DE1635699C3 - Verfahren zur Herstellung eines für die Kunstlederherstellung geeigneten Faserverbundstoffes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für die Kunstlederherstellung geeigneten Faserverbundstot'fes, bei dem eine oder mehrere Faservliesbahnen und eine Trägerbahn miteinander vernadelt und anschließend verdichtet werden.

Bei Lederersatzstoffen ist es erforderlich, den die äu-Beren Oberflächen bildenden Deckfolien einen Träger zu geben, der dem Erzeugnis die von den Naturleder- »toffen bekannten Eigenschaften wie Dichte, Festigkeit, Biegefähigkeit, Porosität und Knitterfestigkeit verleiht.

Faserverbundstoffe auf Basis von Naturfasern, z. B. durch eine Reibungs- und anschließende Walkbearbeitung erhaltene feste Filzbahnen, sind ungeeignet und zeigen nicht die obenerwähnten Eigenschaften. Faserverbundstoffe auf Basis von synthetischen Fasern., die in anderer Hinsicht gegenüber Naturfasern überlegene Eigenschaften haben, können auf diese Weise nicht bearbeitet werden, da sie sich durch Reibung und Walkung nicht zu dreidimensional verfilzten Gebilden zusammenfügen. Es ist zwar aus der FR-PS 11 08 826 bekannt, diesen Zusammenhalt in der dritten Dimension durch Nadelung einzuleiten, wobei die Fäden schlingenförmig durcheinandergezogen werden, und das so erhaltene genadelte Rohvlies dann durch eine Wärmebehandlung zu verfestigen.

Die nach diesem Verfahren, bei dem die Textilfaserbahn aus synthetischen Fasern zu einer Dichte von 0,10 g/cm³ genadelt, in eimern Wasserbad von 100⁰C behandelt, zwischen Walzen verpreßt und getrocknet wird und eine Dichte bis zu 0,30 g/cm³ aufweist, erhaltenen filzähnlichen Eiahnen entsprachen bei Verwendung als Träger für Lederersatzstoffe in ihren Eigenschaften nicht allen an sie gestellten Anforderungen, wie Geschmeidigkeit, gute Rollbeständigkeit und gute Bruchbeständigkeit. Andere Werkstoffe, wie massive Gummi- und Kunststoffmaterialien, haben als Lederersatzstoffe zwar die gewünschten Eigenschaften in bezug auf Weichheit, Fall- und Roll- und Bruchbeständigkeit, sind jedoch für die Verwendung als Schuhoberleder, Handschuhleder,, Ledlerkleidung u.dgl. nicht gut <>5 geeignet, da sie nicht die gewünschten Eigenschaften in bezug auf lederartigen Griff, Durchlässigkeit und Porosität haben und nicht die Fähigkeit besitzen, sich ohne das Bestreben zur Rückkehr in die ursprüngliche Form dauerhaft in andere Formen ziehen zu lassen.

Da die Eigenschaften von Lederersatzstoffen zwar sowohl von der Art des Faserverbundstoffes bzw. der Faserstoffbahn als auch von den synthetischen Polymeren beeinflußt werden, die Eigenschaften der Faserstoffbahn jedoch den größeren Einfluß auf die Eigenschaften des Fertigprodukts haben, hat man auch versucht, durch Imprägnieren oder/und Beschichten von Faserstoffbahnen mit anschließendem Schleifen, Polieren, Färben, Bedrucken oder Prägen geeignete Faserstoffbahnen zu erhalten und damit das Fertigprodukt Kunstleder zu verbessern. Auch diese Verfahren ergeben keine geeigneten Endprodukte und sind umständlich. Da das Imprägniermittel nur schlecht oder gar nicht auf der Faser haftet, muß zur Erzielung einer ausreichenden Dimensionsbeständigkeit während der Verarbeitung ein Teil des nichthaftenden Imprägniermittels durch ein an der Faser klebendes harzartiges Bindemittel ersetzt werden. Bei den bislang bekannten Lederersatzstoffen wurde ferner angenommen, daß die beste Dichte der Bahnen vor dem Imprägnieren zwischen 0,17 und 0,20 g/cm³ und nach dem Imprägniere, zwischen 0,40 und 0,55 g/cm³ liegen sollte. Alle die Produkte zeigten jedoch nicht die für das Fertigprodukt gewünschten Eigenschaften,

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung einer Textilfaserbahn zu schaffen, die sich besonders für Oberleder-Ersatzstoffe eignet, weitgehend frei von Bindungen oder Veirklebungen der Fasern untereinander ist und eine Dichte von etwa 0,30 bis 0,35 g/cm³ hat, so daß sie später auch weitgehend von harzartigen und polymeren Imprägnier- und Überzugsmassen frei bleiben kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines für die Kunstlederherstellung geeigneten Faserverbundstoffes, bei dem eine oder mehrere Faserviiesbahnen und eine Trägerbahn miteinander vernadelt und anschließend verdichtet werden, vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch die Kombination der folgenden, an sich bekannten Verfahrensschritte:

a) Stauchkrumpfen des genadelten Faserverbundstoffes bis zu einer Dichte von 0,30 bis 0,40 g/cm³,

b) Kalandrieren,

c) Stauchkrumpfen,

d) Behandlung in einem Wasserbad von 76 bis 100⁰C,

e) Abquetschen zwischen Walzen und Trocknen sowie

f) Stauchkrumpfen bis zu einer Dichte von 0,30 bis 0,40 g/cm³.

Das Schutzbegehren ist auf die Gesamtheit bzw. die Kombination dieser Merkmale beschränkt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Faserstoffbahnen mit einer ungewohnt höheren Dichte vor dem Imprägnieren von 0,30 bis 0,35 g/cm³ oder mehr Träger mit besseren und besonderen Eigenschaften ergeben, wobei die Verwendung derartiger Bahnen mit höherer Dichte eine wesentliche Verringerung der Sättigungs- oder Imprägnierungsmittelmenge ermöglichen, die zur Erhöhung der Dichte auf die der imprägnierten Bahn von 0,40 bis 0,55 g/cm³ sonst erforderlich ist. Hierdurch werden verschiedene Vorteile erzielt, die darauf beruhen, daß die imprägnierte Faserstoffbahn in geringerem Maße die Gummi- oder Kunststoffeigenschaften des verwendeten Imprägniermittels zeigt. Die Erhöhung des Fasenteils bewirkt ferner, daß der Faserverbundstoff bzw. die Fasergrundlage in ihren Eigen-

schäften dem Fertigprodukt bereits mehr angenähert ist und weniger Imprägniermittel zur Korrektur ihrer Mangel erforderlich ist

Ein weiterer überraschender Vorteil ergibt sich bei der Herstellung von Materialien für Schuhoberleder, Handschuhleder, Lederkleidung und ähnlichen Produkten, bei welcher der Faserverbundstoff mit einem Oberflächenüberzug oder einer Deckschicht in einer Dicke in der Größenordnung von 0,01 bis 0,5 mm beschichtet wird. Bei den bisherigen erhielt man oft einen Orangenschalen- oder sonstigen Mustereffekt, der durch eine ungleichmäßigs Dichte der Faserstoffgrundbahn hervorgerufen wurde und der bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserverbundstoff nicht mehr auftritt Im übrigen wird eine gieichmä- ßige Dichte auch für nicht überzogene imprägnierte Faserstoffbahnen gefordert, die eine glatte, geschliffene oder polierte Oberfläche, wie beispielsweise für die Verwendung als Handschuhleder, aufweisen sollen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man jetzt eine weite Auswahl von Garngeweben in die sehr viel dichtere Faserstoffbahn einarbeiten kann, ohne daß ein unerwünschter Mustereffekt in den aufgebrachten Überzügen oder bearbeiteten Oberflächen auf Grund des früheren sich Abzeichnens des Garngewebes auftritt

Die Trägerbahn, die mit einer oder mehreren Faservliesbahnen vernadelt wird, ist vorzugsweise ein weitmaschiges Gewebe, Buchbinderleinen aus meist mehrsträhnigem Baumwollgarn oder eine Kunststoff-Folie, wie eine Polypropylenfolie.

Beispielsweise wird so vorgegangen, daß mindestens eine Faserstoffbahn aus 38 bis 51 mm langen Fasern von 1,5 bis 3 Denier hergestellt, mindestens eine solche Faserstoffbahn mit einer Stichdichte von 150 bis 775 Stichen je cm² und bis zur Kürzung der Fasern auf eine Durchschnittslänge von 13 bis 19 mm bei mindestens 40% Fasern von unter 12,7 mm Länge und mindestens 15% Fasern von unter 635 mm Länge und Erhöhung der Dichte der Bahn auf etwa 0,15 bis 0,25 g/cm³ mit mindestens einer Lage aus weitmaschigem Gewebe genadelt, die Bahn durch Vorschub unter Spannung zur Dehnung um etwa 2 bis 5% ihrer Länge und mechanisches Schrumpfen unter Druckanwendung um etwa 1 bis 3% ihrer Länge gestauchkrumpft, anschließend zur Erhöhung ihrer Dichte auf etwa 030 bis 0,40 g/cm³ kalandriert, wiederum gestauchkrumpft mit etwa 76 bis 100⁰C warmem Wasser getränkt in einer Mangel mit einer Metallwalze und einer elastischen Gummiwalze abquetscht und in Kontakt mit einer auf etwa 121 bis 138° C erwärmten Oberfläche getrocknet und anschließend wieder gestauchkrumpft wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die verschiedensten Fasern und Fasermischungen verwendet werden, wie Cellulosefasern, Proteinfasern und synthetische Fasern, beispielsweise Baumwolle, Wolle, Kunstseide, Fasern aus Polyolefinen, z. B. Polypropylen, Polyestern, z. B. Polyethylenterephthalat, Polyamiden, z. B. Nylon 66 und Nylon 6, Acrylharzderivaten bzw. Methacrylharzderivaten. Ein besonderer Vorteil der * Erfindung besteht darin, daß eine so große Zahl verschiedener Fasertypen verwendet werden kann.

Zur Erzielung einer maximalen Gleichmäßigkeit der Dichte kann die Faservliesbahn in verschiedenen Stufen hergestellt werden; es werden beispielsweise kardierte Fasern trocken zu mehreren Bahnen gelegt, wel- ehe dann kreuzweise übereinandergelegt werden, um Ungleichmäßigkeiten in den einzelnen Bahnen auszubleichen. Dann können eine oder mehrere weitere Bah nen des gleichen Typs hergestellt und auf einen Träger geschichtet werden und eine oder mehrere der ersten Bahnen in den Träger gestochen werden, ehe er mit einer oder mehreren weiteren Bahnen beschichtet wird.

Die Trägerbahn hat meist eine größere Diroensionsbeständigkeit als die Faservliesbahn. Das Stauchkrumpfen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einer »Doppel-Palmer«-Vorrichtung durchgeführt werden, wobei man einen mechanischen Dru«. k auf das Gewebe in Kettfadenrichtung ausübt bzw. es in dieser Richtung im allgemeinen nach Erweichung durch Feuchtigkeit staucht Im allgemeinen läuft die Bahn zusammen mit einem Tuch über eine dampfbeheizte Trommel, wo es sich zwischen dem Tuch und der Trommel befindet Das Gewebe bewegt sich in einer S-förmigen Bahn über die Walze und die Trommel, wobei es sich auf der Walze an der Außenseite des Tuches und auf der Trommel an der Innenseite des Tuches befindet Bei der Änderung seiner Krümmung beim Übergang von der Walze zur Trommel wird das Gewebe zusammengedrückt Beim Umlaufen der Walze hat das Gewebe einen etwas längeren Weg als das Tuch und beim Umlaufen der Trommel das Tuch einen längeren Weg als das Gewebe. Infolgedessen wird das Gewebe in Längsrichtung gestaucht um in die beim Übergang von dei Walze zur Trommel für das Gewebe zur Verfügung stehende kleinere Strecke eingefügt werden zu können. Beim Herumführen des Gewebes um die Trommel zwischen Tuch und Trommel passen sich die Fasern der Gewebefäden der gestauchten Form des Gewebes an. Weitere Wirkungen werden durch die Beschaffenheit des Tuches erzielt welches aus einem Florgewebe, beispielsweise einem Wollflor in einem Dacron- und/oder Baumwollgrundgewebe mit guter Dimensionsbeständigkeit bestehen kann. Beim Umlaufen der Walze wird das Tuch gereckt, und der Flor bleibt hinter dem Grundgewebe zurück. Wenn das Tuch dann die Trommel erreicht wird der Flor zusammengedrückt und die Spitzen der Flortufte beschleunigt, so daß sie schließlich das Grundgewebe führen. Genaugenommen gleiten die Tufte direkt an oder unter dem Spalt zwischen Walze und Trommel unter die Trommel. Dadurch wird das eben über oder an dem Spalt auf dem Tuch liegende Gewebe durch die beschleunigten Tufte nach vorn getragen und dadurch verdichtet

Bei diesem Vorgang ist es wichtig, daß das Gewebe auf der Trommel gleitet und die Trommel eine sehr glatte Oberfläche hat. Wenn die Trommel nicht glatt genug ist, wird keine Schrumpfung erzielt. Aus diesem Grunde ist es üblich, die Trommel beispielsweise mit Wachs oder einem Silikon zu schmieren. Durch diese Glätte, welche das Gewebe über die Trommel gleiten läßt, wird das Gewebe gleichzeitig gebügelt.

Ein Doppel-Palmer hat im allgemeinen zwei hintereinandergeschaltete Trommeln des beschriebenen Typs, und das Gewebe wird beim Übergang von der ersten auf die zweiten Trommel umgekehrt. Hierdurch werden beide Seiten des Gewebes gebügelt Man kann auch derartige Vorrichtungen mit einer oder drei oder mehr hintereinandergeschalteten derartigen Trommeln mit jeweils einer dazugehörigen Walze verwenden.

Durch dieses Stauchkrumpfen wird die Bahn bei Aufrechterhaltung oder Erhöhung ihrer Dichte merklich erweicht und die Gleichmäßigkeit ihrer Faserzwischenräume verbessert

Zur weiteren Erhöhung der Dichte wird die Faserstoffbahn kalandriert Hierdurch wird zwar die Gleich-

mäßigkeit der Dichte nicht erhöht, jedoch werden an den mit den heißen Druckplatten oder -walzen in Berührung kommenden Flächen der Bahn dichtere Bereiche erzeugt, wodurch die Bahn beträchtlich versteift wird.

Die Bahn wird in einem Flüssigkeitsbad, vorzugsweise in Wasser, gründlich imprägniert, was zu einem geringen Quellen und einem geringen Verlust an Dichte im Vergleich zur Dichte nach dem Kalandrieren führt, jedoch eine gleichmäßige Durchmischung der Faserkomponenten und somit eine gleichmäßigere Dichte ergibt

Beim weiteren Kalandrieren und Trocknen werden die Fasern im feuchten Zustand weiter durchgearbeitet und die Gleichmäßigkeit erhöht, und nach Trocknen ist die Dichte der Bahn auf Grund der Faserbearbeitung verringert, jedoch ist die Gleichmäßigkeit verbessert, und die Einstichlöcher sind verdeckt.

Die Reihenfolge der obigen Behandlungen kann variiert und jede Behandlung kann mehr als einmal durchgeführt werden.

Claims (1)

1. . - Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines für die Kunstlederherstellung geeigneten Faserverbundstoffes, bei dem eine oder mehrere FaservJjesbahnen und eine Trägerbahn miteinander vernadelt und anschließend verdichtet werden, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden, an sich bekannten Verfahrensschritte:

   a) Stauchkrumpfen des genadelten Faserverbundstoffes bis zu einer Dichte von 030 bis 0,40 g/cm³,

   b) Kalandrieren,

   c) Stauchkrumpfen,

   d) Behandlung in einem Wasserbad von 76 bis 100⁰C

   e) Abquetschen zwischen Walzen und Trocknen sowie

   f) Stauchkrumpfen bis zu einer Dichte von 0,30 bis 0,40 g/cm³.