Синтетическая кожа и способ ее получения

 

Изобретение относится к обувной, швейной, мебельной промышленности, в частности к синтетической коже. Кожа состоит из пропитанного полимером нетканого материала с удельной массой от 150 до 500 г/м² и прочностью на растяжение в продольном и поперечном направлении больше, чем 300 Н/5 см. Нетканый материал выполнен из многокомпонентных непрерывных нитей, формованных из расплава, окрашенных в процессе формования, растянутых аэродинамическим методом и непосредственно уложенных в нетканый материал, и имеет линейную плотность меньше, чем 2 дтекс. Многокомпонентные непрерывные нити после предварительного упрочнения по крайней мере на 90% расщеплены на супермикроволокнистые непрерывные нити с линейной плотностью меньше, чем 0,2 дтекс и упрочнены. Кожа обладает повышенной прочностью и является недорогостоящей. 2 с. и 11 з.п. ф-лы.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится, в частности, к обувной, швейной, мебельной промышленности и касается, главным образом, синтетической кожи, состоящей из пропитанного полимером нетканого материала с удельной массой от 100 до 500 г/м² и прочностью на растяжение в продольном и поперечном направлении больше, чем 300 Н/5 см.

Уровень техники

В документе ЕР-А 0090397 описаны ультратонкие извитые комплексные нити, имеющие слоистую структуру и которые могут быть переработаны в синтетическую кожу путем пропитки полимером. В качестве исходных волокон предпочтительно используют волокна типа острова-в-море, из которых высвобождают ультратонкие волокна путем растворения матричного полимера. Далее описано использование расщепляемых исходных волокон.

В документе ЕР-А 0624676 описан нетканый материал из ультратонких волокон и способ его получения из двухкомпонентных волокон. Исходные полимеры двухкомпонентных волокон должны обладать различием между температурами плавления от 30 до 180°С и могут быть сформованы в многосегментные волокна. Двухкомпонентные волокна, уложенные в прочес, подвергают точечному каландрованию, в процессе которого плавятся только компоненты волокна с более низкой температурой плавления и упрочняются. Следующая стадия заключается в расщеплении полученного из многосегментных волокон нетканого материала по крайней мере на 70% на ультратонкие частично сегментированные волокна. Полученные таким образом нетканые материалы характеризуются значениями предела прочности на растяжение в продольном и поперечном направлениях вплоть до максимальной величины 260 Н/5 см и могут быть использованы в качестве постельного белья, впитывающего материала для гигиенических изделий, таких как носовые платки, пеленки, подкладки для спальных мешков, искусственной кожи, термоизоляционных материалов и др.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка недорогой и высокопрочной синтетической кожи, а также способа ее получения.

Следовательно, объектом изобретения является синтетическая кожа, состоящая из пропитанного полимером нетканого материала с удельной массой от 100 до 500 г/м² и с прочностью на растяжение в продольном и поперечном направлении больше, чем 300 Н/5 см, причем нетканый материал состоит из многокомпонентных непрерывных нитей с линейной плотностью меньше, чем 2 дтекс, формованных из расплава, окрашенных в процессе формования, растянутых аэродинамическим методом и непосредственно уложенных в нетканый материал, а многокомпонентная непрерывная нить после предварительного упрочнения по крайней мере на 90% расщеплена на супермикроволокнистые непрерывные нити с линейной плотностью меньше, чем 0,2 дтекс, упрочнена и пропитана полимером.

Полученная таким образом синтетическая кожа характеризуется при более низкой массе высоким пределом прочности и при этом является недорогостоящей. Кроме того, этот материал по величине текстильного грифа сходен с природными материалами.

Синтетическая кожа предпочтительно представляет собой многокомпонентные непрерывные нити, которые являются двухкомпонентными непрерывными нитями из двух несовместимых полимеров, в частности, из полиэфира и полиамида. Такая двухкомпонентная непрерывная нить обладает хорошей расщепляемостью на супермикроволокнистые непрерывные нити и подходящим соотношением прочности и удельной массы поверхности.

Предпочтительной является синтетическая кожа, в которой многокомпонентные непрерывные нити имеют в поперечном сечении многосекторную структуру, подобную апельсину, причем несовместимые полимеры расположены в виде чередующихся секторов. Кроме этой многосекторной структуры, подобной апельсину, многокомпонентные непрерывные нити имеют также другой порядок расположения несовместимых полимеров в многокомпонентной непрерывной нити, такой как сторона-к-стороне или лепестки хризантемы. Такое расположение несовместимых полимеров в многокомпонентной непрерывной нити также характеризуется чрезвычайно высокой расщепляемостью.

Кроме того, предпочтительной синтетической кожей является кожа, в которой по крайней мере один из образующих многокомпонентную непрерывную нить несовместимых полимеров содержит добавку, в частности, красящий пигмент, антистатик постоянного действия и/или добавки, влияющие на гидрофильные или гидрофобные свойства, в количестве до 10 мас.%. Синтетическая кожа, состоящая из волокон, окрашенных в процессе формования, обладает чрезвычайно высокой высокотемпературной светостойкостью. Кроме того, с помощью таких добавок можно снизить или исключить электростатическую электризуемость и улучшить влагопроводящие свойства.

Предпочтительной является синтетическая кожа, в которой нетканый материал пропитывают полимером в количестве от 10 до 45 мас.% в расчете на исходную массу нетканого материала. Наиболее предпочтительной является синтетическая кожа, в которой нетканый материал пропитывают полимером в количестве от 10 до 12 мас.% в расчете на исходную массу нетканого материала. Обладая равными или даже превышающими прочностными свойствами, синтетическая кожа по настоящему изобретению требует меньшей степени пропитывания исходного нетканого материала по сравнению с известными материалами.

Другим объектом настоящего изобретения является способ получения синтетической кожи, который заключается в том, что проводят формование из окрашенного расплава многокомпонентных непрерывных нитей, растягивают (упрочняют) аэродинамическим методом и непосредственно укладывают в материал, предварительно упрочняют нетканый материал струями воды под высоким давлением и одновременно расщепляют на супермикроволокнистые непрерывные нити с линейной плотностью (или титром) меньше, чем 0,2 дтекс и наконец, нетканый материал пропитывают полимером в количестве примерно 10-12 маc.% в расчете на массу исходного нетканого материала. Полученная таким образом синтетическая кожа чрезвычайно однородна по толщине, так как в ней создается изотропное распределение нитей, характеризуется отсутствием расслоения и обладает высокими эксплуатационными параметрами, выраженными значениями модулей.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Способ получения синтетической кожи предпочтительно заключается в том, что упрочнение и расщепление многокомпонентных непрерывных нитей проводят таким образом, что предварительно упрочненный нетканый материал многократно обрабатывают попеременно с двух сторон струями воды под высоким давлением. Благодаря этому исходный нетканый материал для синтетической кожи характеризуется качественной поверхностью и степенью расщепляемости многокомпонентных комлексных нитей больше, чем 90%.

Способ предпочтительно заключается также в том, что упрочнение и расщепление многокомпонентной непрерывной нити осуществляют на устройстве с вращающимися барабанными ситами. Этот тип устройства позволяет сконструировать чрезвычайно компактную установку.

В предпочтительном варианте изобретения пропитку расщепленного на супермикроволокнистые непрерывные нити и упрочненного путем обработки струями воды под высоким давлением нетканого материала осуществляют растворенным в диметилформамиде полиуретаном, и полимер коагулируют известным методом.

В наиболее предпочтительном варианте способ получения синтетической кожи по настоящему изобретению заключается в том, что пропитку осуществляют водной латексной дисперсией полиуретана и затем коагулируют. Этот тип пропитки исходного нетканого материала позволяет снизить отходы растворителя и, что особенно ценно, осуществлять пропитку полимером, не загрязняя окружающую среду.

В наиболее предпочтительном варианте способ заключается в том, что многокомпонентные непрерывные нити окрашивают в процессе формования. Добавление красящего пигмента в полимерные волокна приводит к высокой термической светостойкости.

В еще более предпочтительном варианте используют различные типы последующей обработки путем шлифования или полирования (буффирования). С помощью этих операций можно улучшить свойства поверхности и гриф полученных материалов, и кроме того, может быть достигнут так называемый "эффект надписи". "Эффект надписи" означает, что при свободном расположении кончиков микроволокон на поверхности синтетической кожи их ориентирование видно невооруженным глазом.

Полученная способом по изобретению синтетическая кожа в особенности подходит для использования в обувной промышленности в качестве материала для внешней и внутренней прокладок, отделки или прокладки для задника обуви. Кроме того, материал по изобретению подходит для использования в качестве материалов для швейной промышленности. В связи с хорошей механической прочностью и тем, что полученные формованием материалы обладают высокой термической светостойкостью, синтетическая кожа по настоящему изобретению подходит для использования в качестве внутренней отделки автомобилей, для изготовления приборных щитков, обшивки боковых стенок капота, полки за задним сидением, облицовки крыши или багажника, а также для изготовления мягкой мебели, прежде всего обивки кресел, диванов или стульев.

Пример 1

Прочес волокна с удельной массой поверхности 160 г/м² получают из двухкомпонентных непрерывных нитей, состоящих из полиэфира-полиамида (ПЭ-ПА), и с двух сторон подвергают водоструйному перфорированию под давлением 25000 кПа (250 бар). Полученные после водоструйного перфорирования, которое одновременно приводит к расщеплению исходного волокна, двухкомпонентные непрерывные нити характеризуются линейной плотностью меньше, чем 0,2 дтекс. Упрочненный нетканый материал пропитывают растворенным в диметилформамиде (ДМФ) полиуретаном (ПУ), причем наносят приблизительно 12 мас.% ПУ в расчете на массу исходного нетканого материала. Поверхность полученного пропитанного полимером нетканого материала шлифуют и для улучшения грифа обрабатывают, например, специальным силиконом. Получают синтетическую кожу с нубук-подобной поверхностью.

Пример 2

Прочес волокна с удельной массой поверхности 110 г/м² получают из двухкомпонентных непрерывных нитей, состоящих из полиэфира-полиамида (ПЭ-ПА), и с двух сторон подвергают водоструйному перфорированию под давлением 25000 кПа (250 бар). Полученные после водоструйного перфорирования, которое одновременно приводит к расщеплению исходного волокна, двухкомпонентные непрерывные нити характеризуются линейной плотностью меньше, чем 0,2 дтекс. Упрочненный нетканый материал пропитывают водной латексной дисперсией полиуретана, причем наносят приблизительно 10 мас.% ПУ в расчете на массу исходного нетканого материала. Полиуретан коагулируют путем обработки горячей водой или насыщенным паром, а затем высушивают при 150-160° и сшивают. Поверхность полученного пропитанного полимером нетканого материала шлифуют и для улучшения грифа обрабатывают, например, специальным силиконом. Получают синтетическую кожу с нубук-подобной поверхностью.

Формула изобретения

1. Синтетическая кожа, состоящая из пропитанного полимером нетканого материала с удельной массой от 100 до 500 г/м² и прочностью на растяжение в продольном и в поперечном направлениях больше 300 Н/5 см, причем нетканый материал состоит из многокомпонентных непрерывных нитей с линейной плотностью меньше 2 дтекс, формованных из расплава, окрашенных в процессе формования, растянутых аэродинамическим методом и непосредственно уложенных в нетканый материал, а после предварительного упрочнения нетканого материала многокомпонентная непрерывная нить по крайней мере на 90% расщеплена на супермикроволокнистые непрерывные нити с линейной плотностью меньше 0,2 дтекс, упрочнена и пропитана полимером в количестве примерно 10-12% в расчете на массу исходного нетканого материала.

2. Синтетическая кожа по п.1, отличающаяся тем, что многокомпонентная непрерывная нить является двухкомпонентной непрерывной нитью из двух несовместимых полимеров, в частности полиэфира и полиамида.

3. Синтетическая кожа по п.1 или 2, отличающаяся тем, что многокомпонентные непрерывные нити имеют в поперечном сечении многосекторную структуру, в которой несовместимые полимеры расположены в виде чередующихся секторов.

4. Синтетическая кожа по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что по крайней мере один из несовместимых полимеров, образующих многокомпонентную непрерывную нить, содержит добавку, в частности красящий пигмент, антистатик постоянного действия, и/или добавку, влияющую на гидрофильные и/или гидрофобные свойства, в количестве до 10 мас.%.

5. Синтетическая кожа по пп.1-4, используемая в обувной промышленности в качестве материала для внешней и внутренней прокладок, отделки или прокладки для задника обуви.

6. Синтетическая кожа по пп.1-4, используемая в качестве внутренней отделки автомобилей, для изготовления приборных щитков, обшивки боковых стенок капота, полки за задним сидением, облицовки крыши или багажника.

7. Синтетическая кожа по пп.1-4, используемая в швейной промышленности или в производстве мягкой мебели в качестве обивки кресел, диванов или стульев.

8. Способ получения синтетической кожи по пп.1-4, отличающийся тем, что многокомпонентную непрерывную нить формуют из окрашенного расплава, растягивают аэродинамическим методом и непосредственно укладывают в нетканый материал, затем проводят предварительное упрочнение нетканого материала, при этом многокомпонентную непрерывную нить расщепляют струями воды под высоким давлением на супермикроволокнистые непрерывные нити с линейной плотностью меньше 0,2 дтекс, после чего нетканый материал пропитывают полимером в количестве примерно 10-12% в расчете на массу исходного нетканого материала.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что упрочнение и расщепление многокомпонентных непрерывных нитей проводят посредством многократной обработки нетканого материала попеременно с двух сторон струями воды под высоким давлением.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что упрочнение и расщепление многокомпонентных непрерывных нитей проводят в устройстве с вращающимися барабанными ситами.

11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что пропитку проводят с использованием растворенного в диметилформамиде полиуретана, после чего полимер коагулируют.

12. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что пропитку проводят с использованием водной латексной дисперсии полиуретана.

13. Способ по пп.9-12, отличающийся тем, что нетканый материал подвергают последующей обработке шлифованием или полированием.