Многослойная кожа

 

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к производству кожи с полимерным покрытием. Многослойная искусственная кожа содержит многослойную волокнистую основу, состоящую из натуральных и искусственных или синтетических волокон или нитей, пропитанную слоем полимерного связующего, и лицевой полимерный слой, выполненный на базе эластичных полимеров, включающий целевые добавки. Волокнистую основу формируют в 2-4 слоя, соединенных механическим способом и выполненных из холстопрошивных холстов. Каждый из холстов скреплен прошивной нитью линейной плотностью 22-32 текса из полиамида или полиэфира. Количество петель на 50 мм длины холста составляет вдоль холста 35-50 единиц, поперек холста 20-30 единиц при общей поверхностной плотности холстов 400-700 г/м². Пропитан каждый холст раствором или дисперсиями полимерного связующего. Лицевой полимерный слой наносят в виде растворов или дисперсий и формируют таким образом, что глубина затекания в пропитанную основу составляет 0,15-0,7 от толщины основы. Обработку, тиснение и формирование лицевой поверхности кожи осуществляют с образованием рельефного рисунка, высота выступов которого 0,3-0,9 мм и их частота 150-350 единиц на 10 см² площади холста. Соотношение слоев искусственной кожи по толщине составляет соответственно волокнистая основа, слой полимерного связующего и лицевой полимерный слой 1: (0,1 - 0,5):(0,2 - 0,5). Изобретение позволяет улучшить паропроницаемость, повысить долговечность и износостойкость кожи в широком интервале температурных режимов. 1 табл.

Изобретение относится к легкой промышленности - к производству кожи с полимерным покрытием.

Известна многослойная кожа, включающая нетканую холстопрошивную основу из хлопковых волокон и полиэфирных нитей, пропитанную связующим - карбоксилсодержащим бутадиеновым или бутадиен-нитрильным латексом, и лицевой слой из композиции на основе карбоксилсодержащего латекса - сополимера хлоропрена с метакриловой кислотой и дихлорбутадиеном. Известная искусственная кожа характеризуется удовлетворительными гигиеническими и пластоэластическими свойствами, но низкой износостойкостью (Колбутов Д.Л. Исследование эластических свойств искусственной кожи и синтетических латексов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1971, стр. 3-17).

Близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является многослойная искусственная кожа, включающая нетканую холстопрошивную основу из хлопковых волокон и полиэфирных или полиамидных нитей, пропитанную связующим - карбоксилсодержащим бутадиеновым или бутадиен-нитрильным латексом, и лицевой слой из композиции на основе карбоксилсодержащего латекса, нетканую основу толщиной 2-3,5 мм с объемной плотностью 230-280 кг/м³, выполненную из 2-х холстов при соотношении хлопковых волокон, полиэфирных или полиамидных нитей и связующего соответственно 0,4-1: 0,4-1: 0,5-1,7. Лицевой слой выполнен из композиции на основе карбоксилсодержащего бутадиенового или бутадиен-нитрильного латекса с содержанием метакриловой кислоты 1-10 вес.% при соотношении пропитанной основы и лицевого слоя по весу соответственно 8,5-11: 0,8-1,5.

При эксплуатации изделий из полимерных материалов одновременно проявляются усталостный и абразивный механизм изнашивания. Усталостный износ сам по себе сложный, механически активированный физико-химический процесс, сопровождаемый физическими и химическими изменениями в материале в результате многократного деформирования в широком интервале температуры от минус 50^oC до минус 40^oC под катионным воздействием окружающей среды, вызывающих окисление и деформацию.

Усталостное изнашивание приводит к утомлению материала в поверхностных слоях, в них образуются усталостные микротрещины, развитие которых приводит к микровыкрашиванию полимерной пленки, текстильной основы. Одновременно в зоне контакта эксплуатируемых изделий реализуется абразивное изнашивание, усиливающееся от попадания в зоне контакта пыли, песка, влаги. При достижении предельных значений, превышающих прочностные характеристики волокнистой основы и полимерного покрытия, происходит разрушение.

Наиболее близким техническим решением является многослойная искусственная кожа, содержащая многослойную волокнистую основу, состоящую и натуральных и искусственных или синтетических волокон или нитей, при этом волокнистую основу формируют из соединенных механическим способом и выполненных из холстопрошивных холстов, пропитанную слоем полимерного связующего, и лицевой полимерный слой, выполненный на базе эластичных полимеров и включающий целевые добавки, осуществляют обработку, тиснение и формирование лицевой поверхности, причем волокнистую основу пропитывают раствором или дисперсией полимерного связующего /патент GB N 1233918 A, кл. D 06 N 3/04, опубл. 03.06.1971/.

Недостатком известной многослойной искусственной кожи являются усталостное изнашивание с последующим микровыкрашиванием полимерной пленки.

Изобретение - многослойная искусственная кожа содержит многослойную волокнистую основу, пропитанную раствором или дисперсией полимерного связующего и состоящую из натуральных и искусственных или синтетических волокон или нитей, при этом волокнистая основа сформирована из соединенных механическим способом холстопрошивных холстов, и имеющий тиснение лицевой полимерный слой, выполненный на базе эластичных полимеров и включающий целевые добавки. Согласно изобретению волокнистая основа сформирована в 2-4 слоя холстопрошивных холстов, каждый из который скреплен прошивной нитью линейной плотности 22-32 текса из полиамида или полиэфира, при этом количество петель прошивной нити на 50 мм длины холста составляет вдоль холста 35-50 единиц, а поперек холста - 20-30 единиц при общей поверхностной плотности холстов 400-700 г/м², причем глубина затекания лицевого полимерного слоя в пропитанную волокнистую основу составляет 0,15-0,7 от ее толщины, а рельефный рисунок, образованный при тиснении, имеют высоту выступов 0,3-0,9 мм и их частоту 150-350 единиц на 10 см² площади холста, при этом соотношение слоев по толщине - волокнистая основа, слой полимерного связующего и лицевой полимерный слой составляет 1:(0,1-0,5)(0,2-0,5).

Использование 2-4 слоев волокнистых основ, соединенных механическим способом с общей поверхностной плотностью 400-700 г/м², позволяет создать основу с определенной капиллярной структурой, которая способствует более равномерному и глубокому распределению полимерного связующего в пропитанном и лицевом слоях. При этом достигается точечное соединение элементов волокнистой основы полимерных связующих пропиточного и лицевого слоев, что снижает разрушение химических связей в полимерах и образование реакционно-способных к окислению групп и приводит к улучшению долговечности материала.

Благодаря проникновению полимерного покрытия на глубину 0,5-0,75 от толщины основы создается полимерно-волокнистая система, противостоящая воздействию истирающих деформаций, возникающих в зоне контакта эксплуатируемых изделий.

Совокупность признаков, относящаяся к формированию лицевой поверхности, обеспечивает улучшение влагопереноса за счет уплотнения лицевой поверхности кожи и образования на ней выступов более плотной структуры. Более плотная поверхность обеспечивает долговечность заявленного объекта.

Изобретение позволяет получить кожу с улучшенной паропроницаемостью, повышенной износостойкостью в широком интервале температурных режимов и в различных атмосферных условиях.

В изобретении использованы следующие компоненты и материалы.

Полимеры для лицевых покрытий Поливинилхлорид марки ЕП 6602-с, ЕП 6202-с ГОСТ 14039-78 Пластификаторы фталатного типа ДОФ - ди(2-этилгексил)фталат ГОСТ 8728-77 Стабилизаторы (целевые добавки) Стабилизатор комплексный сложный СКС-К-17
ТУ 6-09-4346-78
Три-(алкилфенилфосфит)
ТУ 6-02-680-83
Наполнители:
Углерод технический марки К-354
ГОСТ 7885-77
Растворы полиуритан марки Втур р-6322
ТУ 6-55-51-91
Каучуки
СКН-26
СКН-40
СКМ-30 Аркм-Ц
СКМ-30 Аркпн
ГОСТ 11138-78
ГОСТ 23492-83
Целевые добавки
- белила цинковые марки БЦО-М
ГОСТ 202-84
- 2-меркаптобензтиазол
ГОСТ 739-74
- тиурим ГОСТ 740-76
- сера техническая молотая ГОСТ 127-76
- масло мягчитель для резиновой промышленности МП-75 ТУ 38.101952-83
- нигрозин водорастворимый
ГОСТ 4014-75
- гуанид Ф ГОСТ 40-80
- бензин-растворитель для резиновой промышленности
марки БР-1; БР-2
ГОСТ 443-76
Латексы для пропитки и лицевых покрытий
- сополимер бутадиена, нитрила и метакриловой кислоты
марки БНК 302
ТУ 38 103608-86
- сополимер бутадиена, нитрила и метакриловой кислоты
марки БНК 40/4
ТУ 38 103670-88
- сополимер бутадиена, нитрила и метакриловой кислоты
марки БМНК 60А
ТУ 38 103670-88
- акриловой эмульсии марки макропол-101
ТУ 2216-003-1068808494
Волокна
- ГОСТ 3279-76 - волокно хлопковое
- ГОСТ 15897-79 - нить капроновая для технических тканей
- ГОСТ 13231-77 - волокно лавсановое
- ГОСТ 9394-76 - волокно льняное короткое.

Сущность изобретения поясняется примерами конкретного выполнения и таблицей.

Пример 1.

Многослойную искусственную кожу получают следующим образом: два волокнистых холста общей поверхностной плотностью 400 г/м², полученных аэродинамическим способом из смеси хлопковых и полиэфирных волокон, прошитых на вязально-прошивном агрегате полиамидной нитью линейной плотности 22 текса, переплетением "сукно-цепочка" с количеством петель на 50 мм - 25 единиц вдоль и 20 единиц поперек, соединяют иглопрокалыванием, пропитывают 15% композицией следующего состава, м.ч.:
Латекс бутадиен-нитрильный марки БНК-302 (сухое вещество) - 100
Краситель - нигрозин водорастворимый - 0,2,
сушат при температуре 120^oC. Пропитывают холст-основу. На пропитанной основе наносным методом формируют лицевой слой следующего состава, м.ч.:
Поливинилхлорид марки ЕП-6602 С - 100
Пластификатор ДОФ - 60,0
Стабилизатор СКС-К-17 - 3,0
Пигменты - 2,0
Лицевой слой формируют таким образом, что глубина затекания в пропитанную основу составляет 0,5 от ее толщины. Термообработку проводят при 140^oC, наносят второй лицевой слой этого же состава и проводят термообработку при 160^oC в течение 3 мин, тиснят с образованием на поверхности рельефного рисунка с высотой выступов 0,3 мм и их частотой 150 единиц на 10 см², при этом соотношение волокнистой основы, слоя полимерного связующего и лицевого полимерного слоя составляет соответственно 1:0,1:0,2.

Свойства материала представлены в таблице, графа 2.

Пример 2.

То же, что в примере 1, однако три волокнистых холста общей поверхностной плотности 500 г/м², прошитых на вязально-прошивном агрегате полиамидной нитью 29 текс с количеством петель 42 единицы вдоль на 50 мм и 25 единиц поперек, пропитывают полимерным связующим и формируют лицевое покрытие, где глубина затекания в пропитанную основу составляет 0,6 от ее толщины. Тиснят с образованием на поверхности рельефного рисунка с высотой выступов 0,5 мм и частотой 250 единиц на 10 см². Соотношение волокнистой основы, слоя полимерного связующего и лицевого полимерного слоя составляет соответственно 1:0,2:0,25.

Свойства материала представлены в таблице, графа 3.

Пример 3.

То же, что в примере 1, однако четыре волокнистых холста общей поверхностной плотности 700 г/м², прошитых полиамидной нитью 32 текса с количеством петель 50 единиц вдоль на 50 мм и 50 единиц поперек на 30 мм, пропитывают полимерным связующим и формируют лицевое покрытие, согласно примеру 1. Глубины затекания в пропитанную основу составляет 0,75 от ее толщины. Тиснят с образованием на поверхности рельефного рисунка с высотой выступов 0,9 мм и их частотой 350 единиц на 10 см². Соотношение волокнистой основы, слоя полимерного связующего и лицевого полимерного слоя составляет соответственно 1:0,5:0,5.

Свойства материала представлены в таблице, графа 4.

Пример 4.

То же, что в примере 1, однако отличие состоит в том, что 3 волокнистых холста общей поверхностной плотности 350 г/м², прошитых полиамидной нитью 21 текс с количеством петель на 50 мм 34 единицы вдоль и 19 единиц поперек, пропитывают полимерным связующим и формируют лицевое покрытие в два слоя. Глубина затекания составляет 0,45 от ее толщины, кожу тиснят с образованием на поверхности рельефного рисунка с высотой выступов 0,2 мм и их частотой 140 единиц на 10 см², при этом соотношение волокнистой основы, слоя полимерного связующего и лицевого полимерного слоя составляет соответственно 1: 0,09:0,15.

Свойства материала смотри в таблице, графа 5.

Пример 5.

То же, что в примере 1, однако 5 волокнистых холстов общей поверхностной плотности 750 г/м², прошитых полиамидной нитью 33 текс с количеством петель на 50 мм - 52 единицы вдоль и 31 единица поперек, соединяют иглопрокалыванием, пропитывают полимерным связующим и формируют лицевое покрытие в 2-а слоя. Глубина затекания в пропитанную основу составляет 0,9 от ее толщины. Кожу тиснят с образованием на ее поверхности рельефного рисунка с высотой выступов 1,0 мм и их частотой 370 единиц на 10 см², при этом соотношение волокнистой основы, слоя полимерного связующего и лицевого полимерного слоя составляет соответственно 1:0,6:0,6.

Свойства материала смотри в таблице, графа 6.

Пример 6.

То же, что в примере 2, однако в отличие от примера 2 два волокнистых холста получены из смеси вискозных и полиэфирных волокон, прошиты полиэфирной нитью переплетением "трико-цепочка", пропитаны 12% композицией следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
1. Раствор ПУ марки P 6322 Витур P 6322 - 100,0
2. Пигменты - 2,0
коагулируют в водяной ванне, сушат при температуре 130^oC и наносят два штриха лицевого покрытия следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
1. Витур ПУ марки P 6322 - 100,0
2. Пигменты - 5,0
далее по примеру 2.

Свойства материала смотри в таблице, графа 7.

Пример 7.

То же, что в примере 2, отличие от примера 2 - в композиционном составе для пропитки лицевого слоя. Два волокнистых холста получены из смеси хлопковых и капроновых волокон, пропитаны 20% композицией следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
Каучук СКМ С-30 Аркм-Ц - 35
Масло мягчитель МП-75 - 8,5
Белила цинковые - 1,8
Углерод технический марки п-324 - 15,0
2-меркаптобензтиазол - 1,15
Сера молотая - 1,0
Гуанид Ф - 0,15
Бензин - 250,0
Сушат при температуре 130^oC, наносят лицевое покрытие в два слоя следующего состава:
Каучук СКМ С-30 Аркм-Ц - 44,0
Масло мягчитель - 5,0
Белила цинковые - 1,7
Углерод технический марки н-324 - 47,0
2-меркаптобензтиазол - 0,8
Сера молотая - 0,7
Бензин - 100,0
Свойства материала смотри в таблице, графа 8.

Пример 8.

То же, что в примере 2, отличие заключается в композиционном составе для пропитки и лицевого слоя. Два волокнистых холста получены из смеси льняных и полиэфирных волокон, пропитаны 16% композицией следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
Латекс бутадиеновый марки СКД-1В - 100
Пигменты - 2,0
На пропитанную основу наносят лицевое покрытие следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
Латекс бутадиеновый марки СКД-1B - 100
Вулканизирующая группа:
- тиурам - 2,0
- сера - 2,0
- окись цинка - 2,0
Пигменты - 4,0
Загуститель - 1,0
Свойства материала представлены в таблице, графа 9.

Пример 9.

То же, что в примере 2, отличие заключается в композиционном составе для пропитки им лицевого слоя. Волокнистые холсты пропитаны 15% полимерной композицией следующего состава, м.ч. (сухое вещество):
Латекс - сополимер бутадиена, нитрила и метакриловой кислоты марки БНК-40/4 - 100,0
Пигменты - 3,0
На пропитанную основу наносят полимерное покрытие следующего состава, м. ч. (сухое вещество):
Латекс - сополимер бутадиена, нитрила и метакриловой кислоты марки СКД-1B - 100
Вулканизирующая группа:
- тиурам - 2,0
- сера - 1,5
- окись цинка - 1,5
Пигменты - 4,0
Загуститель - 0,7
Свойства материала представлены в таблице, графа 10.

Как видно из таблицы, использование 2-4 слоев волокнистых основ, соединенных механическим способом общей поверхностной плотности 400-700 г/м², позволяет создать волокнистую основу с определенной капиллярной структурой, которая способствует более равномерному и глубокому распределению полимерного связующего в пропиточном и лицевом слоях. Точечное соединение элементов волокнистой основы, полимерных связующих пропиточного и лицевого слоев снижает разрушение химических связей в полимерах и образование реакционноспособных к окислению групп и приводит к улучшению долговечности материала.

Благодаря проникновению полимерного покрытия на глубину 0,5-0,75 от толщины основы создается полимерно-волокнистая система, противостоящая воздействию истирающих деформаций, возникающих в зоне контакта эксплуатационных изделий.

Таким образом, искусственная кожа по изобретению обладает высокими показателями по разрывной нагрузке, сопротивлению на раздир, паропроницаемости.

Формула изобретения

Многослойная искусственная кожа, содержащая многослойную волокнистую основу, пропитанную раствором или дисперсией полимерного связующего и состоящую из натуральных и искусственных или синтетических волокон или нитей, при этом волокнистая основа сформирована из соединенных механическим способом холстопрошивных холстов, и имеющий тиснение лицевой полимерный слой, выполненный на базе эластичных полимеров и включающий целевые добавки, отличающаяся тем, что волокнистая основа сформирована в 2 - 4 слоя холстопрошивных холстов, каждый из которых скреплен прошивной нитью линейной плотности 22 - 32 текса из полиамида или полиэфира, при этом количество петель прошивной нити на 50 мм длины холста составляет вдоль холста 35 - 50 единиц, а поперек холста - 20 - 30 единиц, при общей поверхностной плотности холстов 400 - 700 г/м², причем глубина затекания лицевого полимерного слоя в пропитанную волокнистую основу составляет 0,15 - 0,7 от ее толщины, а рельефный рисунок, образованный при тиснении, имеет высоту выступов 0,3 - 0,9 мм и их частоту 150 - 350 единиц на 10 см² площади холста, при этом соотношение слоев по толщине - волокнистая основа, слой полимерного связующего, лицевой полимерный слой составляет 1 : (0,1 - 0,5) : (0,2 - 0,5).

РИСУНКИ

Рисунок 1