NO129304B - - Google Patents

Description

med glatt overflate, sliper man de med bindemiddel impregnerte fiberflor og deretter forsyner dem med et dekksjikt.

Fra US-patent nr. 3.^83.015 svarende til belgisk patent

nr. 675.9^0 er det kjent en fremgangsmåte til fremstilling av et naturlignende kunstlær ved impregnering av ikke vevede fibermatter med oppløsning av polyuretanelastomere. Impregnerings- resp. belegningsmidlene er polyuretanoppløsningér, hvortil det settes en "koagulasjonsregulator". Koagulasjonsregulatorene må tilsettes polymeroppløsningen for grunnsjiktet og polymeroppløsningen for dekksjiktet må velges således at de to sjikt kan koaguleres i en eneste behandlingsfase. Ifølge disse patenter dreier det seg ikke om å anvende samme polyuretanoppløsningér, som bare adskiller seg ved polymerkonsentrasjonen, men om helt andre oppløsninger, dvs. oppløsninger som riktignok inneholder samme polyuretan, dessuten imidlertid helt andre tilsetninger.

Fra britisk patent er det kjent impregnering av non-wovens flere ganger i en kontinuerlig prosess med større oppløs-ningskonsentrasjbn i den siste impregneringsprosess og hvor oppløs-ningen består av polyuretan. I henhold til oppfinnelsen betegnes banens to overflater uttrykkelig som over- og underside. Dette viser også at under fremgangsmåten løper banen i det vesentlige vannrett. Ved arbeidsmåten ifølge overnevnte britiske patent finnes det verken av fremgangsmåteteknisk henseende eller i slutt-produktet en øvre resp. nedre overflate. Ifølge dette patent fore-

tas belegningen på en loddrett løpende bane., Bare det "friske" fiberflor er i stand til uavhengig av sin stilling under belegningen forholdsvis hurtig å oppta belegningsmidler fordi det suger meget godt. Med en loddrett løpende bane må det fryktes at den annen og hver følgende bindemiddeloppløsning ikke resp. ikke trenger inn fort nok, men renner delvis av på florets overflate.

Skjønt de ved disse kjente metoder fremstilte kunstlær tildels har meget gode egenskaper, skiller de seg ved deres struktur ennå betydelig fra naturlig lær. Naturlig lær oppviser som kjent en meget fortettet overflate (narvside) og en mindre tett, mer fiberaktig underside (kjøttside), en struktur som hittil ikke kunne etter-lignes ved kunstlær. Dekksjiktet kan ikke uten videre sammenlignes med narvsiden i kunstlær, da visse av dens viktigste egenskaper,

såsom forlengelse,-tetthet, komprimerbarhet er nesten motsatt til egenskaper av naturlig lær. Også andre særlig verdifulle egenskaper

av naturlig lær, såsom bøyningsoppførsel, det myke grep av baksiden og fraværet av den såkalte appelsinskall-effekt har sin grunn i strukturen av naturlig lær og man forsøker å fremstille kunstlær som i det.' henseende mest mulig ligner naturlig lær. Forsøk for å oppnå en overflate som ligner narvsiden av naturlig lær ved å kom-binere fiber-grunnsjiktet med en med sjikt forsynt vevnad, var mislykkede.

Oppfinnelsen har som formål å fremstille kunstlær med

en struktur som svarer sterkt til strukturen'av naturlig lær.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av et naturlærlignende kunstlær ved å gå ut fra fibermatter, som i rekkefølge impregneres med oppløsninger av elastomerpolymere av forskjellig konsentrasjon og deretter føres gjennom et utfellingsbad, vaskes og tørkes, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at man på over- og eventuelt undersiden av den vannrett fremadbevegede fibermatte i rekkefølge påfører minst tre oppløsninger (A, B, C og eventuelt D), som inneholder samme polyuretan i fra A til B til C

og eventuelt til D økende konsentrasjon idet avstanden mellom de enkelte oppløsningers påføringssteder velges således at før påføring av enhver følgende oppløsning er den foran påførte oppløsning trengt inn i matten og at koagulasjonen foregår etter at også den sist på-førte oppløsning er trengt inn resp. omtrent trengt inn i fibermatten.

Fortrinnsvis gjennomføres fremgangsmåten således at

man på fibermattens underside ved hjelp av en strykevalse påfører en oppløsning-( A) av et polyuretan og samtidig eller deretter på oversiden av fibermattene i rekkefølge påfører oppløsninger (B og C og eventuelt D) av samme polyuretan, idet oppløsningen (A) har en mindre polyuretankonsentrasjon enn den på oversiden påførte oppløs-ning (B).

Som utgangsmateriale kan anvendes fibermatter som fortrinnsvis minst delvis består av syntetiske fibre og har en tetthet av 0,08 til 0,30 g/cm-<5>, fortrinnsvis 0,12 til 0,20 g/cm<5>. Disse matter kan fremstilles ved karding eller ved slemmingsprosessen på

en papirmaskin og kan fortettes på kjent måte ved hjelp av nåler og/eller ved varmebehandling.

Konsentrasjonen av elastomeroppløsninger skal ligge i området av 8 til 35 vekt#, fortrinnsvis mellom 12 og 30 vekt#. Kon-sentrasjoner av de enkelte etter hverandre påførte oppløsninger skal velges således i samsvar med tettheten av fibermatten at det ferdige produkt oppviser en størst mulig tetthetsforskjell mellom over- og undersiden. Man kan vanligvis gå ut fra den kjensgjerning at kon-sentrasjonsforskjellen av de etter hverandre påførte elastomeropp-løsninger virker ved mindre tette fibermatter sterkere i retning av en større tetthetsforskjell i ferdigproduktet enn ved matter med høyere tetthet. På den annen side skal mari ved fibermatter med lavere tetthet anvende forholdsvis mer konsentrerte oppløsninger.

Por å fremstille kunstlær med en høyest mulig tetthet

på oversiden, altså med en struktur som mest mulig svarer til naturlig lær, kan man fortrinnsvis i tillegg bevirke en fortetting av fibermatten under koaguleringen av elastome;ren. Herved kan man ar-beide på en slik måte at man etter begynnelsen av koaguleringen av det elastomere bindemiddel komprimerer, den impregnerte fibermatte i vannbad mellom løpende valser. Denne forholdsregel kan også utføres i flere trinn, eventuelt således at man leder matten etter nverandre mellom flere valsepar med minskende avstand. På denne måte kan tettheten av oversiden av det ferdige kunstlær økes eksempelvis med 30 til 60% sammenlignet med et ikke komprimert produkt.

Som impregneringsmiddel anvendes særlig polyuretanopp-løsningér i dimetylformamid eller lignende hertil kjente oppløsnings-midler. Por å forbedre grepet og smidigheten av kunstlæret kan man til elastomeroppløsningen (A) tilsette 5 til 30 vekt$ parafin- eller silikonolje (beregnet på elastomeren). Den eller de på oversiden påførte elastomeroppløsninger kan inneholde inntil 35 vekt? polyvinylklorid eller polyvinylklorid-kopolymerisater, beregnet på det samlede polymerinnhold. Herved forbedres varmefikserbarheten av materialet, hvilket har særlig betydning ved forarbeidelsen av kunstlær i skoindustrien.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres på enkel måte og uten særlig kompliserte apparater. For å gjennomføre den foretrukkede fremgangsmåte kan man f.eks. velge en anordning som er skjematisk vist på fig. 1. Fibermatten 1 blir tilført ved hjelp av et valsepar 2 og først ledet over en påstrykningsvalse 3 som løper i et kar 4 som inneholder en polyuretanoppløsning (A). Mot overflaten av valsen, kort foran berørings stedet med fibermatten, er rettet en avstrykerkniv 5 hvis avstand fra valseoverflaten svarer f.eks. til en tredjedel eller fjerdedel av fibermattens tykkelse,

slik at den på valseoverflaten forblivende og på fibermatten over-førte polyuretanmengde omtrent svarer til denne sjikttykkelse. Poly-

uretanoppløsningen trenger fra'undersiden inn i fibermatten og blir opptatt forholdsvis hurtig av matten. Over valsen 3 er anordnet en avstrykningskniv 6 ved hjelp av hvilken tilføres elastomeroppløs-ningen. (B). For å oppnå den ønskede sjikttykkelse innstilles spaltebredden mellom avstrykningskniven og floroverflaten til ca. en fjerdedel eller en tredjedel av tykkelsen av fibermatten. Da elasto-meroppløsningen, avhengig av viskositeten, trenger hurtigere eller langsommere inn i floret, da altså den til impregnering brukte binde-middelmengde ikke alene er avhengig av spaltestørrelsen mellom av-strykningskniven og floroverflaten, anbefales å konstatere ved hjelp av noen få prøveinnstillinger den ønskede spaltebredde. Bak dette påføringssted av oppløsningen (B) føres nå fiberfloret så lenge fritt, inntil det påførte sjikt har trengt inn i floret. Dette sted er lett å kjenne da overflaten av matten er her fiberaktig og nesten tørr. Påføring av elastomeroppløsningen (C) skjer likeledes ved hjelp av en avstrykningskniv 7 som er anordnet over valsen 8. Også her tilpasses spaltebredden mellom avstrykningskniven og floroverflaten, som forklart ovenfor, den på fibermatten overførte impregneringsmiddel-sjikttykkelse. Så snart også dette sjikt har trengt inn i floret, fører man fibermatten mellom et valsepar 9 som utøver et lett trykk på floret for å gjøre impregneringen jevnere uten å presse ut elastomeroppløsningen. I tilslutning dertil påføres opp-løsningen (D) ved hjelp av en avstrykningskniv 11 som er anordnet over en valse 10. Til slutt ledes det nå fullstendig med elastomer-oppløsningen gjennomtrengte flor gjennom et vannbad 12 i hvilket skjer koaguleringen av polymerisatet. Den videre behandling fore-tas på kjent måte i ikke viste, etterkoplede innretninger, idet man først vasker ut oppløsningsmidlet og deretter tørker produktet. Etterpå kan det impregnerte fiberflor slipes og forsynes med et polyuretan-dekksjikt. Det er imidlertid også mulig, særlig hvis man ikke lot det til slutt påførte polyuretansjikt trenge fullstendig inn før koaguleringen, å utsette materialet før tørkingen direkte for de vanlige lærbearbeidelses-behandlinger.

Det er selvsagt at den på fig. 1 viste fremgangsmåte kan modifiseres innenfor de i henhold til oppfinnelsen brukte betingelser. Så kan f.eks. mer eller mindre enn tre elastomeroppløs-ninger etter hverandre påføres på fibermatten. En forutsetning er imidlertid at konsentrasjonen av oppløsninger stiger i den rekkefølge i hvilken de påføres. Videre kan fremgangsmåten forandres således i forhold til den på figuren viste arbeidsmåte at alle oppløsninger på-føres på florets overside eller at påføringen av oppløsningen (B) ikke skjer i samme høyde som påføringen av oppløsningen (A), men er forskjøvet i forhold til sistnevnte i mattens bevegelsesretning. I dette tilfelle anordnes bak valsen 3 et ytterligere av avstrykningskniven og føringsvalsen bestående aggregat. Ennvidere er anordningen av et valsepar 9 mellom påføringsstedet for oppløsningen (C) og (D) ikke absolutt nødvendig. På den annen side kan slike valsepar som bevirker at impregneringen blir jevnere, og;så anordnes mellom på-føringsstedene for de forskjellige oppløsninger.

De prosesser som finner sted ved den i flere trinn ut-førte impregnering er skjematisk vist på fig. 2. Figuren viser i stor forstørrelse fibermatten 13 på hvis underside ved hjelp av en valse 14 er påført polymeroppløsningen (A). Ved hjelp av en ikke vist kniv avstrykes impregneringsmiddelsjiktet på valsen til en tykkelse som svarer her til omtrent en tredjedel av fibermattens tykkelse. På grunn av den forholdsvis lave viskositet av oppløs-ningen trenger denne i forholdsvis kort tid inn i det fremoverbeveg-ede flor og fordeler seg i det med 15 betegnede område av fiberfloret. I høyden av akselen av valsen lk påføres ved hjelp av en avstrykningskniv den mer konsentrerte oppløsning (B) som på grunn av sin høyere viskositet trenger litt langsommere inn i floret og fordeler seg i sjiktet 16 i fibermatten. Når man på overflaten av floret ikke lengre kan oppdage noe impregneringsmiddel - overflaten synes da nesten tørr - påføres ved 17 oppløsningen (C) hvis fordeling er karakterisert ved området 18. På gruøn av den ennå høyere viskositet av denne oppløsning og av bindemidlet som allerede er tilstede i floret, skjer inntrengningen av oppløsningen (C) ennå langsommere. Det er selvsagt at grensene av impregneringsmiddel-sjikt 15, 16 og 18 ikke er skarpe, men utviskede. Totalt sett forårsaker imidlertid nettopp den flytende overgang mellom de forskjellige bindemiddelsjikt i fiberfloret en fra under- til oversiden kontinuerlig stigende materialtetthet i det ferdige kunstlær.

Anvendelse av elastomeroppløsninger med forskjellig konsentrasjon på den ene side, og påføringen av disse oppløsninger trinnvis i etter hverandre følgende arbeids trinn på den annen side, sikrer dannelsen av en hittil ikke oppnådd naturlær-lignende struktur med en finpret, tett narvside (overside) og en mykere fiberaktig kjøttside (underside). Denne struktur kan lett erkjennes hvis man spalter kunstlæret. Spaltene viser dessuten en fra oversiden mot undersiden av kunstlæret avtagende fasthet og tiltagende porestørrelse.

Fremgangsmåten beskrives ved hjelp av følgende eksempler. Eksempel 1.

På en papirmaskin fremstilles fra en dispersjon av poly-amid- og regeneratcellulosefibre (forhold 80:20) et flor som blir tettet ved hjelp av en kortvarig opphetningsbehandling. Den tørkede fibermatte har en kvadratmetervekt av 310 g, en tetthet av 0,13 g/cm<5> og en tykkelse av 2,4 mm.

Til impregnering av floret anvendes følgende elastomer-oppløsninger:

Oppløsning A: 14,0 vekt? polyuretan,

78,0 vekt/5 dimetylformamid,

2,0. vekt? silikonolje,

6,0 vekt/S vann,

Oppløsning B: 16,5 vekt? polyuretan,

77»5 vekt? dimetylformamid,

6,0 vekt? vann,

Oppløsning C: 20,0 vekt? polyuretan,

7,0 vekt? kopolymerisat av vinylklorid og maleinsyreanhydrid,

70,0 vekt? dimetylformamid,

3,0 vekt? vann.

(Det anvendte polyuretan i alle oppløsninger er et omsetningsprodukt av polybutylenadipat med middels molekylvekt av ca. 1000, difenylmetan-4,4'-diisocyanat og butandio.l i et molforhold av l:3jl:2,l. Silikonoljen er et fenylmetylpolysiloksan med en viskositet av 500 cSt ved 25°C).

Oppløsningene blir opphetet til 45°C og avgasset. Fiberfloret tilføres med en hastighet av 1 m/min. til en avstrykningsvalse. Valsen løper i et kar som er fylt med oppløsningen (A). Kort foran berøringsstedet mellom valsen og undersiden av floret er anordnet i en avstand fra valseoverflaten en kniv som avstryker opp-løsningen til en sjikttykkelse av 0,5 mm. Den på undersiden av floret overførte impregneringsmiddeloppløsning utgjør ca. 0,5 kg pr. kvadratmeter flor. Ved hjelp av en i høyden av valseakselen over floret anordnet avstrykningskniv påføres samtidig oppløsningen (B). Spalten mellom avstrykningskniven og oversiden av floret er 0,6 mm. Det blir påført 0,77 kg av oppløsningen (B) pr. kvadratmeter flor-

matte.

Bak avstrykningsvalsen løper florbanen fritt langs en strekning av 0,6 m og føres deretter mellom et valsepar. Før florbanen løper inn i valseparet har oppløsningen (B) fullstendig trengt inn i fibermatten og matten ser ut fiberaktig og nesten tørr. Valsene drives med en omkretshastighet av 1 m/min. og de danner en spalte av 2,1 m, slik at impregneringsmidlet ikke kan presses ut.

0,5 m bak valseparet føres florbanen til en videre avstrykningsvalse. Den andre avstrykningskniv er anordnet i en avstand av 0,7 mm fra floroverflaten og den overfører 0,8 kg oppløsning (C) på 1 m av fibermatte.

I en avstand av 2 m bak avstrykningsvalsen trer floret inn i et vannbad med 40°C, i hvilket polymerisatene koaguleres og oppløsningsmidlet utvaskes. Det tørkes deretter. Det ferdige kunstlær har en kvadratmetervekt av 715 g.

For å bestemme tettheten spaltes floret i tre like sjikt hvert med 0,64 mm tykkelse. Fra undersiden til oversiden ble funnet tetthetsverdier av 0,29, 0,34 og 0,48 g/cm<5>.

Hvis man fører den ferdige impregnerte fibermatte ca.

80 sek. etter neddypping i koaguleringsbadet - koaguleringen av bindemidlet har her allerede begynt - etter hverandre mellom seks i en avstand av ca. 40 cm fra hverandre anordnede valsepar som utøver en kraft av 9 kp pr. cm på floret, erholder man etter tørking av kunstlær med en kvadratmetervekt av 705 g. De ved spalting er-holdte tre sjikt, hvert med 0,41 mm tykkelse, har tetthetsverdier av 0,45, 0,52 og 0,73 g/cm<3>.

Eksempel 2.

Man gjentar den i eksempel 1 beskrevne fremgangsmåte under anvendelse av et fiberflor med den nevnte s-ammensetning som har en tetthet av 0,13 g/cm<5>. De etter hverandre brukte polymeroppløs-ninger har følgende sammensetning:

Oppløsning A: 16,0 vekt? polyuretan,

2,0 vekt? parafinolje,

6,0 vekt? vann,

76,0 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning B: 18,0 vekt? polyuretan,

6,0 vekt? vann,

76,0 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning C: 20,0 vekt? polyuretan,

5,0 vekt? vinylklorid-kopolymerisat,

4,0 vekt? vann,

71,0 vekt? dimetylformamid.

(Polyuretanét ble fremstilt ved omsetning av polybutylenadipat (molekylvekt ca. 1000), difenylmetan-4,4'-diisocyanat og butandiol i et forhold av 1:2:1).

Etter påføringen av oppløsninger i samsvar med eksempel

1 føres det impregnerte flor uten anvendelse av trykk under koagulasjonen gjennom et vannbad. Kunstlæret har en kvadratmetervekt av 775 g og en tykkelse av 1,29 mm. Tettheten av de tre spalter med 0,43 mm tykkelse var, regnet i retning oventil, 0,52, 0,60 og 0,68 g/cm<3>.

Eksempel 3»

Ved å gå ut av et fiberflor med en tykkelse av 2,95 mm og en tetthet av 0,14 g/cm<3> fremstiller man et kunstlær ved impregnering i samsvar med eksempel 1, idet de etter hverandre påførte opp-løsninger har følgende sammensetning:

Oppløsning A: 14,0 vekt? polyuretan,

2,0 vekt? parafinolje,

6,0 vekt? vann,

78,0 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning B: 16,5 vekt? polyuretan,

6,0 vekt? vann,

77>5 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning C: 20,0 vekt? polyuretan,

5,0 vekt? vinylklorid-kopolymerisat,

4,0 vekt? vann,

71,0 vekt? dimetylformamid.

(Polyuretanét ble fremstilt ved omsetning av polybutylen-adipat (molekylvekt ca. 1000), difenylmetan-4,4'-diisocyanat og butandiol i et forhold av 1:2,5:1,5).

Koaguleringsbehandlingen skjer uten anvendelse av trykk. Kunstlæret har en kvadratmetervekt av 778 g og en tykkelse av 1,73 mm. De tre spalter, hver med 0,58 mm tykkelse, har tettheten av 0,33, 0,46 og 0,56 g/cm3.

Eksempel 4.

Et fiberflor med en tetthet av 0,145 g/cm<3> og en tykkelse av 2,81 mm blir impregnert i samsvar med eksempel 1 med oppløs-

ninger med følgende sammensetning:

Oppløsning A: 12,0 vekt? polyuretan,

2,0 vekt? parafinolje,

6,0 vekt? vann,

80,0 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning B: 16,0 vekt? polyuretan,

6,0 vekt? vann,

78,0 vekt? dimetylformamid,

Oppløsning C: 20,0 vekt? polyuretan,

7,0 vekt? vinylklorid-kopolymerisat,

3,0 vekt? vann,

70,0 vekt? dimetylformamid.

(Polyuretanét ble fremstilt ved omsetning av polybutylenadipat (molekylvekt ca. 1000), difenylmetan-4,4'-diisocyanat og butandiol i et forhold av 1:2,25:1,25).

Etter behandling av den impregnerte fibermatte for koa-gulering av polymerisater uten anvendelse av trykk ble i det ferdige kunstlær målt følgende verdier: kvadratmetervekt 885 g, tykkelse 2,40 mm. De tre spalter, hver med 0,80 mm tykkelse, har tetthetsverdier av 0,29, 0,36 og 0,45 g/cm<5>.

Hvis man gjennomfører koaguleringen under trykk, erholder man et kunstlær med en kvadratmetervekt av 874 g og en tykkelse av 1,62 mm. Spaltene med 0,54 mm tykkelse har tetthetsverdier av 0,41, 0,50 og 0,63 g/cm<5>.

Eksempel 5-

Man går ut fra et fiberflor av 1,85 mm og en tetthet av 0,22 g/cm<5> som ble impregnert i samsvar med eksempel 1 etter hverandre med oppløsninger med den i eksempel 4 angitte sammensetning: Det under koaguleringen lett fortettede kunstlær har en kvadratmetervekt av 687 g og en tykkelse av 1,31 mm. Spaltene, hver med 0,41 mm tykkelse, har en tetthet av 0,47, 0,52 og 0,67 g/cm<5>. Eksempel 6.

Man går ut fra en fibermatte som angitt i eksempel 5 og impregnerer i tre trinn under bibehold av de i eksempel 1 angitte betingelser. De etter hverandre anvendte oppløsninger har den i eksempel 2 angitte sammensetning. Koaguleringen av polymerisatet gjennomføres uten anvendelse av trykk. Kunstlæret har en kvadratmetervekt av 705 g og en tykkelse av 1,31 mm. Spaltene har en tykkelse av 0,44 mm og har tettheter av 0,48, 0,52 og 0,62 g/cm<5>.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et naturlærlignende kunstlær ved å gå ut fra fibermatter, som i rekkefølge impregneres med oppløsninger av elastomerpolymere av forskjellig konsentrasjon og deretter føres gjennom et utfellingsbad, vaskes og tørkes, karakterisert ved at man på over- og eventuelt undersiden av den vannrett fremadbevegede fibermatte i rekkefølge påfører minst tre oppløsninger (A, B, C og eventuelt D), som inneholder samme polyuretan i fra A til B til C og eventuelt til D økende konsentrasjon idet avstanden mellom de enkelte oppløsningers påføringssteder velges således at før påføring av enhver følgende oppløsning er den foran påførte oppløsning trengt inn i matten og at koagulasjonen foregår etter at også den sist påførte oppløsning er trengt inn resp. omtrent trengt inn i fibermatten.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man på fibermattens underside ved hjelp av en strykevalse påfører en oppløsning (A) av et polyuretan og samtidig eller deretter på oversiden av fibermattene i rekkefølge påfører oppløsninger (B og C og eventuelt D) av samme polyuretan, idet oppløsningen (A) har en mindre polyuretankonsentrasjon enn den på oversiden påførte oppløsning (B).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at man anvender en elastomeroppløsning (A) som inneholder 5 til 30 vekt? parafin eller silikonolje (beregnet på elastomeren).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at man anvender elastomeroppløsninger (B), (C), (D), som inneholder inntil 35 vekt? polyvinylklorid eller polyvinylklorid-kopolymerisater (beregnet på det totale polymerinnhold).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at den impregnerte fibermatte blir komprimert under koaguleringen av elastomeren i koaguleringsbadet.