DE1469415C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verfestigten, kunstlederartigen Faservlieses unter Verfestigung des Faservlieses infolge chemischen Anlösens der Fasern.

Auf dem Gebiet der Kunstleder mit dreidimensionaler Fasernetzstruktur liegt eine große Zahl von Veröffentlichungen vor, gemäß denen die Verknüpfung zwischen den Fasern durch Bindemittel bewirkt wird. Bei diesen Verfahren ist es schwierig, die am besten geeignete Bindemittelmenge einheitlich auf die Fasern aufzubringen. Wenn das Bindemittel im Überschuß vorliegt, ist das Erzeugnis nicht weich genug und hat eine Griffigkeit wie hartes Papier, während eine zu geringe Menge an Bindemittel wegen der dann unzureichenden Verklebung zwischen den Fasern nur eine geringe Festigkeit zur Folge hat.

In der Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie, 64 (1962), S. 587, in der deutschen Auslegeschrift 1088016 und in der britischen Patentschrift 882 359 werden Verfahren beschrieben, bei denen das Faservlies aus einem Gemisch schmelzbarer und nichtschmelzbarer Fasern besteht und bei denen die schmelzbaren Fasern zum Verkleben der Fasern geschmolzen werden. Der wesentliche Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß wegen inhomogener Fasermischung und inhomogener Verklebung recht uneinheitliche und störrige Produkte erhalten werden. Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden diese Nachteile durch das mit einem Lösungsmittel bewirkte Anlösen und damit bewirkte Fibrillieren von verschieden lösliche Anteile enthaltenden Fasern vollständig behoben. Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte haben eine Textur und eine Griffigkeit wie Naturleder, die in der Weise durch die entgegengehaltenen Verfahren nicht erhalten werden können.

Nach Untersuchungen von Verfahren, nach denen die Verklebung zwischen den Fasern ohne Klebemittel zustande kommt, wurde festgestellt, daß, wenn die Fasern eines hochmolekularen, synthetischen Körpers mit einem geeigneten Lösungsmittel teilweise gelöst werden, die verbleibenden Fasern durch die gelöste hochmolekulare Substanz selbst verklebt werden, wobei die Körperstruktur erhalten bleibt. Durch geeignete Auswahl dieser Lösebedingungen wird ein sehr weiches, festes und homogenes Erzeugnis erhalten.

Diese Bedingungen wurden gründlich untersucht, und es wurde festgestellt, daß sie am besten durch chemische Behandlung einer hochmolekularen Substanz mit — NH — CO-Gruppen, bei der der Wasserstoff dieser Gruppen teilweise durch einen geeigneten Substituenten ersetzt wird, erreicht werden können. Dadurch werden entsprechend den unterschiedlichen Substitutionsgraden verschiedene Löslichkeiten erreicht. Wenn nun das substituierte hochmolekulare Material mit einem Lösungsmittel behandelt wird, das die stark substituierten Teile bevorzugt löst, verkleben die Fasern miteinander. Dieses Ziel kann mit dem gleichen Erfolg erreicht werden, wenn gemischt gesponnene Fasern aus einem Gemisch von Polymerisaten mit —NH — CO-Gruppen und substituierten

— NH — CO-Gruppen und Polymerisaten ohne

— NH — CO-Gruppen auf gleiche Weise chemisch behandelt werden. Wenn der Wasserstoff der

— NH — CO-Gruppe eine Wasserstoffbindung bildet, wie beispielsweise bei Polyamiden, dann hebt die Substitution dieses Wasserstoffes diese Wasserstoffbindung auf, so daß ein amorpher Aufbau oder eine Erniedrigung der Erweichungstemperatur die Folge ist.

Deshalb wird die das Klebemittel darstellende hochmolekulare Substanz mit substituierten — NH — CO-Gruppen weich und damit der Formkörper. Entsprechend werden die Eigenschaften des Erzeugnisses bei niedrigeren Temperaturen erheblich verbessert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen

eines verfestigten, kunstlederartigen Faservlieses unter Verfestigung des Faservlieses infolge chemischen Anlösens der Fasern ist somit dadurch gekennzeichnet,

ίο daß ein Faservlies aus Fasern von Polymerisaten mit

— NH — CO-Gruppen, die außerdem Polymerisate mit N-substituierten — NH — CO-Gruppen enthalten, oder aus Fasern, die aus Polymerisaten mit —NH-CO-Gruppen, die zum Teil an den — NH — CO-Gruppen substituiert sind, und aus Polymerisaten ohne

— NH — CO-Gruppen bestehen, hergestellt wird, dieses Faservlies dann mit einem Lösungsmittel behandelt wird, das nur den Teil der Fasern aus den Polymerisaten mit den N-substituierten — NH — CO-Gruppen löst, und anschließend das Lösungsmittel aus der Fasermatte entfernt wird, so daß die herausgelösten Polymerisate die Fasern miteinander verkleben.
Wird beispielsweise Nylon-6 5 Stunden lang in Formalin erhitzt, wobei Natriumhydroxyd als Katalysator verwendet wird, ,so wird nur die Oberfläche der Faser methyloliert. Wenn die Faser zu einem Faservlies verarbeitet und dieses mit Methanol oder einer methanolischen Salzlösung, die Nylon nicht löst, getränkt wird, dann wird das methylolierte Nylon-6 an -der Oberfläche gelöst und verklebt die Fasern. Das methylolierte Nylon-6 ist an den Verklebungspunkten gummiähnlich, so daß das Erzeugnis weich, elastisch und biegsam wird. Auf gleiche Weise können auch gemischt gesponnene Fasern aus 50 Teilen Nylon-6 und 50 Teilen Polyäthylen chemisch behandelt werden, wobei die Berührungspunkte der Fasern durch methyloliertes Nylon-6 verklebt werden, so daß ein 'weicher und elastischer Körper entsteht.

"Die Substitution der NH-CO-Gruppe des Polymerisates kann im Polymerzustand durchgeführt werden, wonach das Polymerisat zu Fäden versponnen wird. Sie kann aber auch am Faden vorgenommän werden. Es können auch ein hochmolekularer Stoff mit NH — CO-Gruppen und ein solcher mit substituierten NFI — CO-Gruppen oder zwei oder mehrere hochmolekulare Stoffe mit unterschiedlichen Substitutionsgraden miteinander versponnen werden. Zwei oder mehr Fasern mit unterschiedlichen Substitutionsgraden können als getrennte Lage geschichtet werden. Sie können auch gemischt werden, wonach aus der Mischung eine Schicht geformt wird.

Typische hochmolekulare Stoffe mit NH — CO-Gruppen, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, sind Polyamide, wie Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-7, Polyamide aus m- oder p-Xylidendiamin und Adipinsäure, verschiedene copolykondensierte Polyamide, wie aus 4,4-Nylon mit 6,10-Nylon, Polyurethan, Polyharnstoff oder Polypeptid.

Typische hochmolekulare Stoffe ohne NH — CO-Gruppen, die zur Herstellung der Fasern für das zu verwendende Faservlies geeignet sind, sind hochmolekulare Thermoplaste, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyester oder Poiyoxymethylen.

Die chemische Reaktion, durch die der Wasserstoff in der NH — CO-Gruppe substituiert wird, dient der Veränderung der Löslichkeit der hochmolekularen Stoffe mit NH — CO-Gruppen und ist beispielsweise

3 4

eine Methylolierung, Oxyäthylierung, Polyoxyäthylie- 4 Stunden erhitzte Lage verklebte nicht so stark, Währung, Polyoxymethylierung, Alkoxymethylierung, sub- rend in der für 6 Stunden erhitzten Lage ein großer stituierte Alkoxymethylierung, Thiomethylolierung Anteil an hochmolekularer Substanz gelöst wurde, oder Alkylthiomethylierung. Dadurch wurde ein lederartiger, aus dicht und fest Lösungsmittel, die zwar den substituierten Teil, 5 miteinander verklebten Fasern bestehender Körper ernicht aber den nichtsubstituierten Teil lösen, sind halten.

Alkohole, wie Methanol, Äthanol oder Propanol, Beispiel 3 ferner Aceton, Äther oder andere übliche Lösungsmittel. In ihnen können auch hochmolekulare Stoffe, 2 Teile 7-Nylonstapelfaser (6 Denier) wurden in eine Pigmente, Füllstoffe und Salze dispergiert oder gelöst ίο Lösung von 70 Teilen flüssigem Äthylenoxyd in sein, je nach der Art der chemischen Reaktion. 30 Teilen Methanol eingegeben und bei 9O⁰C für Die gemischt gesponnenen Fäden zur Herstellung 15 Stunden in einem Autoklav umgesetzt, danach mit des Faservlieses können nach dem Naß-, Trocken- Wasser gewaschen, getrocknet und auf die im Beispiel 1 oder Schmelzspinnverfahren hergestellt sein. Wenn das beschriebene Weise zu einer Lage verformt. Nachdem Schmelzspinnverfahren angewendet wird, so kann 15 die Lage mit einer Lösung von 30 % Calciumnitriat in dieses unter den üblichen Spinnbedingungen oder auch Äthanol getränkt worden war, wurden die oxyäthylierunter Konditionieren der Umgebungstemperatur unter- ten Teile an den Oberflächen gelöst und die Fasern halb der Düse zur Erreichung einer optimalen Spinn- verklebt. Dann wurde das Erzeugnis zur Entfernung bedingung durchgeführt werden. des Salzes mit Wasser gewaschen. Es wurde ein

Die Hohlräume der erhaltenen Faservliese können 20 weicher, lederartiger Körper erhalten,

mit einem Vorkondensat von Harnstoff, Formalin .

& oder Melamin, mit einer niedermolekularen Substanz Be 1 s ρ 1 e 1 4

f-;' mit Polykondensierbarkeit, z. B. Äthylenoxid, Äthylen- Eine Lage aus polyoxyäthylierten Nylon-7-Fasern,

imin oder SiCl₄, oder mit einer Vinylverbinduhg, wie die auf die im Beispiel 3 beschriebene Art hergestellt

z. B. Vinylchlorid, Acrylnitril, Vinylacetat, Acrylsäure 25 worden war, wurde in eine wäßrige Methylacrylat-

oder Methacrylsäure, oder den Emulsionen von Poly- emulsion getaucht. Der Imprägnierungsgrad betrug

merisaten oder Copolymerisaten davon als nieder- 10 %. Dann wurde die imprägnierte Lage getrocknet

oder hochmolekulare Stoffe mit Polykondensierbar- und mit einer 20%igen Lösung von Magnesiumjodid

keit imprägniert werden. Nach dem Imprägnieren in Methanol getränkt, wobei Lösen der oxyäthylierten

kann durch ein geeignetes Verfahren eine Polymerisa- 30 Faseranteile und Verkleben der Fasern eintrat. Nach-

; tion bzw. Kondensation des Imprägnierungsmittels dem durch Waschen mit Wasser das Salz herausgelöst

durchgeführt werden, wodurch festere Endprodukte worden war, wurde ein weiches lederartiges Erzeugnis

erhalten werden und die Verklebung zwischen den erhalten.

\ Fasern verstärkt wird. Beispiel 5

Beispiell 40 Teile 6-Nylonflocken und 60 Teile Polyäthylen-

1 Teil Paraformaldehyd, 2 Teile Methanol und flocken, die durch das Niederdruckverfahren herge-0,001 Teil Natriumhydroxyd wurden zu 1 Teil einer stellt worden waren, wurden in einer Schneckenpresse 20%igen Lösung von Nylon-6 in Ameisensäure, die mit 40 mm Durchmesser geschmolzen und geknetet, für 2 Stunden auf 60° C erwärmt worden und mit 4° Dann wurde die Mischung durch eine Spinndüse mit 20 Teilen Wasser vermischt worden war, zugegeben. 100 Löchern von je 0,25 mm Durchmesser gepreßt, Es wurde mit Ammoniak basisch gemacht, wobei durch Einleiten von Luft in die Zone unterhalb der N-methoxymethyliertes Nylon ausfiel. 50 Teile des Spinndüse gekühlt und mit einer Geschwindigkeit vonentstandenen N-methoxymethylierten Nylon-6 und 600 m/Min, aufgespult.

50 Teile Nylon-6 wurden in 30 % Calciumchlorid ent- 45 Die so erhaltenen Fäden wurden einem Kaltstrecken haltendem Methanol zu einer 15%ig^en Polymer- um das Zweifache ihrer ursprünglichen Länge unterlösung gelöst, wonach die Lösung in Wasser zu Fäden worfen und dann gekräuselt und geschnitten. Dann versponnen wurde. wurden die Fasern in eine Lösung von 100 Teilen

Die Fäden wurden gekräuselt, geschnitten und auf 3O°/oig^em Formalin, 0,1 Teil Natriumhydroxyd und einer Walze und einer Nädelstanze zu einer beliebigen 5° 1 Teil Kochsalz bei einem Badverhältnis von 50:1 geSchicht mit dreidimensionaler Netzstruktur verformt. geben und 4 Stunden lang erhitzt. Die auf diese Weise Durch Tränken der Schicht mit Methanol wurde der behandelten Fasern wurden mit Wasser gewaschen, methoxymethylierte Teil gelöst und verklebte die getrocknet und auf einer Walze und einer Nadelstanze Fasern, wobei ein weiches, lederartiges Erzeugnis ent- zu einer Lage mit dreidimensionaler Netzstruktur verstand. 55 formt. Die Lage wurde mit Methanol getränkt und auf B e i s ο i e 1 2 6O⁰C erhitzt. Dadurch wurde der methylierte Teil auf

der Oberfläche der Fasern gelöst und diese verklebt.

2 Teile 6,6-Nylonstapelfaser (5 Denier) wurden in Es wurde ein weiches und biegsames, lederartiges Ereine Lösung, die aus 80 Teilen 30°/₀igem Formalin, zeugnis erhalten.

0,1 Teil Natriumhydroxyd und 1 Teil Kochsalz be- 60 . . stand, eingegeben und 4 Stunden lang erhitzt, mit Beispiel 6 Wasser gewaschen, getrocknet und auf die im Beispiell Aus 50 Teilen 6,6-Nylonflocken und 50 Teilen PoIybeschriebene Weise zu einer beliebigen Schicht ver- propylenflocken wurden auf die im Beispiel 1 beformt. Andererseits wurde Nylon-6,6 (2 Denier) unter schriebene Weise gemischt gesponnene Fasern hergeden gleichen Bedingungen 6 Stunden lang erhitzt, mit 65 stellt. Die Fasern wurden in eine aus 50 Teilen ParaWasser gewaschen, getrocknet und zu einer beliebigen formaldehyd, 50 Teilen Methanol, 50 Teilen Wasser Schicht verformt. Beide Lagen wurden übereinander- und 10 Teilen Oxalsäure bestehende Lösung bei einem geschichtet und mit Methanol getränkt. Die für Badverhältnis von 80:1 gegeben und 3 Stunden lang

bei 65 ⁰C behandelt. Dann wurden sie mit Wasser gewaschen, getrocknet und auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise zu einer Lage mit dreidimensionaler Netzstruktur verformt. Die Lage wurde mit Äthanol getränkt und auf 7O⁰C erhitzt, wodurch die methylierten Teile auf der Oberfläche der Fasern gelöst und diese verklebt wurden. Es wurde ein weiches und biegsames, lederartiges Erzeugnis erhalten.

·..: B e i s ρ i e 1 7 ¹⁰ :

■ Aus 55 Teilen Nylon-6 und 45 Teilen Polystyrolflocken wurden auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise gemischt gesponnene Fasern hergestellt. Diese wurden in eine gemischte Lösung aus 2 Mol flüssigem Äthylenoxyd und 1 Mol Methanol bei einem Badverhältnis von 50:1 gegeben und in einem Autoklav 12 Stunden lang bei 100° C erhitzt. Danach wurden die Fasern gewaschen, getrocknet und auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise zu einer Lage mit dreidimensionaler Netzstruktur verformt. Diese wurde dann mit 30 % Natriumiodid enthaltendem Methanol getränkt und auf 50⁰C erhitzt, wodurch die polyoxyäthylierten Teile auf der Oberfläche der Fasern gelöst und diese verklebt wurden. Die so erhaltene Lage wurde zur Entfernung der Salze mit Wasser gewaschen, wonach ein weiches Erzeugnis erhalten wurde.

B ei s pi el 8

Gemischte Fäden aus 70 Teilen Nylon-6 und-30 Teilen Polyäthylen (2 Denier) wurden 10/Zoll gekräuselt, auf 4 cm Länge geschnitten und dann in eine Lösung aus 100 Teilen 30°/₀'gem Formalin, 0,1 Teil Natriumhydroxyd und 1 Teil Kochsalz bei einem Badverhältnis von 50:1 gegeben und 8 Stunden lang erhitzt (Α-Faser). Andererseits wurden gemischte Fäden aus 40 Teilen Nylon-6 und 60 Teilen Polyäthylen (8 Denier) auf 10/Zoll gekräuselt, auf 4 cm Länge zerschnitten und in eine Lösung aus 70 Teilen 30%igem Formalin, 0,1 Teil Natriumhydroxyd und 1 Teil Kochsalz bei einem Badverhältnis von 50:1 gegeben und 4 Stunden lang erhitzt (B-Faser). Dann wurde aus den Α-Fasern eine Lage von 100 g/m² und aus den B-Fasern eine Lage von 400 g/m² hergestellt. Die Lage aus den Α-Fasern wurde auf die aus den B-Fasern gelegt. Dann wurden beide Lagen miteinander vereinigt und von beiden Seiten in einer Nadelstanze bearbeitet, so daß eine dreidimensionale Netzstruktur erhalten wurde. Das Roherzeugnis wurde mit Methanol getränkt und auf 6O⁰C erhitzt. Dabei wurden die methoxylierten Teile der Fasern gelöst und diese teilweise miteinander verklebt.

In diesem Fall, bei dem auf der Oberseite der Lage eine große Menge gelöst worden war, würde eine einheitliche und weiche Oberfläche gebildet, die das Aussehen, das Gefüge und die Griffigkeit wie natürliches Leder hatte.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines verfestigten, kunstlederartigen Faservlieses unter Verfestigung des Faservlieses infolge chemischen Anlösens der Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faservlies aus Fasern von Polymerisaten mit

— NH — CO-Gruppen, die außerdem Polymerisate mit N-substituierten — NH — CO-Gruppen enthalten, oder aus Fasern, die aus Polymerisaten mit — NH — CO-Gruppen, die zum Teil an den -NH — CO-Gruppen substituiert sind, und aus Polymerisaten ohne — NH — CO-Gruppen bestehen, hergestellt wird, dieses Faservlies dann mit einem Lösungsmittel behandelt wird, das nur den Teil der Fasern aus den Polymerisaten mit den N-substituierten —NH — CO-Gruppen löst, und anschließend das Lösungsmittel aus der Fasermatte entfernt wird, so daß die herausgelösten Polymsrisate die Fasern miteinander verkleben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies hergestellt wird, inder ein Polymerisat mit — NH — CO-Gruppen teil weise N-substituiert, anschließend zu Fasern stranggepreßt und die Fasern dann zu dem Faservlies verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies hergestellt wird, indem Polymerisationsfasern, die aus Polymerisaten mit

— NH — CO-Gruppen bestehen, teilweise an der

— NH — CO-Gruppe N-substituiert werden und diese so modifizierten Fasern dann zu dem Faservlies verarbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies hergestellt wird, indem ein Polymerisat mit — NH — CO-Gruppen mit einem Polymerisat gemischt wird, das keine

— NH — CO-Gruppen enthält, aus der Mischung gemischt gesponnene Fasern hergestellt werden und anschließend die — NH — CO-Gruppen teilweise N-substituiert werden und dann die so modifizierten Fasern zu dem Faservlies verarbeitet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche l.*bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff de

— NH — CO-Gruppe durch Methylolierung, Oxyäthylierung, Polyoxyäthylierung, Polyoxymethylierung oder Alkoxymethylierung substituiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der Fasern des Faservlieses mitverwendete Polymerisat, das keine

— NH — CO-Gruppen enthält, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyester oder Polyoxymethylen ist.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies zur Verstärkung der Verklebung der Fasern zusätzlich mit Polymerisaten oder Kondensaten gefüllt bzw. imprägniert wird.