EP1216322A1 - Verfahren zur herstellung eines synthetischen leders - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines synthetischen leders

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Publication number
EP1216322A1
EP1216322A1 EP00966028A EP00966028A EP1216322A1 EP 1216322 A1 EP1216322 A1 EP 1216322A1 EP 00966028 A EP00966028 A EP 00966028A EP 00966028 A EP00966028 A EP 00966028A EP 1216322 A1 EP1216322 A1 EP 1216322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
hot water
nonwoven fabric
soluble fibers
soluble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00966028A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Jörder
Dieter Groitzsch
Horst Lorenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP1216322A1 publication Critical patent/EP1216322A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0002—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the substrate
    • D06N3/0004—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the substrate using ultra-fine two-component fibres, e.g. island/sea, or ultra-fine one component fibres (< 1 denier)
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/0043—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by their foraminous structure; Characteristics of the foamed layer or of cellular layers
    • D06N3/0052—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by their foraminous structure; Characteristics of the foamed layer or of cellular layers obtained by leaching out of a compound, e.g. water soluble salts, fibres or fillers; obtained by freezing or sublimation; obtained by eliminating drops of sublimable fluid

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a synthetic leather from a microfiber-containing nonwoven.
  • Synthetic leathers based on nonwovens today are composed almost exclusively of microfibers. It has been shown that homogeneous microfibers as such cannot be processed on cards, or can only be processed at extremely low, extremely low production speeds. Therefore, multicomponent fibers such as matrix fibril fibers or island-in-sea fibers (island-in-sea type) or those with a different distribution of the preferably two-fiber components and with a fiber titer are used, which card without loss of speed to let.
  • the cross sections of such fibers have, for example, an orange structure or a cake or. Hollow cake structure.
  • Such multicomponent fibers conjuggate fibers, multiconstituent fibers
  • the individual fiber segments of the usually two polymers alternate with one another, so that after each segment there are fiber interfaces, e.g. Form polyethylene terephthalate / polyamide 6.
  • These multi-component fibers are separated into isolated, ultra-fine microfibers using different methods. One of the two fiber components is removed, for example, with organic solvents
  • BEST ⁇ TIGÜNSKOPIE dissolves so that the other fiber component insoluble in the organic solvent remains as microfiber.
  • This method is complex, not very environmentally compatible and is associated with a high loss of material and the occurrence of polymer-containing solvents.
  • the used solvent is worked up either by solvent recovery or by energetic use.
  • the bicomponent split fibers are either made up of chemically very different thermoplastics, which do not have high adhesive forces at their interfaces, or which are mixed with chemically similar fiber polymers such as polyolefins with adhesive additives, ie additives that reduce the adhesive forces.
  • a synthetic leather with a soft handle which contains at least on one side a nonwoven layer of meltblown polyethylene terephthalate microfibers with a diameter of 0.1 to 6.0 ⁇ m.
  • the softness is achieved in that the nonwoven fabric is coated with a size of cold water-soluble polyvinyl alcohol before impregnation with polyurethane from organic solvents such as dimethylformamide. After the impregnation and coagulation of the polyurethane solution with water (so-called migration method) and the subsequent washing steps for the purpose of removing the organic solvent, the polyvinyl alcohol is removed from the nonwoven fabric at the same time.
  • the after-treatment of the synthetic leather obtained is carried out in a known manner by grinding, dyeing and brushing.
  • Document US-A 4390566 describes the production of a synthetic leather, in which inter alia split microfibers are used.
  • the microfiber nonwoven is impregnated with a water-soluble sizing solution known as a temporary filler Binder application is washed out again.
  • a water-soluble sizing solution known as a temporary filler Binder application is washed out again.
  • Polyvinyl alcohol (PVA), poly- ⁇ -caprolactone, carboxymethyl cellulose (CMC) or starch are used as temporary water-soluble fillers.
  • the object of the invention is to provide a method which allows the production of a very soft synthetic leather with improved properties. Another object of the invention is to make the manufacture more economical and environmentally friendly.
  • thermoplastic microfibers with a titer of 0.05 to 1.0 dtex and hot water-soluble fibers with a titer of 4 to 6 dtex in a weight ratio of 90:10 to 30:70 a nonwoven fabric with a basis weight of 80 to 1000 g / m 2 are processed and an aqueous polymer dispersion of a viscoelastic substance in a weight ratio of 25:75 to 75:25 from nonwoven fabric to the viscoelastic substance is applied and solidified, with an extraction of the hot water soluble fibers.
  • the method according to the invention is preferably one in which the titer of the thermoplastic microfibers 0.1 to 0.3 dtex, the weight ratio of the microfibers to the hot water-soluble fibers 70:30 to 50:50% by weight, and the weight per unit area of the nonwoven fabric 100 up to 500 g / m 2 and the ratio of the nonwoven fabric to the viscoelastic substance before removal of the hot water-soluble fibers is 35:65 to 65:35% by weight.
  • thermoplastic fibers are split fibers.
  • split fibers made of polyethylene terephthalate / polyamide 6, polyethylene terephthalate / polyamide 6.6, Polyethylene terephthalate / polypropylene or polyethylene terephthalate / polyethylene.
  • Hot water-soluble fibers made of polyvinyl alcohol, poly- ⁇ -caprolactone, carboxymethyl cellulose or starch are preferably used in the process according to the invention.
  • the nonwoven fabric is preferably consolidated and split using high-pressure water jets.
  • an aqueous polymer dispersion of polyurethane, nitrile-butadiene rubber or styrene-butadiene rubber is used as the binder.
  • fillers such as pigments, hydrophobizing agents, hydrophilizing agents, agents for reducing the wettability with alcohols, fats and oils, antistatic agents and / or antimicrobial agents are added to the thermoplastic fibers.
  • post-treatment is carried out by buffing, grinding or greasing.
  • the hot water-soluble fibers are extracted simultaneously with a pull-out dyeing, in particular in autoclaves.
  • the process according to the invention is not only simple, ie it requires fewer process steps, but at the same time it allows the synthetic leather to be produced more cheaply and in an environmentally friendly manner.
  • the method according to the invention makes it possible to dispense with the use of organic solvents for releasing the microfibers and also for applying the binder coagulation.
  • the synthetic leather is produced according to the invention in such a way that a fiber sheet is produced from continuous fibers, staple fibers or short cut fibers with the aid of the known fiber laying techniques.
  • This fiber sheet consists of at least two fiber components, at least one of the fiber components being a bicomponent fiber that can be split with high-pressure water jets.
  • split fibers consist of at least two thermoplastic polymer components, P1 and P2, which are arranged in an alternating sequence in segments around the fiber axis. Both centric and eccentric fiber axis arrangements are possible.
  • the number of segments is between 2 and 30, but is preferably between 4 and 24.
  • the total titer of these so-called pie fibers is between 0.8 and 5.0, preferably between 1.0 and 3.3 dtex.
  • the fiber polymers P1 and P2 are also possible, provided that the fibers are split at least 80% into microfibers under strong mechanical or hydrodynamic forces, such as a high-pressure water jet treatment.
  • the polymer pairs P1 and P2 used are preferably those whose common interface does not exert high adhesive forces on one another.
  • Known P1 / P2 pairs are, for example, polyethylene terephthalate / polyamide 6, polyethylene terephthalate / polyamide 6.6, polyethylene terephthalate / polypropylene and polyethylene terephthalate / polyethylene.
  • P1 / P2 pairs such as, for example, polypropylene and polyethylene or their copolymers
  • release agents which ensure that they can be split.
  • Polyolefins catalyzed with metallocene can also be used as polymer components P1 and / or P2.
  • the fiber polymer components P1 and P2 can be dyed, white-pigmented or provided with agents which impart hydrophilic or hydrophobic properties to the fiber polymer components or a reduced wettability with alcohol, other organic liquids, fats or oils.
  • the fiber polymer components can be mixed with antistatic agents or antimicrobial agents.
  • the hot water solubility of the fiber is a solubility in water under the conditions of the high pressure water jet treatment of less than 5% and a solubility of at least 95% in water at a temperature of approx. 98 ° C. or in pressure vessels at temperatures above 100 ° C understood.
  • Hot water-soluble fibers in the sense of the invention are also those fibers which only go into solution under pressure treatment in an autoclave or are swollen to such an extent that at least 95% of them are removed from the nonwoven fabric by a washing process under these conditions.
  • Preferred hot water-soluble fibers are those made from polyvinyl alcohol or poly- ⁇ -caprolactone.
  • the nonwoven fabric can also contain other fibers, but nonwoven fabrics made from the two types of fibers mentioned are preferred.
  • the weight ratio of split fiber and hot water-soluble fiber is 90:10 to 30:70, preferably 70:30 to 50:50.
  • the hot water soluble fiber can be in a weakly cross-linked form. Fibers that are only one can also be used as hot water-soluble fibers Have a coating of a hot water-soluble polymer, that is, they have a core-shell structure. Fibers with a side-by-side structure consisting of different polymers, only one of which is soluble in hot water, are also suitable. According to the invention, the grit fiber has no hot water-soluble coating.
  • the hot-water-soluble fibers are introduced statistically according to their proportion, for example by carding or the airlaid process or by laying them on an inclined sieve according to the Fourdrinier method.
  • hot water-soluble fibers are blown in laterally with the aid of an air stream into the continuous filaments emerging from the spinnerets and quenched and stretched by a directed air stream before they are deposited on a screen belt, or the addition is made from a separate spinning beam.
  • the split fibers and hot water-soluble fibers used preferably have a crimped structure.
  • the fibers laid down to form a nonwoven sheet are transferred to a dewatering screen and subjected to a high pressure water jet treatment. In a first stage, the fibers are only entangled with a low water jet pressure to form a highly tear-resistant nonwoven.
  • the splitting of the split fiber into microfibers with titers between 0.05 and 1.0 dtex, preferably 0.1 to 0.3 dtex, is then carried out with one or more high-pressure water jet beams.
  • the fineness of the microfibers released can be adjusted by the titer of the split fiber in the unsplit state and the number of segments.
  • at least the last water jet beams are set into an oscillating movement perpendicular to the machine conveying direction.
  • denser sieves can be used, which cause reflection and scattering of the water jets that occur and thereby result in blurring of the water jet alleys.
  • nonwovens with a weight per unit area of 80 to 1000 g / m 2 are obtained preferably 100 to 500 g / m 2 generated.
  • the fleece is preferably additionally mechanically needled before the hydrodynamic treatment.
  • the inventive method is carried out so that after splitting to microfibers max. 3 to 5 wt .-% of the hot water-soluble fibers are removed from the nonwoven fabric by the water jet needling and splitting process.
  • the solidified nonwoven fabric obtained is dried and impregnated in a manner known per se by the dry-in-wet application method with an aqueous binder dispersion. The application can be done by brushing, slapping from one side, or by impregnating a full bath in a foulard.
  • a one-sided application of the binder dispersion can be promoted by applying a vacuum to the opposite side of the nonwoven.
  • the binder is applied in relation to the prefabricated nonwoven, ie before the hot water-soluble fibers are removed in a ratio of 25:75 to 75:25% by weight, preferably 35:65 to 65:35% by weight.
  • Self-crosslinking, reactive groups in the polymer or polymers with crosslinking agents are used as binders. When choosing the polymer dispersions or the crosslinking agents, care must be taken to ensure that the reactive groups in the hot water-soluble fibers either remain uncrosslinked or that the degree of crosslinking is kept so low that the water solubility for removing the portion according to the invention is retained.
  • binders in the sense of the invention Polymer dispersions of polyurethane, nitrile-butadiene rubber and / or styrene-butadiene rubber are used as binders in the sense of the invention.
  • No binders in the sense of the invention are those which smear with sandpaper or on ceramic rollers when buffing or grinding.
  • Known substances such as inorganic white pigments, color pigments, freshener improvers, such as, for example, silicones, cellulose dust, optical brighteners, antistatic agents, bacteriostatics, can be added to the binder. After the binder has been applied, the nonwoven is dried, with thermocoagulation and crosslinking or vulcanization possibly taking place beforehand. The synthetic leather obtained is then advantageously buffed and pre-ground.
  • the hot water-soluble fibers are removed either without pressure under hot wash conditions or in an autoclave at liquor temperatures above 100 ° C. This removes the hot water-soluble fiber from the microfiber nonwoven.
  • the removal of the hot water-soluble fiber can preferably also be combined with a pull-out dyeing, provided high dyeing temperatures are used in particular in autoclaves.
  • the method according to the invention gives extremely soft, robust synthetic leather with an excellent feel.
  • further post-treatment steps are preferably carried out, such as the equipment for improving the grip or fine-grinding the surfaces.
  • a fiber pile is produced from 80 parts by weight of a polyester-polyamide split fiber with a titer of 2.2 dtex and a fiber length of 51 mm and 20 parts by weight of a polyvinyl alcohol fiber with a titer of 1.4 dtex and a fiber length of 38 mm and this is consolidated by intensive needling ,
  • the nonwoven fabric obtained in this way is subjected to a high-pressure water jet treatment in which approximately 90% of the polyester-polyamide fibers are split into microfibers.
  • the nonwoven fabric is then impregnated with a binder, which is composed of aqueous dispersions which contain 70 parts by weight of polyurethane, 20 parts by weight of polyvinyl alcohol, 5 parts by weight of color pigments and, as the remainder, fillers and improvers for the handle as solids.
  • a binder which is composed of aqueous dispersions which contain 70 parts by weight of polyurethane, 20 parts by weight of polyvinyl alcohol, 5 parts by weight of color pigments and, as the remainder, fillers and improvers for the handle as solids.
  • a binder which is composed of aqueous dispersions which contain 70 parts by weight of polyurethane, 20 parts by weight of polyvinyl alcohol, 5 parts by weight of color pigments and, as the remainder, fillers and improvers for the handle as solids.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Leders aus einem mikrofaserhaltigen Vliesstoff. Erfindungsgemäss erfolgt die Herstellung dadurch, dass thermoplastische Mikrofasern mit einem Titer von 0,05 bis 1,0 dtex und heisswasserlösliche Fasern mit einem Titer von 4 bis 6 dtex in einem Gewichts-Verhältnis von 90:10 bis 30:70 zu einem Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 80 bis 1000 g/m2 verarbeitet und mit einer wässrigen Bindemittel-Dispersion einer viskoelastischen Substanz im Gewichts-Verhältnis 25:75 bis 75:25 von Vliesstoff zur viskoelastischen Substanz imprägniert werden, die Fixierung der viskoelastischen Substanz durch Vernetzung oder Vulkanisation erfolgt und anschliessend die heisswasserlösliche Faser aus dem Vliesstoff extrahiert wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Leders
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Leders aus einem mikrofaserhaltigen Vliesstoff.
Synthetische Leder auf Vliesstoffbasis sind heute faßt ausschließlich aus Mi- krofasern aufgebaut. Es hat sich gezeigt, daß homogene Mikrofasern als solche auf Karden nicht oder nur in wirtschaftlich nicht vertretbaren, extrem niedrigen Fertigungsgeschwindigkeiten verarbeitet werden können. Daher werden vorzugsweise Mehrkomponenten-Fasern wie Matrix-Fibrillen-Fasem bzw. In- seln-im-Meer-Fasem (island-in-sea type) oder solche mit anderer Verteilung der vorzugsweise Zweifaserkomponenten und mit einem Fasertiter verwendet, die sich ohne Geschwindigkeitseinbußen kardieren lassen. Die Querschnitte solcher Fasern weisen beispielsweise eine Orangenstruktur oder eine Kuchenbzw. Hohlkuchenstruktur auf. Solche Mehrkomponenten-Fasern (conjugate fi- bers, multiconstituent fibers) können aus mindestens zwei, vorzugsweise je- doch bis ca. 18 Segmenten bestehen. Die einzelnen Fasersegmente der üblicherweise zwei Polymeren wechseln einander ab, so daß nach jedem Segment sich Fasergrenzflächen, wie z.B. Polyethylenterephthalat/Polyamid 6 ausbilden. Die Trennung dieser Mehrkomponenten-Fasern zu isolierten, ultrafeinen Mikrofasern geschieht mit unterschiedlichen Methoden. Eine der beiden Faser- komponenten wird beispielsweise mit organischen Lösungsmitteln herausge-
BESTÄTIGÜNSKOPIE löst, so daß die andere in dem organischen Lösungsmittel unlösliche Faserkomponente als Mikrofaser zurückbleibt. Diese Methode ist aufwendig, wenig umweltverträglich und mit einem hohen Materialverlust sowie dem Anfall von polymerhaltigen Lösungsmittel verbunden, wobei die Aufarbeitung des ge- brauchten Lösungsmittels entweder durch Lösungsmittelrückgewinnung oder durch energetische Nutzung erfolgt.
Eine umweltfreundliche und heute bevorzugte Trennung der Bikomponentenfa- sern erfolgt durch die Splittung der Fasern mit Hilfe von Hochdruckwasserstrahlen. Die Bikomponenten-Splittfasern sind entweder aus chemisch stark unterschiedlichen Thermoplasten aufgebaut, die keine hohen Adhäsionskräfte zueinander an ihren Grenzflächen besitzen oder die bei chemisch ähnlichen Faserpolymeren wie beispielsweise Polyolefinen mit dehäsi- ven, d.h. die Haftungskräfte herabsetzenden Additiven versetzt sind. Aus dem Dokument JP 05078986 ist ein Syntheseleder mit weichem Griff bekannt, das zumindest auf einer Seite eine Vliesstoffschicht aus schmelzgeblasenem Po- lyethylenterephthalat-Mikrofasern mit einem Durchmesser von 0,1 bis 6,0 μm enthält. Die Weichheit wird dadurch erzielt, daß der Vliesstoff vor dem Imprägnieren mit Polyurethan aus organischen Lösungsmitteln wie Dimethylformamid mit einer Schlichte aus kaltwasserlöslichem Polyvinylalkohol überzogen wird. Nach der Imprägnierung und Koagulation der Polyurethan- Lösung mit Wasser (sogenannte Migrationsmethode) und den anschließenden Waschgängen zum Zwecke der Entfernung des organischen Lösungsmittels wird gleichzeitig der Polyvinylalkohol aus dem Vliesstoff wieder entfernt. Die Nachbehandlung des erhaltenen Syntheseleders erfolgt in bekannter Weise durch Anschleifen, Färben und Bürsten. Dokument US-A 4390566 beschreibt die Herstellung eines Syntheseleders, bei dem u.a. Splitt-Mikrofasem eingesetzt werden. Der Mikrofaservliesstoff wird vor der Bindemittelapplikation mit einer als temporären Füllstoff bezeichneten, wasserlöslichen Schlichtelösung imprägniert, die nach dem Verfestigen der Bindemittelapplikation wieder ausgewaschen wird. Als temporäre wasserlösliche Füllstoffe werden Polyvinylalkohol (PVA), Poly-ε-caprolacton, Carboxymethylcellulose (CMC) oder Stärke eingesetzt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung eines sehr weichen, in seinen Eigenschaften verbesserten Syntheseleders gestattet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Herstellung kostengünstiger und umweltfreundlicher zu gestalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem thermoplastische Mikrofasern mit einem Titer von 0,05 bis 1 ,0 dtex und heißwasserlösliche Fasern mit einem Titer von 4 bis 6 dtex in einem Gewichts- Verhältnis von 90:10 bis 30:70 zu einem Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 80 bis 1000 g/m2 verarbeitet werden und eine wäßrige Polymer-Dispersion einer viskoelastischen Substanz im Gewichts-Verhältnis 25:75 bis 75:25 von Vliesstoff zur viskoelastischen Substanz appliziert und verfestigt wird, wobei anschließend eine Extraktion der heißwasserlöslichen Fasern erfolgt.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren eines, bei dem der Titer der thermoplastischen Mikrofasern 0,1 bis 0,3 dtex, das Gewichts-Verhältnis der Mikrofasern zu den heißwasserlöslichen Fasern 70:30 bis 50:50 Gew.-%, das Flächengewicht des Vliesstoffes 100 bis 500 g/m2 und das Verhältnis des Vliesstoffes zur viskoelastischen Substanz vor der Entfernung der heißwasserlöslichen Fasern 35:65 bis 65:35 Gew.-% beträgt.
Besonders bevorzugt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß die thermoplastischen Fasern Splittfasern sind.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die Splittfasern aus Polyethylenterephthalat/Polyamid 6, Polyethylenterephthalat/Polyamid 6.6, Polyethylenterephthalat/Polypropylen oder Polyethylenterephthalat/Polyethylen bestehen.
Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren heißwasserlösliche Fasern aus Polyvinylalkohol, Poly-ε-caprolacton, Carboxymethylcellulose oder Stärke verwendet.
Die Verfestigung und Splittung des Faservlieses erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Hochdruckwasserstrahlen erfolgt.
Weiterhin ist bevorzugt, daß als Bindemittel eine wäßrige Polymer-Dispersion von Polyurethan, Nitril-Butadien-Kautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet wird.
Vorzugsweise ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß den thermoplastischen Fasern Füllstoffe wie Pigmente, Hydrophobierungs-, Hydrophilierungsmittel, Mittel zur Verminderung der Benetzbarkeit mit Alkoholen, Fetten und Ölen, Antistatika und/oder antimikrobiellen Wirkstoffen zugesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß eine Nachbehandlung durch Buffen, Schleifen oder Schmiergeln erfolgt.
Besonders bevorzugt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß das Herauslösen der heißwasserlöslichen Fasern gleichzeitig mit einer Ausziehfärbung insbesondere in Autoklaven vorgenommen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur einfach, d.h. es kommt mit weniger Verfahrensschritten aus, sondern es gestattet gleichzeitig eine kostengünstigere und umweltfreundlichere Herstellung des Syntheseleders. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf den Einsatz von organischen Lösungsmitteln zum Freisetzen der Mikrofasern als auch zum Aufbringen der Bindemittelkoagulation verzichtet werden.
Die erfindungsgemäße Herstellung eines synthetischen Leders erfolgt in der Weise, daß aus Endlosfasern, Stapelfaser oder Kurzschnittfasern mit Hilfe der bekannten Faser-Legetechniken ein Faserblatt hergestellt wird. Dieses Faserblatt besteht aus mindestens zwei Faserkomponenten, wobei es sich zumindest bei einer der Faserkomponenten um eine mit Hochdruckwasser- strahlen splittbare Bikomponentenfaser handelt. Solche Splittfasern bestehen aus mindestens zwei thermoplastischen Polymerkomponenten, P1 und P2, die in abwechselnder Reihenfolge segmentförmig um die Faserachse angeordnet sind. Dabei sind sowohl zentrische als auch exzentrische Faserachsenanordnungen möglich. Die Anzahl der Segmente liegt zwischen 2 und 30, vorzugs- weise jedoch zwischen 4 und 24. Der Gesamttiter dieser sogenannten Pie-Fa- ser liegt zwischen 0,8 und 5,0, vorzugsweise zwischen 1 ,0 und 3,3 dtex. Erfindungsgemäß sind auch andere geometrische Anordnungen der Faserpolymere P1 und P2 möglich unter der Voraussetzung, daß die Fasern unter starken mechanischen oder hydrodynamischen Kräften, wie z.B. einer Hochdruckwasserstrahl-Behandlung zumindest zu 80% in Mikrofasern aufgespalten werden. Als Polymerpaare P1 und P2 werden vorzugsweise solche eingesetzt, deren gemeinsame Grenzfläche keine hohen Adhäsionskräfte aufeinander ausüben. Bekannte P1/P2-Paare sind beispielsweise Po- lyethylenterephthalat/Polyamid 6, Polyethylenterephthalat/Polyamid 6.6, Polyethylenterephthalat/Polypropylen und Polyethylenterephthalat/Polyethylen. Chemisch eng verwandte P1/P2-Paare wie beispielsweise Polypropylen und Polyethylen bzw. deren Copolymere, werden bekanntermaßen an ihren Grenzflächen mit Trennmittelπ versehen, die die Splittbarkeit gewährleisten. Als Polymerkomponente P1 und/oder P2 können auch mit Metallocen- katalysierte Polyolefine eingesetzt werden. Die Faserpolymerkomponenten P1 und P2 können spinngefärbt, weiß-pigmentiert oder mit Agentien versehen sein, die den Faserpoiymerkomponenten hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften oder eine verminderte Benetzbarkeit mit Alkohol, sonstigen organischen Flüssigkeiten, Fetten oder Ölen verleihen. Weiterhin können die Faserpoiymerkomponenten mit Antistatika oder antimikrobiellen Wirkstoffen versetzt sein.
Erfindungsgemäß wird neben der Splittfasem zumindest noch eine zweite Faserkomponente eingesetzt, die entweder anteilig oder zu 100% aus einem heißwasserlöslichen Polymeren besteht, wobei der heißwasserlösiiche Anteil im Vliesstoff 10 bis 70 Gew.-% beträgt. Im Sinne der Erfindung wird unter Heißwasserlöslichkeit der Faser eine Löslichkeit in Wasser unter den Bedingungen der Hochdruckwasserstrahl-Behandlung von unter 5% und eine Löslichkeit von mindestens 95% in Wasser mit einer Temperatur von ca. 98°C bzw. in Druckbehältern bei Temperaturen über 100°C verstanden. Heißwasserlösiiche Fasern im Sinne der Erfindung sind also auch solche Fasern, die erst unter Druckbehandlung in einem Autoklaven in Lösung gehen bzw. soweit angequollen werden, daß sie unter diesen Bedingungen durch einen Waschvorgang zumindest zu 95% aus dem Vliesstoff entfernt werden. Bevorzugte heißwasserlösiiche Fasern sind solche aus Polyvinylalkohol oder Poly-ε-caprolacton.
Der Vliesstoff kann neben den splittbaren- und heißwasserlöslichen Fasern noch weitere Fasern enthalten, jedoch sind Vliesstoffe aus den genannten beiden Fasertypen bevorzugt. Das Gewichts-Verhältnis von Splittfaser und heißwasserlöslicher Faser beträgt 90:10 bis 30:70, vorzugsweise 70:30 bis 50:50.
Die heißwasserlösiiche Faser kann in schwachvernetzter Form vorliegen. Als heißwasserlösiiche Fasern können auch Fasern eingesetzt werden, die nur ein Überzug aus einem heißwasserlöslichen Polymer besitzen, d.h. die eine Kern- Mantel-Struktur aufweisen. Weiterhin sind Fasern mit einer side-by-side Struktur geeignet, die aus unterschiedlichen Polymeren bestehen, von denen nur eine heißwasserlöslich ist. Die Splittfaser besitzt erfindungsgemäß keinen heißwasserlöslichen Überzug. Die Einbringung der heißwasserlöslichen Fasern erfolgt statistisch entsprechend ihres Anteils z.B. durch Kardieren bzw. dem Airlaid-Verfahren oder der Ablegung auf einem Schrägsieb entsprechend der Fourdrinier-Methode. Im Falle von Splittfaser-Endlosfilamenten werden heißwasserlöslichen Fasern mit Hilfe eines Luftstroms seitlich in die aus der Spinndüsen austretenden und durch einen gerichteten Luftstrom abgeschreckten sowie verstreckten Endlosfilamente vor deren Ablage auf ein Siebband eingeblasen werden oder die Zugabe erfolgt aus einem separatem Spinnbalken. Die eingesetzten Splittfasern und heißwasserlöslichen Fasern besitzen vorzugsweise eine gekräuselte Struktur. Die zu einem Vliesstoff-Blatt abgelegten Fasern werden auf ein Entwässerungssieb überführt und einer Hochdruckwasserstrahl-Behandlung unterzogen. In einer ersten Stufe wird dabei mit niedrigem Wasserstrahldruck lediglich eine Verschlingung der Fasern zu einem hochreißfestem Vliesstoff bewirkt. Mit einem oder mehreren Hochdruckwasserstrahl-Balken erfolgt anschließend die Splittung der Splittfaser zu Mikrofasern mit Titern zwischen 0,05 und 1 ,0 dtex, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 dtex. Die Feinheit der freigesetzten Mikrofasern kann durch den Titer der Splittfaser im ungesplitteten Zustand und die Anzahl der Segmente eingestellt werden. Zur Verhinderung von Wasserstrahlgassen in dem Vliesstoff werden zumindest die letzten Wasserstrahl balken in eine oszillierende Bewegung senkrecht zur Maschinenförderrichtung versetzt. Weiterhin können zur Verhinderung der Gassenbildung dichtere Siebe eingesetzt werden, die eine Reflektion und Streuung der auftretenden Wasserstrahlen bewirken und dadurch eine Verwischung der Wasserstrahlgassen zur Folge haben. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Vliesstoffe mit einem Flächengewicht von 80 bis 1000 g/m2 vorzugsweise 100 bis 500 g/m2 erzeugt. Vorzugsweise wird das Vlies vor der hydrodynamischen Behandlung mechanisch zusätzlich vernadelt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird so geführt, daß nach der Splittung zu Mikrofasern max. 3 bis 5 Gew.-% der heißwasserlöslichen Fasern durch den Wasserstrahlvernadelungs- und Splittprozeß aus dem Vliesstoff herausgelöst werden. Der erhaltene verfestigte Vliesstoff wird getrocknet und in an sich bekannter Weise durch die Trocken-in-Naß-Auftragsmethode mit einer wäßrigen Bindemitteldispersion imprägniert. Der Auftrag kann durch Streichen, Pflatschen von einer Seite, oder durch Vollbadimprägnierung im Foulard erfolgen. Ein einseitiger Auftrag der Bindemitteldispersion kann durch Anlegen eines Vakuums auf der gegenüberliegenden Seite des Vliesstoffes gefördert werden. Der Bindemittel-Auftrag erfolgt im Verhältnis zum vorgefertigten Faservlies, d.h. vor dem Herauslösen der heißwasserlöslichen Fasern im Verhältnis von 25:75 bis 75:25 Gew.-%, vorzugsweise 35:65 bis 65:35 Gew.-%. Als Bindemittel werden selbstvernetzende, reaktive Gruppen im Polymeren tragende oder mit Vernetzern versetzte Polymere eingesetzt. Bei der Wahl der Polymerendispersionen bzw. der Vernetzer, muß dafür Sorge getragen werden, daß die reaktiven Gruppen in den heißwasserlöslichen Fasern entweder unvemetzt bleiben bzw. daß der Vernetzungsgrad so niedrig gehalten wird, daß die Wasserlöslichkeit zur Entfernung des erfindungsgemäßen Anteils erhalten bleibt. Als Bindemittel im Sinne der Erfindung werden Polymerdispersionen aus Polyurethan, Nitril-Butadien-Kautschuk und/oder Styrol-Butadien-Kautschuk eingesetzt. Keine Bindemittel im Sinne der Erfindung sind solche, die beim Buffen oder Schleifen mit Sandpapier oder auf keramischen Walzen schmieren. Dem Bindemittel können bekannte Stoffe, wie anorganische Weißpigmente, Farbpigmente, Griffmittelverbesserer, wie z.B. Silikone, Cellulosestaub, optische Aufheller, Antistatika, Bakteriostatika, zugesetzt werden. Nach der Bindemittel-Applikation wird der Vliesstoff getrocknet, wobei gegebenenfalls vorher eine Thermokoagulation und Vernetzung bzw. Vulkanisation erfolgt. Das erhaltene Syntheseleder wird vorteilhafterweise anschließend gebufft und vorgeschliffen. Die Entfernung der heißwasserlöslichen Fasern erfolgt entweder drucklos unter Kochwäsche- Bedingungen oder in einem Autoklaven bei Flottentemperaturen über 100°C. Dadurch wird die heißwasserlösiiche Faser aus dem Mikrofaservliesstoff entfernt. Vorzugsweise kann das Herauslösen der heißwasserlöslich Faser auch mit einer Ausziehfärbung kombiniert werden, sofern ohnehin hohe Färbetemperaturen insbesondere in Autoklaven eingesetzt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden extrem weiche, kernige Syntheseleder mit einer hervorragenden Haptik erhalten. Zur Verbesserung des Mikrofaser- Velours erfolgen vorzugsweise weitere Nachbehandlungsschritte, wie die Ausrüstung zur Griffverbesserung bzw. das Feinschleifen der Oberflächen.
Beispiel
Aus 80 Gewichtsteilen einer Polyester-Polyamidsplittfaser mit einem Titer von 2,2 dtex und einer Faserlänge von 51 mm sowie 20 Gewichtsteilen einer Polyvinylalkoholfaser mit einem Titer von 1 ,4 dtex und einer Faserlänge von 38 mm wird ein Faserflor hergestellt und dieser durch intensive Vernadelung verfestigt. Der so erhaltene Vliesstoff wird einer Hochdruckwasserstrahl- Behandlung unterzogen, bei der ca. 90 % der Polyester-Polyamidfasern in Mikrofasern aufgespalten werden. Anschließend wird der Vliesstoff mit einem Bindemittel imprägniert, wobei dieses sich aus wässrigen Dispersionen zusammensetzt, die 70 Gewichtsteile Polyurethan, 20 Gewichtsteile Polyvinylalkohol, 5 Gewichtsteile Farbpigmente sowie als Rest Füllstoffe und Griffmittelverbesserer als Feststoffanteile enthalten. Nach der Trocknung des imprägnierten Vliesstoffes werden die Polyvinylalkoholfasern durch eine Koch- Wasch-Behandlung zu mehr als 95 Gewichtsprozent aus dem Vliesstoff entfernt. Das erhaltene synthetische Leder weist einen sehr runden Griff auf und kann durch Nachschleifen zu einem Material mit einer Nubukoptik verarbeitet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Leders aus einem mikrofa- serhaltigen Vliesstoff, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastische Mikrofasern mit einem Titer von 0,05 bis 1 ,0 dtex und heißwasserlösiiche Fasern mit einem Titer von 4 bis 6 dtex in einem Gewichts-Verhältnis von 90:10 bis 30:70 zu einem Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 80 bis 1000 g/m2 verarbeitet werden und eine wäßrige Polymer-Dispersion einer viskoelastischen Substanz im Gewichts-Verhältnis 25:75 bis 75:25 von
Vliesstoff zur viskoelastischen Substanz appliziert und verfestigt wird, wobei anschließend eine Extraktion der heißwasserlöslichen Fasern erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Titer der thermoplastischen Mikrofasern 0,1 bis 0,3 dtex, das Gewichts-Verhältnis der Mikrofasern zu den heißwasserlöslichen Fasern 70:30 bis 50:50 Gew.-%, das Flächengewicht des Vliesstoffes 100 bis 500 g/m2 und das Verhältnis des Vliesstoffes zur viskoelastischen Substanz vor der Entfernung der heißwasserlöslichen Fasern 35:65 bis 65:35 Gew.-% beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Fasern Splittfasern sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Splittfasern aus Polyethylenterephthalat/Polyamid 6, Polyethylenterephtha- lat/Polyamid 6.6, Polyethyienterephthalat/Polypropylen oder Polyethy- lenterephthalat/Polyethylen bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß heißwasserlösiiche Fasern aus Polyvinylalkohol, Poly-ε-caprolacton, Carboxymethylcellulose oder Stärke verwendet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung und Splittung des Faservlieses mit Hilfe von Hochdruckwasserstrahlen erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine wäßrige Polymer-Dispersion von Polyurethan,
Nit l-Butadien-Kautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch .3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß den thermoplastischen Fasern Füllstoffe wie Pigmente, Hydrophobierungs-,
Hydrophilierungsmittel, Mittel zur Verminderung der Benetzbarkeit mit Alkoholen, Fetten und Ölen, Antistatika und/oder antimikrobiellen Wirkstoffen zugesetzt werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachbehandlung durch Buffen, Schleifen oder Schmiergeln erfolgt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Herauslösen der heißwasserlöslichen Fasern gleichzeitig mit einer Ausziehfärbung insbesondere in Autoklaven vorgenommen wird.
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