DE2303061A1

DE2303061A1 - Genadeltes textilmaterial, insbesondere zur verwendung als kunstleder, und verfahren zur herstellung eines genadelten textilmaterials

Info

Publication number: DE2303061A1
Application number: DE2303061A
Authority: DE
Inventors: Ii Alexander Martin Smith
Original assignee: Fiberwoven Corp
Current assignee: Fiberwoven Corp
Priority date: 1972-01-28
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1973-08-02
Also published as: DE2303061C2; FR2169348B1; LU66909A1; CA981892A; AT348778B; US3817820A; CH64373A4; DD102173A5; JPS4882003A; ES411045A1; NL7301165A; ZA747848B; AR207101A1; ZA73648B; BR7300633D0; CH580698B5; BE794594A; IT971234B; ATA35673A; CS203915B2

Description

Genadeltes Textilmaterial, insbesondere zur Verwendung als Kunstleder, und Verfahren zur Herstellung eines genadelten Textilmaterials

Die Erfindung bezieht sich auf ein genadeltes Textilmaterial, das insbesondere zur Verwendung als Kunstleder geeignet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von genadeltem Textilmaterial.

Bis vor kurzem war natürliches Leder das hauptsächlich zur Herstellung von Schuhoberteilen verwendete Material. Während Leder viele für Schuhoberteile vorteilhafte Eigenschaften aufweist-^-" ~~ hat es gewisse Nachteile, die zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von Schuhen führen. So schwankt beispielsweise die Lederqualität von Pell zu Pell und Schäden und Unterschiede innerhalb eines Felles bewirken Qualitätsunterschiede der aus Fellen hergestellten Schuhoberteile. Außerdem ist die Qualitäts-* kontrolle bei Leder nur schwer durchzuführen, so daß die Qualität der einzelnen Felle oder Teile von diesen kaum vorhersehbar

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ist. Ferner entsteht bei der Schuhherstellung durch die unregelmäßige Form der Felle ein erheblicher Abfall.

Aus diesen und anderen Gründen wurden bereits umfangreiche Versuche unternommen, um künstliches Leder für die Herstellung von Schuhoberteilen zu entwickeln. Diese Ersatzstoffe werden im allgemeinen unter dem Begriff Kunstleder zusammengefaßt, obwohl diese Bezeichnung nicht sehr genau ist, da die Ersatzstoffe sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und einige nur sehr wenige Eigenschaften mit natürlichem Leder gemeinsam haben. Einerseits sind diese unterschiedlichen Eigenschaften das Ergebnis von Versuchen, den Stoffen für Schuhoberteile Eigenschaften zu geben, die beim Leder nicht vorhanden sind, aber andererseits sind diese Unterschiede auch die Folge der bisher nicht gelösten Schwierigkeiten, den Ersatzstoffen gewisse erwünschte Eigenschaften von Leder zu geben.

Natürliches Leder ist im wesentlichen ein faseriges Material mit Faserbündeln, die einander überlappen und miteinander verflochten sind, so daß ein poröser Aufbau gebildet wird. Der faserige Aufbau des Leders bewirkt die erwünschten Eigenschaften, wie Biegsamkeit, Geschmeidigkeit, verhältnismäßig hoher Modul, Reißfestigkeit und gute Spannungsfestigkeit. Diese Eigenschaften sind für ein sehr verschleißfestes und dauerhaftes Material wichtig. Obwohl Leder etwas abriebfest ist, unterliegt es einer

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Oberflächenabnutzung und erfordert häufiges Putzen, um das gute Aussehen zu erhalten. Während sich durch den makroporösen Aufbau des Leders eine verhältnismäßig hohe Feuchtigkeitsdurchtrittsrate und eine hohe Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit ergibt, läßt es Flüssigkeit hindurchtreten, so daß der Benutzer von Lederschuhen darauf achten muß, daß diese nicht naß werden.

Bei den bisherigen Versuchen Kunstleder herzustellen, wurde besonderes Augenmerk auf die Verbesserung der Abriebfestigkeit und die Verringerung der Wasserdurchlässigkeit gelegt, wodurch einige Nachteile von Leder als Material für Schuhoberteile vermieden wurden. Kunstleder sind im allgemeinen Zusammensetzungen, die wesentliche Bestandteile von synthetischen Polymeren enthalten, beispielsweise Polyurethan oder Polyvinylchlorid, und zwar üblicherweise als Schicht oder Folie auf der äußeren Oberfläche des Kunstleders. Diese Zusammensetzungen weisen eine verhältnismäßig zähe, wasserundurchlässige und chemisch widerstandsfähige polymere äußere Fläche auf. Kunstleder dieser Art war auf gewissen Gebieten erfolgreich, doch hat der Verbraucher diese Kunstleder wegen anderer unerwünschter Eigenschaften nicht als einen allgemeinen Ersatz für Leder akzeptiert. Eine wesentliche Schwierigkeit bei Kunstleder bestand bisher im geringen Bruchwiderstand bei wiederholtem Biegen, und in einigen Fällen brach das Kunstleder bereits nach einigen Monaten der Benutzung. Obwohl Kunstleder eine gute Abriebfestigkeit haben kann, löst

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sich häufig infolge verhältnismäßig tiefer Einschnitte oder Einrisse die äußere polymere Schicht. Dieses Ablösen kann nicht wie bei Leder durch Putzen oder Polieren repariert werden. Außerdem war sich der Verbraucher der verhältnismäßig geringen Feuchtigkeitsdurchlässigkeit vom Schuhinneren durch ein aus Kunstleder bestehendes Schuhoberteil bewußt, was zu unerwünschter Feuchtigkeit am Fuß des Benutzers führte. Diese Schwierigkeit wird bei erhöhter Stärke der äußeren polymeren Schicht und mit Erhöhung des Gesamtgehaltes an polymerem Material in der Kunstlederzusammensetzung verstärkt.

Während die vorstehend erwähnten Nachteile erheblich waren und die Verwendbarkeit von Kunstledern herabsetzten, haben verschiedene andere Nachteile die Verwendung von Kunstledern durch einen großen Teil der Verbraucher verhindert. Folien oder Schichten aus synthetischen Polymeren allein haben die schwerwiegenden Nachteile, daß sie nicht reißfest sind, insbesondere wenn Elemente eines Schuhoberteils zusammengenäht werden. Wenn polymeres Material außerdem ausreichend weich ist, um einen angenehmen Griff hervorzurufen, ist dieses Material zwangsläufig so flexibel und hat einen so geringen Modul, daß es sich streckt und nur wenig formstabil ist. Es war daher im allgemeinen erforderlich, eine Zusammensetzung eines polymeren Schicht- oder Folienmaterials mit einer verstärkenden Unterlage herzustellen, die das Schuhoberteil tragfähig und formbeständig macht. Außerdem

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soll die verstärkende Unterlage dem Material eine ausreichende Zugfestigkeit geben, so daß dieses ohne Zerreißen oder andere Beschädigung über einen Schuhleisten oder eine Schuhform gezogen werden kann. Verstärkende Unterlagen bestehen im allgemeinen entweder aus Vliesstoffen oder gewebten oder gestrickten Textilmaterialien oder Kombinationen aus diesen. Zur Herstellung von üblichem Kunstleder wurde bereits ein gewebtes oder gestricktes Textilmaterial zwischen eine polymere Schicht und

einen Vliesstoff gelegt. Derartige Vliesstoffe werden üblicherweise durch Nadelung von Pasermatten und nachfolgendes Trennen der genadelten Fasern in Ebenen parallel zur Längserstreckung hergestellt, um eine Vielzahl von Bahnen mit jeweils einer Stärke von etwa 0,84 mm bis 1,59 mm zu erhalten.

Die aus den vorstehend erwähnten Gründen erforderliche Benutzung von derartigem Material als verstärkende Unterlage bei Kunstledern führte dazu, daß diese Kunstleder nicht in gleicher Weise wie natürliches Leder nachgiebig sind. Durch den faserigen Aufbau von Leder können die einzelnen Pasern bei dauernder Spannung gegeneinander gleiten und dadurch in eine neue dauerhafte Form kommen. Dieses Verhalten wird bei Schuhen mit "eintragen" bezeichnet. Beim Tragen eines neuen Paares von Lederschuhen werden durch die unterschiedlichen Fußformen auf die Lederoberteile Spannungen ausgeübt, durch die die Pasern des Leders sich langsam gegeneinander verschieben und in eine Form kommen, die der

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jeweiligen Pußform entspricht. Nach verhältnismäßig kurzer Tragzeit ist das Leder an den Fuß des Benutzers angepaßt und der Schuh ist sehr bequem. Ferner ist bei Leder eine maximale Verlängerung oder Streckung möglich, über die hinaus es sich nur noch· unter erheblichen Spannungen weiter streckt. Unglücklicherweise haben die bisher bekannten Kunstleder mit ihrem verhältnismäßig großen Anteil an polymeren Schichten und gewebter verstärkender Unterlage diese Anpassungseigenschaften von Leder nicht.

Während bei üblichen Kunstledern eine gewisse Elastizität vorhanden ist, führt diese nicht zu einer dauerhaften Einformung wie dies bei natürlichem Leder der Fall ist. übliche Kunstleder können durch die Fußform des Benutzers an einem Tag gestreckt werden, doch kehrt das Kunstleder bei längerem Nichttragen des Schuhs im wesentlichen in seine ursprüngliche, durch die Herstellung gegebene Form zurück. Diese Eigenschaft wird als das "Rückstellverhalten" des Kunstleders bezeichnet. Somit muß der Träger die Schuhe jeden Tag neu "einlaufen", und zwar mindestens jeweils so lange, bis sich das Kunstleder wieder an die Form des Fußes angepaßt hat. Der Grad des Rückstellvermögens ist bei verschiedenen vorbekannten Kunstledern zwar etwas unterschiedlich, doch haben sie alle dieses für Schuhe nachteilige Verhalten. Die Wirkungen des Rückstellverhaltens sind besonders deutlich bei dicken polymeren Schichten und bei Unterlagen, die ein

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Textilgewebe aus straff versponnenen Fasern enthalten. Wenn die Unterlage Teil eines Gewebes ist, wird die Festigkeit des Kunstleders erheblich erhöht, doch führt das Gewebe in der Unterlage zu sehr starken Rückstellwirkungen. Dadurch ist ein aus Kunstleder hergestellter Schuh für seinen Träger zumindest während eines Teils des Tages unbequem.

Der Umfang dieser Unbequemlichkeit hängt davon ab, wie genau der Fuß des Trägers der jeweiligen Schuhform angepaßt ist. Ist eine große Ähnlichkeit zwischen diesen vorhanden, so ist die Unbequemlichkeit sehr gering. Wenn jedoch die Formen stärker voneinander abweichen, so kann diese Unbequemlichkeit zur Unbrauchbarkeit des Schuhs führen. Somit ist eine sehr genaue Formung der Schuhe aus Kunstleder erforderlich, damit diese möglichst genau der Fußform des Trägers gleichen. Die Genauigkeit der Form wird jedoch einerseits durch die Sorgfalt des Schuhverkäufers und andererseits durch die begrenzte Anzahl von Schuhgrößen und -breiten beeinträchtigt. Wenn also eine genaue Paßform für einen bestimmten Fuß mittels einer Standardgröße oder -breite nicht erreicht werden kann und der Käufer eine, etwas abweichende Form akzeptiert, so ergeben sich die vorstehend beschriebenen Nachteile.

Darüber hinaus unterscheiden sich die zur Formung von Schuhen verwendeten Leisten sowohl nach Hersteller als auch nach Stil

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der Schuhe etwas. Beispielsweise paßt daher einem bestimmten Träger ein Schuh einer bestimmten Größe in einem Stil oder von einem Herstellers während ein Schuh gleicher Größe eines

anderen Herstellers oder eines anderen Stils nicht paßt. Während diese Unterschiede bei Lederschuhen im allgemeinen durch das "Einlaufen" ausgeglichen werden, können sie bei Schuhen aus Kunstleder sehr kritisch sein und für den Käufer entstehen zusätzliche Probleme bei der Auswahl der richtigen Schuhgröße. Die vorstehenden Schwierigkeiten werden noch dadurch erhöht, daß sich die Pußform im Laufe des Tages und entsprechend der Jahreszeiten ändert, so daß ein passender Sitz am Morgen oder im Winter zu einem nichtpassenden Sitz am Abend oder im Sommer führt.

Eine weitere Schwierigkeit bei künstlichem Leder ist die l«n»-e der Biegeachse bzw. -ebene. Diese verlauft bei Leder in wesentlichen parallel zur vorderen oder hinteren Oberfläche und ist gegenüber der Mitte bzw. der hinteren Oberfläche versetzt. Dadurch daß die Biegeachse bzw. -ebene nahe der vorderen Oberfläche des Leders liegt, kann Leder mit nur verhältnismäßig geringen Oberflächenspannungen gebogen werden und ist daher widerstandsfähig ßc{*en Mof.ebrüehe an der vorderen Oberfl flöhe. Außerdem wird das Leder beim Gehen im Oberteil den Schuhe ,W bogen und der Krümmunnsrnd.iun den Rebop.enen Ledern bewirbt Fältchen auf der vorderen. Oberfläche, war. im allgemeinen al;'>

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"Bruch" bezeichnet wird. Ein starker "Bruch" führt zu einer unansehnlichen vorderen oder äußeren Oberfläche, während ein feiner "Bruch" ein optisch gutes Bild ergibt. Ein feiner "Bruch", von beispielsweise bis zu etwa 20 Fältchen je 2,5^ cm, ist eine Folge einer nahe der Oberfläche liegenden Biegeachse bzw. -ebene und ein Merkmal guter Lederqualität. Andererseits ist ein starker "Bruch" von beispielsweise 6 Fältchen je 2,5¹I cm ein Kennzeichen von "Spaltleder" mit einer nahe der Materialmitte liegenden Biegeachse bzw. -ebene, also für schlechte Lederqualität. Der "Bruch" von Leder ist ein üblicher Kundentest für gute Lederqualität. Kunstleder mit einem stark gewebten Stoff nahe der vorderen Oberfläche hat keine ausreichend dicht an dieser liegende Biegeachse bzw. -ebene, um den erwünschten feinen "Bruch" entsprechend gutem Leder hervorzurufen.

Sehr ähnlich ist dem "Bruch" die Faltenbildung im oberen Bereich eines Schuhs, die von der Lage der Biegeachse bzw. -ebene des Materials und der Bauschdichte (bulk density) in diesem Bereich abhängt. Wenn der Träger des Schuhs vorwärtsgeht, beginnen sich Falten zu bilden und diese haben unmittelbar vor dem Lösen des Fußes vom Boden eine maximale Krümmung. Haben die Falten große Krümmungsradien, so ist die Materialmenge in den Falten groß und verringert die Materialmenge für die Traglänge des oberen Schuhteils, was eine entsprechende Verringerung des inneren Schuhvolumens hervorruft. Für den Träger zeigt sich dies im

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Spannen oder Drücken des Schuhs am Fuß, wenn die Faltenkrümmungen zu groß werden. Bei vielen Kunstledern sind die Krümmungsradien der Falten nicht innerhalb brauchbarer Bereiche. Bei einigen Schuhen aus Kunstleder waren der "Bruch" und die Faltenbildung im oberen Bereich zu groß und machten den Schuh sowohl unansehnlich als auch unbequem.

Eine Art von Kunstleder wurde durch Laminieren eines Aufbaues mit verhältnismäßig hohem Modul, beispielsweise eines Gewebes oder Gestrickes zwischen einer dicken polymeren Schicht und einer verstärkenden Unterlage hergestellt. Dadurch ergab sich zwangsläufig eine gewisse Verschiebung der Biegeachse bzw. -ebene zur vorderen Oberfläche des Kunstleders hin, doch bewirkte das Gewebe oder Gestricke mit hohem Modul die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten beim Eintragen und erhöhte damit die Unbequemlichkeit des Schuhs beim Tragen.

Bei der Herstellung von Schuhen aus Kunstledern ergeben sich außerdem erhebliche Schwierigkeiten. Werden Schuhe aus natürlichem Leder hergestellt, so wird das geschnittene Leder gegebenenfalls feucht nach vorn über die Spitze des Schuhs über den Leisten bzw. die Form gezogen. Dieses Ziehen bewirkt eine Kontraktion des Leders in Querrichtung, also über den Spann, und ermöglicht eine dichte Anpassung an die Form des Leisten, ohne daß im Oberteil Ausbuchtungen oder Falten entstehen. Dies hat

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seine Ursache darin, daß Leder einen verhältnismäßig konstanten Oberflächenbereich unter Spannung hat, d.h. bei Verlängerung in einer Richtung erfolgt eine entsprechende Zusammenziehung in der Querrichtung, und der verlängerte Bereich hat im wesentlichen die gleiche Größe wie der Bereich vor der Verlängerung. Kunstleder haben diese Eigenschaft eines verhältnismäßig konstanten Bereiches unter Spannung nicht, so daß bei der üblichen Schuhherstellung zusätzliche und komplizierte Arbeitsschritte erforderlich wurden. Selbst mit besonderen Formungs- und Behandlungsschritten war es nicht möglich, bestimmte Schuhformen herzustellen und einige Schuhe verloren die gegebene Form, wenn sie vom Leisten bzw. der Form abgezogen wurden. Diese Schwierigkeiten führten zu einer erheblichen Begrenzung der wirtschaftlichen Ausbeutung von Kunstleder und der Anzahl der aus,diesen herzustellenden Schuharten.

Aus den vorstehenden Darstellungen ergibt sich, daß Kunstleder gegenüber natürlichem Leder eine Anzahl Nachteile aufweisen, die ihre Verwendung erheblich einschränken. Die meisten dieser Nachteile ergeben sich dadurch, daß man bisher nicht in der Lage war, den Kunstledern gewisse Eigenschaften von Leder zu geben.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Material zu schaffen, dessen Eigenschaften den erwünschten Ledereigenschaf-

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ten weitestgehend entsprechen, wobei insbesondere bei guter Abriebfestigkeit und guter Formbarkeit eine dauerhafte Verformung nach Art des "Einlaufens" von Schuhen möglich sein soll.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem genadelten Textilmaterial, insbesondere zur Verwendung als Kunstleder, erreicht durch durch Nadelung verbundene, einen einstückigen Aufbau mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche bildende Pasern sowie durch eine Gesamtbauschdichte (overall bulk density) von mindestens 0,096 kg/dm und/oder eine bei etwa 0,3 des Abstandes von der vorderen Oberfläche zur hinteren Oberfläche liegende Biegeachse bzw. -ebene.

Das erfindungsgemäße Textilmaterial ermöglicht eine gewisse Verschiebung der in ihm enthaltenen Pasern gegeneinander, und es wird kein Gewebe oder Gestricke verwendet, wie dies bei bisherigem Kunstleder der Fall war, so daß das neue Material unter längerem Druck in eine dauerhafte Form übergeht, wie dies auch bei natürlichem Leder der Fall ist. Zudem ergibt sich durch den faserförmigen Aufbau eine gute Flüssigkeitsabsorption und ein Durchtritt von Wasserdampf, so daß bei Verarbeitung zu Oberteilen von Schuhen Feuchtigkeit im Bereich des Fußes des Trägers vermieden wird.

In einer Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Textilmaterial einen von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche zu-

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nehmenden Bauschdichtegradienten haben. Dieser kann durch einen entsprechenden Nadelaufnahraegradienten gebildet sein, der beispielsweise durch einen Fasertitergradienten entsteht, so daß also der Titer der Pasern von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche abnimmt. Der Aufbau kann somit vor der Nadelung aus einer Vielzahl von übereinanderliegenden Faserschichten bestehen, deren mittlerer Fasertiter von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche von Schicht zu Schicht abnimmt, so daß nach der Nadelung die einzelnen getrennten Schichten im wesentlichen nicht mehr vorhanden sind, jedoch der abnehmende Fasertitergradient erhalten bleibt. Der Titer der Fasern der Schichten kann zwischen 0,5 den und 8 den, beispielsweise bei 5 den, liegen.

Der Nadelaufnahmegradient und damit der Bauschdichtegradient können auch mittels einer Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten mit unterschiedlichen mittleren Faserlängen gewonnen werden, wobei die mittlere Faserlänge vor dem Nadeln von der hinteren zur vorderen Oberfläche abnimmt und damit einen abnehmenden Faserlängengradienten bildet. Nach dem Nadeln bleibt dieser Faserlängengradient im wesentlichen erhalten. Zu diesem Zweck können Faserlängen von bis zu 10,2 cm und vorzugsweise von 1,9 cm bis 2,5¹I cm sowie bis zu 7,62 cm verwendet werden.

Zusätzlich kann mindestens eine Schicht verhältnismäßig kurzer Fasern aufgebracht und auf und in die vordere Oberfläche des

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zuvor genadelten Aufbaues eingenadelt werden. Die verhältnismäßig kurzen Fasern haben eine ungestreckte Länge von weniger als 2,5¹I cm, vorzugsweise 1,9 cm bis zu 0,32 cm, beispielsweise 0,95 cm bis 1,59 cm. Durch die kurzen Fasern wird also die Bauschdichte (bulk density) an und nahe der vorderen Oberfläche des genadelten Aufbaues erhöht, und es entsteht ein genadelter Aufbau mit einem verdichteten Bereich, dessen Bauschdichte größer ist, als die des übrigen Teils. Vorzugsweise liegt die Biegeachse bzw. -ebene nahe an dem dichten Bereich und insbesondere in diesem Bereich.

Die Fasern an und nahe der vorderen Oberfläche können außerdem geschrumpft, beispielsweise wärmegeschrumpft werden, so daß danach ein verdichteter Bereich vorhanden ist, der sich nicht durch den gesamten Aufbau erstreckt.

In die offenen Lücken zwischen den Fasern des Textilmaterials kann ein Füllstoff eingelagert sein, beispielsweise ein üblicher Lederfüllstoff, wenngleich auch andere Füllstoffe verwendet werden können. Dieser Füllstoff kann die Form von festen Teilchen haben, die vorzugsweise in Trauben angeordnet sind, welche im wesentlichen locker mit den Fasern verbunden sind. Im allgemeinen sind nicht alle Zwischenräume mit Füllstoff gefüllt, und die Füllstoffmenge im Aufbau kann zwischen 5 % und 200 % des Gewichtes der Fasern ausmachen, obwohl eine Aufnahme von 10 %

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bis 150 %, insbesondere 20 % bis 100 % bevorzugt wird. Die Bauscbdichte des Füllstoff enthaltenden Materials liegt Vorzugsweise zwischen 0,320 kg/dnr und 0,721 kg/dnr.

Das mit Füllstoff versetzte Textilmaterial kann an der vorderen und/oder hinteren Oberfläche poliert oder geschliffen werden, wodurch diese Oberfläche gereinigt, geglättet und zur Aufnahme eines Oberflächenbehandlungsstoffes vorbereitet wird. Dieser kann aus einem üblichen Textilbehandlungsstoff, beispielsweise einem Weichmacher wie Wachsester, Polyäthylendispersionen, oder aus einem üblichen Lederbehandlungsmittel, beispielsweise einem Lederweichmacher wie sulfoniertes öl oder Fett, Farbstoffen in Härtungsmitteln, etwa Proteine (Schellack oder Albumin), Leinstandöl, Acry!polymeren und Polyurethanen bestehen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Textilmaterials mit einer vorderen und einer hinteren Oberfläche, einer beeinflußten Diegeachse bzw. -ebene und einem Bauschdichtegradienten, das sich dadurch auszeichnet, daß eine Bahn aus locker liegenden Fasern mit einem Nadelaufnahmegradienten zur Erhöhung der Bauschdichte des genadelten Materials von der hinteren zur vorderen Oberfläche hergestellt wird und daß die Bahn zur Erzeugung eines einstückigen -Aufbaus aus miteinander verflochtenen Fasern, der eine Gesamtbauschdichte von mindestens 0,22'} kg/dm , einen sich von der hinteren zur vorderen

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Oberfläche in einem Verhältnis von mindestens 1:2 vergrößernden Bauschdichtegradienten und eine innerhalb mindestens 0,3 des Abstandes von der vorderen zur hinteren Oberfläche liegende Biegeachse bzw. -ebene hat, genadelt wird.

Der Bauschdichtegradient kann durch übereinanderliegende Faserschichten gebildet werden, von denen mindestens eine einen abweichenden mittleren Fasertiter und/oder Fasern abweichender mittlerer Länge hat, so daß der mittlere Fasertiter der Schichten und/oder deren mittlere Faserlänge von der hinteren zur vorderen Oberfläche abnimmt.

Die aus übereinanderliegenden Schichten bestehende Bahn kann in einem ersten Nadelungsschritt auf eine Bauschdichte von mindestens 0,096 kg/dm gebracht werden und dann kann auf die vordere Oberfläche mindestens eine Schicht verhältnismäßig kurzer lockerer Fasern aufgebracht und diese in einem zweiten Nadelungsschritt in die Bahn eingenadelt werden, so daß der Aufbau eine Bauschdichte von mindestens 0,128 kg/dm hat.

Bevor der zweimal genadelte Aufbau in einem dritten Nadelungsvorgang auf eine Bauschdichte von mindestens 0,224 kg/dm genadelt wird, kann er mit einem Nadelungsfluid getränkt werden.

Nach dem dritten Nadelungsschritt wird der Aufbau vorzugsweise zur Einstellung der Module entspannt.

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Zur weiteren Verdichtung können die Pasern an und nahe der vorderen Oberfläche geschrumpft, insbesondere wärmegeschrumpft werden.

Eine zusätzliche Verdichtung läßt sich mit einem Füllstoff erreichen, der in einer Menge von 5 % bis 200 % des Pasergewichtes zugesetzt wird, um die Bauschdichte zu erhöhen. Als Füllstoff kann ein Elastomeres verwendet werden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß unter der Bezeichnung "Nadelaufnahmegradient¹¹ ein Gradient von Paser- und/ oder Nadelungseigenschaften verstanden wird, durch den ein unterschiedliches Verhalten der Fasern für die Aufnahme durch Haken einer Nadel und Nadelung in einen verflochtenen Aufbau erzeugt wird. Irgendwelche Unterschiede in den Fasercharakteristiken, die dieses unterschiedliche Verhalten hervorrufen, können zur Erzeugung eines "Nadelaufnahmegradienten" benutzt werden. Während die Nadeleindringung, die Hakentiefe, der Hakenabstand und die Hakenform zu diesem Zweck zusammen mit oder ohne Fasereigenschaft sgradienten Verwendung finden können, wird dieser Nadelaufnahmegradient hauptsächlich durch Pasercharakteristiken gebildet, etwa unterschiedliche Faserreibung, Pasersteifigkeit (Modul), Fasergeometrie, Faseroberfläche usw. Eine ins einzelne gehende Beschreibung eines geeigneten Nadelaufnahmegradienten findet sich in der US-Patentschrift 3 206 351. Die bevorzugte

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Pasereigenschaft zur Gewinnung eines derartigen Gradienten ist die Fasergeometrie, beispielsweise der Pasertiter und/oder die Faserlänge. Der Nadelaufnahmegradient wird so gewählt, daß die die Fasern bearbeitenden Nadeln einen von der hinteren zur vorderen-Oberfläche zunehmenden Dichtegradienten erzeugen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Ablauf des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Stoff.

Fig. 3 zeigt schematisch die Lage des gehärteten Füllstoffes.

Fig. 4 bis 6 zeigen typische Spannungs-Dehnungs-Diagramme von Leder, dem erfindungsgemäßen Material und üblichem Kunstleder.

Fig. 7 bis 10 zeigen typische planare Spannungs-Dehnungs-Diagramme des erfindungsgemäßen Materials, üblicher Kunstledererzeugnisse A und B und Leder.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung zur Entspannung des genadelten Stoffes.

Fig. 12 zeigt eine idealisierte Darstellung der Bewegung der

Fasern und der Einwirkung der Einrichtung gemäß Fig. H

Pig. 13 zeigt ein planares Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Stoffes vor der Behandlung mit der Einrichtung gemäß Fig. 11.

Fig. 14 zeigt das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines isotropen Stoffes, der mittels der Einrichtung aus Fig. 11 hergestellt wurde.

Fig. 15 zeigt eine Einzeldarstellung eines Drahtes zur Verwendung in der Einrichtung gemäß Fig. 11.

Fig. 16 zeigt in einer Fotografie die MikroStruktur eines Querschnittes durch Leder.

Fig. 17 zeigt in einer Fotografie die MikroStruktur eines Querschnittes durch das erfindungsgemäße Material.

Fig. 18 zeigt die MikroStruktur eines ersten, kommerziell erhältlichen Kunstleders.

Fig. 19 zeigt die MikroStruktur eines zweiten, kommerziell erhältlichen Kunstleders.

Wie dem Verfahrensablauf gemäß Fig. 1 zu entnehmen ist, werden Textilfasern, beispielsweise gekräuselte Polyesterfasern auf einer üblichen Krempelmaschine, etwa einer Wollkrempelmaschine gekrempelt, um Schichten aus gekrempelten Fasern herzustellen. Um einen sogenannten Hadelaufnahmegradienten zu erzeugen, hat

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die erste Schicht einen verhältnismäßig groben Titer und etwas größere Faserlänge als die folgenden, darüberliegenden Faserschichten, wie dies in der Fig. dargestellt ist. Obwohl irgendeine Anzahl von übereinander liegenden Schichten mit abnehmendem Titer und/oder abnehmender Faserlänge verwendet werden kann, sind drei getrennte Schichten zur Herstellung eines Dichtegradienten im entstehenden Stoff geeignet. Wie beispielsweise Fig. 1 zeigt, kann die erste Schicht aus drei übereinander liegenden Schichten einen Titer von etwa ^f den mit einer mittleren Faserlänge von 5>7 cm haben. Die zweite Schicht kann einen mittleren Titer von etwa 3 den und eine mittlere Faserlänge von 2,67 cm aufweisen, während eine dritte Schicht einen mittleren Titer von etwa 1,5 den bei einer mittleren Faserlänge von 2,67 hat. In diesen Faserschichten können jedoch Titer zwischen etwa 0,5 den und 8 den und Faserlängen zwischen 1,90 cm und 10,2 cm (ungestreckte Länge der gekräuselten Fasern) verwendet werden. Zur Vereinfachung der Herstellung und zur wirtschaftlichen Ausnutzung konventioneller Maschinen ist es zweckmäßig, zwei getrennte Zusammensetzungen von Schichten zu bilden, die spiegelbildlich zueinander aufgebaut sind, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die beiden getrennten Zusammensetzungen von Schichten werden jeweils quer auf einen Förderer gelegt und nacheinander so positioniert, daß sie eine Matte aus zwei übereinander liegenden Zusammensetzungen bilden. Die Matte kann dann mit üblichen Verdichterrollen verdichtet und einem ersten Nadelbaum zugeführt werden, in welchem sie genadelt wird, so daß eine Ge-

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samtbauschdichte der Matte entsteht und die beiden Faserzusammensetzungen jeweils zu einer Einheit verflochten werden, so daß die Matte mit üblichen Maschinen (nicht gezeigt) aufgetrennt oder auseinandergezogen.werden kann und zwei getrennte, im wesentlichen identische Stücke eines genadelten Stoffes entstehen. Nach der Trennung der beiden Stücke aus genadelten Fasern wird das untere Stück umgedreht und durchläuft das Verfahren in der gleichen Weise wie das obere Stück. Gegebenenfalls kann jedoch'auch eine einzige Schichtzusammensetzung kardiert bzw. gekrempelt und zur Herstellung eines ersten genadelten Stückes benutzt werden. In diesem Fall hat der Nadelbaum jedoch vorzugsweise nur ein Oberteil oder nur einen unteren Nadelträger, da der erste Nadelvorgang vorteilhafterweise nur von einer Seite der Schichtzusammensetzung her ausgeführt wird. Bei dem ersten Nadelvorgang werden verhältnismäßig grobe Nadeln verwendet, beispielsweise Nadeln von 24 bis J>6 Gauge. So lassen sich beispielsweise 20 χ 36 χ 3,25 RB-Nadeln verwenden, obwohl auch Nadeln mit nicht gleichmäßigen Haken benutzbar sind, beispielsweise Hakenabstände von 0,318 cm bis 0,635 cm bei einer Tiefe der Hakenkehle von 127/Um oder mehr. Außerdem erfolgt ein verhältnismäßig geringes Eindringen in die Zusammensetzung der Schichten; so gelangt der vorderste Hakenbereich eben über die gegenüberliegende Fläche hinaus (beispielsweise bis zu etwa 3,18 mm). Man kann Eindringtiefen von 7/8 bis 0,5 beispielsweise 5/8 der Stärke der Zusammensetzung verwenden, obwohl ein kleiner Prozentsatz der Nadeln, beispielsweise weniger als 30 % voll-

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ständig durch die Zusammensetzung der Schichten hindurchdringen kann, um einen zusätzlichen Zusammenhang für die Bearbeitung herzustellen. Bei diesem ersten Nadelvorgang ergibt sich mit mindestens 500 Nadelstichen je 6,452 cm und insbesondere zwischen- etwa 1000 und 3000 bis 4000 Nadelstichen pro 6,452 cm² ein zufriedenstellender Nadelungsgrad.

In Zusammenhang mit dem vorliegenden Verfahren, bei dem ein Nadelaufnahmegradient verwendet wird, sei darauf hingewiesen, daß eine Nadel mit einer gegebenen Hakengröße vorzugsweise Pasern geringeren Titers aufnimmt und verflechtet. Außerdem haben kürzere Pasern eine größere Beweglichkeit als längere und gelangen daher eher in den Verflechtungsvorgang, nach dem sich die Struktur zu bilden beginnt. Da die gekrempelten Schichten von Pasern zur Herstellung des Stückes oder der Stücke für den ersten Nadelungsschritt einen von der ersten Schicht zu den nachfolgenden, darüber liegenden Schichten abnehmenden Titer haben, befinden sich die Pasern geringeren Titers an der Oberfläche des Stückes nahe den Nadeln der Nadelungsmaschine. Diese Pasern können von den Haken der Nadeln aufgenommen und an oder nahe der Oberfläche zu einer dichteren und kompakteren Form verflochten werden, als die in den darunter liegenden Schichten befindlichen Pasern größeren Titers. Auf diese Weise erhält man beim ersten Nadelvorgang einen Bauschdichtegradienten, der von der Rückfläche zur Vorderfläche zunimmt, obwohl zu diesem Zeitpunkt der Dichtegradient und die Gesamtbauschdichte

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nicht ausreicht, um die erwünschten Eigenschaften für den Stoff zu ergeben. Der gleiche Vorgang ergibt sich in den nachfolgenden Nadelungsschritten, in denen die Gesamtbauschdichte und der Bauschdichtegradient erhöht werden. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß der Nadelaufnahmegradient sowohl durch entsprechende Wahl der Größe und des Aufbaus als auch des Abstandes der Haken der Nadeln gewonnen' werden kann.

Der erste Nadelungsschritt kann mit einer üblichen Doppelnadelbaum-Maschine oder einer Maschine mit einem einzelnen Nadelbaum durchgeführt werden. Bei Verwendung spiegelbildlich aufgebauter Zusammensetzungen ist ein Doppelnadelbaum erforderlich.

Nach dem ersten Nadelungsschritt werden eine oder mehrere Schichten, beispielsweise zwei Schichten sehr kurzer Pasern, beispielsweise einer Länge von 0,318 cm bis 1,90 cm und von 1/2 den bis 2 den, etwa 1,5 den, oben auf das genadelte Teil gelegt. Wie Fig. 1 zeigt, ergeben sich mit zwei Schichten sehr kurzer Pasern mit geringem Titer sehr gute Ergebnisse. Eine darauf aufgebrachte erste Schicht, die beispielsweise mit einer Wollkrempelmaschine kardiert wurde, kann einen größeren Titer als die zweite Schicht haben, und außerdem kann die erste Schicht Fasern größerer Länge enthalten, als die zweite oder oberste Schicht (dieses Ausführungsbeispiel ist zufriedenstellend). Die erste auf das genadelte Stück gekrempelte Faserschicht kann jedoch sowohl einen

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größeren Titer als auch längere Fasern enthalten, als die zweite oder oberste auf das genadelte Stück aufgekrempelte Schicht.

Nach dem Aufkrempeln der kurzen Fasern auf das genadelte Stück werden das Stück und die Schicht oder die Schichten aus kurzen Fasern in einem zweiten NadelungsVorgang genadelt. Bei diesem zweiten Nadelungsvorgang kommen die Haken der Nadeln in Eingriff mit den kurzen Fasern und nadeln diese in die obere Fläche des Stückes. Da das Stück bereits im ersten Nadelungsvorgang genadelt wurde und dadurch eine Bauschdichteerhöhung und eine Fäserverflechtung entstand, bildet es einen Widerstand gegen das Eindringen der kurzen Fasern und diese werden hauptsächlich an oder eben unter die obere Fläche des Stückes genadelt. Durch dieses Einbringen der kurzen Fasern an oder unter die obere Fläche des Stückes wird die Bauschdichte in diesem Bereich erhöht, wodurch außerdem der Bauschdichtegradient über die Stärke des Stückes entsprechend zunimmt.

Wie beim ersten Nadelungsvorgang können konventionelle Nadeln benutzt werden, doch verwendet man vorzugsweise etwas feinere Nadeln. So liefern beispielsweise Nadeln von 32 bis kj> Gauge, etwa eine 15 χ 18 χ AO χ 3,5 RB-Nadel, zufriedenstellende Ergebnisse, obwohl wiederum andere Nadeln als solche mit gleichmäßigen Haken bevorzugt werden, etwa Hakenräume von 0,32 cm bis 0,6A cm mit einer Ilakentiefe von 100,um oder weniger. Bei diesem

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zweiten Nadelungsvorgang sind mindestens 2000 Nadelstiche pro 6,JJ52 cm zufriedenstellend, und die Zahl der Nadelstiche pro

6,Jj52 cm kann 4000 bis etwa 6000 oder 7000 betragen.

Der zweite Nadelungsvorgang kann mit irgendeinem bekannten Nadelbaum durchgeführt werden, der auf einer oder auf beiden Seiten Nadeln trägt. Man erkennt jedoch, daß der Aufbau umgekehrt werden muß, damit sich die Nadeln an der anderen Seite befinden, wenn ein. Baum verwendet wird, der nur Nadeln an einer Seite aufweist. Die Nadeln können in 90 zur Ebene des Baumes stehen oder in Winkeln bis zu 30 gegenüber dieser geneigt sein. Vorzugsweise soll der zweite Nadelbaum jedoch eine Faserkettenverflechtung des genadelten Materials ermöglichen. Faserkettenverflechtung ist eine besondere Art von Nadelung, bei der sich ein besonders starkes, genadeltes Material ergibt. Diese Bezeichnung wird auf dem Fachgebiet allgemein verwendet. Im allge¹-meinen zeichnet sich die Faserkettenverflechtung durch einen hohen Grad an Faserkrümmung, eine über- und Unterstreckung und eine Verschlaufung und Kettenbildung in Z-Richtung aus. Eine vollständige Erklärung und Definition der Faserketteriverflechtung sowie eine Beschreibung von Maschinen zu deren Herstellung findet sich in den US-Patentschriften 3 112 552, 3 090 099, 3 090 100, 3 112 549, 3 112 5'»8 und 3 132 406, auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Nadelung zur Faserkettenverflechtung

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wird häufig auch als FIBERWOVEN bezeichnet, und zur Vereinfachung wird diese Bezeichnung im folgenden verwendet.

Bei der zweiten Nadelung wird die Gesamtbauschdichte des genadelten Stoffes ziemlich hoch, und durch die entstehende Faserverflechtung erhält der Stoff eine erhebliche Festigkeit und Geschlossenheit. Das Erzeugnis des zweiten NadelungsVorganges hat ausreichende Eigenschaften, beispielsweise Bauschdichten von 0,128 kg/dm , so daß eine Verwendung sowohl als Kleiderunterlage u.a. als auch als Kunstleder möglich ist, obgleich der Stoff vorzugsweise durch einen dritten NadelungsVorgang weiter verdichtet wird.

Wie vorstehend bereits erwähnt, ist der Stoff nach dem zweiten Nadelungsvorgang ziemlich dicht, und dadurch ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten bei der Durchführung eines dritten Nadelungsvorganges. Da die Fasern des genadelten Stoffes insbesondere im Bereich der oberen Fläche dicht verflochten sind, entsteht ein erheblicher Widerstand gegen das Eindringen von Nadeln bei einem weiteren Nadelungsvorgang. Um diese Schwierigkeiten zu verringern, wird der genadelte Stoff vorzugsweise zuvor mit einem Nadelungsfluid behandelt, das ein oberflächenaktiver Stoff und/oder ein Verdickungsmittel sein kann, etwa eine konzentrierte Lösung eines Benetzungsmittels, einer Seife oder eines Verdickungsmittels. Vorzugsweise wird der Stoff voll-

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ständig mit dem Fluid getränkt. Obwohl die Wirkung des Nadelungsfluides nicht vollständig klar ist, dürfte sich insbesondere mit der Flüssigkeitssättigung des Stoffes im dichten, genadelten Material ein Zustand ergeben, der das Eindringen der Nadeln im dritten Nadelungsvorgang gestattet, ohne daß dabei der Aufbau oder die Fasern des Stoffes aufgeschnitten, zerrissen oder auf andere Weise zerstört werden. Das Nadelungsfluid ermöglicht zumindest die Fortsetzung der Nadelung zur Erzielung höherer Dichten und einer engeren Faserverflechtung als dieses ohne ein derartiges Hilfsmittel möglich wäre. "Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, wird somit der genadelte Stoff nach dem zweiten Nadelungsschritt vorzugsweise mit einer konzentrierten wässrigen Lösung eines Benetzungsmittels, einer Seife oder eines Verdickungsmittels befeuchtet und dann durch Druckrollen geführt, um vor dem dritten Nadelungsschritt die überschüssige Lösung zu entfernen. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wurde ein brauchbares Nadelungsfluid durch eine 10 SSige Wasserlösung von Penetrant GWX der Firma Woonsocket Color & Chemical gebildet. Penetrant GWX ist im wesentlichen ein Kokosfettsäuresalz. Ein anderes Fluid ist eine 10 %ige wässrige Lösung von Carobengummi (Solvatose 26O).

Wie beim zweiten Nadelungsvorgang wird auch beim dritten Nadeluncsvorganp; vorzugsweise ein FIBERWOVEN-Baum verwendet, obwohl auch ein üblicher Baum bzw. eine übliche Maschine benutzt werden kann. Durch den dritten Nadelungsvorgang erhält man die ab-

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schließende Gesamtbauschdichte und den Bauschdichtegradienten. Somit soll der dritte Nadelungsschritt ausreichen, um die Gesamtbauschdichte des Stoffes auf die bevorzugten, verhältnismäßig hohen Bauschdichten zu erhöhen. Es werden daher Nadelungsdichten von mindestens 6000, insbesondere 10000 bis 20000 und beispielsweise 10000 bis 1*1000 Nadelstiche pro 6,452 cm angewendet, die die hohen Bauschdichten und die große Verflechtung ermöglichen. Auf jeden Fall soll die Nadelung vorzugsweise eine Gesamtbauschdichte von mindestens 0,208 kg/dnr und vorzugsweise mindestens 0,224 kg/dm^ ergeben. Mit dem dritten Nadelungsvorgang lassen sich ohne weiteres Gesamtbauschdichten von 0,240 kg/dnr erzielen und sogar Bauschdichten von 0,256 bis 0,288 kg/dm·⁵ und bis zu 0,320 bis 0,336 kg/dm⁵ sind möglich. Man erkennt, daß ein besonders dichter, genadelter Stoff vorliegt, der wesentlich dichter ist, als übliche genadelte Stoffe. Um diese hohen Dichten zu erreichen ist normalerweise ein mehrfaches Durchlaufen von üblichen Nadelungsbäumen bzw. -maschinen erforderlich. So hat beispielsweise eine Standard-FIBERWOVEN-Maschine vier Sätze von oberen und unteren Nadelträgern, und es sind mindestens zwei, jedoch vorzugsweise mindestens drei Durchläufe durch die Maschine erforderlich. Man kann jedoch irgendeine Anzahl von Durchläufen zur Erzielung der vorstehenden Dichten anwenden. Man kann die Nadelung in weniger oder mehr als drei Schritten durchführen, obwohl vorstehend drei Schritte beschrieben wurden, wenn nur die schließlich erzielte Nadelungs-

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dichte, die Gesamtbauschdichte und die Verflechtung erreicht werden, die vorstehend beschrieben wurden. Zur Vereinfachung und zur leichten Durchführung des Verfahrens werden jedoch drei oder vier getrennte Nadelungsschritte bevorzugt.

Sowohl im zweiten als auch im dritten Nadelungsvorgang dringen die äußersten Haken der Nadeln eines Nadelträgers von der oberen Fläche des Stoffes in Richtung auf dessen hintere Fläche in diesen ein und vorzugsweise gelangen die vordersten Haken gerade bis oder eben durch die hintere Fläche. In entsprechender Weise dringen die Nadeln des zweiten Nadelträgers in c|en Stoff ein, bis die äußersten Haken vorzugsweise zur oder eben durch die vordere Fläche gelangen.

Bei jedem Nadelungsvorgang wird die Faserzusammensetzung vorzugsweise mit einer minimalen Spannung in die Nadelungsmaschine eingeführt, und der Durchlauf durch die Maschine erfolgt gleich» förmig. Durch diese minimale Spannung ergeben sich zwei erwünschte Ergebnisse. Zunächst hat der fertig genadelte Stoff eine geringere Längenvergrößerung in Maschinenrichtung gegenüber der Länge der ursprünglichen Zusammensetzung und dann ermöglicht die minimale Spannung einen gewissen Grad von Zufallsbewegung in der Querrichtung, wenn die Faserzusammensetzung in die Nadelungsmaschine hinein und durch sie hindurch gelangt. Diese willkürliche Querbewegung erhöht die Wirksamkeit der Nadelungsschritte.

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Wie später anhand des Beispiels 1 erklärt werden wird, ergibt sich durch geringe Hakeneindringungen und einen hohen Grad an Nadelung ein genadelter Stoff mit ungewöhnlichen Eigenschaften, der erfindungsgemäß aufgebaut ist.

Während der drei vorstehend beschriebenen Nadelungsvorgänge nimmt die Gesamtstärke des genadelten Stoffes selbstverständlich mit jedem Nadelungsschritt ab, wie dies in Pig. I angedeutet ist. Daher sollte die die verschiedenen Schichten vor dem ersten Nadelungsvorgang bildende Pasermenge und die vor dem zweiten Nadelungsvorgang zugefügte Menge an kurzen Fasern so gewählt sein, daß sich beim dritten Nadelungsschritt ein genadelter Stoff mit einer Gesamtbauschdichte von mindestens 0,224 kg/dm·⁵ bis 0,288 kg/dm⁵ und mit der gewünschten Stoffstärke ergibt. Die Berechnung der erforderlichen Mengen der verschiedenen Fasern zur Erfüllung dieser Bedingungen ist dem Fachmann klar. Die Stärke des fertigen Materials liegt jedoch vorzugsweise zwischen 0,079 cm und 0,^76 cm, insbesondere zwischen 0,212 cm und 0,106 cm, beispielsweise 0,159 cm.

Nach dem dritten I3adelungsschritt wird der Stoff in üblicher Weise gewaschen, um das vor diesem Schritt hinzugefügte Nadelungs· fluid zu entfernen, falls dies nicht im Stoff verbleiben kann. Nach dem üblichen Trocknen des gewaschenen Stoffes in Heißluftöfen, Öfen für überhitzten Dampf, Infrarotöfen o.a. ist der

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Stoff im wesentlichen fertiggestellt, da die Nadelungsvorgänge zur Erzielung der gewünschten Gesamtbauschdichte und des gewünschten Bauschdichtegradienten dienten.

Um jedoch eine weitere Erhöhung der Gesamtbauschdichte und insbesondere eine Erhöhung des Bauschdichtegradienten zu erzielen, wird der Stoff bearbeitet, so daß mindestens an oder nahe der Oberfläche des Stoffes die Pasern schrumpfen. Es ist wichtig, daß die Pasern des Stoffes vor diesem Schrumpfen im wesentlichen entspannt waren, da die sonst aus den vorherigen Bearbeitungsschritten noch vorhandenen Spannungen in den Fasern ein ausreichendes Schrumpfen und den gewünschten Modul des sich ergebenden Stoffes verhindern. Sind die Fasern entspannt, so ergibt sich durch die Oberflächenschrumpfung keine nennenswerte planare Schrumpfung des genadelten Stoffes.

Aus den vorstehend beschriebenen Gründen wird der Stoff vor dem Schrumpfen so behandelt, daß die Fasern sich lockern und damit keine nennenswerten Spannungen aufeinander ausüben, d.h. sie sind entspannt. So erzeugt das Ziehen des Stoffes durch die Madelungsmaschine eine Richtungsspannung und entsprechend einen Richtungsmodul_s der erheblich höher ist, als der Quermodul. Der Richtungsnodul und der Quermodul sind daher für die Verwendung des Stoffes als Kunstleder unbrauchbar, und es ist eine Entlastung der Fasern in Richtung der Bewegung durch die

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Maschine erwünscht. Diese Entlastung kann einfach dadurch erzielt werden, daß man den Stoff durch einen üblichen Spannrahmen führt, der eine Spannung in Querrichtung ausübt und damit eine Entlastung des Stoffes in Längsrichtung ermöglicht. Nach dem Durchlaufen des Spannrahmens ist die Breitenabmessung des Stoffes größer als vor dem Spannen. Die Breitenabmessung kehrt jedoch nach, einer Zeitspanne im wesentlichen zur ursprünglichen Abmessung zurück. Um jedoch diese Rückkehr zu beschleunigen, kann der Stoff etwa durch heiße Luft oder eine Flamme auf Temperaturen erheblich unterhalb der Schrumpftemperaturen der Fasern erwärmt werden. Durch diese Erwärmung ergibt sich eine größere Beweglichkeit der Fasern und außerdem eine sofortige Rückkehr des Stoffes zu denjenigen Breitenabmessungen, die er im wesentlichen vor dem Spannen hatte. Somit erfolgt durch das Spannen und Erwärmen eine Verringerung der Länge des Stoffes in Bewegungsrichtung durch die Maschine und entsprechend eine Lockerung der Fasern. Die Querspannung im Spannrahmen sollte ausreichen, um den Richtungsmodul etwa auf den Wert des Quermoduls zu verringern, so daß das Verhältnis von Richtungsmodul zu Quermodul beispielsweise nicht größer als 2:1, vorzugsweise kleiner als 1,5·! und beispielsweise weniger als 1,2:1 oder 1,1:1 ist. Einfache Modulversuche können die richtige Querstreckung für jede Art von genadeltem Material ermitteln.

Ein anderes Verfahren zur Entspannung des Stoffes in Richtung des Maschinendurchlaufes besteht im Führen durch zwei Druck-

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rollen, von denen mindestens eine eine drahtähnliche Oberfläche hat. Wenn nur eine der Rollen eine drahtähnliche Oberfläche hat, sollte die andere Rolle eine reibende Fläche haben, beispielsweise aus Sand enthaltendem Kau-tschuk o.a. bestehen. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 gezeigt. Die Reibrolle hat eine Oberflächengeschwindigkeit, die sich von derjenigen der Drahtrolle unterscheidet, wobei der Unterschied beispielsweise zwischen 10 % und ¹15 % liegen kann. Läßt man den Stoff einmal oder mehrere Male durch Druckrollen laufen, so bearbeiten die Drähte der einen Rolle mechanisch den Stoff, wodurch die Fasern in Maschinenrichtung gelockert werden. Man erhält eine Verringerung der Stofflänge in Richtung des Maschinendurchlaufes, wobei diese Verringerung so gewählt wird, daß man einen Ausgleich von Richtungsmodul und Quermodul erhält, insbesondere dann, wenn der erfindungsgemäße Stoff als Kunstleder verwendet werden soll, so daß diese Module im wesentlichen dem vom Kopf zum Schwanz verlaufenden Modul und dem Quermodul von Leder entsprechen, also das Verhältnis der senkrecht zueinander stehenden Module beispielsweise nicht größer als 1:2 und insbesondere nicht größer als 1:1,5 ist.

Nach dem Entspannen und Einstellen des Richtungsmoduls in der vorstehend beschriebenen Weise werden die Fasern mindestens an oder nahe der Oberfläche geschrumpft. Obwohl an sich bekanntes chemisches Schrumpfen angewendet werden kann, erfolgt das

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Schrumpfen der Fasern vorzugsweise durch Wärme. Alle Pasern des Stoffes können wärmegeschrumpft werden und der Gesamtaufbau kann sich in Z-Richtung zusammenziehen, wobei gleichzeitig im wesentlichen eine planare Zusammenziehung erfolgen kann, die aber- vorzugsweise fehlt. Das Schrumpfen der Fasern erfolgt vorzugsweise hauptsächlich nur an oder nahe der oberen Fläche. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann somit die obere Fläche des Stoffes erwärmt werden, während deren Rückseite gegebenenfalls gekühlt wird. Hierzu kann auf die obere Fläche während einer zum Erwärmen und Schrumpfen der Fasern in einem Bereich an oder nahe der oberen Fläche ausreichenden Zeitspanne heiße Luft geblasen werden, wobei die Zeitspanne jedoch nicht zum Erwärmen und Schrumpfen der Fasern unterhalb dieses Bereiches ausreicht. Somit wird die Wärme in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel so zugeführt, daß nur die Fasern an oder nahe der oberen Fläche ausreichend erwärmt werden, um ein Schrumpfen hervorzurufen, während die Fasern in der Mitte und nahe der hinteren Fläche nicht ausreichend erwärmt werden, um zu schrumpfen. Somit wird zweckmäßigerweise die obere Fläche erwärmt, während die hintere Fläche gekühlt wird, um die erforderliche unterschiedliche Erwärmung sicherzustellen.

Durch das Schrumpfen an der oberen Fläche wird somit ein Bereich nahe dieser Fläche weiter verdichtet und eine entsprechende Vergrößerung der Bauschdichte in diesem Bereich erzielt. Dieser

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geschrumpfte und verdichtete Bereich nahe der oberen Fläche erzeugt außerdem einen Bauschdichtegradienten über die Stärke des Stoffes.

Ein bevorzugtes Verfahren zur vorstehend beschriebenen Erwärmung und Schrumpfung an oder nahe der oberen Fläche besteht darin, den entlasteten Stoff zwischen zwei sich dauernd bewegenden Bändern, beispielsweise Metallbändern, hindurchzuführen, von denen das obere auf eine Temperatur erwärmt wird, die zum Schrumpfen der Fasern an oder nahe der oberen Fläche ausreicht, während das untere Band gekühlt wird oder auf andere Weise, beispielsweise infolge seiner Masse, auf einer Temperatur bleibt, die ein Erwärmen der Fasern zur Mitte hin und an der hinteren Fläche des Stoffes auf Schrumpftemperatur verhindert. Das obere Band wird etwas über die Schrumpftemperatur der Fasern erwärmt, und zwar vorzugsweise mindestens 5°C, beispielsweise mindestens 25°C bis 5O°C über die minimale Schrumpftemperatur. Im allgemeinen werden für die meisten Fasern Temperaturen von mindestens 149°C bis 371°C benötigt. Das untere Band wird vorzugsweise mindestens 5°C, beispielsweise 25°C bis 5O°C unter der minimalen Schrumpftemperatur gehalten. Zur Behandlung von gering geschrumpften Polyesterfasern kann das obere Band auf 2¹JG C erwärmt werden, während das untere Band auf einer Temperatur von 79°C oder weniger gehalten wird. Bei Verwendung einer Kombination von oberem und unterein Band kann durch diesen Verfahrensschritt auch eine v/eitere Gesamtverdichtung des Stoffes erfolgen, indem,dieser während der Erwärmung unter Druck gesetzt wird.

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Zu diesem Zweck sind Drücke von 27,2 kg bis 3^,0 kg geeignet. Vor der Wegnahme des Druckes sollte das Material auf 79°C oder weniger abgekühlt werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man nur den vorderen Teil des Bandes erwärmt oder eine Kühleinrichtung im hinteren Bereich des Bandes oder der Bänder vorsieht, die beispielsweise aus einem Gebläse oder einer Wassersprühvorrichtung bestehen kann. Somit handelt es sich also bei der beschriebenen Verwendung von Förderbändern um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die Heizanordnung gleichzeitig Druck aufbringen kann, was mit anderen Heizeinrichtungen nicht möglich ist. Die Bänder sind schematisch in Pig. I dargestellt. Vorzugsweise werden die Fasern an oder nahe der oberen Fläche um etwa 5 % bis 25 % bezogen auf einen Mittelwert geschrumpft. Der Druck der Bänder kann außerdem im wesentlichen das planare Schrumpfen des Stoffes verhindern, d.h. die planaren Schrumpfungen sind geringer als 10 %, so daß auch aus diesem Grund das angewendete Verfahren sehr vorteilhaft ist.

Nach dem Schrumpfen ist der Stoff vollständig verdichtet und hat zweckmäßigerweise eine Gesamtbauschdichte von mindestens 0,226 kg/dnr und vorzugsweise mindestens 0,256 kg/dm . Bei Verwendung der Förderbänder, die Druck auf den Stoff aufüben, lassen sich leicht Bauschdichten von wehr als 0,272 kg/dm erzielen, und zwar im Bereich von 0,32 kp./dm^ bis 0,^8 kg/dm . So konnte beispielsweise leicht eine Bauschdichte von etwa kg/dm"¹ erreicht werden.

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Der Textilstoff hat dann die gewünschten Eigenschaften zur Verwendung als Kunstleder. Um jedoch einen guten Griff und sogar·eine größere Dichte für die Aufnahme einer Oberflächenpolitur o.a. zu erhalten, wird der Stoff vorzugsweise mit einem Füllstoff imprägniert, obwohl die Verwendung eines Füllstoffes nicht unbedingt erforderlich ist.

Der Füllstoff kann irgendein organischer oder anorganischer

inerter Feststoff sein, der zur Gesamtbauschdichte der Struktur beiträgt, beispielsweise feinteilige anorganische Füllstoffe wie Bentonit, Kalk, Kaolin, Talg, Tone, Asbest, Diatomenerde, Siliciumdioxidmehl, Glimmer, Magnesiumsilikat, Zeolithe, Ruß, Zinkoxid, Baryte, Eisenoxid u.a. Vorzugsweise sind die anorganischen Füllstoffe mittels eines Klebstoffes, etwa eines Elastomeren, beispielsweise weichgemachtem Polyvinylchlorid, natürlichem Kautschuk, Butadienkautschuken, Polychlorprenkautschuken, Polyurethankautschuken, Silikonkautschuken usw. locker mit den Fasern des Stoffes verbunden. Der Füllstoff kann auch organisch sein, etwa ein Polymeres, beispielsweise Collagen oder ein synthetisches Polymeres oder Copolymeres wie Acrylnitrilpolymer, Silikonkautschuke, chlorsulfoniertes Polyäthylen, Polyäthylen und Polypropylen, weichgemachtes Polyvinylchlorid, Kel-F-Type-Copolyrner des Tetrafluoräthylen und Chlortrifluoräthylen, Fluorsilikonkautschuke etv/a Silastic LS 35, Poly-(alkylenoxid)-polymer und Naturkautschuk oder irgendeine Art von üblichem Lederfüllstoff.

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Die locker gebundenen Teilchen des Füllstoffes bewirken eine zusätzliche Geschmeidigkeit, Dichte und Formbeständigkeit des Stoffes und verhindern außerdem ein Zusammendrücken der Zwischenräume zwischen den einzelnen Fasern. Demgemäß werden Füllstoffe bevorzugt, die elastomere Eigenschaften haben, wie übliche Lederfüllstoffe. Im allgemeinen haben die Elastomere eine Shore A-

Härte von etwa 40 bis 90, einen Modul von etwa 14,1 kg/cm bis 281 kg/cm bei 100 % bis 300 % Verlängerung sowie eine Brüchigkeitstemperatur von mindestens -10 C (die Brüchigkeitstemperatur ähnelt der Glasübergangstemperatur). Irgendwelche der natürlichen und synthetischen Elastomere können benutzt werden, wie Polymere und Copolymere des Butadien, Isobutylen, Buten und Penten, Polysulfide, Polychloropren, Polyester etwa Paraplex- und Norepolkautschuke, Polyurethan und Copolymere,von Alkylacrylaten mit Vinyläthern. Natürlicher Kautschuk ist ein bevorzugter Füllstoff, da er alle erforderlichen elastomeren Eigenschaften aufweist, billig ist und sich leicht verarbeiten läßt. Zur Verwendung als Füllstoff wird der natürliche Kautschuk vulkanisiert, wobei übliche Vulkanisiermittel wie etwa Schxfefelverbindungen, Peroxide, Diazoaminobenzole, Tetraalkylthiuram-disulfide, Bisthiolsäuren und -salze, Chinone, Imine, Oxim-aniline, Thiazide und Phenole in Gegenwart von Oxydationsmitteln und Azodicarbonamidine verwendet werden können, übliche Beschleuniger wie Thiazole, Dithiocarbamate, Aldehydamine und Guanidine können zusammen mit üblichen Antioxydationsmitteln und anderen Verbindungssusätzen zum Vulkanisiei'en von natürlichem Kautschuk

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benutzt werden (vergl. Harry L. Fisher, "Chemistry of Natural and Synthetic Rubbers", Reinhold Pub. Corp., N.Y. 1957).

Zum Imprägnieren des Füllstoffes können irgendwelche bekannten Verfahren angewendet werden, einschließlich Niederschlagung aus einem Lösungsmittel, Polymerisation in situ o.a. Zweckmäßigerweise, und aus Gründen der Einfachheit wird jedoch das Imprägnieren des Stoffes durch Tränken mit dem richtigen Zusatz und nachfolgendes Ausdrücken durchgeführt. Dieses Verfahren ist besonders zweckmäßig, wenn ein Latex, beispielsweise natürlicher Latex als elastomerer Füllstoff verwendet wird. Danach wird der elastomere Latex abgeschieden oder koaguliert. Irgendwelche bekannten Möglichkeiten zum Koagulieren sind anwendbar, doch erfolgt das Koagulieren des Latex vorzugsweise mittels Dampf, der beispielsweise bis etwa 5°C überhitzt ist, da sich dadurch ein zusätzlicher Vorteil ergibt.

Es hat sich gezeigt, daß beim Koagulieren des Latex mit Frischdampf die abgeschiedenen festen Teilchen des Latex ein zusammenhaftendes Bündel bilden, das etwa einer Traube ähnelt. Nach dem Härten und Trocknen sind diese Trauben im wesentlichen nur locker mit den Fasern des Stoffes verbunden. Durch diese im wesentlichen lockere Bindung der Trauben aus Latexteilchen ergibt sich ein weicher Aufbau> der ebenso wie Leder mechanisch bearbeitet werden kann, um den Griff zu verbessern.

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Danach wird der mit Latex imprägnierte Stoff ausgehärtet und getrocknet. Die Härtungs- und Trockentemperaturen werden dem verwendeten Latex angepaßt und sind bekannt. Für natürlichen Latex sind beispielsweise jedoch Temperaturen zwischen 93,3°C und 149 C und Zeiten zwischen 10 Minuten und 30 Minuten ausreichend. Das Härten kann zusammen mit dem Koagulieren mittels Frischdampf erfolgen.

Nach dem Härten und Trocknen des imprägnierten Stoffes bei üblichen Temperaturen und Zeitspannen kann dieser abschließend bearbeitet werden, wobei zweckmäßigerweise übliche Textil- und Lederanstriche, -appreturen o.a. aufgebracht werden. In diesem Zusammenhang können beispielsweise Leimungen, Weichmacher und ähnliche Textxlbehandlungsmittel sowie Mittel zur Verbesserung des Korn bzw. der Narbung, Oberflächenbeschichtungen und ähnliche Lederbehandlungsmittel verwendet werden. So kann der Stoff geschmirgelt oder geschliffen werden, um die Oberfläche zu reinigen und zu glätten, wie dies üblicherweise bei Leder gemacht wird, und man kann dann ein übliches Acryllederbehandlungsnittel aufbringen, vorzugsweise nachdem eine Füllstoffbeschieht u:u". aus Acryl, Polyurethan o.li. niedrigen Molekulargewichtes au Γ don Stoff aufgebracht wurde, wie dies auch bei Leder i'eütacht κ 1 vd Danach kann dann eine wasserdichte und./oder farbhaltir»° l^lonv'h^; ohtung aufgebracht werden, etwa eine NitroKelluüonelaekaeh.ichl, wie dies auch bei Leder geschieht. Außerdem kann man auf die

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Rückseite des behandelten Stoffes einen Weichmacher bringen, um den Griff und die Drapierung des Stoffes zu verbessern. Selbstverständlich können die Beschichtungen oder das Imprägniermittel oder auch beide gefärbt sein, so daß sich eine Behandlung ergibt, wie beim Bearbeiten des Leders mit Farbstoffen oder Textilfarben.

Nach dem vorstehend beschriebenen Aufbringen des Behandlungsmittels und/oder anderer Beschichtungen wird der Stoff bei erhöhter Temperatur getrocknet, falls das Bearbeitungsmittel dies erforderlich macht, und kann dann auf der gewünschten Seite geprägt werden. So lassen sich beispielsweise Oberflächen prägen, die einem feinen Kalbsleder, einem Reptilienleder, einer ungleichmäßig gekörnten Oberfläche oder einem ornamentalen Muster ähneln. Man kann irgendeine übliche Leder- oder Kunstlederprägepresse verwenden, und die Prägeplatten der Presse enthalten das gewünschte Muster. Die Prägetemperaturen, -drücke und -zeiten sind nicht kritisch, und es ist lediglich erforderlich, daß die Bedingungen zur Erzielung einer Prägung der gewünschten Oberflächentiefe ausreichen. So können beispielsweise bei üblichen Acryllederoberflachen Prägedrücke von etwa 1,76 kg/cm bis etwa 35,2 kg/cm² bei Temperaturen zwischen 65,6⁰C und 2O4°C angewendet werden. Bei diesem Temperatur- und Druckbereich sind lediglich Bearbeitungszeiten von etwa 10 Sekunden erforderlich. Vorzugsweise worden jedoch längere Zeitspannen, beispielsweise

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20 Sekunden bis zu 3 Minuten gewählt, um das gewünschte Muster vollständig einzuprägen. Nach dem Prägen wird der Stoff selbstverständlich abgekühlt.

Nach Beendigung des PrägeVorganges wird der Stoff in die gewünschten Längen zerschnitten und kann zu Schuhoberteilen oder Gegenständen aus Kunstleder verarbeitet werden.

Die Art des nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Stoffes ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Der Stoff hat einen oberen Flächenbereich 1 mit hoher Bauschdichte, einen unteren Flächenbereich 2 mit niedriger Bauschdichte und ist aus verflochtenen, genadelten Fasern 3 hergestellt. Die Bauschdichte nimmt von der unteren Fläche 2 zur oberen Fläche 1 zu, und diese Zunahme ist in den Bereichen 4 bis 7 angedeutet. So ist die Bauschdichte des Bereiches 5 größer als die des Bereiches k und entsprechend ist die Bauschdichte des Bereiches 6 größer als die des Bereiches 5 und die des Bereiches 7 größer als die des Bereiches 6. Zum Beispiel ergäbe sich bei einer Messung der Bauschdichte des Materials (ohne darin enthaltenen Füllstoff) nahe oder an der unteren Fläche ein Wert von etwa 0,096 kg/dm^ bis 0,16 kg/dm^. Entsprechend wäre die Bauschdichte im Bereich k etwa 0,16 kg/dnr bis 0,22'J kg/dm , im Bereich 5 etwa 0,22¹J kg/dm^ bis 0,256 kg/dm , im Boreich 6 etwa 0,256 kg/dm' bis 0,352 kg/dm⁵, im Bereich 7 etwa 0,352 kg/dm⁵ bis 0,'Il6 kj-/dn

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und an oder nahe der oberen Fläche O,4l6 kg/dnr bis O,*J8 kg/dm Mit Füllstoff in den vorstehend erwähnten Bereichen erhöht sich die Bauschdichte jeweils um etwa 0,032 kg/dnr bis 0,32 kg/dm . Es ist klar, daß die vorstehend erwähnten Bauschdichten nur zur Veranschaulichung dienen und daß die Erfindung größere Bereiche und Abweichungen umfaßt, als die genannten. Durch die Bildung eines Aufbaues der vorstehend erwähnten Art mit einem Bauschdichtegradienten wird die Biegeachse von der Mittellinie des Querschnitts in die Nähe der oberen Fläche verschoben. Die Biegeachse 8 ist in Fig. 2 nahe der oberen Fläche dargestellt.

Fig. 3 zeigt schematisch die Verteilung eines Latexfüllstoffes, wie sie in einer Mikrofotografie erkennbar ist. Die einzelnen Fasern 10 bilden ein Netzwerk, indem sie miteinander verflochten sind, und an den Fasern liegen Trauben 12 aus einzelnen Teilchen von gehärtetem Latex 11. Der Latex berührt die Fasern 10, ist jedoch locker mit diesen verbunden und hat im allgemeinen die dargestellte Traubenform, so daß die Zwischenräume zwischen den Fasern unvollständig ausgefüllt werden. Dadurch ergibt sich ein offener und poröser Aufbau, während gleichzeitig die Gesamtbauschdichte des Stoffes durch das Vorhandensein des Latex erhöht wird, und der Latex dem Stoff eine gewisse Elastizität und Stabilität gibt. Der Latex sollte aus einer Suspension von Latexteilchen niedergeschlagen und so ausgehärtet sein, da er nicht fest mit den Fasern des Stoffes verbunden ist. Dabei

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hat es sich gezeigt, daß das vorstehend erwähnte Niederschlagen des Latex mittels Frischdampf zu diesem Zweck gut geeignet ist, obwohl auch andere Möglichkeiten zur. Abscheidung oder Niederschlagung des Latex angewendet werden können.

Das nach dem vorstehenden Verfahren hergestellte Produkt hat viele den Eigenschaften von Leder ähnelnde Eigenschaften. Unter diesen ist beispielsweise der Modul, und in den Fig. 4 bis 6 sind typische Module von Leder, dem erfindungsgemäßen Material und üblichem Kunstleder dargestellt. Fig. H bis 6 zeigen Spannungsdehnungskurven, bei denen die Probe von einer Normallänge von 7»62 cm auf 8,89 cm verlängert, auf 8,26 cm entspannt und dann erneut 12 mal derartig behandelt wurde. Danach wurde die Probe bis zum Bruch gestreckt, wobei dieser nicht im Diagramm gezeigt ist. Ein Vergleich der Fig. 4 und 5 ergibt, daß die zur Streckung der Probe von 8,26 cm auf 8,89 cm erforderliche Last für Leder und das erfindungsgemäße Material sehr ähnlich ist. Die Belastung zur Dehnung einer Probe üblichen Kunstleders mit einer gewebten Grundschicht von 8,26 cm auf 8,89 cm ist jedoch erheblich größer als die Last für Leder oder das erfindungsgemäße Material. Somit ist der Modul des erfindungsgemäßen Materials sehr ähnlich dem von Leder, während der Modul von üblichem Kunstleder sich davon erheblich unterscheidet und höher ist, als der des erfindungsgemäßen Materials oder Leders.

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Ebenso wichtig ist, daß der Modul in den verschiedenen Materialrichtungen eine Wirkungsweise des Materials ermöglichen soll, die der von Leder ähnlich ist, wenn es zu Schuhoberteilen verarbeitet wird, und insbesondere sollte das Kunstleder Module haben, die das Aufziehen auf Schuhleisten oder -formen gestatten. In den Fig. 7 bis 10 sind die Module in Maschinendurchlaufrichtung, in Querrichtung und in ¹l5°-Richtung von erfindungsgemäßem Material, üblichem Kunstleder (Produkt A und B) und Leder dargestellt. Diese Figuren zeigen Module, die mittels einer Instron-Prüfmaschine für Zugversuche bestimmt wurden, wobei eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 2,5** cm pro Minute und eine Streifengeschwindigkeit von 50,8 cm pro Minute bei einer Vollast von 18,1 kg und einer Dehnungsrate von ¹IO % pro Minute verwendet wurden. Die Probengröße war 2,5^ cm χ 6,35 cm. Die Verlängerung bei Lasten von 4,5A kg, 9,07 kg, 13,6 kg und 18,1 kg wurden in Richtung des Maschinendurchlaufes, in Querrichtung und in !^-Richtung bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Fig. 7 bis 10 aufgetragen. Ein Vergleich von Fig. 7 (Material gemäß der Erfindung) mit Fig. 10 (Leder) zeigt, daß die Module des erfindungsgemäßen Materials in Richtung des Maschinendurchlaufes, in Querrichtung und in ^^Richtung sehr ähnlich denen von Leder sind, während die Module in den gleichen Richtungen für die Produkte A und B sich erheblich unterscheiden. Insbesondere sei auf die großen Unterschiede der Module der Produkte A, B in Richtung des Maschinendurchlaufes und in Querrichtung hingewiesen.

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Leder hat in Richtung des Striches des Felles einen etwas höheren Modul, und dieser etwas unterschiedliche Modul läßt sich vorteilhaft bei der Herstellung von Schuhen'verwenden. Das Pell wird daher so geschnitten, daß beim überziehen über den Leisten in Richtung des Schuhvorderteils das Leder sich auch über dem vorderen Bereich des Leistens zusammenzieht, so daß sich eine Anpassung und ein strammer Sitz auf dem Leisten ergibt. Dadurch kann das Oberteil des Schuhs ohne Falten oder Runzeln und auch ohne zusätzliche Behandlungen hergestellt werden, wie dies vorstehend erwähnt wurde. Im Gegensatz dazu haben übliche bisher hergestellte Kunstleder keine dem Leder ähnelnde Modulverläufe, und beim Aufziehen von üblichem Kunstleder zur Herstellung eines Schuhoberteils zieht sich dieses nicht über dem Leisten zusammen und es hinterläßt unsichtbare Falten und Runzeln. Es ist daher erforderlich, diese Falten und Runzeln durch erhebliche Streckungen und/oder Wärmevor- oder Wärmenachbehandlungen zu beseitigen, was mit erheblichen Kosten verbunden ist. Tiefziehformen können kaum verwendet werden, da das übliche Kunstleder nicht in gleicher Art wie Leder über einen Leisten gezogen werden kann. In vielen Fällen ist ein derartiger Schuh selbst nach weiterer Bearbeitung unbrauchbar. Das erfindungsgemäße Material hat jedoch nicht diese Nachteile von üblichem Kunstleder, da sein Modul sehr ähnlich dem von Leder ist und auch die Bearbeitung auf einem Leisten in gleicher Meise wie bei Leder erfolgt, ohne daß zusätzliche Behandlungen oder spezielle Maßnahmen vorgesehen werden müßten.

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Beim Spannen des Materials für ein ,Schuhoberteil über einen Leisten bzw. eine Form besteht eine wesentliche Eigenschaft des Leders darin, daß ein strammer Sitz bei einem im wesentlichen konstanten Oberflächenbereich erreicht wirjä, während unter Spannung Verformungen eintreten. Ein konstanter Bereich unter Spannung kann als eine Eigenschaft definiert werden, gemäß der eine Verlängerung eines Materials in einer ersten Richtung ein Zusammenziehen in der Querrichtung bewirkt, so daß der ebene Bereich im wesentlichen die gleiche Größe hat, wie vor der Verlängerung, d.h. die Größe des Bereiches bleibt innerhalb von -5 % erhalten. Die Prüfung eines Materials auf einen konstanten Bereich unter Spannung kann in folgender Weise vorgenommen werden. Ein Materialstreifen von 2,5¹J cm Breite wird mit einem Kreis von 1,27 cm Durchmesser markiert und dann um 30 % verlängert. Bei dieser Materialverlängerung nimmt der Kreis im wesentlichen die Form einer Ellipse an. Ist die Ellipsenfläche im wesentlichen von gleicher Größe wie die Kreisfläche vor der Verlängerung, so hat das Material die Eigenschaft einer konstanten Fläche bzw. eines konstanten Bereiches unter Spannung bzw. Zug. Leder hat diese Eigenschaft und die Ellipsenfläche von verlängertem Leder ist nahezu gleich der ursprünglichen Kreisfläche vor der Verlängerung. Selbstverständlich kann die Ellipsenfläche nur dann im wesentlichen gleich der Kreisfläche sein, wenn die Verlängerung in einer Richtung mit einem Zusammenziehen des Materials in der Querrichtung verbunden ist. Mit anderen Worten, die kleine Achse der Ellipse muß immer kleiner sein, als der

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Durchmesser des ursprünglichen Kreises, denn nur dann kann
das Material einen konstanten Bereich unter Spannung bzw. Zug haben.

Nach diesen Vorschriften wurden Versuche mit einer Polyurethanfolie, üblichem vorbekannten Kunstleder, dem erfindungsgemäßen Material und üblichem Schuhoberleder durchgeführt. Jedes Material wurde mit einem Kreis von 1,27 cm Durchmesser markiert und um 30 % verlängert. Diese Verlängerung führte zur Umwandlung des Kreisdurchmessers in die kleine Achse der Ellipse, welche bei der Polyurethanfolie 5 %> bei üblichem Kunstleder 15 %» bei dem erfindungsgemäßen Material 25 % und bei üblichem Schuhoberleder 26 % gegenüber dem Kreisdurchmesser verkürzt war. Somit bleibt bei dem Schuhoberleder ein verhältnismäßig konstanter Bereich unter Spannung bzw. Zug erhalten, und das erfindungsgemäße
Material hat nahezu die gleiche Eigenschaft wie Leder, während das vorbekannte übliche Kunstleder erheblich von dieser Eigenschaft abweicht und die Polyurethanfolie praktisch diese Eigenschaft nicht aufweist. Es sei darauf hingewiesen, daß die in Querrichtung während der Verlängerung des erfindungsgemäßen
Materials ausgeübte Kraft nur um etwa -5 % von der Kraft in
Querrichtung bei Leder abweicht. In diesem Zusammenhang wird ein Material als eine relativ konstante Fläche bzw. einen Bereich unter Spannung bzw. Zug aufweisend bezeichnet, wenn bei einer Verlängerung von 30 % die Fläche .innerhalb von -8 % und vorzugsweise ~5 % der Flächengröße vor der Verlängerung Hießt.

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Wenn somit das erfindungsgemäße Material ähnlich Leder über da3 Oberteil eines Schuhleistens von hinten nach vorn gezogen wird, bewirkt die Spannkraft eine erhebliche Zugkraft in Richtung der Breite des oberen Teils. Dadurch kann das erfindungsgemäße Material ebenso wie Leder eng und fest über das Oberteil des Schuhleistens bzw. der Schuhform gezogen werden, ohne daß unsichtbare Ausbuchtungen o.a. entstehen, wie dies bei bisher üblichem Kunstleder der Fall ist.

Es ist zu betonen, daß die einmaligen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Materials durch eine Kombination von dem Stoff gegebenen Charakteristika erreicht wird. So trägt die hohe Gesamtbauschdichte, der Bauschdichtegradient und die starke Verflechtung des genadelten Stoffes zu den Eigenschaften des erfindungsgemäßen Materials bei. Durch den NadelungsVorgang werden die Fasern zu einem stark verflochtenen Netzwerk verarbeitet, in dem ein großer Prozentsatz der Fasern in Z-Richtung orientiert ist, während gleichzeitig Fasern nahe der Oberfläche des Stoffes mit ihren Hauptachsen im wesentlichen in der Ebene des Stoffes orientiert dicht verzweigt sind. Die Beziehungen zwischen den genadelten Fasern nähern sich stark denen von Leder an. Dies wird durch die Verwendung des Nadelaufnahmegradienten, durch eine große Anzahl verhältnismäßig weniß eindringender Nadelstiche und die allmähliche Erhöhung der Intensität der Nadelung, d.h. durch die Verringerung der Abntände üvnnchen dem aufeinanderfolgenden Eindringen einer ge-

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gebenen Hakennadel, aber in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch durch die Nadelung nach dem FIBERWOVEN-Verfahren erreicht. Ganz allgemein basiert das erfindungsgemäße Kunstleder im wesentlichen auf den physikalischen Eigenschaften des Stoffes, während man sich, bisher auf die Schichtbildung von Stoffen und Polymeren stützte, um Kunstleder herzustellen.

Ein wesentlicher Vorgang bei der vorstehend beschriebenen Herstellung des erfindungsgemäßen Stoffes besteht in der Entspannung vor dem differenziellen Schrumpfen. In Fig. 1 ist dieser Vorgang als mechanischer Entspannungsschritt bezeichnet. Während vorstehend die mechanische Entspannung ganz allgemein beschrieben wurde, werden im folgenden Einzelheiten der Vorrichtung dargestellt.

In der in Pig. Il gezeigten mechanischen Entspannungsvorrichtung wird der Stoff 20, d.h.. das genadelte Material gemäß der Erfindung zwischen zwei sich gegeneinander drehenden und Druck ausübenden Rollen, der großen Rolle 21 und der kleineren Rolle 22 hindurchgeführt. Die große Rolle 21 trägt auf ihrem Umfang eine Anzahl verhältnismäßig steifer Stifte oder spitzer Drähte, etwa ein Krempelbelag 23 mit aufgerichteten Drähten 24. Diese aufgerichteten Drähte sind in einer flexiblen Grundschicht befestigt und weisen vorzugsweise eine Abknickung oder Biegung auf, so daß sich ihr äußerer Bereich oder ihre Spitze entgegen

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der Drehrichtung der Rolle erstreckt. Die kleinere Rolle 22 hat eine Reibfläche 25, die steife, aufgerichtete Drähte oder eine nichtrutschende Kautschukbeschichtung oder vorzugsweise eine Kautschukbeschichtung mit einem eingelagerten Schleifmittel enthalten kann. Die Drehzahlen der Rollen 21 und 22 sind so eingestellt, daß sich ein Unterschied in der linearen Umfangsgeschwindigkeit der Rollen ergibt. Mit anderen Worten, die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 22 unterscheidet sich von derjenigen der Rolle 21. Dies wird auf irgendeine bekannte Weise erreicht, beispielsweise mit einem Kettengetriebe, das von einem gemeinsamen Motor angetrieben wird, oder durch Verwendung unabhängiger Antriebe mit einstellbarer Geschwindigkeit.

Im Betrieb wird der mechanisch zu entlastende Stoff zwischen den Rollen hindurchgeführt, von denen eine auf ihrer Oberfläche die Drähte und die andere einen Reibbelag trägt. Da sich die Umfangsgeschwindigkeiten der Rolle 21 und der Rolle 22 unterscheiden, werden auf den Stoff in Richtung seiner Bewegung Gegenkräfte durch die Drahtspitzen und die Reibbeschichtung ausgeübt. Diese Kraft wirkt mechanisch auf die Fasern des Stoffes und bewegt diese in Richtung der Stoffbewegung durch die Rollen 21 und 22, wodurch sich der relative Abstand zwischen den Fasern verringert. Fig. 12 zeigt eine stark idealisierte Darstellung dieses Vorganges. Ein Stoff 30 mit einer Faserebene 31 wird zwischen den Rollen 21 und 22 hindurchgeführt, so daß einander

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entgegenwirkende Kräfte entsprechend den Pfeilen 32 und 33 durch die Drahtspitzen und/oder den Reibbelag auf den hindurchgeführten Stoff ausgeübt werden. Durch diese Kräfte werden die Pasern in Bewegungsrichtung des Stoffes bearbeitet und gedrückt, und der Paserabstand verringert sich. Dadurch wird der Abstand A der Paserebenen vor dem Durchlaufen der Rollen 21 und 22 auf den Abstand B nach dem Durchlaufen der Druckrollen verringert. Die Gesamtwirkung auf den Stoff besteht in der Verringerung der Stofflange beim Durchlaufen der Druckrollen. Dadurch, daß an diskreten Punkten Kräfte aufgebracht werden, können sich die Pasern im Stoff übereinander bewegen, so daß eine Entspannung und eine Gesamtveränderung der Abmessungen des Stoffes entstehen.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der genadelte Stoff während der Bearbeitung für verschiedene unterschiedliche Bearbeitungsschritte durch die Anlage gezogen. Dieser Zug in Richtung der Bewegung durch die Maschine erzeugt zwangsläufig im Stoff Spannungen zwischen den Pasern sowie im Gesamtstoff, so daß die Pasern in Maschinendurchlaufrichtung orientiert sind. Diese Spannung in Maschinendurchlaufrichtung ist erheblich größer als die Spannung in Querrichtung, so daß auch der sich ergebende Modul in Richtung des Maschinendurchlaufes wesentlich größer ist, als der Modul in Querrichtung. Falls keine Entspannung des Stoffes erfolgte, könnte das Moduldiagramm entsprechend Fig. 7

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bis 10 etwa die Form des Diagramms gemäß Fig. 13 haben. Dies wäre .selbstverständlich ein erheblicher Unterschied gegenüber dem Moduldiagramm von Leder und würde zu Nachteilen führen, die sich auch bei bisher üblichem Kunstleder ergaben.

Durch Einstellung der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen 21 und 22 und des von ihnen ausgeübten Druckes läßt sich der Grad der Bearbeitung und die Bewegung der Fasern während des Durchlaufes zwischen den Rollen 21 und 22 steuern. Diese Einstellung der Rollen führt im wesentlichen zu einer Einstellung der Kräfte 32 und 33, die beim Durchlauf auf die Fasern ausgeübt werden. Durch mehrfachen Durchlauf zwischen den Rollen 21 und 22 kann das Moduldiagramm gemäß Fig. 13 in ein Diagramm geändert werden, das demjenigen aus Fig. 7 oder einem gewünschten Moduldiagramm gleicht. Es sei darauf hingewiesen, daß sich ein Moduldiagramm herstellen läßt, das einer vollständig isotropen Moduleigenschaft des Stoffes entspricht, d.h. der Stoffmodul ist in allen Richtungen gleich, wie dies Fig. 14 zeigt. Dabei handelt es sich um ein einmaliges textiles Material mit offensichtlichen Vorteilen. Zur Verwendung als erfindungsgemäßes Kunstleder wird jedoch ein Moduldiagramm bevorzugt, das dem von Leder gleicht. Aus diesem Grund wird der Stoff mittels mehrfachem Durchlauf durch die Rollen 21 und 22 mechanisch so entspannt, daß ein Moduldiagramm entsteht, das im wesentlichen dem von Leder gleicht. Mit derartigen Moduleigenschaften läßt

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sich das erfindungsgemäße Kunstleder nach gleichen Verfahren auf einem Leisten bzw. einer Form verarbeiten, wie sie bei der Herstellung von Lederoberteilen angewendet werden. Es sind somit keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte oder Besonderheiten bei der Verarbeitung des erfindungsgemäßen Kunstleders zu Schuhen erforderlich.

Während aus den vorstehend erwähnten Gründen für Kunstleder gemäß der Erfindung eine Einstellung des Moduls nur in Maschinendur chlauf richtung erforderlich ist, kann gegebenenfalls für andere Zwecke oder zur Herstellung eines bestimmten besonderen Moduldiagramms der Stoff zusätzlich sowohl in Maschinendurchlaufrichtung und in Querrichtung als auch unter dazwischenliegenden Winkeln zwischen den Rollen 21 und 22 hindurchgeführt werden. Dadurch läßt sich das gewünschte Moduldiagramm aufbauen.

Die Unterschiede der Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen 21 und 22 können zwischen 1 % und 100 % schwanken, doch liegen bevorzugte Unterschiede etwa zwischen 10 % und 45 % und insbesondere zwischen 20 % und 35 %> Im allgemeinen ist die Rolle 22 diejenige mit der größeren Umfangsgeschwindigkeit, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Der auf den zwischen den Rollen 21 und 22 hindux^chlaufenden Stoff ausgeübte Druck in Richtung der Normalen läßt sich durch Änderung des Abstandes zwischen den Rollen 21 und 22 sehr einfach einstellen. Dies kann auf irgendeine mechanische

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Weise erfolgen. So können etwa einstellbare Lagerblöcke die Achsen der Rollen aufnehmen. Selbstverständlich können zu diesem Zweck auch Schneckenanordnungen, hydraulische Zylinder, bewegbare Lager o.a. verwendet werden.

Der auf der Rolle 21 verwendete Draht besteht aus üblichem Krempeldraht·, jedoch läßt sich irgendein Draht verwenden, der eine ausreichende Steifigkeit hat, um an diskreten Punkten Kräfte auf den Stoff auszuüben und damit die einzelnen Pasern in der vorstehend beschriebenen Weise gegeneinander zu bewegen. Eine gewisse Flexibilität ist erwünscht und ergibt sich sowohl aus der Grundschicht, in der die Drahtspitzen befestigt sind, als auch durch Länge und Durchmesser der Drähte. Selbstverständlich können in Abhängigkeit von der Anzahl der Drähte pro Flächeneinheit der Grundschicht unterschiedliche Drahtgrößen und -module verwendet werden. Somit lassen sich Drähte geringeren Durchmessers und damit geringeren Moduls in einer größeren Anzahl pro Flächeneinheit auf der Rolle 21 benutzen. Andererseits wird die Anzahl der Drähte pro Flächeneinheit kleiner, wenn die Drähte dicker sind und einen größeren Modul haben. Unabhängig von dem vorstehend beschriebenen ist es erforderlich, daß die Drähte auf der Rolle 21 eine Gesamtfläche bilden, die zum Aufbringen der wesentlichen Kräfte für die einzelnen Fasern des Stoffes ausreicht und diese einzelnen Fasern in der vorstehend in Zusammenhang mit Fig. 12 beschriebenen Weise gogen-

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einander bewegt. Dies läßt sich für den jeweiligen Stoff und den gewünschten Grad der Entspannung einfach durch Versuche bestimmen.

Vorzugsweise haben die auf der Rolle 21 verwendeten Drähte eine Krümmung oder einen Knick. Letzeres ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 dargestellt. Die abgeknickte Form der Drähte erleichtert das Aufbringen von Kräften ohne Schlupf sowie das Zurückziehen der Drahtspitzen, ohne daß die Fasern in unerwünschter Weise zerstört oder verschoben werden.

Ein geeigneter Draht ist in Fig. 15 dargestellt, bei dem die Längen A und B gleich sind, während der Abstand C etwa 2/3 von A oder B ausmacht. Der Winkel θ beträgt etwa 20° bis k5°, vorzugsweise etwa 30 · Der Draht ist, wie bei F angedeutet, angespitzt. In einem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Längen A und B etwa 0,^76 cm, θ ist etwa 30° und der Durchmesser des Drahtes D beträgt etwa 25^/Um bis 5O8_/um.

Es ist jedoch klar, daß die Richtung der Biegung des Drahtes im allgemeinen entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Stoffes verläuft. Somit verläuft die Biegung bezogen auf den Spalt zwischen den Rollen gemäß Fig. 11 im allgemeinen entgegen der Bewegungsrichtung des Stoffes. Es ist außerdem festzustellen, daß die Rolle 21 gemäß Fig. 11 nur aus Zweckmäßigkeitsgründen

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einen größeren Durchmesser als die Rolle 22. hat, die beide von gleichem Durchmesser sein oder irgendeine Durchmesserkombination aufweisen könnten, wenn nur die vorstehend beschriebene Differenz zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten gegeben ist.

Der genadelte Stoff kann aus geeigneten Pasern oder Kombinationen von Fasern zusammengesetzt werden, doch sollte die Faserkombination die Fähigkeit haben, bei Ausübung des Wärmeschrurapfvorganges zu schrumpfen. Vorzugsweise sollten die als Einheit betrachteten Fasern oder die Kombination von Fasern mindestens 5 % bis 40 % schrumpfen können, obwohl Schrumpfungen zwischen etwa 10 % und 20 % bevorzugt werden. Es ist auch klar, daß Mischungen verschiedenster Fasern unterschiedlichster Schrumpffähigkeiten verwendet werden können, so lange nur die als Einheit betrachtete Gesamtkombination innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche geschrumpft werden kann. Außerdem können die schrumpfbaren oder stärker schrumpfbaren Fasern im wesentlichen nahe der oberen Fläche angeordnet werden, indem man diese beispielsweise hauptsächlich in der äußersten oder den äußersten Schichten beim ersten KrempeIvorgang und/oder beim zweiten Krempeln der feinen Fasern verwendet.

Es ist außerdem erwünscht, daß die Fasern gekräuselt sind, da durch die Kräuselung eine willkürlichere Orientierung der einzelnen Faserschäfte erreicht und außerdem die Verflechtung wäh-

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rend der Nadelungsvorgänge erleichtert wird. Natürliche Pasern wie etwa Wolle weisen eine natürliche Kräuselung auf, doch fehlt diese Kräuselung synthetischen Fasern, etwa Polyestern, und es werden daher vorzugsweise gekräuselte synthetische Pasern verwendet. Der Kräuselungsgrad kann sehr unterschiedlich sein, doch beträgt die gekräuselte Länge vorzugsweise zwischen 7/8 und 1/4 der ungekräuselten Länge der Paser und liegt insbesondere zwischen 1/2 und 3/4 der ungekräuselten Länge. Die Zahl der Kräuselungen je 2,5^ cm der Paser liegt im allgemeinen zwischen 3 und 20, jedoch vorzugsweise zwischen 6 und 20.

Wie vorstehend bereits erwähnt, ist die besondere Faserzusamrnenstellung für die Erfindung nicht kritisch, und es lassen sich verschiedene Kombinationen von Pasern verwenden. Diese Kombinationen können natürliche pflanzliche oder tierische Pasern enthalten, etwa Baumwolle, Kollagen und Wolle, sowie synthetische Pasern wie Nylon, Acryle, Olefine, beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat/Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid/Polyvinylvenyliden und Polyester. Bevorzugte Pasern sind jedoch kommerzielles Nylon und/oder Polyesterfasern, da diese Pasern in dem vorstehend beschriebenen Verfahren besonders gut verarbeitbar und außerdem in einem gewissen Umfang chemisch inert sind, so daß Zersetzungen durch Schweiß o.a. vermieden werden.

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Es sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Grundform aus dem genadelten Material besteht und daß dieses Material der art !coherent, verflochten und dicht ist, daß sich eine starke Ähnlichkeit mit Leder ergibt. Dieses Grundmaterial läßt sich mit gleichen Oberflächenstoffen und nach gleichen Verfahren behandeln, wie dies bei der Behandlung von Lederoberflächen üblich ist. Diese Bearbeitung kann im Zusetzen von üblichen Lederfüllstoffen und Aufbringen von Grund- und Deckbeschichtungen bestehen, wobei unter anderem Polymere wie Acryle, Polyurethan, Nitrozellulose o.a. verwendet werden können, die für diesen Zweck bekannt sind. Üblicherweise ist es jedoch erwünscht, daß der Behandlungsstoff bzw. die Beschichtung in einer solchen Weise und in solchen Mengen aufgebracht wird, daß der erfindungsgemäße Stoff keine undurchdringliche Oberschicht aufweist. Mit anderen Worten, die Menge der Beschichtung und des Behandlungsstoffes, die auf den erfindungsgemäßen Stoff aufgebracht bzw. in ihn eingebracht wird, sollte im gleichen Bereich wie bei Leder liegen. Obwohl nicht bevorzugt, kann die Beschichtung jedoch andererseits in der Weise undurchlässig sein, wie dies bei einigen bekannten Kunstledern der Fall ist, die beispielsweise undurchlässige Beschichtungen aus Polyvinylchlorid oder Polyurethan aufweisen. Es ist außerdem klar, daß Leder mit üblichen Grund- und Deckbeschichtungen nur so weit versehen wird, daß sich die gewünschte Farbe, der gewünschte Glanz und die gewünschte Glätte der Lederoberfläche ergeben. Die Be-

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Schichtungen sind jedoch üblicherweise nicht so dicht, daß sie den Durchtritt von Wasserdampf verhindern. Diese erforderliche Menge einer Beschichtung und/oder eines Behandlungsmittels kann zweckmäßigerweise mit einem elastischen Rakelmesser aufgebracht werden. Dadurch lassen sich die Unregelmäßigkeiten und Vertiefungen in der Oberfläche des erfindungsgemäßen Stoffes infolge der Elastizität des Rakelmessers gut beschichten. Ein derartiges Rakelmesser kann beispielsweise aus Hartgummi, dünnem, elastischem Stahl o.a. bestehen.

Es ist auch möglich, die Beschichtungen und Behandlungsmittel aufzusprühen oder auf andere Weise aufzubringen, doch sollten sich vorzugsweise Materialien ergeben, die kein Wasser durchlassen, doch für Wasserdampf durchlässig sind. Somit werden die Beschichtungen und Behandlungsmittel auf der oberen Fläche des Stoffes vorzugsweise als diskontinuierliche und durchlässige Schicht aufgebracht.

Während übliche Lederbehandlungen und Bearbeitungsverfahren bei dem erfindungsgemäßen Stoff in der vorstehend beschriebenen Weise angewendet werden können, hat es sich gezeigt, daß durch eine neue Oberflächenbehandlung vor den üblichen Behandlungsverfahrer: bei dem erfindungsgemäßen Material eine besonders gute Einreißfestigkeit herzustellen ist. Außerdem ergibt sich durch dieses neue Behandlungsverfahren eine ansprechend aussehende Oberfläche,

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und das Aufbringen von Oberfläehenbeschichtungen mit größerer Durchlässigkeit für Wasserdampf wird ermöglicht. Die obere Fläche hat eine Vielzahl von kurzen aufgerichteten Pasern, die hervorstehen. Nach dem Schleifen oder Polieren wird ein Polymeres so auf die Oberfläche aufgebracht, daß die aufgerichteten Fasern beschichtet werden, jedoch kein Eindringen in den Stoff erfolgt. Es wird also eine Lösung, eine Suspension oder eine Schmelze eines Polymeres so lange verwendet, bis die vorstehende Wirkung erreicht ist. überschüssiges Polymeres wird entfernt, beispielsweise durch Abstreifen mit einem Rakelmesser o.a., und man läßt das Polymere gelieren. In diesem Fall kann die Gelierung durch Verdampfung eines Lösungsmittels oder durch Fällung aus einer Lösung, Suspension oder Schmelze oder durch Abkühlen erfolgen. Gegebenenfalls können auch die Monomere des Polymeren mit einem entsprechenden Katalysator und einem Initiator auf die Oberfläche aufgebracht werden, wo dann die Polymerisation stattfindet. Unabhängig von der Art der Aufbringung des Polymeren auf die Oberfläche wird diese nach dem Abstreifen des überschüssigen Polymeren erhitzt und unter Druck gesetzt, wodurch die Fasern in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Stoffes gedrückt und in dieser Ebene festgelegt werden. Somit erhält man eine Oberflächenmatrix, die im wesentlichen aus willkürlich parallel zur Oberfläche des Stoffes angeordneten Fasern besteht.

Ein Ende der Fasern in dieser Oberflüchenmatrix ist im Stoff verankert, und die Matrix ist glatt aber porös und sehr einreiß-

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fest. Die so entstehende Oberfläche ist sehr geeignet für das Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen. Es sei darauf hingewiesen, daß während des Erhitzens und Pressens der Druck nicht vollständig senkrecht zur Oberfläche aufgebracht zu werden braucht, sondern daß er eine Bewegungskomponente parallel zu dieser Oberfläche haben kann. Somit kann auf der Oberfläche ein Bügeln in beliebiger oder vorgegebener Richtung erfolgen. Auf jeden Fall muß der Stoff nach Herstellung der Oberflächenmatrix und vor Wegnahme des Druckes selbstverständlich abgekühlt werden.

Man erkennt, daß der dichte, faserige Aufbau der Stoffoberfläche die Verwendung von üblichen Lederbeschichtungen und -behandlungen ermöglicht, so daß das fertige Produkt nach Art des Leders porös ist und an der Oberfläche eine Vielzahl von ineinander greifenden Pasern hat, wie dies auch bei Leder der Fall ist. Durch diese Eigenschaften kann jegliches Abnutzen und Abstoßen der Oberfläche des Stoffes sehr leicht auf gleiche Weise durch Putzen beseitigt werden, wie auch derartige Schäden bei Lederschuhen beseitigt werden. Da keine starke Beschichtung aus Polymeren vorhanden ist, die abblättern oder brechen kann, treten die bei den üblichen Kunstledern vorhandenen Schwierigkeiten nicht auf.

Bei dem erfindungsgemäßen Material kann in der vorstehenden Weise durch Prägen eine Narbung erzeugt werden, doch kann eine Narbunß

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auch einfach durch Biegen oder Palten hervorgerufen werden, wie dies auch bei Leder geschieht. Bisher bekanntes Kunstleder mit der verhältnismäßig dicken Oberflächenbeschichtung hatte diese Eigenschaften nicht.

Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß gegebenenfalls auf die Oberfläche des erfindungsgemäßen Stoffes in der gleichen Weise wie auf bisher bekanntes Kunstleder und gelegentlich auch auf Leder eine Beschichtung aus einem Polymere aufgebracht werden kann. Somit kann zur Erzielung einer stark glänzenden Oberfläche eine verhältnismäßig dünne Schicht aus einem üblichen Polymere, etwa Polyurethan oder Polyvinylchlorid aufgetragen werden. Diese Beschichtung kann gegebenenfalls mikroporös oder makroporös sein, damit Flüssigkeit oder Wasserdampf hindurchtreten kann. Bei dem erfindungsgemäßen Stoff kann eine derartige Beschichtung jedoch erheblich dünner sein, als bei den bisherigen Kunstledern, wodurch die bei der Beschichtung von vorbekannten Kunstledern auftretenden Schwierigkeiten entscheidend verringert werden. Es können Schichtstärken, beispielsweise aus einer Polyurethanschicht von nur 76 ,um bis 510 ,um und vorzugsweise von lOO.um bis 305.um benutzt werden. Entsprechende Beschichtungsverfahren und -massen sind im einzelnen in den US-Patentschriften 3 000 757, 3 O67 482, 3 100 721, 3 190 766, 3 208 875, 3 284 27¹» und 3 483 015 beschrieben.

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Während die Beschichtung aus einem Polymere in der gleichen Weise wie bei bisher bekanntem Kunstleder aufgebracht werden kann, also etwa so wie bei der Herstellung von Corfam, wie dies in den vorstehenden US-Patentschriften beschrieben ist, wird die Polyurethanbeschichtung vorzugsweise durch Erwärmen und Pressen eines offenzelligen Polyurethanschaumes hergestellt, bis dieser eine mikroporöse bis makroporöse Schicht bildet. Diese Schicht kann unter Verwendung eines Klebstoffaufstriches einfach auf das erfindungsgemäße Kunstleder auflaminiert werden. Folien oder Schichten, die durch Erwärmen und Pressen von Polyurethanschaum hergestellt sind, sind bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 3 325 338 beschrieben.

Da auf den erfindungsgemäßen Stoff relativ dünne Folien aufgebracht werden können, reicht deren Rückstellvermögen nicht aus, um zu verhindern, daß die Fasern des erfindungsgemäßen Stoffes einen dauerhaften Sitz beibehalten, wenn Schuhe aus diesem Stoff getragen werden. Mit anderen Worten, die auf das erfindungsgemäße Kunstleder aufbringbaren dünnen Folien zerstören nicht nennenswert die anderen vorteilhaften Eigenschaften dieses Materials, das wie natürliches Leder geformt werden kann. Ferner wird durch die Folien die Formung des erfindungsgemäßen Materials über üblichen Schuhleisten oder Schuhformen ohne besondere Behandlungsschritte nicht nennenswert beeinträchtigt. Die vorstehend beschriebenen Moduldiagrarame bleiben erhalten, selbst wenn dünne Folien aus Polyurethan aufgebracht werden.

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Einige wesentliche Eigenschaften des erfindungsgemäßen Materials ergeben sich aus den Figuren 16 bis 19, in denen in 60- bis 80-facher Vergrößerung Mikrofotografien von Leder, dem erfindungsgemäßen Stoff und einem vorbekannten ersten und einem vorbekannten zweiten Kunstleder tiargestellt sind. Fig. 16 zeigt, daß Leder einen sehr faserigen Aufbau hat und daß Faserbündel in allen Richtungen dicht verflochten sind. Außerdem erkennt man, daß das Leder einen Dichtegradienten von der hinteren Fläche, dem unteren Bereich der Fotografie, zur oberen Fläche hat. Ein Vergleich der Fig. 16 und 17 zeigt, daß der erfindungsgemäße Stoff in ähnlicher Weise wie Leder aus Faserbündeln besteht, die in gleichen Richtungen wie bei Leder angeordnet sind, und daß ein dem Leder sehr ähnelnder Dichtegradient vorhanden ist. Im Gegensatz zum Leder und zum erfindungsgemäßen Stoff zeigt das erste vorbekannte Kunstleder deutlich eine Schichtbildung mit einer polymeren Schicht A, einem Gewebezwischenbereich B und einem Textilträger C. Die polymere Beschichtung ist porös, jedoch verhältnismäßig dick, und der textile Träger zeigt wenig Ähnlichkeit mit der Faserverteilung im Leder. Fig. 18 läßt keinen Dichtegradienten erkennen, wie er bei Leder oder dem erfindungsgemäßen Material vorhanden ist. Das in Fig. 19 gezeigte zweite vorbekannte Kunstleder unterscheidet sich noch mehr vom Leder als das erste vorbekannte Kunstleder. Es hat eine verhältnismäßig dicke polymere Schicht D, die sich in und um das faserige

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Substrat E erstreckt. Auch hier unterscheidet sich die Richtung der Faseranordnung erheblich von der im Leder und im erfindungsgemäßen Material.

Durch Betrachtung der Fig. 16 bis 19, die die im Vergleich zu bisher bekanntem Kunstleder hervorragenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stoffes und deren Ähnlichkeit mit denen von Leder zeigen, erkennt man, daß sich das erfindungsgemäße Material in vieler Hinsicht als künstlich erzeugtes Äquivalent zu Leder betrachten läßt. Der erfindungsgemäße Stoff hat somit nicht die vorstehend beschriebenen Nachteile vorbekannter Kunstleder und gleichzeitig die erwünschten Eigenschaften von Leder, während einige unerwünschte Ledereigenschaften vermieden sind.

Die erwünschten Eigenschaften werden bei dem erfindungsgemäßen Material unter anderem durch die Tiefe und die Anzahl der Nadeleindringungen erreicht, durch die ein Stoff hergestellt wird, der einzigartige Eigenschaften bezüglich der Faserverflechtung aufweist. Ganz allgemein ist zu sagen, daß übliche genadelte Stoffe dadurch hergestellt werden, daß ein Stoffteil mit einer Nadeleindringtiefe genadelt wird, bei der der vordere Haken der Nadeln etwa 0,95 cm über die gegenüberliegende Fläche des Stoffstückes hinaus eindringt, d.h. über diejenige Fläche hinaus, die der Fläche gegenüberliegt, von der aus die Nadeleindringung beginnt. Der vorderste Haken ebenso wie andere Haken am Nadel-

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schaft führt Faserbündel in Schleifenform in das Stoffstück und durch dieses hindurch, und das gebogene Ende der Faserschleife verläuft vollständig durch das Stoffstück, wenn die Haken der Nadeln das Stoffstück bis zum vorstehend angegebenen Wert durchdringen. Bei einem verhältnismäßig großen Anteil der Nadeleindringungen werden außerdem die Faserschleifen so durch das Stoffstück gezogen, daß die Schleifenform zerstört wird und die Nadelung nur sich über die Stofffläche hinaus erstreckende Faserstücke erzeugt. Wenn ein derart genadelter Stoff in gleicher Weise dann von der gegenüberliegenden Seite genadelt wird, so nehmen die Nadeln außerdem die hervorstehenden Schleifen und Faserstücke auf und drücken diese mindestens zum Teil vollständig durch das Stoffstück und über die gegenüberliegende Fläche hinaus. Somit wird durch diese Art von Nadelung ein Stoff erzeugt, bei dem die Mehrzahl der Fasern so verbunden und/oder zusammengehalten wird, als wenn das Stoffstück genäht wurde. Dieser Aufbau wird im allgemeinen als "Bindungsstruktur" bezeichnet .

Im Gegensatz dazu dringen die vorderen Haken der Nadeln erfindungsgemäß nicht nennenswert in die gegenüberliegende Fläche des Stoffes ein, so daß eventuell vorhandene Enden von Faserschleifen an den vorderen oder anderen Haken nicht durch die gegenüberliegende Fläche heraustreten, und es wird eine Reihe von potentiellen, verschlauften und ineinandergreifenden Schlei-

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fenmitten erzeugt. Wird der Stoff von der gegenüberliegenden Seite mit entsprechend geringer Eindringung genadelt, so können sich die von der einen Seite und die yon der anderen Seite ausgebildeten Enden der Schlaufen miteinander verbinden und ineinander greifen.

Bei der erfindungsgemäß benutzten großen Anzahl von Nadeleindringungen, beispielsweise 12.000 bis 25.000 pro 6,452 cm und bei der vorstehend beschriebenen Schlaufenherstellung wird eine Verflechtung durch Verschlaufung und Ineinandergreifen der Schlaufen infolge der Nadelungsvorgänge erreicht, selbst wenn die Nadeln in einer willkürlichen Verteilung im Vergleich zu dem systematisch arbeitenden FIBERWOVEN-Verfahren, bei dem eine genaue Positionierung und Winkelstellung sowie ein genauer Vorschub des Stoffes durch die FIBERWOVEN-Maschine angewendet wird, benutzt werden. Diese Verschlaufungen und das Ineinandergreifen der Schlaufen liefert eine willkürliche Faserverflechtung, durch die ein Stoffaufbau entsteht, der die mechanischen Eigenschaften von Leder hat.

Somit bezieht sich die in diesem Zusammenhang verwendete Bezeichnung "willkürliche Faserverflechtung" auf die willkürliche Verschlaufung und das willkürliche Ineinandergreifen von Faserschlaufen, welche durch Nadelung einer Zusammensetzung aus Stapelfasern erzeugt wurden, wobei der vordere Haken von mindestens

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75 % der Nadeln nicht in die gegenüberliegende Oberfläche der zu nadelnden Zusammensetzung eindringt oder diese im wesentlichen nicht oder nur geringfügig durchdringt, und wobei die Anzahl der Nadeleindringungen pro Flächeneinheit ausreicht, um eine Dichte des vollständig genadelten Stoffes von mindestens 0,192 kg/dnr zu erzielen. In diesem Zusammenhang wird unter "im wesentlichen" oder "geringfügig¹¹ verstanden, daß die Nadeleindringung über die gegenüberliegende Oberfläche hinaus nicht mehr als 0,159 cm. beträgt. Dieses Hindurchtreten über die gegenüberliegende Oberfläche hinaus ist zulässig, da in Abhängigkeit von den !eigenschaften einer gegebenen Paser eine gewisse Zurückziehung der Schlaufen beim Herausziehen der Nadeln stattfindet. Die Dichte steht in direkter Beziehung zum Umfang der Nadelung, da eine normale Anzahl von Nadelstichen mit geringer Eindringtiefe eine Dichte von weit weniger als 0,192 kg/dur ergeben würde. Bei der hier bezeichneten Dichte handelt es sich um diejenige, die allein durch Nadelung und nicht auf andere Weise, wie etwa durch Füllstoffe, Wärme, Druck o.a. erreicht wird, um die Gesamtbauschdichte des Stoffes zu erhöhen.

Die Erfindung schafft somit einen Stoff, der genadelte Stapelfasern mit willkürlicher Faserverflechtung und einer Gesamtbauschdichte von mindestens 0,192 kg/drrr enthält. Ferner umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stoffes, wobei die Zusammensetzung aus Stapelfasern mittels

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einer Vielzahl von Nadeln genadelt wird, wobei die vorderen Haken von mindestens 75 % aller Nadeln im wesentlichen nicht in die gegenüberliegende Oberfläche der Zusammensetzung eindringen und wobei die Nadelung zur Herstellung einer willkürlichen Paserverflechtung und zur Erzeugung einer Gesamtbauschdichte des Stoffes von mindestens 0,192 kg/dnr fortgesetzt bzw. wiederholt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen beschrieben, auf die sie jedoch nicht beschränkt ist.

Beispiel 1

Es wurden das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Pig. I verwendet. Auf einen Förderer wurde eine erste Schicht aus Polyester-Stapelfasern der Firma American Enka Corporation vom Typ HT, stark gekräuselt, 1,5 den und 3>8l cm Länge gekrempelt. Es werden so viele Fasern aufgebracht, daß sich ein Gewicht von

67j6 g/m ergibt.

Eine zweite Lage Polyester-Stapelfasern wurde auf die erste Schicht gekrempelt. Diese Lage war eine Mischung aus Fasern mit Titern zwischen 2 den und 5 den und Längen zwischen 3>8l cm und 7,62 cm, wobei ein mittlerer Titer von 3 den und eine mittlere Länge von 6,35 cm gegeben war. Die Fasern wurden auf die erste

ρ Faserschicht quergelegt, bis ein Gewicht von 203 g/m entstand.

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Die zweite Faserschicht war eine Kombination aus zwei inneren Schichten gemäß Fig. 1, was zeigt, daß die Erfindung in der Durchführung einen weiten Spielraum nach Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit läßt.

Dann wurde auf die zweite Faserschicht eine leicht verbundene, vliesartige Polyesterbahn geringen Gewichtes gelegt und eine gleiche Bahn oben auf die erste Bahn aufgebracht. Diese vliesartigen Bahnen dienen nur zur besseren Bearbeitung und nachfolgenden Trennung der Schichtzusammensetzungen und bleiben nicht als getrennte Elemente im Stoff, sondern werden während des Nadelungsvorganges vollständig zerlegt, und ihre Fasern wirken in der gleichen Weise, wie die gekrempelten Fasern der Schichten.

Auf die Bahnen wurde eine dritte Faserschicht gekrempelt, die identisch mit der zweiten Faserschicht war, und eine der ersten Faserschicht identische vierte Faserschicht wurde auf die dritte Faserschicht gekrempelt. Somit wurden durch das Krempeln zwei Zusammensetzungen von lockeren, mattenartigen Fasern hergestellt, die spiegelbildlich zueinander liegen und durch die leichten, vliesartigen Polyesterbahnen voneinander getrennt sind.

Die beiden Zusammensetzungen wurden mittels eines Förderers und unter einer Verdichtungsrolle einer ersten Nadelungsstation

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zugeführt, die eine FIBERWOVEN-Maschine rait den vier Standard-Nadelungsstellen enthält, wobei jede Stelle zwei Nadelträger aufweist und jeder Nadelträger 32 Nadeln je 2,5*1 cm Breite des durchlaufenden Stoffes hat. Als Nadeln werden Foster 1-16-HC-Nadeln (ein Haken-4O6 ,um Dreiecksschaft-100 ,um Hakentiefe) verwendet. Die Plattenöffnung an Stelle 1 betrug 1,90 cm, während die übrigen Plattenöffnungen 0,95 cm waren. An den Stellen 1 und 2 dieses ersten Nadelungsvorganges drangen die Haken der Nadeln jedes Nadelträgers durch die spiegelbildlichen Zusammensetzungen hindurch, während an den Stellen 3 und 4 nur ein leichtes Durchdringen der spiegelbildlichen Zusammensetzungen stattfand. Der so genadelte Stoff durchlief dann eine zweite FIBERWOVEN-Maschine, die an allen Stellen ebenso aufgebaut war, wie die erste Maschine an den Stellen 3 und ή. Bei diesem ersten NadelungsVorgang drang jede Nadel in jede spiegelbildliche Zusammensetzung 8 mal je 2,5 cm ein, so daß sich für jede Zusammensetzung 1.330 Nadeleindringungen je 6,452 cm ergaben.

Nach dem ersten NadelungsVorgang wurden die beiden spiegelbildlich angeordneten Zusammensetzungen durch mechanisches Auseinanderziehen der ungewebten Bahnen getrennt, und die untere Zusammensetzung wurde nach dem Umdrehen dem gleichen Verfahren unterworfen, wie die obere Zusammensetzung.

Die Zusammensetzung wurde durch eine FIBERWOVEN-Maschine mit Foster 1-16-3C-Nadeln und Plattenöffnungen von 0,73 cm an allen

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Stellen geführt. Die Haken der Nadeln der oberen Halterung drangen geringfügig durch die untere Oberfläche der Zusammensetzung, während die Haken der Nadeln der unteren Halterung bis eben zur oberen Oberfläche 73er Zusammensetzung eindrangen. Jede Nadel drang in jede Seite der Zusammensetzung 12 mal je 2,5¹J cm ein, was 1.5¹IO Nadeleindringungen pro 6,^52 cm auf jeder Seite der Zusammensetzung entsprach. Man erkennt, daß es sich hierbei um einen zusätzlichen Nadelungsv.organg handelt, der zwischen dem ersten und dem zweiten NadelungsVorgang gemäß Pig. I stattfindet. Dieser zusätzliche NadelungsVorgang verdeutlicht die verschiedenen Kombinationen von Nadelungen, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich sind.

Auf die Oberfläche der derart genadelten Zusammensetzung wird eine erste Schicht verhältnismäßig kurzer Pasern in einer Menge von etwa 100 g/m aufgekrempelt. Der Titer dieser Pasern betrug 1,5 den und die Länge etwa 3>8l cm. Die Pasern waren stark gekräuselte Polyester-Stapelfasern des Typs HT, hergestellt von der American Enka Corporation. Danach wurde eine zweite Faserschicht auf die erste Schicht aufgekrempelt, die der ersten Schicht entsprach, jedoch Fasern einer Länge von 1,59 cm enthielt.

Die Zusammensetzung mit den darauf befindlichen gekrempelten Fasern vairdo dann in einer PIBEIWOVEM-Masehine mit einer Platten-

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Öffnung von 1,90 cm in Stellung 1 und 0,95 cm in den Stellungen 2 bis 4 genadelt. Die Nadeln, die Hakeneindringung, die Nadelstiche pro Flächeneinheit und Nadel sowie die gesamten Nadeleindringungen je Flächeneinheit waren die gleichen wie bei dem vorhergehenden Nadelungsschritt. Auf jeder Seite der Zusammensetzung ergaben sich somit 1.540 Nadeleindringungen.

Die so genadelte Zusammensetzung wurde in ein Bad aus Nadelungsfluid eingetaucht, welches bis zu 6 K mit Wasser verdünntes Aminsalz der Kokosölfettsäuren, Penetrant GWX der Woonsocket Color and Chemical Co., enthielt. Die Zusammensetzung wurde bis zu einer Aufnahme von 150 % bis 200 % getränkt. Die Zusammensetzung mit dem Nadelungsfluid wurde durch eine FIBERWOVEN-Maschine geführt, die eine Plattenöffnung von 0,79 cm an allen Stellen hatte. Danach gelangte die Zusammensetzung zu einer zweiten FIBERWOVEN-Maschine mit der gleichen Plattenöffnung und daraufhin zu einer dritten FIBERWOVEN-Maschine mit einer Plattenöffnung von 0,48 cm. Die Nadeln in jeder dieser Maschine waren die gleichen wie beim vorherigen NadelungsVorgang. In den beiden ersten Maschinen war die Hakeneindringung die gleiche, wie bei dem vorhergehenden Nadelungsvorgang, während in der dritten Maschine die Haken der oberen Nadelhalterung die Zusammensetzung um 0,32 cm durchdrangen. Jede Nadel drang in der ersten Maschine 12 mal je 2,54 cm und in der zweiten und dritten Maschine 20 mal je 2,5*1 cm ein, so daß sich für jede Seite der Zusammensetzung 6.658 Nadelstiche je 6,452 cm' ergaben.

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Der genadelte Stoff wurde zur Entfernung des Nadelungsfluides in Wasser gewaschen und dann gequetscht, um das Waschwasser zu entfernen. Er wurde mittels offener Flamme erwärmt und bei einer Temperatur von weniger als 121,1°C getrocknet.

Während der vorstehenden Nadelungsschritte wurde die Zusammensetzung so in die Maschinen eingeführt, daß die in ihr auftre tenden Spannungen in Maschinendurchlaufrichtung ein Minimum betrugen. Diese minimale Spannung ermöglichte der Zusammensetzung außerdem während des Durchlaufes durch die Maschine geringfügig in Querrichtung zu wandern oder sich zu verschieben. Selbst bei einer derartigen Spannung in Maschinenrichtung wurde jedoch die Länge des sich ergebenden genadelten Stoffes gegenüber der Länge der ursprünglichen Zusammensetzung um etwa *10 % erhöht, d.h. die Länge des vollständig genadelten Stoffes war kO % größer als. die Länge der Zusammensetzung aus Faserschichten unmittelbar nach dem Krempeln.

Um den infolge der Verlängerung der Zusammensetzung aus dem Gleichgewicht gebrachten Modul zu korrigieren und den Faseraufbau des entstandenen genadelten Stoffes zu entspannen, wird der Stoff durch die Vorrichtung gemäß Fig. 11 -geführt. Die Rolle 22 hat eine aus einem mit Kautschuk imprägnierten Gitter bestehende Oberfläche, deren Umfangsgeschwindigkeit 35 % größer ist als

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die der Rolle 21, welche eine Wollkrempeldrahtoberfläche hat. Der Stoff wird in Maschinendurchlaufrichtung 6 mal durch den Spalt zwischen den Rollen 21 und 22 geführt, was eine Verringerung der Länge des Stoffes um 15 % bewirkt. Die Rollen waren so eingestellt, daß der äußere Bereich der Drähte der Rollen 21 die Oberfläche der Rolle 22 leicht berührt. Im optimalen Fall wird der Stoff in der Vorrichtung gemäß Pig. Il erwärmt, indem er nach dem Durchlauf zwischen den Rollen 21 und 22, jedoch vor Freigabe von der Rolle 21 in Berührung mit einem erwärmten Schuh kommt, der beispielsweise auf einer Temperatur von 121",1⁰C ist.

Der Stoff wurde von der oberen Oberfläche für H bis 5 Sekunden mittels eines Luftstroms von 260 C erwärmt, worauf die hintere Oberfläche zum Ausgleich der Stärke des Stoffes leicht geschliffen und sofort einer Bandpresse zugeführt wurde. Ein Teil des oberen Bandes wurde auf 238 C erwärmt, so daß der zwischen dem oberen und dem unteren Band hindurchgeführte Stoff nur für etwa 6 Sekunden in Berührung mit dem auf 238°C erwärmten Bereich des Bandes war. Die obere Oberfläche des Stoffes berührte das obere erwärmte Band. Der hintere Bereich von oberem und unterem Band wurde mittels eines flachen Wärmeaustauschers mit umlaufendem Wasser gekühlt, über den die Bänder geführt wurden, so daß sie sich in diesem Bereich auf einer Temperatur von weniger als

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93>3°C befanden. Vor Druckentlastung des Stoffes war dieser unter 93»3°C-abgekühlt. Der Druck auf die den Stoff berühren-

o den Bänder betrug 4,22 kg/cm .

Nach dem Durchlaufen der Bandpresse hatte der Stoff eine Stärke von etwa 0,167 cm und ein Gewicht v< eine Dichte von etwa 0,2723 kg/dm .

von etwa 0,167 cm und ein Gewicht von etwa 473>2 g/m , d.h.

Der Stoff wurde mit einem natürlichen Kautschuklatex der folgenden Zusammensetzung imprägniert:

Gew.Teile

Α-Komponente mit 50 % Peststoffgehalt

Naturkautschuklatex (Lotol GX-3289

der Uniroyal Chemical) 100

Wasser " '34

wasserlösliches Natrium-polyacrylatlatex (Verdickungsmittel)

(Acrysol ASE 60 Rohm & Haas) 0,34

Ammoniumhydroxid zur Einstellung des

pH-Wertes auf 8,0

B-Komponente

Wasser 4,91

Kaliumoleat 2,77

AminoniuiBchlorid (20 %, mit NH, auf pH 10 eingestellt)

0,96

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Gew.Teile

Zink-mercaptobenzothiazid

(üniroyal NY-503-C, OXAP) 1,09

Schwefeldispersion (Üniroyal NY-762-B) 1,09

Zinkoxid (in disperser Form; -

Unirpyal NX-935) 1,04

Zinkdibutyldithiocarbamat

(üniroyal Butazate-50-D) 0,58

wässrige Rußdispersion mit

30 % Peststoffgehalt 2,84

Die Komponenten A und B werden in einem Verhältnis von drei Teilen A zu einem Teil B gemischt.

Der Stoff wird in die Imprägniermischung eingetaucht und dann leicht gedrückt, so daß eine Gewichtsaufnahme von etwa 200 % stattfindet.

Der imprägnierte Stoff wird sofort in eine Dampfkammer gebracht, die auf atmosphärischem Druck gehalten wird und überhitzten Dampf von etwa 103°C enthält. In dieser Kammer bleibt der Stoff bei minimaler Berührung mit der Oberfläche der Kammer für Minuten. Die Peststoffe der Iraprägniermischung koagulieren und härten während der Dampfbehandlung aus.

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Der Stoff wird dann aus der Dampfkammer herausgenommen und bei einer Temperatur von weniger als 121,1⁰C getrocknet.

Die hintere Oberfläche des Stoffes wird mit Schleifpapier (l8O-grit) leicht poliert, um etwa 51/Um Material zu entfernen. Die obere Oberfläche wurde mit dem gleichen Schleifpapier poliert, um etwa 127yum abzutragen. Ferner wurde die obere Oberfläche mit Schleifpapier (4OO-grit) geschliffen.

Auf die obere Oberfläche des Stoffes wurde mit einem dünnen Rakelmesser aus elastischem Stahl, das eine abgerundete Spitze und eine Neigung von 80 gegenüber der Horizontalen entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Stoffes aufwies, eine Urethanschicht aufgebracht. Der Druck des Rakelmessers betrug 0,44 kg je linearem Zentimeter. Die Urethanbeschichtung hatte folgende Zusammensetzung:

Teile je 100 Teile

Präpolymer aus Polytetramethylen-

ätherglycol (MG 1000) und

Toluol-2,4-diisocyanat 100

Phenyldixsocyanat 22

Trichloroäthylen 30

* Die Adiprene L-Reihe der Firma E.I. du Pont und die Daltoflex A-JJO-Reihe der Firma ICI America sind Urankautschukprepolymere und für den vorliegenden Zweck äquivalent.

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Der mit der Beschichtung versehene Stoff wurde unter Infrarotlampen getrocknet; die getrocknete Beschichtungsmenge auf dem Stoff betrug etwa 1,3 g je 0,093 m².

Der Stoff wurde dann bei Raumtemperatur etwa 3 Stunden gelagert, bis die Urethanbeschichtung zu etwa 30 % des maximalen Wertes (Vernetzung) ausgehärtet war. Diese teilweise Aushärtung der
Urethanbeschichtung bringt das Harz auf den Oberflächenfasern in einen Zustand, in dem beim Aufbringen von senkrechtem mechanischem Druck und Wärme die aufgerichteten Fasern an der Oberfläche in die Ebene des Stoffes orientiert und zu einer Paser-Polymere-Oberflächenmatrix verbunden werden, die sowohl porös als -auch sehr abriebfest ist.

Der Stoff mit der darauf befindlichen Beschichtung wurde dann durch eine erhitzte Bandpresse geführt, um den vorstehend erwähnten senkrechten mechanischen Druck auszuüben. Die Stoffgeschwindigkeit betrug 213,*! cm pro Minute. Der hintere Bereich des oberen Bandes nahe der oberen Fläehe des Stoffes wurde auf 2O4°C erwärmt und der hintere Bereich des unteren Bandes nahe der unteren Oberfläche des Stoffes auf weniger als 37,8°C abgekühlt. Die hinteren Bereiche des oberen und des unteren Bandes wurden auf etwa 23,9°C abgekühlt'. Der von der Bandpresse ausgeübte Druck betrug etwa 1,41 kg/cm . Der in die Bandpresse

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eintretende Stoff hatte eine Stärke von etwa 0,1905 cm und der aus der Presse austretende Stoff eine Stärke von etwa 0,1829 cm.

Auf die gepreßte Beschichtung wurde unter Verwendung einer Sprühdüse mit einem Druck von 3»l6 kg/cm eine Grundfarbschicht aufgetragen, die folgende Zusammensetzung hatte:

Gew.Teile

Primal Ochre (Pigment) 15

Primal White 264 (Pigment) 9

Primal Red (Pigment) 1

Wasser 38,5

Flexible, nicht weichgeweichte Emulsion

aus einem Copolymer aus 7^/20/3/3

Äthylacrylat, Methylacrylat, Methylol-

acrylamid und Methacrylsäure 36,5

* Primal 510 der Firma Rohm & Haas Co. ist für die Zwecke der Erfindung äquivalent.

Die Grundfarbschicht wurde dann unter Infrarotheizelementen getrocknet, wobei die Temperatur auf der Grundfarbschicht weniger als 93,3°C betrug und eine trockene Schicht von 0,8 g je 6,452 cm entstand. Das Aufsprühen und Trocknen der Grundschicht wurde zweimal wiederholt, so daß jeweils eine zusätzliche Grundfarbschicht von 0,8 g je 0,09 m² entstand. Beim letzten Aufsprühen

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wurden der Grundfarbschicht vier Teile Wachslösung je 100 Teile zugesetzt, um eine Pormfreigabefläche für den nachfolgenden Prägeschritt zu erhalten.

Der Stoff wurde dann für 15 Sekunden bei 17¹J⁰C mittels einer Sheridan Batch Presse mit einem Druck von 35,2 kg/cm geprägt. Dadurch wurde die Stärke des Stoffes um etwa 10 % verringert und an der Oberfläche eine Lederstruktur erzeugt.

Danach wurde eine obere Abschlußschicht aufgesprüht. Dies er-

folgte mittels einer Düse unter einem Druck von 3>l6 kg/cm . Der Sprühstrahl war gegen den Stoff um 30° geneigt, um der geprägten Oberflächenstruktur Glanz zu verleihen. Die Abschlußschicht wurde unter Infrarot-Heizelementen getrocknet, wobei die Temperatur auf der Abschlußschicht weniger als 93>3°C be-

trug und eine getrocknete Schicht von etwa 0,3 g je 0,09 m entstand. Die obere Abschlußschicht hatte folgende Zusammensetzung:

Nitrozelluloselack Methyl-äthyl-keton Diisobutyl-keton Ruß

Der Stoff wurde dann für zwei Minuten in einem Tunneltrockner bei 166°C getrocknet.

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Gew.	Teil
50	,0
15	,0
30	,00
5

Auf die hintere Oberfläche des Stoffes wurde eine Lösung eines Lederweichmachers der folgenden Zusammensetzung gesprüht:

Sulfonierte tierische und pflanzliche Fette,

Gehalt 2,5-5 % SO, 12

Wasser 88

Der Lederweichmacher wurde in einer Menge von 3 g pro 0,09 m aufgebracht. Er verbessert den Griff des Stoffes in Richtung auf Leder und gibt dem Stoff außerdem einen Ledergeruch.

Der Stoff wurde mechanisch auf einer üblichen Lederboarding-Maschine behandelt, wobei die obere Oberfläche in Berührung mit den Rollen der Maschine kam.

Das erhaltene Material war geschmeidig wie und hatte den Griff, die Struktur, die Farbe und die Körnung von Leder. Die Dichte des Materials betrug etwa 0,56 kg/dm . Der Biegungsbruch hatte 18 Pältchen je 2,5¹J cm, so daß also die Biegeachse bzw. Biegeebene sehr nahe an der oberen Oberfläche lag. Der Bauschdichtegradient von der hinteren Oberfläche zur oberen Oberfläche betrug etwa 1:2,5. Das Material wurde als Schuhoberteil für eine Anzahl von Schuhen verarbeitet, und zwar in der gleichen Weise wie Leder, wobei Ti'agversuche zeigten, daß es zumindest die gleichen Aufgaben erfüllt, wie Schuhoberleder.

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Beispiel 2

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, und es wurden lediglich beim anfänglichen Krempeln.der Pasern zwei Zusammensetzungen aus Paserschichten erzeugt, die jeweils drei unterschiedliche Paserschichten enthielten. Die Pasern der ersten Schicht hatten einen mittleren Titer von ¹I den und eine mittlere Länge von 5>72 cm, die der zweiten Schicht einen mittleren Titer von etwa 3 den und eine mittlere Länge von 3»81 cm und die dritte Schicht einen mittleren Titer von 1,5 den und eine mittlere Länge von 3*81 cm. Das gewonnene Material hatte ähnliche Eigenschaften wie das Material gemäß Beispiel 1, doch betrug der Dichtegradient 1:3·

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Claims

Ansprüche

1. Genadeltes Textilmaterial, insbesondere zur Verwendung als Kunstleder, gekennzeichnet durch durch Nadelung verbundene, einen einstückigen Aufbau mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche sowie mit zusammenhängender Faserverflechtung bildende Pasern sowie durch eine Gesamtbauschdichte von mindestens 0,096 kg/dnr und/oder eine bei etwa 0,3 des Abstandes von der vorderen Oberfläche zur hinteren Oberfläche liegende Biegeachse bzw. -ebene.

2. Textilmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche zunehmenden Bauschdichtegradienten.

3. Textilmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauschdichtegradient durch einen von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche abnehmenden Nadelaufnahmegradienten gebildet ist.

h. Textilmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauschdichtegradient durch eine Vielzahl von genadelten Faserschichten gebildet ist und daß der mittlere Fasertiter der Schichten von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche abnimmt und zwischen 0,5 den und 8 den liegt.

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5. Textilmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau Stapelfasern mit einer ungestreckten Länge zwischen etwa 0,635 cm und 10,16 cm enthält.

6. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Titer der Fasern in den benachbarten Faserschichten vor dem Nadeln von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche abnimmt und daß die einzelnen Schichten nach der Nadelung nicht mehr getrennt sind, während der abnehmende Fasertitergradient erhalten ist.

7. Textilmaterial nach einem der Ansprüche H bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genadelten Faserschichten Fasern mit einer ungestreckten Länge von mindestens 1,9 cm enthalten und daß mindestens eine Faserschicht mit ungestreckten Fasern einer Länge von weniger als 1,9 cm auf die vordere Oberfläche des Aufbaus aufgebracht und in diese eingenadelt ist, so daß an und nahe der vorderen Oberfläche ein gegenüber dem übrigen Aufbau verdichteter Bereich höheren Stampfgewichtes entsteht.

8. Textilmaterial nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeachse bzw. -ebene zumindest nahe dem verdichteten Bereich liegt.

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9. Textilmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeachse bzw. -ebene im verdichteten Bereich liegt.

10. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 2 bis 9j dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge in den einzelnen übereinanderliegenden Faserschichten von der hinteren Oberfläche zur vorderen Oberfläche abnimmt und daß der dadurch gegebene Faserlängengradient nach dem Nadeln erhalten ist.

11. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverflechtung eine Anzahl von dicht benachbarten, in Längsrichtung des Aufbaus verlaufenden Reihen von Faserkettenverflechtungen aufweist.

12. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbauschdichte des Aufbaus mindestens 0,128 kg/dm⁵ beträgt.

13· Textilmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbauschdichte des Aufbaus mindestens 0,22*1 kg/dm beträgt.

I¹I. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern an und nahe der vorderen Oberfläche geschrumpft sind und daß der durch Schrumpfen gebildete verdichtete Bereich sich nicht durch den gesamten Aufbau erstreckt und keine wesentliche Verringerung im planaren Be- -eicn der. Aufbaues bewirkt. 3 09831/0962

15· Textilmaterial nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Pasern an und nahe der vorderen Oberfläche wärmegeschrumpft sind.

16. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch offene Lücken zwischen den Pasern, in die ein Füllstoff eingelagert ist.

17. Textilmaterial nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Elastomeres in Form von festen Teilchen ist.

18. Textilmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in Form von Trauben angeordnet sind.

19· Textilmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trauben im wesentlichen locker mit den Fasern verbunden sind.

20. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Fasern nicht alle mit dem Elastomere gefüllt sind.

21. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des dem Aufbau zugesetzten Elastomeres zwischen 10 % und 200 % des Facergewichtes liegt.

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22. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauschdichte des mit Elastomere versetzten Aufbaus zwischen 0,320 kg/dm-⁵ und 0,721 kg/dm* liegt.

23· Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche zur Aufnahme eines Beschichtungs- oder Behandlungsmaterials poliert oder geschliffen ist.

2k. Textilmaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß auf die vordere Oberfläche ein Leder- und/oder Textilbehandlungsmaterial, etwa ein Weichmacher aufgebracht ist.

25· Textilmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß auf die hintere Oberfläche ein Lederweichmacher aufgebracht ist.

26. Textilmaterial nach Anspruch Ik bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul des Aufbaues im geschrumpften Bereich an und nahe der vorderen Oberfläche größer ist als der vorbestimmte Modul im übrigen Bereich des Aufbaues.

27· Verfahren zur Herstellung eines Textilmaterials mit einer vorderen und einer hinteren Oberfläche, einer beeinflußten Biegeachse bzw. -ebene und einem Bauschdichtegradienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bahn aus locker liegenden

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Pasern mit einem Nadelaufnahmegradienten zur Erhöhung der Bauschdichte des genadelten Materials von der hinteren zur vorderen Oberfläche hergestellt wird und daß die Bahn zur Erzeugung eines einstückigen Aufbaus aus miteinander verflochtenen Pasern, der eine Gesamtbauschdichte von mindestens 0,224 kg/dm , einen sich von der hinteren zur vorderen Oberfläche in einem Verhältnis von mindestens 1:2 vergrößernden Bauschdichtegradienten und eine innerhalb mindestens 0,3 des Abstandes von der vorderen zur hinteren Oberfläche liegende Biegeachse bzw. -ebene hat, genadelt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß der Bauschdichtegradient durch übereinander liegende Faserschichten gebildet wird, von denen mindestens eine einen abweichenden mittleren Pasertiter hat, so daß der mittlere Pasertiter der Schichten von der hinteren zur vorderen Oberfläche abnimmt.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Bauschdichtegradienten Faserschichten übereinander gelagert werden, von denen mindestens eine Pasern abweichender mittlerer Länge enthält, so daß die mittlere Faserlänge der Schichten von der hinteren zur vorderen Oberfläche abnimmt.

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30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die aus übereinander liegenden Schichten bestehende Bahn in einem ersten Nadelungsschritt auf eine Bauschdichte von mindestens 0,096 kg/dm-⁵ gebracht wird und daß dann auf die vordere Oberfläche mindestens eine Schicht verhältnismäßig kurzer, lockerer Fasern aufgebracht und diese in einem zweiten Nadelungsschritt in die Bahn eingenadelt wird, so daß der Aufbau eine Bauschdichte von mindestens 0,128 kg/dnr hat.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der zweimal genadelte Aufbau in einem dritten NadelungsVorgang auf eine Bauschdichte von mindestens 0,22*1 kg/dm genadelt wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau vor dem dritten Nadelungsschritt mit einem Nadelungsfluid getränkt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau nach dem dritten Nadelungsschritt zur Einstellung der Module entspannt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern an und nahe der vorderen Oberfläche geschrumpft werden.

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35. Verfahren nach Anspruch 3^, dadurch gekennzeichnet, daß die Pasern wärmegeschrumpft werden und daß zur weiteren Verdichtung die vordere Oberfläche erwärmt und die hintere Oberfläche gekühlt wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß dem zusätzlich verdichteten Aufbau ein Füllstoff in einer Menge von 5 % bis 200 % des Fasergewichtes zugesetzt wird, so daß eine Gesamtbauschdichte von 0,328 kg/dm⁵ bis 0,721 kg/dm⁵ entsteht.

37· Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff ein Elastomeres verwendet wird.

38. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche poliert oder geschliffen und dann auf sie ein Behandlungsmittel aufgebracht wird.

39· Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, bei dem eine Zusammensetzung aus Stapelfasern genadelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Haken von mindestens 75 % der verwendeten Nadeln im wesentlichen nicht in die der Eintrittyoberfläche abgewendete Oberfläche eindringen und daß die Nadelung bis zur Erzeugung einer willkürlichen Faserverflochtung und einer Gesamtbauschdichte von mindestens 0,192 kg/cVn fortgesetzt wird.

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su:kö