многослойная кожа

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).

Описание изобретения к патенту

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.