Uprawniony z patentu: Rohm and Haas Company, Filadelfia (Stany Zjednoczone Ameryki! Sposób wytwarzania pokryc piankowych,zwlaszcza do wykanczania skóry i materialów skóropodobnych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pokryc piankowych, zwlaszcza do wykanczania skóry, sztucznej skóry i materialów skóropodobnych.Znane sposoby wytwarzania pokryc skóry i materialów zastepczych pozostawiaja wiele do zyczenia* Dla uzyskania mocnej, odpornej na scieranie powloki na skórach gorszej jakosci czesto konieczne jest wykonanie 5-6 warstw, przy czym pokryty material moze mimo to zachowac niedoskonalosc powierzchni charakterys¬ tyczna dla podkladu.Tak wiec w wykancza I nictwie skóry i materialów zastepczych ciagle sa poszukiwane sposoby podwyzsze¬ nia jakosci gorszych materialów. Takze bardzo poszukiwany jest atrakcyjny tani material zastepujacy mikropo- rowaty laminat uretanowy, stosowany obecnie do pokrywania materialów nietkanych pokryciem porowatym, takim jak Corfam.Tkaniny pokrywa sie zadowalajaco mieszankami polimerów tworzacymi ewentualnie na tkaninie pianke zgodnie z opisem patentowym St. Zjedn. Ameryki nr. 3 527 654. Sposobu tego nie udalo sie pomyslnie zasto¬ sowac do podkladów nietkanych, takich jakie spotyka sie w wykanczalnictwie skóry, ze wzgledu na to, ze wymagania stawiane skórze i materialom skóropodobnym sa inne i trudniej je spelnic niz w przypadku zwyklych tkanin.Stwierdzono, ze wlasciwosci skóry licowej i dwoin pokrytych tworzywem piankowym sposobem wedlug wynalazku sa lepsze od uzyskiwanych za pomoca znanych sposobów. Sposobem wedlug wynalazku zapobiega sie sztywnieniu podkladu pokrywanego pojedyncza warstwa pokrycia. Sposób ten moze byc stosowany takze w pro¬ dukcji ciaglej.Sposób wedlug wynalazku pozwala wyeliminowac wiele operacji, stosowanych obecnie w standardowych metodach wykanczania skóry. Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest podanie bardziej ekonomicznego procesu podwyzszania jakosci skóry, lub materialów zastepczych.Inna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest maskowanie wielu naturalnych wad pokrywanej skóry.Jeszcze inna zaleta wynalazku jest podanie sposobu kontroli wzrostu pokrycia, przez co eliminuje sie fotografowanie materialu pokladowego.2 82 378 Pokrycie piankowe na odpowiednim podkladzie wytwarza sie w nastepujacy sposób: spienia sie dostepne mieszanki lateksowe za pomoca znanych sposobów przy uzyciu generatora piany, naklada sie te piane na podklad za pomoca noza, przy czym warstwa piany ma grubosc korzystnie 1,524 mm. Przylegajace do podkladu pokrycie piankowe suszy sie przeprowadzajac je przez urzadzenie suszace. Podklad przepuszcza sie przez urza¬ dzenie prasujace lub wyzymajace dzieki czemu znacznie zmniejsza sie grubosc pokrycia piankowego. Obrobiony podklad sprasowuje sie lub poddaje wytlaczaniu, uzyskujac optymalne przyleganie pokrycia piankowego do podkladu i desen inny niz na niepokrytym podkladzie, i wreszcie wytworzone pokrycie piankowa podgrzewa sie i utwardza, uzyskujac optymalne wlasciwosci fizyczne. Sposobem wedlug wynalazku uzyskujecie scisle przyle¬ ganie materialu porowatego.do skóry; skóry wtórnej lub innego materialu wyjsciowego nadajacego sie do wytwarzania porowatych lub innych materialów zastepujacych skóre. Ostatecznie utwardzone pokrycie pian¬ kowe pokrywa sie w znany sposób warstwa pokrycia nawierzchniowego przez natryskiwanie lub nakladanie nozem, takiego jak na przyklad lakier winylowouretanowy. Z kolei lakier ten poddaje sie suszeniu znanym sposobem.Mieszanki lateksowe do wytwarzania pokryc piankowych otrzymuje sie znanym sposobem z polimerów lub kopoftmerów wytwarzanych z jednego lub wiecej zwiazków takich jak: alkilo akrylany, alkilo metakrylany, akrylonitryl, chlorowcopochodne winylowe, octan winylu, alkilaty winylu, olefiny, styren, winylotoluen ia-me- tylostyren oraz jeden lub wiecej monomerów winylowych, tworzacych wiazania poprzeczne, zawierajace grupy funkcyjne takie jak grupy karboksylowe, hydroksylowe, amidowe, metyloloamidowe, alkiloguaniminowe, aldehy¬ dowe, karbamidowe, ureidowe i epoksydowe.Przez znaczne zmniejszenie grubosci pokrycia piankowego rozumie sie zmniejszenie grubosci wwalcowywa- nego pokrycia do 8—12 procent grubosci naloznej pianki, na przyklad z 1,524 mm do 0,1524 mm.Konieczne jest oddzielne wykonanie spienianie i suszenie przylegajacego pokrycia piankowego, mozliwe zas sa rózne kombinacje kolejnych czynnosci wwaIcowywania, wytlaczania i koncowego utwardzania pokrycia pian¬ kowego.Mozliwe jest prowadzenie wwalcowywania i wytlaczania zasadniczo w jednej operacji przez polaczenie w odpowiedniej temperaturze i pod odpowiednim cisnieniem tych czynnosci, wtedy utwardzanie prowadzi sie w oddzielnej czynnosci.Temperatura i cisnienie potrzebne do polaczenia wwalcowywania z wytlaczaniem moga wahac sie w znacz¬ nym zakresie. Temperatura waha sie od temperatury pokojowej do znacznie wyzszej. Nie jest ona parametrem krytycznym, Iscz dla zapobiegniecia utwardzaniu, nie powinna przekroczyc 121,1°C.Wwalcowywanie przeprowadza sie normalnie na zimno pod cisnieniem za pomoca duzego walca, wytwa¬ rzajacego cisnienie naporowe do 3,5 kG/cm2. Cisnienie potrzebne jedynie do wwalcowania piany moze byc nie wieksze niz nacisk palca. Przeprowadzono pomyslnie wwalcowanie pianki na wlóknie materialu porowatego pod cisnieniem, które jest zwykle stosowane do wytlaczania tych materialów. Lezalo ono w zakresie 0,35—35 kG/cm2. Ogólnie biorac, cisnienie wwalcowywania moze byc bardzo male i nawet cisnienie wynoszace zaledwie 0,07 kG/cm2 moze wystarczyc do ostatecznego wwalcowania pianki.Wwalcowanie moze byc kontrolowane przede wszystkim wielkoscia szczeliny w walcarce, anie przez przylozona sile sciskajaca. Szczeline mozna tak ustalic by wwalcowywanie przy danej grubosci liczonej lacznie z podkladem, zachodzilo pod minimalnym cisnieniem. Z drugiej strony, mozna nastawic maksymalne cisnienie, na które pozwala podklad, a wiec istnieje bardzo szeroki zakres cisnien przydatnych dla wwalcowywania.Odnosnie maksymalnych cisnien, które zniesie sam podklad przeprowadzono próby dladwoin pod cisnie¬ niem naporowym 40—50 ton, co odpowiada cisnieniu okolo 70,4 kG/cm2. Jednakze przy materialach porowa¬ tych lub innych typach podkladów syntetycznych dla uzyskania wytlaczania nie trzeba tak wysokiego cisnienia.Dla uzyskania zadowalajacego wwalcowywania, korzystnie wybiera sie raczej podwyzszenie temperatury niz cisnienia. Podczas wytlaczania mozna stosowac rózne warunki temperatury i cisnienia. Przy podkladkach synte¬ tycznych, korzystnie jest stosowac niskie cisnienie 0,35-34 kG/cm2 i temperature najwyzej 121,1°C. Dla materia¬ lów takich jak skóra, dwoiny lub skóry licowe, zwykle wybiera sie wyzsze cisnienie takie jak 35-140,0 kG/cm2, korzystnie 35-84,5 kG/cm2 i temperature 79,4-121,1°C.Cisnienie i temperatura stosowane w produkcji przemyslowej zaleza od tego co obok zapewnienia zadowa¬ lajacego przylegania, zostanie uznane za nadajace wyrobowi wlasciwy efekt estetyczny i desen. Cisnienie i tem¬ peratura zaleza od wlasciwosci podkladu, gladkosci jego powierzchni i ponadto od wlasciwosci adhezyjnych wwalcowywanego pokrycia piankowego w stosunku do róznych typów podkladów. Na przyklad przy róznych typach skóry, parametry optymalne zaleza od sposobu garbowania. Dla uzyskania odpowiedniego przylegania do poszczególnych podkladów nalezy stosowac rózne warunki temperatury i cisnienia.Koncowym stadium procesu jest utwardzanie. Temperatura potrzebna do uzyskania utwardzenia sposobem82378 3 wedlug wynalazku wynosi 121,1°—190,0°C. Znacznie wyzsza temperatura powoduje niebezpieczenstwo odbar¬ wiania lub rozkladu podkladu.Ustalono optymalne parametry dla kazdego z krytycznych stadiów wwalcowania, wytlaczania i utwardza¬ nia. Latwo mozna dostrzec w jaki sposób wplywaja na zmiane temperatury i cisnienia kombinacje poszczegól¬ nych stadiów obróbki podkladu, zapewniajacej otrzymanie dobrego wyrobu koncowego.Na przyklad przy pokrywaniu materialu nietkanego porowatym mozna przeprowadzic wwalcowywanie, wytlaczanie i utwardzanie w jednej operacji przy zastosowaniu cisnienia 0,35—35 kG/cm2 w temperaturze 148,8°C. W ten sposób mozna osiagnac zadowalajace wwalcowywanie pianki pod cisnieniem 0,35 kG/cm2, wyzszym od minimalnego cisnienia potrzebnego dla wwalcowywania.Przy tak niskich cisnieniach wwalcowywania pozadane jest prowadzenie operacji w temperaturze 148,8—176,6°C. Prowadzenie operacji ponizej tej temperatury nie da wlasciwego odksztalcenia materialu pod¬ loza w przypadku, gdyby byl on wiazany materialem polimeropodobnym, który sam ulega w pewnym stopniu utwardzeniu. Te zakresy odnosza sie w wiekszosci do podkladów syntetycznych. Tak wiec w zakresie tempera¬ tur 148,8-176,6°C, pod cisnieniem 0,35—0,70 kG/cm2 mozliwe jest wwalcowanie pianki, wytloczenie deseniu i utwardzenie w jednej operacji. Wwalcowywanie mozna prowadzic w temperaturze pokojowej pod bardzo ma¬ lym cisnieniem, wystarczajacym do otrzymania podkladu w formie umozliwiajacej jego obróbke. Nastepnie prowadzi sie operacje wwalcowywania i utwardzania w tej samej operacji stosujac parametry,podobne do po¬ przednio opisanych dla kolejno nastepujacych po sobie wwalcowywania, wytlaczania i utwardzania.Do wytlaczania stosuje sie plyte gladka, groszkowana lub z naniesionym dowolnym deseniem uzywanym do wykanczania skóry.Dla prawie wszystkich podkladów mozna prowadzic operacje wwalcowywania oddzielnie od operacji wytlaczania i utwardzania. Dla wszystkich podkladów mozna prowadzic wwalcowywanie i wytlaczanie w jednej operacji, ale przy materialach porowatych utwardzanie nastepuje zazwyczaj w tej samej operacji.Skóry mozna poddawac wwalcowywaniu i wytlaczaniu w tak niskich temperaturach, aby wymagaly one przeprowadzenia nastepnie operacji utwardzania.W tablicy 1 podano typowy sklad pianek stosowanych do pokrywania materialów nietkanych uzywanych jako podklady dla pokrywajacych materialów porowatych, np. skóry licowej i skóry dwoinowej.Tablica 1 Material nietkany Skóra licowa Skóra dwojona Sklad (czesci wagowe) (czesci wagowe) Lateks A lubB 100,0 100,0 Kaolin 15,0 15,0 Stearynian amonu (Stabilizatorpiany) 7,0 7,0 Aerotex MW, metamina (Amer. CyanamidCo.) 2,3 2,3 Woda amoniakalna,28% 2,0 2,0' Barwniki: PRIMAL ©Czern 110czesci 15,0 PRIMAL® Biel 85 czesci PRIMAL ® Ochra 10 czesci (mieszanina koloru bezowego) 15,0 PRIMAL ® Ciemny Braz 5 czesci RAZEM ' - 141,3 141,3 ® oznacza zastrzezony znak firmowy firmy Rohm and Haas Company dla wytwarzanej przez nia serii standardowych pigmentów w nastepujacych nosnikach: rozpuszczalnym w wodzie polimerze jako srodku wiaza¬ cym, sulfonowanym loju, pomocniczym srodku dyspergujacym i wodzie.Przeprowadzono pokrywanie piankowe nastepujacych podkladów: Material nietkany firmy Fleming—Joffe Company PRIMAL ® 571 — impregnowanej skóry firmy Griess—Pfleger Combotan garbowanych garbnikami chro¬ mowymi dwoin na obuwie robocze, firmy Lannon Mfg. Co. Dwoin firmy Hartland garbowanych garbnikami chromowymi.4 82 378 Akrylowe pokrycia piankowe wytworzono z dwóch nastepujacych zywic: (sklad podano w czesciach wago¬ wych): Lateks A) 86 akrylanu etylu, 10 akrylonitrylu, 2,7 amidu kwasu hydroksymetyloakrylowego, 1,3 amidu kwasu akrylowego) Lateks B) 96 akrylanu etylu, 3,5 amidu kwasu akrylowego, 0,5 kwasu akrylowego). Poddano je nastepnie czesciowemu utwardzeniu i rozwalcowaniu na gladko, a nastepnie celem uzyskania deseniu rozwalcowano na papierze Warren'a o deseniu marokinowym. Po ostatecznym utwardzeniu jedna czesc pokryto nawierzchniowo lakierem winylowo uretanowym, a druga pozostawiono bez pokrycia nawierzchniowego.Pokryte pianka podklady poddano nastepujacym badaniom fizycznym: próbie nasiakliwosci na mokro Mul-Tech, próbie odpornosci na scieranie wedlug Taber'a, próbie Satra Dome, próbie na zginanie na mokro i próbie pekania na zimno (—28,9°C), które zestawiono w tablicy 2.Material nietkany CORFAM pokryty wwalcowanym piankowym lateksem B, rozwalcowany na gladko i pokryty nawierzchniowo lakierem winylowo uretanowym wykazal dobre wlasciwosci i spelnial wymagania handlowe.Typowe wymagania handlowe Wyniki dla wwalcowanego pokrycia piankowego Dobre przyleganie przy zginaniu na mokro Dobra elastycznosc przy zginaniu na mokro Wytrzymalosc ha pekanie na zimno w temperaturze -20°C Wytlacza Inosc Przyjmowanie pokryc nawierzchniowych powyzej 40 000 zgiec na mokro powyzej 40 000 zgiec na mokro nie peka w temperaturze —28,9°C dobra dobre Ponadto próbke te poddano próbie scieralnosci na aparacie do oznaczania scieralnosci wedlug Taber'a.Wciagu ponad 1000 cykli nie stwierdzono scierania. Próbka przeszla pomyslnie 750 cykli na aparacie Mul-Tech oraz próbe Satra Dome.Pokrycie piankowe z lateksu B rozwalcowane na gladko na skorygowanej skórze licowej Griess—Pfleger'a impregnowanej PRIMAL ® 571, pokryte nawierzchniowo lakierem winylowouretanowym, wykazalo dobre wlas¬ ciwosci. Jest ono lepsze od pokrycia zwykle wytwarzanego znanym sposobem pokrywania.Wyniki dla wwalcowanego pokrycia piankowego Odpornosc na nasiakanie na mokro Mul-Tech Odpornosc na scieranie wedlug Taber'a Wytrzymalosc na pekanie na zimno Wyglad Pokrycie 430 cykli powyzej 1000cykJi nieznaczne gladki, dobre wypelnienie doskonale Pokrycie piankowe z lateksu A rozwalcowane na gladko po stronie mizdry dwoiny garbowanej roslinnie wykazalo takze dobre wlasciwosci. Jest ono lepsze od pokrycia zwykle wytwarzanego znanym sposobem pokry¬ wania.Wyniki dla wwalcowanego pokrycia piankowego Wyglad Pokrycie Odpornosc na scieranie wedlug Taber'a Odpornosc na nasiakanie na mokro Mul-Tech Odpornosc na zginanie na mokro wedlug Bally'ego gladki, dobre wypelnienie doskonale 600 cykli 270 cykli nieznaczne pekanie82378 5 Tablica 2 podaje wyniki pomiarów fizycznych wykonanych dla typowych podkladów pokrytych spoSob&m wedlug wynalazku wwalcowanym tworzywem piankowym i wykazuje otrzymane rezultaty.Z tablicy 2 mozna wyciagnac pewne znaczace wnioski. Pokrycie piankowe z lateksu A daje dobra,odpor¬ nosc na nasiakanie i scieranie, lecz slaba na zginanie na mokro i na zimno. Przeciwne wlasciwosci wykazuja pokrycia piankowe z lateksy B. Na podkladach z materialów nietkanych i skóry licowej najlepszeNwlasciwosci uzyskuje sie przy pokryciach z lateksu B rozwalcowanyeh na gladko i pokrytych nawierzchniowo lakierem. Ten sposób wytwarzania daje dobra odpornosc na scieranie wedlug Taber'a i najlepsza odpornosc na zginanie na mokro i na zimno. Odpornosc na nasiakanie, badana metoda Mul—Tech nie jest tak dobra jak dla lateksu B, lecz jest najlepsza sposród pokryc piankowych wytworzonych z lateksu B.Pokrycie nawierzchniowe wytworzone z lateksu B i lakieru winylowouretanowego znacznie zwieksza od¬ pornosc na zginanie na mokro, na scieranie wedlug Taber'a i w pewnych przypadkach zwieksza elastycznosc.Wydaje sie, ze niektóre wlasciwosci fizyczne zaleza od deseniu (gladki czy wytlaczany). Material nietkany Corfam pokryty na gladko lateksem A bez pokrycia nawierzchniowego, wykazuje mniejsze pekanie na zimno niz wytlaczana. Odpornosc na nasiakanie badana metoda Mul—Tech próbki wytworzonej z lateksu A wytlaczanego i bez pokrycia nawierzchniowo jest lepsza niz próbki z gladkim pokryciem. Odwrotna sytuacja wystepuje gdy próbka ma pokrycie nawierzchniowe. Inne podklady byly wszystkie rozwalcowywane na gladko.Pokrycia piankowe wytwarza sie najlatwiej na materiale nietkanym, gdyz jest on dostepny w zwojach. Ze wzgledu na wglebienia, impregnowane skóry licowe powoduja trudnosci w obróbce mechanicznej. Niektóre dwoiny trudniej jest pokryc tworzywem piankowym poniewaz pokrycie nie przylega do luznych klaczków na mocno zzamszowanej powierzchni. Jednakze dwoina garbowana garbnikami roslinnymi pokryta po gladszej stronie tworzywem piankowym z lateksu A i nastepnie pokryta nawierzchniowo, wykazala dobra odpornosc na scieranie, dosc dobra odpornosc na nasiakanie i na zginanie na mokno wedlug Bally'ego. Celem uzyskania odpo¬ wiedniego przylegania, dwoiny pokrywane tworzywem piankowym musza byc pozbawione kurzu ewentualnie klaczków.Przyklad I. Dwoine pokrywa sie mieszanka piankowa zawierajaca lateks A, pokrycie czesciowo suszy i wwalcowuje pod cisnieniem mniejszym niz 0,35 kG/cm2 w temperaturze pokojowej. Jedna próbke wytlacza sie pod cisnieniem 38,5 kG/cm2 w temperaturze 93,3°C i nastepnie utwardza w temperaturze 162,8°C. Druga próbke wytlacza sie pod cisnieniem 70,0 kG/cm2 w temperaturze 162,8°C. Obie próbki pokrywa sie nastepnie nawierzchniowo znanymi materialami do wykanczania skóry licowej.Przyleganie pokrycia piankowego dla podkladu próbki wytloczonej pod niskim cisnieniem bylo nieod¬ powiednie, a do podkladu próbki wytloczonej pod wyzszym cisnieniem odpowiednie.Trzecia próbke utwardzono najpierw w temperaturze 162,8°C i nastepnie wytloczono pod cisnieniem 70,0 kG/cm2 w temperaturze 93,3°C. Przy tym sposobie wytwarzania przyleganie pokrycia piankowego do pod¬ kladu bylo takze nieodpowiednie. Próba ta wykazuje, ze dla osiagniecia zadanego wyniku konieczne jest zacho¬ wanie wyzej opisanej kolejnosci operacji oraz ipodanego cisnienia i temperatury.Przyklad II. Próbke materialu nietkanego pokrywa sie mieszanka porowata zawierajaca lateks B, pokrycie czesciowo suszy wtemperaturze 107,2°C, wwalcowuje pod niewielkim cisnieniem i nastepnie pokrywa nawierzchniowo lakierem uretanowym i utwardza wtemperaturze 148,8°C. Druga próbke wytlacza sie na glad¬ ko pod cisnieniem 0,7 kG/cm2 wtemperaturze 176,7°C i pokrywa nawierzchniowo.Pokrycie piankowe pierwszej próbki wykazuje odpowiednie przyleganie do materialu, a pokrycie wytlo¬ czone wedlug drugiego sposobu wykazuje przyleganie nieodpowiednie.Próba ta dalej wykazuje, ze dla uzyskania dobrego przylegania pokrycia piankowego konieczne jest stoso¬ wanie podczas wytlaczania odpowiedniego cisnienia i temperatury. PL PL