DE2056542A1

DE2056542A1 - Bonded fibre fleece prodn useful as a - substitute leather

Info

Publication number: DE2056542A1
Application number: DE19702056542
Authority: DE
Priority date: 1970-11-17
Filing date: 1970-11-17
Publication date: 1972-05-18

Description

B E S C H R E I B U N G Verfahren zur Herstellung eines gebundenen Faservlieses.
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines gebundenen Faservlieses und mehr insbesondere Vliese, die sich als Unterlage für Kunstleder eignen.
Erfindungsgemäss wird ein nicht-gewebtes Faservlies, bestehend aus nichtgebundenen Fasern, unter denen Nylonfasern u.a., mit starker Säure behandelt,um die Nylonfasern selektiv anzugreifen, worauf das Vlies kalandert werden kann, damit die Nylonfasern das Vlies zu einem mehr zusammenhängenden Gewebe weiterbinden.
Leder besteht aus einer Vielzahl von Kollagenfasern, die durch ein vernetzendes Gewebe zusammengebunden sind, das ein Netzwerk zwischen den Kollagenfasern bildet. Demzufolge ist bei der Herstellung von Kunstleder ein Versuch unternommen worden, die Kollagenfasern durch Textilfasern und die netzförmigen Gewebe durch ein synthetischesPolymeres zu ersetzen.
Leder weist verschiedene Merkmale auf, die in einem Lederersatzmittel nachgeahmt werden sollen. Fur Schuhoberleder, das mehr als die Hälfte der in den USA verwendeten Häute verbraucht umfassen diese Merkmale optimale Werte bezüglich Dichte, relativer Dichte, Gleichmässigkeit der Dichte, Permeabilität, Roll- und Bruchfestigkeit, "Rohrbildung", Knitterfestigkeit, Geschmeidigkeit, Verformbarkeit und dimensionaler Stabilit;åt gegen geringe Druck und Zugkraft.
Unter der Dichte wird das Gewicht eines gegebenen Volumenmaterials verstanden. Es wird in g/cm3 ausgedrückt, und zwar nach der Gleichung Dichte (g/cm³ = ####################### Leder ist ein dichtes, jedoch geschmeidiges faseriges Material und man hat schon längst erkannt, dass synthetische Ledermaterialien auch dicht und geschmeidig sein müssen. Eine geeignete Dichte ist 5,5 - 5,7 g/cm3.
Die relative Dichte ist das Volumen an massivem Material in einem porösen Material im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Materials. Daher ist eine relative Dichte von 1 der höchsterhältliche Wert und gibt diese ein massives nicht-poröses Material jeder Art oder Kombination an. Sie wird unter Anwendung der Gleichung (Relative Dichte) =################################################### Dicke (als) Eine relative Dichte von z.B. 0,51 gibt einen Porenraum oder eine Porosität von 0,49 (4 )an. Porosität ist der Teil des Volumens eines Materials, der durch Zwischenräume eingenommen wird. Die relative Dichte zusammen mit der Dichte kennzeichnen den Grad der Gedrängtheit eines faserigen schichtförmigen Gegenstandes.
Die Gleichmässigkeit der Dichte bezieht sich auf die Gleichmassigkeit von Zwischenräumen und Faserverteilung im Gegenstand. Eine Methode zur Bestimmung dieser Eigenschaft wird in der US-Patentschrift 2.958.113 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird ein Faservlies angeordnet zwischen einer sich in einer Linie von 10 cm bewegenden und mit 60 Zyklen pro Sekunde pulsierten Lichtquelle und einer Photozelle, die ihren pulsierten Input einem Kathodenstrahloszilloskop zuführt. Die vorspringenden Oszilloskopteile bedeuten das schwankende Lichtmass, wenn dies den Gegenstand weber seine Bahn passiert. Die obersten Kurvenspitzen bedeuten Bereiche, in denen es keine Lichtdurchlässigkeit gibt. Die untersten Bereiche geben eine Lichtdurchlässigkeit durch den Gegenstand an. Die Nichtgleichmässigkeit des Gegenstandes wird aus grossen Schwankungen, vor allem in fen untersten Kurvenspitzen und aus einem grossen Abstand zwischen obersten und untersten Kurvenspitzen hervorgehen. Relativ gleichmässige Schwankungen zwischen obersten und untersten Kurvenspitzen deuten auf eine Gleichmässigkeit des Produktes hin. Relativ enge Streuungen zwischen obersten und untersten Kurvenspitzen deuten auf eine grosse Deckungsfähigkeit hin.
Eine andere Methode zur Bestimmung der Gleichmässigkeit der Dichte ist die Ueberprüfung von Querschnitten der Faserschicht unter einem Xikroskop von etwa 30 mal.
Vorzugsweise wird ein flexibler Film durch Ueberziehen oder Laminieren auf die Oberfläche eines faserigen Schichtmaterials aufgebracht und die Textur und das Aeussere des Ueberzuges beim Verstrecken auf die Entwicklung von Unregeli"assigkeiten, die durch eine nicht-gleichmässige Dichte der faserigen Unterlage entstanden sind, geprüft.
Permeabilität ist die Fahigkeit von Dämpfen und Flüssigkeiten, durch die Zwischenräume oder Poren des Gegenstandes hindurchzudringen. Sie gibt an, dass die Zwischenräume eines Materials unter sich miteinander in Verbindung stehen und nicht-isoliert und abgeschlossen voneinander sind, wie in schwimmendem Polystyrolschaum. Faserige Schichtmaterialien mit einer relativen Dichte bis 0,75% d.h. 25% Porenraum, sind für Dämpfe und Flüssigkeiten ausserordentlich permeabel, wofern sie ungesattigt oder unbekleidet sind und eine gleichmässige Dichte aufweisen. Eine bevorzatgte Ueberprüfungsmethode für die Permeabilität wird in der US-Patentschrift 2.723.935 beschrieben.
Die Eigenschaft der "Rollfestigkeit", bezogen auf ein flexibles Schichtmaterial, kennzeichnet seine Beständigkeit gegen das Rollen oder Biegen einer auf der Hinterseite flachen Biegung. Sie wird erprobt durch die Anbringung einer scharfen Biegung von 1800 (kleiner Radius) und anschliessende Durchbiegung der beinahe flachen Biegung oder Falte durch die Hin- und Herbewegung der Vorderflächen der Faltschicht übereinander in einer Richtung senkrecht zu der Biege- oder Faltlinie. Schichtmaterialien mit guter Rollfestigkeit bieten einen gleichmässigen Widerstand gegen das Rollen oder Biegen einer scharfen Biegung oder fast flachen Falte. Das wird am praktischsten dadurch bestimmt, dass man einen kleinen Materialbogen zwischen den gespreizten Fingern beider Hände faltet und danach die Hände hin- und herbewegt, wie durch Zusammenreiben der beiden Handteller.
"Bruchfestigkeit" ist in bezug auf ein flexibles Schichtmaterial die Kontinuität der Struktur und des Materialäusseren auf der konkaven und konvexen Seite einer scharfen Biegung (kleiner Radius)1 wenn es ZU Erprobung oder Untersuchung auf Rollkennzeichen wie obe beschrieben einer B zgung unterzogen wird. Eine wichtige Aenderung der Kontinuitat der Struktur und des Aeusseren bei der Rollerprobung wird als schlechter Bruchfestigi;elt betrachtet. Wenn man ein Paar Schuhe einläuft, ist es einem möglich, die Bruchkarakteristiken des Leders oder des flexiblen Schichtmaterials des Schuhoberleders am Erscheinen der Brüche und Falten beim Anziehen zu beurteilen.
"Rohrbildung" ist ein beschreibender Ausdruck, der auch dazu angewandt wird, den Grad der Struktur und des Auftretens von Aenderungen langes der konkaven Linie einer scharfen Biegung (kleiner Radius) oder Falte des Leders oder eines flexiblen Schichtmaterials anzugeben. Se wird beobachtet, wenn auf Roll- und Bruchfestigkeit geprüft wird. Die Struktur eines flexiblen Schichtmaterials wird erheblichen zusammenpressenden Kräften auf der konkaven Seite einer scharfen Biegung (kleiner Radius) oder Falte unterzogen. Wenn die Struktur einfällt, entwickeln sich tiefe Falten zusammen mit rohrfbrmigen Vorsprffinten der Struktur zwischen den Falten. Das ist extensive Rohrbildung und deutet auf schlechte Roll- und Bruchfestigkeit.
Knitterfestigkeit ist die Fähigkeit eines flexiblen Schichtmaterials oder des Leder, dass es nicht einfällt oder tiefe Knitter entwickelt, wenn es den erheblichen zuwsammendrückenden Kräften einer scharfen Biegung (kleiner Radius) oder Falte unterzogen wird.
Geschahmigkeit wird grundsätzlich als Weichheit oder Mangel an Steifigkeit it betrachtet. Steifigkeit (eder Weichheit kann auf einer Tinius-Olesen-Maschine nach ASTM 1388-558 erprobt werden).
Verformbarkeit ist die Fähigkeit eines Leder- oder Schichtmaterials, kräftig gezogen oder verstreckt zu werden zu einer neuen Form, ohne das "Gedächtnis" oder die Fähigkeit zu zeigen, in seine urspriingliche Form zurückzak hzen, wie für elastische Schichtmaterial kennzeichnend ist. Ein Beispiel ist die Bildung eines Schuhoberleders aus einer flachen Schicht.
Wenn ein Material verformbar sein soll, Muss es eine sehr gleichmässige Struktur haben und seine zusammensetzenden Bestandteile die fähigkeit aufweisen, übereinander zu gleiten und eine stabile neue Form anzunehmen.
Dimensionale Stabilität gegen Zug- und Druckkräfte geringer Grösse ist die Fähigkeit des faserigen Schichtmaterials aufgerollt und entrollt, mit wässerigen oder Lösungsmittel sättigenden Systemen gesättigt, geheizt, Uberzogen usw. werden zu können, ohne exzessive Dehnung, Verstreckung oder einschnürung, wenn den Ublichen Spannungen einer solchen Behandlung unterzogen wird.
Schichtmaterialien, die sioh ausgereichnet für Schuhoberleder, Schwedenleder, Kleider und dgl. eignen, müssen Eigenschaften wie Geschmeidigkeit, gute Roll- und Bruchfestigseit aufweisen. Daher hat man viele feste Mischungen aus Gummi und Kunststoffschichten wie Kunstleder erwogen, weil sie die richtigen Eigenschaften der Geschmeidigkeit und Drapierung, Roll-und Bruohfestigkeit besitzen. Jedoch eignen sie sich nicht gut für die Verwendung als Schuhoberleder, Kleidung u.dgl., weil sie sich im allgemeinen nicht ledern anfühlen, nicht permeabel oder porös sind oder die Fähigkeit aufweisen, sich zu ziehen oder geformt zu werden, ohne "Gedächtnis" oder Neigung, zu ihren urspriinglichen Abmessungen zurückzukehren. Nicht massive, ganz aus Fasern bestehende Schichtmaterialien wie Filze oder andere genadelte und eingelaufene Materialien wurden auch erwogen, weil sie viele von den oben beschriebenen gewünschten'Eigenschaften besitzen. Sie sind jedoch an sich nicht geeignet. Demzufolge hat man vorgeschlagen, diese mit einem Gummi- oder Kunststoffmaterial zu imprägnieren, gegebenenfalls mit Heftung des Imprägniermittels an der faserigen Schicht zum Erhalten aller gewünschten Eigenschaften fUr Sohuhoberleder, Schwedenleder oder Kleidungsmaterial.
Für einige Kunetlederarten, z.B. fUr die Anwendung als Schuhoberleder gemeint, wurde gefunden, dass Porosität und Permeabilität für Gase keine wesentlichen Eigenschaften sind. In diesen Fällen ist es üblich geworden, das Kunstledermaterial zu verwenden, das durch das Ueberziehen eines plastischen Werkstoffes, wie Polyvinylchlorid auf einem gewebten Gewebe hergestellt wird. Die anmeldungsgemässe Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines nicht-gewebten Gewebes, das sich als Unterlage für die Herstellung dieser Kunstlederart eignet.
Nach der anmeldungsgemässen Erfindung wird ein nicht-gewebtes Faservlies aus einem Fasergemisch hergestellt, von dem ein Teil der Fasern aus Nylon besteht. Die gemischten Fasern werden durch ein Vlies gebildet, das vorzugsweise genadelt wird, worauf das Vlies in stark konzentrierte Säure eingetaucht wird. Dadurch werden die Nylonfasern erweicht und flüssig.
Darauf wird das Vlies in Wasser untergetaucht, wodurch das Nylon koaguliert.
Das Vlies ist jetzt gebunden, aber nicht so gut und fest, wie das nach den Kalandern der Fall ist. Sodann wird das Vlies mit einem alkalischen Material neutralisiert oder das Nylon kann gleichzeitig koaguliert und neutralisiert werden, indem das Vlies aus dem Säurebad unmittelbar in das Alkalibad geführt wird, mit anschliessendem Waschen und wenn nötig Trocknen. Das Vlies kann dann kalandert oder zusammengepresst werden, während es warm genug ist, das behandelte Nylon fliessen zu lassen. Die Säurebehandlung erniedrigt die Temperatur, wobei das Nylon unter Druck fliesst, während die anderen Fasern im Cemisch nicht duroh die Säure angegriffen werden. Demzufolge ist bei der angewandten Temperatur, wenn die Fasern zusammengepresst werden, das Nylon selektiv flüssig, während die anderen Fasern im wesentlichen unangegriffen bleiben, so dass das Nylon ein wirksames Bindemittel wird, das die anderen Fasern zusammenbindet.
Die Nylonfasern, die bei der anmeldungsgemässen Erfindung verwendet werden, sind Fasern von Polyamiden, die Kondensationsprodukte mit zurückkehrenden Amidgruppen als integrale Teile der Hauptpolymerketten sind. Sie werden durch Kondensation von Aminosäuren oder ihren abgeleiteten Lactamen oder von Diaminen und zweibasischen Säuren oder Salzen od.dgl. davon hergestellt. Die Polyamide sind faserbildend, was bedeutet, dass sie ein verhältnismässig hohes Molgewicht besitzen. Die Erfindung bezieht sich vor allem auf die Verwendung von Nylon-6 und/oder Nylon-6,6. Nylon 6, 10 kann auch verwendet werden, obgleich dieses Polymere eine stärkere Behandlung erfordert. Nylon-6 ist ein Polyamid, erhalten durch Polykondensation von 6-Aminocaproñsäure oder eines polyamidbildenden Derivats davon wie Caprolactam. Nylon-6,6 ist das Polykondensat von Adipinsäure und Hexamethylendiamin, oder polyamidbildenden Derivaten davon, vor allem das durch Reaktion von Hexamethylendiamin und Adipinsäure erhaltene Salz. Nylon-6,10 ist ein durch Polykondensation von Hexamethylendiamin und Sebacinsäure oder polyamidbildenden Derivaten davon erhaltenes Polyamid. Copolyamide, vor allem der o.e. amidbildenden Materialien, können auch angewandt werden.
Als Beispiele für Fasern, die sich zur Mischung mit den Nylonfasern eignen, kennen Polyesterfasern, Polyalkenfasern, z.B. Polypropylfasern, Glasfasern, Cellulosefasern wie Baumwolle und Rayon, Polyvinylchloridfasern, Saranfasern u.dgl. genannt werden. Wolle kann angewandt werden, wenn die Säure z.B. Schwefelsäure ist, die die Wolle nicht angreift, obgleich sie eine Polyamidart ist.
Kennzeichnend für die Wahl der anderen Fasern ist es, das sie gegen die Säurebehandlung verhältnissässig unangreifbar sein sollen (und dass sie vorzugsweise einen Erweichungspunkt besitzen, der höher ist als der von Nylon, nachdem das Nylon mit der Säure behandelt wurde).
Die erfindungsgemäss anzuwendenden Fasern können 6gf. orientiert sein, obgleich es normalerweise bevorzugt wird, dass mindestens die Fasern, die nicht aus Nylon bestehen, orientiert sind, eo dass ihre Zugfestigkeit vergrössert ist. Das Denier der Fasern wird gewöhnlich 1,0 - 15 sein und ihre Länge etwa 38 mm. Im Cemisch kann das Nylon etwa 20 - 30 Gew.% betragen.
Die Fasern kennen nach jeder herkömmlichen Fasermischungstechnik verzi :t werden.
Die Fasern iI Gemisch werden zu einem nicht-gewebten Faservlies gebildet. Darunter wird ein Vlies verstanden, wie Watte oder derartiges Material mit beliebig geordneten Fasern, die nicht miteinander verbunden sind. Ein Vlies kann z.B. hergestellt werden durch die Fortbewegung der Fasern, vorzugsweise in trockner Form, auf einem sich bewegenden Rost unter Blasen oit Luft Eber die Fasern und/oder Ansaugen durch den Rost. Ein Vlies kann auch gebildet werden unter Anwendung einer Karde, wodurch in allgemeinen ein höherer Orad der Orientierung der Fasern in Richtung auf die Maschine erzielt wird.
Das Vlies kann in grässrer Dicke gebildet werden als üblich wie oben beschrieben, und zwar durch die Anordnung verschiedener Schichten aufeinander z.B. in einer Kreuzverlegungsmaschine durch die kreuzweise Verlegung verschiedener Schichten werden im allgemeinen einige von den Ungleichmässigkeiten einzelner Schichten kompensiert. Es empfiehlt sich auch, das nichtgewebte Faservlies durch Nadeln mit einer Unterlage zu vereinigen, die eine Materialschicht grösserer Fermfestigkeit ist als das nich-gewebte Faservlies selbst. Dadurch wird das Vlies während der nachfolgenden Behandlung zusammeagchalten. Nahesn jede Trägermaterialart kann dafür angewandt werden.
Beispielzweise kann es ein gewebtes Gazetuch sein, d.h. ein flach gewebtes Gewebe mit gressen Maschen aus Baumwolle in verschiedenen Gewichten und Konstruktionen. Die Trägerschicht kann auch ein schichtförmiges Material jeder Art sein, s.B. ein Kunststoffilm, ein Kunststoffschaui wie Polyurethan, oder ein verbundenes oder vorher gebundenes nicht-gewebtes Faservlies.
Konnzeichned ist es, das ein Trager ein Gewicht von 0,5 - 3,0 @@/@@² haben wird. Es ist möglich, dass die Trägerschicht aus Nylon besteht, z.B.
ein Mylongazetuch oder-film, das bzw. der durch edie Säurebindungsbehandlung nach der Erfindung angegriffen wird, wodurch die Bindefestigkeit des Gewebes gefördert wird und durch die Säurebehandlung der sog. Apfelsinenschaleneffekt, der sonst durch die Trägerschicht verursacht werden könnte, anfgeheben wird.
Statt eines verstärkenden Trägers kann das Vlies ge.s herkömmlichen Techniken n leicht gebunden werden. Beispielsweise kann das Vlies lit eines verhältnimmässig verdünnten Bindemittel Later imprägniert werden, wie vernetzbares thermoplastisches Acrylpolymeres oder Gummi, und das durch Erwärmen vernetzte Bindemittel. Vorzugsweise ist die Bindemittelmenge verhältnimmässig klein bis etwa 5 Gew.%, bezogen auf die Fasern und ungenügend, die die 4lenfasern in wesentlichen zu überziehen.
Du nicht-gewebte Faservlies, vorzugsweise auf der Trägerschicht laminiert, wird zunlohst genadelt. Das ist eine Bearbeitung, bei der eine Vielzahl ven Nadeln, gewöhnlich mit vorspringenden Widerhaken, mehrere Male in das Gewebe eingedrückt und zurückgezogen werden. Durch Nadeln wird das Vlies verdichtet und die Fasern können auch verkürzt werden und unter sich wiederverteilt, wodurch die interne Festigkeit des Vlieses vergrössert wird. Die bei der Erfindung angewandte Nadeldichte wird von 1.000 bis 20.000 Nadelstichen/Inch², vorzugswiese etwa 3.000 Nadelstichen/Inch² schwanken. Berüglich der ledernen Eigenschaften erhöht das Nadeln die Dichte, verbessert es die Roll- und Bruchfestigkeit und möglicherweise ebensosehr andere Eigenschaften. Das Nadeln hat jedoch ii allgemeinen die Neigung zur Bildung von sog. NPockenW auf der Vliesoberfläche, die durch ein. darauf angeordnete polysere Ueberzugsschicht sichtbar sind1 wenn das Produkt in kunstleder angewandt wird. Einer der Vorteile der nachfolgenden Rerfindungagemässen Behandlungen ist der, dass diese Pocken entfernt werden.
na. genadelt nicht-gewebte Faservlies wird dann nit starker Säure in Berührung gebracht. Der Kontakt kann auf viele Weisen erfolgen, wie durch Sprühen n der Säure auf das Vlies, Tupfen oder einfaches Eintauchen des Vlieses in die Säure.
Eine Vielzahl von Säuren kann für die Behandlung eingesetzt werden.
Die Säure soll stark sein, d.h. eine Dissoziationskonstante in Wasser bei 20°C von 10 -5 oder grösser aufweisebn. Die Säure soll wasserlöslich sein und vorzugsweise eine Dissoziationskonstante von 10-5 + oder grösser aufweisen.
Ameisensäure wird angewandt, aber stärkere Säuren werden bevorzugt, vor allem Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Chlorwasserstoffsäure und Fluorborsäure. Diese Säuren werden in wässriger Lösung, die gewöhnlich 25 - 75 Gew.% Säure und für den Rest Wasser enthält, auf das Gewebe aufgebracht.
Die richtige Konzentration schwankt, abhängig von der Säurestärke. Im allgemeinen werden die schwächeren Säuren in höherer und die stärkeren Säuren in niedrigerer Konzentration angewandt. So kann z.B. Schwefelsäure bei einer niedrigeren Konzentration von 30% angewandt eingesetzt werden, während Ameisensäure eine Konzentration der Grössenordnung von 75% oder mehr erfordert. Die richtige anzuwendende Konzentration kann durch einen einfachen Versuch bestimmt werden. Proben einer speziellen Säure in Wasser mit verschiedenen Konzentrationen werden hergestellt und Proben des nicht-gewebten Faservlieses mit den Nylonfasern in die Lösung eingetaucht. Die Proben werden, nachdem sie während 10 - 20 Sekunden untergetaucht worden sind, herausgeholt, in Wasser von Raumtemperatur eingetaucht, getrocknet und auf Steifigkeit geprüft. Die Säurekonzentration, die die gewünschte Steifigkeit des Gewebes ergibt, ist die anzuwendende Konzentration. Wird einmal die Steifigkeit nicht erhöht, so ist die Konzentration zu niedrig. Wird zum andern die Steifigkeit zu stark erhöht, so ist die Konzentration zu hoch. Die Säurebehandlung verursacht auch eine Aenderung im Gewebe, was sichtbar wird, wenn man das Gewebe gegen das Licht hält, d.h. eine Aenderung in seiner optischen Dichte. So kann die Mindestkonzentration, die die sichtbare Aenderung ergibt, als minimal anzuwendende Konzentration genommen werden. Die Säurebehandlung braucht nur einige Sekunden zu dauern. Im allgemeinen ist eine Kontaktzeit gewünscht, die zur völligen Durchdringung des Vlieses durch die Säure genügt, aber ein langer Kontakt ist nicht notwendig. Der Effekt der Säurebehxndlung ist im wesentlichen von der Stärke und Konzentration der Säure abhängig, eher als von der Behandlungsdauen. 3 - 5 Sekunden haben sich als genügend erwiesen und es wird wenig dabei gewonnen, wenn man die Behandlung länger als 10 ekunden dauern lässt wofern nacht benzonders chwere Gewebe benandelt werden.
Nach der cäurebehandlung wird das Gewete nl t Wasser in Perührung gebracht, wodurch die Sälure sofort verdünnt wird. Wänrend der Fäurebehandlung Schwellen die Ny@pmfaserm am imd werden sie @@hr klebrig, aber das Nylon koaguliert sofort bes Berührung mit dem 4 ser und die Fasern, die mit dem Nylon in'Berührung sind, werden daran gebunden. Das Gewebe kann mit der Säure bis zu einer regulierten Menge getupft und dann in Wasser eingetaucht werden, so dass die Konzentration der Säure bis weit unter die minimale Säuresolvatationskonzentration wie oben beschrieben erniedrigt wird. Es ist nicht notwendig, alle Säure aus dem Gewebe auszuwaschen und aufeinanderfolgende Waschungen sind nicht erforderlich.
Eine geringe Nylonmenge kann aus dem Gewebe in die Säure gelangen und vor allem ins Wasserbad, wo es ,als feindispergierte Teilchen erscheint. Im allgemeinen beträgt der Gewichtsverlust nicht mehr als etwa 5 Gew.% vom Nylon. Im allgemeinen setzt ein wenig Nylon, das durch die Säure solubilisiert oder verlagert wird, sich wieder im Säurebad ab und dient als Bindemittel.
Das gewaschene Vlies wird anschliessend mit einer wässrigen Alkali lösung behandelt, um jede verbleibende Säure zu neutralisieren. Das ist keine wesentliche Behandlung, aber sie eignet sich, weil dadurch beim Trocknen des Gewebes jede weitere Einwirkung der Säure auf das Nylon vermieden wird.
Während der Trocknung - wenn Wasser verdampft - wird der Säurerückstand im nicht-verdampften Wasser konzentrierter, wodurch schliesslich eine Konzentration erreicht wird, die genügt, um das Nylon anschwellen zu lassen.
Durch Neutralisierung wird dieser Effekt vermieden.
Die Wahl des in einer wässrigen Lösung anzuwendenden Alkalis ist nicht kritisch, aber gewöhnlich werden Alkalimetallhydroxyde und -carbenate, oder Amnoniuohydroxyd, Aiioniumcarbonat oder -bicarbonat angewandt. Die Konzentration des Alkalis wird auf die Geschwindigkeit des Gewebes und die Aufnahmefähigkeit bezogen, aber vorzugsweise werden diese so eingestellt, dass eine annähernde Neutralität erreicht wird, wenn das Gewebe der nachfolgenden Behandlung unterworfen wird, welche aus einer weiteren Waschbehandlung zur Entfernung von Salzen und BlkaliU'berschuss besteht.
In diesem Stadium kannen die Nylonfasern einigermassen geschwollen aussehen und kann man koagulierte Nylonteilchen sehen. Ihre Fliess- und Verformbarkeit haben erheblich zugenolamen, aber der Schmelzpunkt ist offenbar nicht erheblich beeinflusst. Die Säurebehandlung selbst verringert die Stärke der Nylonfasern beträchtlich, aber das Gewebe wird durch das durcheinandergewirrte Vlies aus nicht-angegriffenen Fasern zusammengehalten. Die Vliesstärke erscheint im wesentlichen wieder beim Koagulieren in Wasser.
Nach diesen Flüssigkeitsbehandlungen kann das Gewebe auch kalandert oder anderswie zusammengepresst werden, gegebenenfalls mit einer zwischenzeitlichen Trocknung. Beim Zusammenpressen wird das Gewebe auf eine genügende Temperatur erhitzt, um den Nylonfluss weiter zu erhöhen, im allgemeinen auf etwa 149 C, aber die Temperatur ist nicht so hoch, dass die anderen Fasern im Gemisch unter dem angebrachten Druck fliessen werden. Der ANGEWANDTE Druck ist abhängig von der Dicke des Gewebes und dessen Dichte, aber er wird gewöhnlich etwa 0,7 - 70 kg/cm² und vorzugsweise 0,7 - 35 kg/cm² betrsgen. Verzugsweise liegt die Temperatur nicht oberhalb 204°C.
Die bei der Säure- und Alkalibehandlung und vorzugsweise nach bei Koagulieren angewandten Teaperaturen und Drücke sind eine geeignete $Raumtemperatur. Obschon das Verfahren durch Erhitzung der Flüssigkeiten n beschleunigt werden kann, ist eine sokurze Zeit erforderlich, dass der Vorteil die steigenden zusätzlichen Kosten nicht aufwiegt. Bine Erhitsuig kann nach die erforderliche Säurekonzentration verringern, aber eventuelle Ersparungen wurden durch die Erhitzungskosten verlorengehen. Die Flüssigkeiten kennen auch abgektihlt werden, aber das wird das Verfahren verzogen können oder höhere Temperaturen erfordern, was nicht gewünscht ist. Obwohl jede Temperatur zwischen dem Gefrier- und Siedepunkt der Flüssigkeiten gebraucht werden kann, ist es daher zu bevorzugen, dass die Flüssigkeiten mit der Umgebungstemperatur im gleichgewicht sind. Aber es wird bei Waschbehandlungen, insbesondere nach der Alkalibehandlung, bevorzugt, das Waschwasser zu erhitzen, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.
Nachdem das Gewebe zusammengepresst worden ist, ist es suhr solid und gleichmässig. Insbesondere kann ein ziemlich dickes Gewebe in zur oder mehrere dünne Schichten gespalten werden, die einander im wesentlichen ebenbürtig sind, was auf die Abwesenheit von Ungleichmässigkeiten der Struktur hindeutet.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele, in denen Sämtliche Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, niker erläutert.
Beispiel I Ein genadeltes Vlies mit einem Gewicht von 18 ox/yd², bestchend aus 42% Nylon-66-Fasern (3-Denier x 38 mm Länge), 23% Polyesterfasern (21/4 Denier x 38 mm Länge) und 35% Polypropylenfasern (1,8 Demier x 38 mm Länge) wird unter Anwendung der üblichen Karden- und Nadel bammapparatur hergestellt. Ein vorgeformter gebundener nicht-gewebten Träger, bestehend aus 3,0 ox/yd² Mylon-66-Fasern (3 Denier x 38 mm Länge), 0,5 ox/yd² Polypropylenfasern (8,8 Denier x 38 mm) und 1,0 oz/yd² Maturkantschnkbindemittel wird in Zentrum der Struktur durch gleichmässige BNadelung des Vlieses durch den Träger angeordnet.
Das Gewebe wird bis zu einer Dichte von etwa 3.000 Nadelstichen pro Inch² unter Answendung herkömmlicher 36-widehakennadeln genadelt. Oberflächenfäden sind auf des genadelten Vlies deutlich sichtbar und die Fadendurchmesser sind im Schnitt geswehen ungewünscht lang für bestimmte Anwendungen, we eine Dichtengleichmässigkeit notwendig ist.
Nach dem Nadeln wird das Vlies in eine Lösung bei Raumtemperatur eingetaucht, die 40 Gew.% 660 (9 ) Schwefelsäure (3 ß Be) bei Raumtemperatur enthält. Der Lösungsüberschuss wird abgepresst. Das Gewebe ist nun schwach infolge der teilweisen Lösung der Nylenfasern, aber stark genug, um unter leichter Spannung gezogen tu werden1 und zwar wegen der Anwesenheit nichtangegriffener Fasern. Die Verweilzeit in der Saure beträgt vier Sekunden, obgleich eine Aenderung davon die Endeigenschaften des Produkts nicht erheblich beeinflusst. Beim Verlassen der Säure wird das Gewebe sofort in ein Wasserbad bei Raumtemperatur untergetaucht, du das teilweise geloste Nylon sofert kaaguliert. Die meiste Säure wird gleichzeitig entfernt. Die Gewebe stärke nimmt wieder zu. Danach wird das Gewebe in eine 1ige Lösung von Ammoniumhydroxyd in Wasser untergetaucht, um von den letsten Spuren verbleibender Säure neutralisiert zu werden. Dabei wird Ammoniumsulfat als Nebenprodukt gebildet. Das Gewebe wird schliesslich noch gewaschen, vorzugsweise in Heisswasser, um das Asmoniussulfat und den Anneniumhydroxydüberschuss zu entfernen. Danach wird das Gewebe getrocknet. Ein Schrumpf von etwa 5 - 10% erfolgt, wenn das Gewebe unter spannungsfreien Bedingungen getrocknet wird, wie auf Trockenkräuselungsmaschinen.
Bei dieser Stufe werden der Fluss und die Verformungseigenschaften des Nylons drastisch geändert, obgleich sein Schmelzpunkt nicht wesentlich beeinflusst wird. Die Nylonfasern werden aneinander und an einige von den nichtangegriffenen Polyester- und Polypropylenfasern durch ein Verfahren geheftet. Auch sehen die Nylonfasern geschwollen aus. Das Gewebe ist jetzt stark und gleichmässig gebunden und steifer als das ursprüngliche Vlies, aber nicht übernässig steif.
Beispiel II Das nach Beispiel I hergestellte Gewebe wird durch Heisspressen auf einer Flachpresse zu den gewünschten Abmessungen zusammengepresst. Die Temperatur beträgt etwa 121°C und der erforderliche Druck 0,7 kg/cm². Nach dem Pressen ist das Gewebe sehr glatt und dicht, aber nicht steif. Oberflächenfäden sind entfernt worden. Im Vliesinnern befindliche Faden sind auch kaum wahrnehmbar.
Die Zugfestigkeit bleibt mit Ausnahme Äer Dehnungs- und Renssfestlgkeit während des Bindevorgangs und der anschliessenden nachfolgenden Verdichtung praktisch unverändert. Die Dehnung wird um 5ieR verringert, ebenowie die Reissfestigkeit. Aber die Abmessungen, das Gewicht und die Steifigkeit werden beeinflusst. Lederne Eigenschaften bekommen infolge der Qehandlun starken Nachdruck.
Aus mikroskopischen Prüfungen geht hervor, dass die Nylonfasern erheblich verformt sind und die nichtangegriffenen Fasern verbinden.
Beispiel III Ein Vlies aus 60% Polyesterfasern (1- Denier x 38 mm Länge) 40% Nylon-66-Fasern (1i Denier x 38 mm Länge) wird mit 4.000 Stichen/Inch² unter Anwendung der üblichen Nadelmaschinen genadelt. Das Gesamtgewicht beträgt etwa 10 oz/yd².
Das Gewebe wird dann durch eine säurebindende-neutralisierende Waschstrecke unter Anwendung einer Säurelösung mit 35% 660 (96%-iger) Schwefelsäure in Wasser geführt und die Neutralisiation wird mit wässrigem Ammoniak im Bad unmittelbar nach dem Säurebad durchgeführt.
Nach dem Binden wird das Gewebe bis zu 25 mil auf einer Flachpresse bei 135°C während 1 Minute zusammengepresst. Das erhaltene Gewebe ist glatt und gut gebunden. Nadel spuren sind kaum erkennbar und das Gewebe eignet sich als Unterlage für Vinyl- oder Urethanüberzug für die Herstellung von Schuhoberleder und ähnlichen Materialien.
Beispiel IV Ein gekardetes und kreuzweise verlegtes Faservlies mit einem Gewicht von 4 oz/yd2, bestehend aus 60% Polyesterfasern (12 Denier x 38 mm Länge) und 40% Nylon-66-Fasern (1v Denier x 38 mm Länge) wird auf beiden Seiten eines 1,0 oz/yd2 Polyestergazegewebes genadelt. Das Gewebe wird weiter mit etwa 2.500 Stichen/Inch2 unter Anwendung der üblichen Nadelapparatur genadelt.
Danach wird das Gewebe durch eine Säurebindungs- und Waschneutralisations-Waschstrecke wie beschrieben im Beispiel I geführt, ausgenommen, dass der Säurebehälter 35% Fluorborsäure in Wasser und der letzte Spülbehälter Warmwasser von etwa 650C enthält.
Nach Passieren durch die Säurebindungsstrecke wird das Gewebe bei 1490C und unter geeignetem Druck heiss kalandert, um das koaglierte Nylon fliessen zu lassen und die anliegenden Polyesterfasern zu binden. Ein glattes, gut gebundenes, aber nicht exzessiv steifes Gewebe ist das Resultat, das sich für Vinylüberzug eignet.
Beispiel V Ein leicht gebundenes Faservlies ist aus 6 3 Polypropylen und 40% Nylon-66-Fasern von 11/2 Denier und 38 mm Länge hergestellt. Das Gesamtgewicht beträgt etwa 5 oz/yd², wobei etwa 5% vernetztes Aorylpolymer-Binde mittel ist.
Das Gewebe wird durch die Säurebindung-Waschneutralisations-Waschstrecke wie im Biespiel I beschrieben, geführt, ausgenommen, dass das Säurebad aus 50% Phosphorsäure und Wasser besteht.
Danach wird das Gewebe auf einer Heisspresse bei 121 0C und 0,7 kg/ 2 cm Druck während 1 Minute gepresst. Ein glattes, zähes, aber nicht ungewünscht steifes Gewebe ist das Resultat.
Beispiel VI Ein gekardetes und kreuzweise verlegtes Vlies mit einem Gewicht von 4 oz/yd2, bestehend aus 60% Polyesterfasern (2t Denier x 38 mm Länge) und 40% Polypropylenfasern (1,8 Denier x 38 mm Länge) wird auf beiden Seiten eines 11/2 mil Nylonfilms genadelt. Das Gewebe wird weiter bis zu einer Dichte von 3.000 Stichen/Inch² genadelt.
Das Gewebe wirddann durch eine Säurebindungs-Waschneutralisations-Waschstrecke, wie beschrieben im Biespiel I, geführt, mit 38* iger wässriger Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,28) bei Raumtemperatur im Säurebehälter.
Danach wird das Gewebe bei 1490C und unter geeignetem Druck kalandert, um das koagulierte Nylon fliessen zu lassen und die anliegenden nicht-angegriffenen Fasern weiterzubinden. Ein glattes, gut gebundenes, starkes, aber nicht exzessiv steifes Gewebe ist das Resultat. Es eignet sich für Vinylüberzug.
Beispiel VII Ein gekardetes und kreuzweise verlegtes Vlies mit einem Gewicht von 4 oz/yd2, bestehend aus 75% Polyesterfasern (3 Denier x 31,75 mm Länge) und 25% Nylonfasern (2l Denier x 31,75 - Länge) wird auf beiden Seiten eines Nylonfilms (11/2 mil dicke) genadelt. Das Gewebe wird weiter bis zu einer Dichte von 3.000 Stichen/Inch² genadelt.
Das Gewebe wird danach durch die Säurebindungs-Waschneutralisations Waschstrecke wie beschrieben im Beispiel I mit 38% Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,25) bei Raumtemparture im Säurebehälter geführt.
Nach der Säurebindung wird das Gewebe bei 149°C unter geeignetem Druck kalandert, um das koagulierte Nylon fliessen zu lassen und die anliegenden nicht-angegriffenen Fasern weiterzubinden. Ein glattes, gut gebundenes, starkes, aber nicht exzessiv steifes Gewebe ist das Resultat. Es eignet sich für Vinylüberzug.
Beispiel VIII Drei 3,5 oz/yd2 Vliese, bestehend aus 75% Polyesterfasern (3 Denier 1 31,75 mm Länge) und 25 Nylonfasern 21/4 Denier x 31,75 mm Länge), hergestellt auf einer herkömmlichen Karde und Kreuzverlegungsmaschinen und leicht genadelt, werden zusammen in einer einzigen Behandlung mit einem Nadelbaum genadelt (kombiniert). Das Gewebe wird dann erneut bis zu einer Dichte von 3.000 Stichen/Inch² genadelt.
Das genadelte Gewebe wird durch eine Säurebindungs-Haschneutralisations-Haschstrecke geführt, wie beschrieben im Beispiel I ausgenommen, dass 38% Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,28) bei Raumtemperatur im Säurebehälter verwendet wird.
Nach dem Binden wird das Gewebe bei 1490C und unter geeignetem Druck kalandert, um das koagulierte Nylon fliessen zu lassen und die anliegenden Polyesterfasern weiterzubinden. Ein glattes, gut gebundenes, starkes, aber nicht exzessiv steifes Gewebe ist die Folge. Es eignet sich für Vinylüberzug.

Claims

Ansprilohe

1. Verfahren zur Herstellung eines gebundenen, nicht-gewebten Faservlieses, dadurch gekennzeichnet, dass man ein nicht-gewebtes Faservlies rit einer starke Säure enthaltenden Flüssigkeit in Berührung bringt, wobei das Faservlies aus einem Gemisch aus Nylonstapelfasern und Stapelfasern aus einem anderen Werkstoff besteht, das im wesentliches wesentlichen durch die genannte Säure unangegriffen bleibt und die Konzentration der genannten Säure in der genannten Flüssigkeit genügt, um den Fluss der Nylonfasern zu erhUhen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, danach gekennzeichnet, dass das Nylon-Nylon-6 oder Nylen-66 ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Werksteff aus der Gruppe, bestehend aus Polyäthylenterephthalat, Pelyalkenen, Glas, Zellulose, Polyvinylchlorid und Saran, gewählt ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser enthält und die Säure wasserlöslich ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure eine starke Säure mit einer Dissoziatienskonstante in Wasser bei 200C von mindestens 10 5 ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dissoziationskonstante der Säure in Wasser bei 200C mindestens beträgt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die starke saure aus der Gruppe, bestehend aus Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Chlorwasserstoffsäure und Fluorborsilure, gewählt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Säure Schwefelsäure ist und die Konzentration 30 - 50 Gew.% beträgt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Säure Ameisensäure ist und die Konzentration mindestens 75% beträgt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Säure Fluorborsäure ist und die Konzentration etwa 35 Gew.% beträgt.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Säure Phosphorsäure ist und die Konzentration etwa 50 Gew.% beträgt.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Säure Eisessig ist.

13. Verfahren nach den Ansrpüchen t - 12, dadurch gekennzeichnet, das das nicht-gewebte Faservlies nach der Behandlung mit der Flüssigkeit mit Wasser in Berührung gebracht wird, um die Säure zu verdünnen und das Nylon zukoagulieren.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-gewebte Faservlies mit einer alkalischen Lösung nach der Behandlung mit der genannten Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, um die Säure zu verdünnen und das Nylon zu koagulieren und die Säure zu neutralisieren.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Wasser gewaschene Faservlies mit Alkali weiterbehandelt wird um die Restsäure zu neutralisieren.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 14 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit Alkali dadurch ausgeführt wird, dass das Gewebe mit einer wassrigen Lösung eines wasserloslichen Alkalis behandelt wird.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 14 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies nach der Neutralisierung mit Wasser behandelt wird, um das Restalkali und Salz zu entfernen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschen mit Wasser nach der Neutralisierung mit Warmwasser erfolgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Warmwassers 650C beträgt.

20. Verfahren nach Ansprüchen 1 - t9, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-gewebte Faservlies genadelt wird, ehe es mit der genannten Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, wobei das Nadeln Oberflächenunregelmässigkeiten verursacht, die durch die Säurebehandlung entfernt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mit 1.000 -20.000 Stichen/Inch² genadelt wird.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies nach der Säurebehandlung zusammengepresst wird, wobei die Säurebehandlung die Nylonfasern selektiv flüssig unter Druck macht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck 0,7 - 70 kg/cm² beträgt.

24. Verfahren nach den Ansprüchen 22 - 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Druck durch Kalandern bewirkt wird.

25. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 24, dadurch gekennzeichnet, das nicht-gewebte Faservlies ein Laminat mindestens einer Schicht und einer hautartigen Trägerschicht ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger schicht ein Gazegewebe ist.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Trager schicht ein Kunststoffilm ist.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffilm Nylon ist, das auch mit der genannten starken Säure behandelt wird.

29. Verfahren nach den AnsprEchen 5- 28, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte starke Säure bei der Behandlung des Vlieses Raumtemperatur aufweist.

30. Gegenstände, ganz oder teilweise aus dem nach den Ansprüchen 1 - 29 gebundenen, nicht-gewebten Faservlies hergestellt.