, ist die Anwesenheit eines Vernetzungsmittels im und gibt die maximale Belastbarkeit des Prüfstoffs bei Poiynierisationsgemisch häufig erwünscht, damit nach Zugbeanspruchung in der Flächenebene des Probestrei-Träiikung der Fsser mit dem Bindemittel und teilweiser fens in demselben Typ des Prüfgerätes an. Die Dehnungs-Yerdichtung der Gesamtmatte die Vernetzung des Dien- werte sind in Prozenten der ursprünglichen Länge ange-Mischpolymerisates bewirkt wird. Die Vernetzung erfolgt 65 geben und werden bei der gleichen Prüfung ermittelt. Sie im Falle der Dien-Kohlenwasserstoffpolymeren und -co- stellen die maximale Dehnung des untersuchten Probepolymeren normalerweise durch Bildung einer Disulfid- Streifens dar. Modulwerte, die ebenfalls mit dem gleichen Querverbindung infolge der Anwesenheit von Mercap- Prüfgerät nach der ASTM-Prüfmethode D-638-46 T ertancn ttiid.'oder von Schwefel in dem Dienpolymeren. Im mittelt wurden, sind in kg/cm² ausgedrückt und be-Falle der negativ substituierten Dienpolymeren und 70 zeichnen den Elastizitätsmodul bei der Dehnung, d. h.

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die Steifigkeit. Je höher der Modul, um so steifer ist die Oberfläche gegen Zerfaserung bei wiederholtem Abschlei-

Membran. fen, wird in einem einfachen Prüfgerät ermittelt. Dieses

Beispiel 1 besteht aus einem nicht drehbaren Rad von 15,24 cm

Durchmesser und 2,54 cm Breite, auf dessen Umfang

Eine Dispersion von 4,1 Teilen Polyhexamethylen- 5 eine Probe des Prüf materials aufgebracht wird, und einer adipinsäureamidfasern von einem Durchmesser von 19,3 Filzscheibe, die einen Durchmesser von 10,16 cm und Mikron (3 den) und einer Länge von 1,27 cm in 16 000 eine Dicke von 2,54 cm hat. Sie ist so angeordnet, daß Teilen Wasser wird durch Absetzen auf einem Drahtsieb sie um eine exzentrisch gelagerte Achse rotiert und somit nach der Technik der Papierherstellung in eine Matte exzentrische Bewegungen ausführt und bei ihrem maxigeformt, wobei die Maße des Siebes so gewählt sind, daß io malen Ausschlag kräftig gegen das Prüfmaterial reibt, das das Trockengewicht der Matte etwa 203 g/m² beträgt. auf dem größeren nicht drehbaren Rad befestigt ist. Eine Nach dem Trocknen wird in der gleichen Weise aus einer Umdrehung der Exzenterscheibe wird als eine Reib-Dispersion von 1 Teil Polyhexamethylenadipinsäureamid- beanspruchung oder Reibung bezeichnet. Sämtliche fasern von einem Durchmesser von 0,1 Mikron (0,00008 Materialproben der folgenden Beispiele, in denen die den) und etwa 0,1588 cm Länge in 3900 Teilen Wasser 15 Faserkomponente der Oberflächenschicht hauptsächlich eine weitere Matte hergestellt. Die beiden Matten werden aus feinen linearpolymeren Fasern besteht, zeigen nach dann zu einer Matte vereinigt, die ihrerseits mit einer 100000 Reibungen in diesem Gerät keine sichtbare Zerähnlich zusammengesetzten Matte so zusammengelegt faserung der Oberfläche. Andererseits zeigen Materialwird, daß insgesamt eine Matte entsteht, die aus zwei proben, die in ähnlicher Weise aus nichtgewebten Matten Innenschichten aus groben Fasern und zwei Außenschich- 20 von Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern oder PoIyten aus feinen Fasern besteht. Die feinen Fasern machen äthylenterephthalatfasern von 6,35 cm Länge und einem 19,6 % des Gesamtgewichtes aller Fasern aus. Titer von 3 den unter Verwendung derselben polymeren

Die zusammengesetzte Matte wird mit der gleichen Bindemittelkomponente hergestellt sind und ein durch-

Gewichtsmenge einer Mischung von 100 Teilen Polyvinyl- lässiges oder undurchlässiges blattförmiges Material dar-

chlorid und 60 Teilen Di-2-äthylhexylphthalat, die in 25 stellen, in demselben Gerät schon nach etwa 25 Reibungen

10 °/_oiger Konzentration in einer Mischung von 98 Teilen eine starke Zerfaserung der Oberfläche. Diese verschiede-

Tetrahydrofuran und 2 Teilen Dimethylformamid disper- nen blattförmigen Materialien zeigen eine Knickbruch-

giert ist, imprägniert. Die frisch imprägnierte Matte wird festigkeit von durchschnittlich mindestens 1000000

dann durch Eintauchen in Wasser koaguliert, getrocknet Schiltknecht, ehe sie nennenswerte Schäden an der Ober-

und schließlich 10 Minuten bei 160⁰C unter einem Druck 30 fläche aufweisen,

von 11 kg/cm² verpreßt, wobei Abstandsscheiben von Beist>iel 2
1,78 mm verwendet werden. Nach dem Aufspalten in der

Mitte zeigt das lederartige, durchlässige blattförmige Drei aufeinandergelegte nichtgewebte, gekrempelte

Material, das etwa 0,76 mm dick und 444 g/m² schwer ist, Matten aus Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern von

eine Zugfestigkeit von 220,5 kg/cm², eine Dehnung von 35 6,35 cm Länge und einem Titer von 3 den werden auf der

24%, einen Modul von 1531 kg/cm², eine Laschenreiß- einen Seite mit einer nichtgewebten Matte aus Polyhexa-

festigkeit von 1,81 kg und eine Knickbruchfestigkeit von methylenadipinsäureamidfasern von niedrigerem Titer

etwa 350000 Schiltknecht. Es hat eine ausgezeichnete (weniger als 0,01 den) überzogen, wobei die feinen Fasern

Scheuerfestigkeit und ist in dieser Hinsicht allen ähnlichen 17 % des Gesamtgewichtes der Fasern ausmachen. Diese

Produkten weit überlegen, die ohne den Überzug aus 40 zusammengesetzte Matte wird mit der oben beschriebenen

Fasern eines niedrigen Titers hergestellt waren. Netzmittelzubereitung behandelt, getrocknet und mit

In den nachfolgenden Beispielen 2 bis 4 werden die einer solchen Menge des oben beschriebenen Polychloro-Matten vor der Imprägnierung mit dem Bindemittel in pren-Bindemittels imprägniert, daß dieses 62 % des Geeine wäßrige Lösung getaucht, die je 2% eines Octyl- wichtes der gesamten imprägnierten, zusammengesetzten natriumsulfosuccinates und eines Natriumsalzes einer 45 Matte ausmacht. Nach der Koagulierung des Bindemittels Alkylbenzolsulfonsäure, beide Netzmittel des Handels, und der Trocknung wird die imprägnierte zusammenenthält. Nach dem Trocknen werden die so behandelten gesetzte Matte, wie oben beschrieben, verpreßt und ab-Matten bis zu der angegebenen Gewichtsbeladung mit gekühlt und schließlich um 40 % in beiden Richtungen der einer Bindemitteldispersion imprägniert, die etwa folgen- Mattenebene verstreckt. So entsteht ein durchlässiges dermaßen zusammengesetzt ist: 1100 Teile einer 50 %igen 50 blattförmiges Material, das eine ausgezeichnete Scheuerwäßrigen alkalischen Dispersion von Polychloropren, die festigkeit aufweist,
nach der USA.-Patentschrift 2 264173 hergestellt ist;

70 Teile einer handelsüblichen vulkanisierenden Disper- Beispiel 3
sion, bestehend aus etwa 25 Teilen Zinkoxyd, 10 Teilen

Hydrochinonmonobenzyläther, 1,4 Teilen des Natrium- 55 Eine nichtgewebte Fasermatte aus 6,35 cm langen

salzes einer Polyalkylnaphthalinsulfonsäure und 33,6 Tei- Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern (3 den) wird mit

len Wasser; 150 Teile eines handelsüblichen Steifungs- einer anderen derartigen Matte aus 3,81 cm langen Fasern

mittels, das etwa 98% ausgewählte Mineralöle, 1,6% zusammengelegt. Die beiden Matten werden schließlich

sulfonierte Leuchtölprodukte und 0,4% n-Butylalkohol mit zwei Matten aus Polyäthylenterephthalatfasern von

enthält, und etwa 35 Teile einer gesättigten wäßrigen 60 einem Titer von weniger als 0,01 den zusammengefügt.

Lösung von Natriumsilicat. Die Matten werden nach der Die letztgenannten machen 47 % des Gesamtgewichtes

Imprägnierung mit der Bindemitteldispersion in eine aus der linearpolymeren Fasern aus. Die so zusammengelegten

j e 50 Gewichtsprozent bestehende Mischung von Methanol Matten werden mit dem Netzmittel behandelt, getrocknet

und Essigsäure eingetaucht, um das Bindemittel zu koagu- und dann mit einer solchen Menge der Polychloropren-

lieren. Die Verpressung erfolgt in den Beispielen 2 und 3 65 dispersion gemäß Beispiel 2 getränkt, daß der Bindemit-

in 15 Minuten bei 135° C und einem Druck zwischen 35 telanteil 59,4% des Gewichtes des Gesamtproduktes aus-

und52,7 kg/cm². Nach der Druck-und Wärmebehandlung macht. Nach dem Trocknen, Pressen und Strecken um

läßt man die Matten unter Druck auf unter 90° C abkühlen. 40% in jeder Dimension der Mattenebene hat man ein

Die in den folgenden Beispielen angegebene Scheuer- durchlässiges Material erhalten, das eine ausgezeichnete

oder Reibfestigkeit, d. h. die Widerstandsfähigkeit der 70 Scheuerfestigkeit aufweist.

Beispiel 4

Drei nichtgewebte Fasermatten aus 6,35 cm langen, 3 den starken Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern werden zusammengelegt. Dann bringt man eine Oberflächenlage von nichtgewebten Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern von einem Titer von weniger als 0,01 den auf, wobei die feinen Fasern 30% des Gewichtes der gesamten linearpolymeren Fasern ausmachen. Diese zusammengesetzte Matte wird wie oben mit der Polychloropren-Imprägnierungsdispersion des Beispiels 2 getränkt, die einen Zusatz von dispergiertem Farbpigment enthält. Die so entstandene imprägnierte Matte wird getrocknet und bei 135°C 15 Minuten lang unter Verwendung von 0,381 mm starken Abstandsstücken gepreßt. Pigment und Bindemittel betragen 57°/₀ des Gesamtgewichtes des blattförmigen Produktes, welches durchlässig ist und eine ausgezeichnete Scheuerfestigkeit besitzt. Die gleichen Ergebnisse werden erzielt, wenn man verschiedene Mengen der feinen linearpolymeren Fasern, der Pigmente und des Bindemittelgemisches mit Abstandsstücken von verschiedener Größe variiert. Die blattförmigen Materialien, die 53,3 bis 63 °/₀ Pigment und Bindemittel und 12 bis 18,3 °/₀ feine linearpolymere Fasern enthalten, zeigen sämtlich eine ausgezeichnete Scheuerfestigkeit und haben eine Stärke zwischen 2,03 und 3,81 mm. Bei geringerer Stärke der Beilagen wird die Durchlässigkeit des Endproduktes herabgesetzt; es ist im wesentlichen undurchlässig, wenn man Beilagen von 2,03 mm verwendet.

Beispiel 5

Faserige, nichtgewebte Matten aus 6,35 cm langen, 3 den starken Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern werden zusammengelegt, worauf man eine ähnliche Matte aus Fasern von einem Titer von weniger als 0,01 den auf r.io legt. Diese feinen Fasern stellen 11,6 % der gesamten linearpolymeren Fasern dar. Die so zusammengelegte Matte wird mit einer Bindemittellösung von 7,8 Teilen eines handelsüblichen Polyvinylchlorids von hohem Molekulargewicht und 5,2 Teilen Dioctylphthalat in ungefähr 180 Teilen einer Mischung von 2 Teilen Dimethylformamid und 98 Teilen Tetrahydrofuran so imprägniert, daß der Gehalt des Ganzen an Bindemittel 46,1 Gewichtsprozent beträgt. Nach der Imprägnierung wird das Bindemittel durch Eintauchen der imprägnierten Matte in Wasser koaguliert. Die getrocknete imprägnierte Matte wird 2 Minuten bei 140⁰C bei einem Druck von 35 kg/cm² gepreßt und dann unter Druck auf unter 90⁰C abgekühlt. Nach dem Pressen wird die Matte aufgequollen und im aufgequollenen Zustand gestreckt. Das Material ist nach dem Strecken durchlässig und hat eine ausgezeichnete Scheuerfestigkeit und eine Knickbruchfestigkeit von etwa 3*/₂ Millionen Biegungen. Bei Verwendung anderer Matten und bei wechselnden Mengen der Bindemittelkomponente in den Grenzen von 45,1 bis 48 % des Gesamtgewichtes werden im wesentlichen die gleichen Resultate erzielt,

/ 3000

Gewichtsprozent linearpolymere Fasern wenn die feinen Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern 16,5 bis 18 °/₀ der gesamten linearpolymeren Fasern betragen.

Beispiel 6

Man legt drei Matten aus nichtgewebten Polyhexamethylenadipinsäureamidfasern von 6,35 cm Länge und einem Titer von 3 den zusammen und bringt darauf eine Oberflächenlage aus Polyäthylenterephthalatfasern von

ίο einem Titer von weniger als 0,01 den auf. Der Anteil an den letztgenannten beträgt 14,2 Gewichtsprozent der gesamten linearpolymeren Fasern. Die so zusammengelegte Matte wird, wie im Beispiel 5 beschrieben, imprägniert, gepreßt, aufgequollen und gestreckt. Der Bindemittelgehalt des Endproduktes beträgt 46,1 % des Gesamtgewichtes. Die Scheuerfestigkeit ist ausgezeichnet. Die gleichen Resultate werden mit einem anderen blattförmigen Material erzielt, das ähnlich hergestellt ist und 46,4 °/₀ Polyvinylchlorid-Dioctylphthalat als Bindemittel enthält, in welchem die feinen Polyäthylenterephthalatfasern 11,8 % der gesamten linearpolymeren Fasern ausmachen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Nichtgewebtes, blattförmiges, gegebenenfalls durchlässiges, faserhaltiges, aus Matten zusammengesetztes Faserkunstleder, Segeltuchersatz, Gurte u. dgl., bestehend aus 20 bis 85 Gewichtsprozent verfilzten, aus linearpolymeren Stoffen, insbesondere synthetischen Kondensationspolymeren, bestehenden Fasern und 80 bis 15 % eines dehnbaren polymeren Bindemittels, welches die Fasern zusammenhalt, wobei die Blätter aus einer Oberflächenschicht, in der die Fasern im wesentlichen sämtlich weniger als 0,2 den, und einer Grundschicht, in der die Fasern im wesentlichen sämtlich größer als 1,0 den stark sind, zusammengesetzt sind und wobei das dehnbare Bindemittel den Fasern chemisch unähnlich und mit ihnen nicht verträglich ist.

2. Blattförmiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linearpolymeren Fasern in der Oberflächenschicht sämtlich eine wesentlich geringere Stärke als 0,01 den haben.

3. Blattförmiges Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht eine Dicke von 0,076 bis 0,381 mm hat.

4. Blattförmiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 30 bis 70 Gewichtsprozent, insbesondere 40 bis 60 Gewichtsprozent, an verfilzten linearpolymeren Fasern und 70 bis 30%, insbesondere 60 bis 40%, an dehnbarem polymerem Bindemittel besteht.

5. Durchlässiges blattförmiges Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein Hohlraumvolumen mindestens

— 301 Volumprozent

und höchstens 70 Volumprozent beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung nichtgewebter, blattförmiger, durchlässiger, faserhaltiger, aus Matten zusammengesetzter Werkstoffe, insbesondere Faserkunstleder, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Durchlässigkeit der Werkstoffe a) nach dem Lösungsmittelextraktionsverfahien oder b) nach dem Streck- und Entspannungsverfahren oder c) nach dem Quellungs- und Trocknungsverfahren oder d) nach dem Teilverfestigungsverfahren hervorruft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 605 903, 751 173;
französische Patentschrift Nr. 967 451;
Kunststoffe, 1951, S. 329 bis 331;
Münzinger, Kunstlederhandbuch, 1950, S. 5, 9, 10, 8, 69, 74.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 577/377 4.61