DE2324818B2 - Verfahren zur Herstellung eines Lederersatzprodukts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lederersatzprodukts durch Vereinigung eines Vliesstoffs aus synthetischen Fasern mit einem durch Feuchtigkeit vernetzbaren Polyurethanpräpolymer, welches durch Umsetzen eines organischen Polyols mit einem Überschuß eines aromatischen oder cycloaliphatischen Isocyanats hergestellt worden ist, und Einwirken von Druck und Feuchtigkeit auf das Flächengebilde in einem zum endgültigen Verfestigen ausreichenden Maße.

Aus der DE-AS 10 68 660 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lederersatzprodukts bekannt, bei dem ein Vliesstoff aus synthetischen Fasern mit einem durch Feuchtigkeit vernetzbaren Polyurethanpräpolymer imprägniert wird und das Flächengebilde zum endgültigen Verfestigen Druck und Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Da bei dieser Herstellung die Enden der Fasern von der Oberfläche vorspringen, ergeben sich Oberflächeneigenschaften, die denjenigen von Naturleder analog sind. Jedoch sind die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Widerstandsfähigkeit und die Undehnbarkeit sowie die Abriebbeständigkeit dieses Materials niedriger Dichte unzureichend, um ein gutes Arbeitsverhalten auf dem Gebiete der Textilindustriemaschinen sicherzustellen.

Andererseits war es nicht möglich, die mechanischen Eigenschaften dadurch zu verbessern, daß man einen Vliesstoff herstellt, der einen höheren Gehalt an elastomerem oder plastomerem Material aufweist und der durch das übliche Verfahren der Imprägnierung mit Latices oder Lösungen eines hohen Polymergehalts hergestellt wird, da die genannten Latices oder Lösungen, welche extrem viskose sind, nicht vollständig in die Zwischenräume zwischen den Fasern, welche die Struktur des Vliesmaterials darstellen, eindringen würden. In dieser Hinsicht werden auch unzufriedenstellende Resultate erhalten, wenn mehrere Imprägnierungsbehandlungen ausgeführt werden, da der hohe Gehalt an Lösungsmittel oder Wasser im Imprägnierungsbad ein starkes Hindernis darstellt, daß das Polymer die Struktur des Vliesstoffs durchdringt, auch wenn lange und aufwendige Trocknungsnachbehandlungen ausgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Lederersatzprodukt mit hoher Festigkeit zur Verfügung zu stellen, das an seiner Oberfläche das faserige Aussehen von Leder hat

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der obengenannten Art dadurch gelöst, daß der Vliesstoff aus gebundenen Polyamid-, Polyesteroder regenerierten Cellulosefasern besteht, eine Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,6 g/cm³, eine Zugfestigkeit von 0,8 bis 1,0 kg/mm² und eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 25 mm aufweist, daß die Vereinigung mit dem Präpolymeren durch Beschichtung und Einpressen erfolgt, wobei das Präpolymer eine Viskosität bei Raumtemperatur zwischen 8000 und 60 000 Centipoise aufweist und aus einem Polyol mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 2500 hergestellt worden ist

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Präpolymer durch Beschichten mit dem Vliesstoff vereinigt wird und der Vliesstoff gebunden ist — was im Gegensatz zu der Verfahrensweise gemäß der DE-AS 10 68 660 steht — ist bei dem erfindungsgemäß hergestellen Lederersatzprodukt das elastomere Material so in die Struktur des Textilvlieses eingedrungen, daß diese das faserige Aussehen der Oberfläche nahezu unverändert aufweist.

Ein solches Produkt stellt deshalb eine vorteilhafte Alternative für Naturleder dar, und zwar zusammen mit der charakteristischen mechanischen Widerstandsfähigkeit und Undehnbarkeit, weiche denjenigen des Naturprodukts analog sind.

Zwar ist aus der DE-OS 15 60 883 ein Verfahren bekannt, bei dem Folien mit Faservliesen so verpreßt wenden, daß hierbei das Polymermaterial ohne Zwischenräume zwischen die Fasern voll eindringt Nach diesem Verfahren ist auch ein relativ festes Produkt erhältlich, doch weist dieses auf seiner Oberfläche nicht die nötige faserige Struktur auf, wie es für ein technisches Leder der Fall sein muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Zusammensetzung verwendet, die nur aus dem Präpolymer besteht und die bei Raumtemperatur eine Viskosität im Bereich zwischen 10 000 und 60 000 Centipoise besitzt

Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird eine Zusammensetzung verwendet, die aus einer Lösung des Präpolymers besteht, in welcher das Lösungsmittel, bezogen auf das Präpolymer, in einer Menge nicht mehr als 10% vorliegt. In diesem Fall besitzt die Zusammensetzung bei Raumtemperatur eine Viskosität im Bereich zwischen 8000 und 40 000 Centipoise.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren besteht der. Vliesstoff aus Fasern, die durch Nadeln oder mit Hilfe einer chemisch-physikalischen Behandlung miteinander verbunden worden sind, und zwar entweder während der Spinnphase (sogenannte »spinngebundene« Fasern) oder durch eine kurze thermische Behandlung im Anschluß an die Bildung der Schicht.

Die Schicht aus dem Vliesstoff, welche eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 25 mm aufweist, kann, so wie sie ist, der Beschichtung mit dem vernetzbaren Präpolymeren unterworfen werden, insbesondere wenn die Schicht von der oben definierten »spinngebundenen« Type ist Es wird jedoch bevorzugt, eine Schicht aus einem Vliesstoff zu verwenden, der bereits vorher einer Imprägnierungsvorbehandlung mit einer wäßrigen Dispersion oder Lösung eines Elastomeren oder Plastomers und einer anschließenden üblichen Trockenbehandlung zur Beseitigung des gesamten flüssigen Imprägnierungsmediums unterworfen worden ist Eine Vliesstoffschicht die auf diese Weise imprägniert worden ist, besitzt im allgemeinen eine Dichte im Bereich zwischen 0,10 und 0,60 g/cm³. Ihre Härte entspricht 45 Shore-Α und ihre Zugfestigkeit liegt im Bereich zwischen 0,8 und 1 kg/mm².

Die Schicht aus Vliesstoff wird, wenn sie bereits, wie beschrieben, behandelt worden ist auf mindestens einer Oberfläche mit einem Präpolymer solcher Art, das durch Feuchtigkeit vernetzt werden kann, beschichtet, wobei das Präpolymer eine Viskosität im Bereich zwischen 8000 und 60 000 Centipoise besitzt Das Präpolymer wird in einer an sich bekannten Weise hergestellt wobei als Ausgangsprodukte ein Polyester oder Polyäther mit einem Molekulargewicht von ungefähr 2000 und ein organisches Diisocyanat im Überschuß verwendet werden, derart, daß die Stöchiometrie des erhaltenen Polymers mindestens 2% freie Isocyanatgruppen ergibt Das Polyurethan entsteht bei der anschließenden Vernetzung des Präpolymers über die freien Isocyanatgruppen.

Ein sehr wichtiges Merkmal ist die Konzentration des Präpolymers, da diese einen direkten Einfluß auf die Dichte der herzustellenden zusammengesetzten laminaren Struktur besitzt In anderen Worten heißt das, die verwendete Zusammensetzung muß so wenig wie möglich flüchtige Stoffe enthalten.

Nach der Beschichtung wird die Schicht des Vliesstoffs einer Pressung unterworfen. Diese Preßphase kann dadurch ausgeführt werden, daß man die Schicht kontinuierlich zwischen zwei gegenüberliegende Oberflächen einbringt, wie z. B. zwischen die Platten einer Presse bzw. zwischen ein Band und einen Zylinder bei einer kontinuierlichen Härtungseinheit wobei eine Temperatur im Bereich zwischen 125 und 175° C angewendet wird. Das Ergebnis dieses Vorgangs besteht darin, daß die Präpolymerzusammensetzung, obwohl sie stark viskos ist vollständig zwischen die Fasern der Schicht des Vliesstoffs eindringt so daß der fertige Gegenstand eine Dichte im Bereich zwischen 0,85 und 1,25 g/cm³, gute mechanische Eigenschaften und eine nach wie vor faserige Oberfläche erhält Der Vorgang wird eine ausreichende Zeit fortgesetzt daß zumindest eine teilweise Vernetzung des Präpolymers stattfindet.

Im allgemeinen ist eine Zeit in der Größenordnung von 20 Minuten für diesen Zweck ausreichend.
Es ist auch möglich, auf die Schicht des Vliesstoffs, der mit dem Präpolymer beschichtet worden ist die Platten der Presse anzuwenden, ohne daß sie vorher erhitzt werden, aber es ist klar, daß dann eine längere Zeit in der Presse nötig wäre, so daß die Presse nicht für einen anderen Arbeitszyklus verwendet werden kann.

ίο Die Preßphase kann auch dadurch ausgeführt werden, daß man unter Spannung auf eine Trommel in zwei oder mehr Drehungen die Schicht eines Vliesstoffs, der mit der Präpolymer-Zusammensetzung beschichtet ist, aufwickelt und daß man die Wicklung vorzugsweise bei Raumtemperatur eine ausreichende Zeit stehen läßt daß zumindest eine teilweise Vernetzung des Präpolymers stattfindet

In diesem Fall wird die Zeit mindestens 24 Stunden betragen.

Natürlich kann die auf die Trommel in der obigen Weise aufgebrachte Wicklung einer thermischen Behandlung unterworfen werden, wobei der Vorteil erhalten wird, daß die für die Vernetzung des Präpolymeren nötige Zeit verringert wird.

Wenn ein zumindest teilweises Abbinden des Präpolymers erhalten worden ist wird die Wicklung direkt auf der Trommel geschnitten, um das Lederersatzprodukt herzustellen.
Wie auch immer die Preßstufe durchgeführt wird, das erhaltene zusammengesetzte Produkt wird einer üblichen Fertigstellungsbehandlung unterworfen, wie sie bereits bekannt ist

Das erfindungsgemäß hergestellte Lederersatzprodukt besteht aus einer Schicht eines Vliesstoffs aus künstlichen und/oder synthetischen Fasern, die durch ein Polyurethanmaterial durchdrungen ist. Das Produkt hat eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 10 mm, eine Dichte im Bereich zwischen 0,85 und 1,25 g/cm³, eine Shore-A-Härte im Bereich von 85 bis 95 und eine Zugfestigkeit im Bereich von 1,5 bis 2,5 kg/mm².

Wie oben bereits festgestellt, eignet sich das erfindungsgemäß hergestellte Lederersatzprodukt mit einer Faseroberfläche besonders für die Herstellung von ringförmigen Elementen, die als Zubehör für Textilmaschinen verwendet werden. Hierzu wird das Lederersatzprodukt in den geeignetsten Größen hergestellt gelegentlich in mehreren Schichten gedoppelt, die alle durch Heißpressen miteinander verbunden werden, um ein stärkeres Produkt herzustellen, worauf dann zumindest seine Enden unter Ausbildung eines Rings verbunden werden, beispielsweise durch Auforingen eines Klebemittels und/oder durch heißes Pressen der Verbindungszone.

Gegebenenfalls kann das Produkt mit Schichten aus einem elastomeren oder plastomeren Material gedoppelt und verbunden werden, um ringförmige Elemente mit einem komplexeren Aufbau herzustellen.

Das erfindungsgemäß hergestellte Lederersatzprodukt kann auch auf anderen als den oben erwähnten Gebieten Anwendung finden, z. B. bei der Herstellung von flachen Antriebsbändern.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Lederersatzprodukts durch Vereinigung eines Vliesstoffs aus synthetischen Fasern mit einem durch Feuchtigkeit vernetzbaren Polyurethanpräpolymer, welches durch Umsetzen eines organischen Polyols mit einem Überschuß eines aromatischen oder cycloaliphatischen Isocyanate hergestellt worden ist, und Einwirken von Druck und Feuchtigkeit auf das Flächengebilde in einem zum endgültigen Verfestigen ausreichenden Maße, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus gebundenen Polyamid-, Polyester- oder regenerierten Cellulosefasern besteht, eine Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,6 g/cm³, eine Zugfestigkeit von 0,8 bis 1,0 kg/mm² und eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 25 mm aufweist, daß die Vereinigung mit dem Präpolymeren durch Beschichtung und Einpressen erfolgt, wobei das Präpolymer eine Viskosität bei Raumtemperatur zwischen 8000 und 60 000 Centipoise aufweist und aus einem Polyol mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 2500 hergestellt worden ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lösungsmittelfreies Präpolymer mit 1,5 bis 4% freien Isocyanatgruppen und einer Viskosität bei Raumtemperatur zwischen 10 000 und 60 000 Centipoise verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Präpolymer mit 1,5 bis 4,5% freien Isocyanatgruppen verwendet wird, welches in einem Lösungsmittel hierfür gelöst ist, wobei das Lösungsmittel 10%, bezogen auf das Präpolymer, nicht überschreitet und wobei die Präpolymerlösung eine Viskosität im Bereich von 8000 bis 40 000 Centipoise aufweist