NO832545L - Polymerkomposisjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en stabil vandig polymerblanding og det særegne ved polymerblåndingen i henhold til oppfinnelsen er at den omfatter:

Sn anionisk polyuretandispersjon, og

én forlikelig (blandbar) polymerdispersjon eller emulsjon hvori polymeren er vannuoppløselig.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Oppfinnelsen er særlig aktuell i forbindelse med fremstilling av harpiksimpregnerté■ fibrøse baner med en helt ensartet densitet og som kan behandles videre til simulerte lørliknende banematerialer.

Harpiksimpregnerte:porøse arkmaterialer som tekstilduk, filt-ede materialer og vannavsatte materialer og'liknende er vel kjent. Disse harpiksimpregnerte arkmaterialer er nyttige for en rekke formål, inklusive kunstlær i form av vinyl-materialer og liknende, strukturelle arkmaterialer som tran-sportørbelter og liknende produkter.

Tidligere metoder for impregnering av en spesiell bane inn-befatter impregnering eller belegning av et porøst material med en polymer harpiks som et polyuretan, vinyl eller et liknende material. Polyuretaner har vist seg svært gunstige som en belegnings- eller impregnerings-blanding på grunn av0deres evne til bred variasjon med hensyn til kjemiske og fysikalske egenskaper, spesielt deres fleksibilitet og kjem- u iske motstandsevne. Ved impregnering av det porøse arkmaterial med en polymerharpiks er forskjellige metoder anvendt. En slik tidligere metode går ut på bruken av den polymere harpiks i et organisk 'løsriingsmiddelsystem hvori arkmaterialet neddykkes i oppløsningen og løsningsmidlet fjernes derfra. Disse løsningsmiddelsystemer er uønsket på grunn av at løsningsmidlet i mange tilfeller er giftig og må enten gjenvinnes for fornyet anvendelse eller bortskåffes. Disse løsningsmiddelsystemer er dyre og gir ikke nødvendig-vis et ønsket produkt da løsningsmidlet ved avdamping fra det impregnert porøse arkmaterial vil medføre at harpiksen ofte vil vandre til å medføre en ikke-homogen impregnering av det porøse arkmaterial og dette fører til harpiksrikhet mot overflaten av arkmaterialet og ikke en ensartet impregnering. For å avhjelpe problemene med løsningsmiddelsystemer er det foreslått visse vandige polymere systemer. Ved til-danning av impregnerte arkmaterialer ved impregnering med vandige polymerer må den vandige andel fjernes. Også'her kreves varme og man møter vandring av polymeren til over-flatene av det impregnerte arkmaterial.

Ved en metode for å kombinere polyuretanoppløsninger med porøse substrater påføres polymeren i et organisk løsnings-middel til et substrat som f.eks. en nåle. sJÉått polyester-filt. Polymer-substrat-sammensetningen bades deretter med en blanding av organisk løsningsmiddel for polymeren og et ikke-løsnihgsmiddel for polymeren som er i det minste delvis blandbar med løsningsmidlet inntil laget er koagulert til en celleformet struktur av gjensidig forbundne mikroporer. Løsningsmidlet fjernes fra belegglaget sammen med løsnings-midlet for å frembringe et løsningsmiddelfritt<:>mikroporøst lag. Selv om denne prosess gir brukbare egenskaper for et polyuretan-impregnert tekstil har det fremdeles ulempen med et organisk løsningsmiddelsystem, spesielt når det anvendes høygradige polyuretaner som krever forholdsvis giftige og høytkokende løsningsmidler. Et eksempel på denne metode er omhandlet i US-patentskrift 3.208.875.

Ved en annen metode er det foreslått polyuretandispersjoner

i organiske bærere anvendt for belegning av porøse substrater, f.eks. som omhandlet i US-patentskrift 3.100.721.

I dette system påføres en dispersjon på et substrat og koaguleres ved ytterligere tilsetning av et ikke-løsningsmiddel. Selv om denne metode har vært anvendt med noe hell medfører den to vesentlige begrensninger: (1) bæreren i dispersjonen er hovedsakelig organisk da forholdsvis små mengder av et ikke-løsningsmiddel, foretrukket vann, behøves for å danne en dispersjon, og (2) det er et snevert brukbart område for tilsetning av ikke-løsningsmiddel slik at man vanskelig opp-når reproduserbare resultater.

En spesielt brukbar metode for fremstilling av sammensatt arkmaterial ved impregnering av et porøst substrat er omhandlet i US-patentskrift 4.171.391. I dette system impregneres et porøst arkmaterial med en vandig ionisk dispersjon av et polyuretan og impregneringsmidlet koaguleres deri .

En annen metode for å tildanne impregnerte porøse substrater, og spesielt ikke-vevede arkmaterialer, og går ut på at fib-røse nålefiltere impregneres ved full mettning av(filten med en vandig dispersjon eller emulsjon av en polymer harpiks. Den fullstendig mettede nålefilt bringes i kontakt med et koaguleringsmiddel for å koagulere polymerharpiksen fra den vandige dispersjon og avsette polymerharpiksen i nåle-filten. Filten tørkes til å danne en impregnert fibrøs-'bane med polymer harpiks fordelt i filten, med en helt ensartet banedensitet, og bulkdensiteten av banen er mindre enn den faktiske densitet av banen. Den impregnerte bane erkarakterisert vedat den har filamenter som bådé er belagt og ikke-belagt med polymer harpiks og konsentrasjoner av polymer ((harpiks .

En spesiell anvendelse for det foreslåtte arkmaterial er dannelse av lærliknende materialer fra dette, ved at den impregnerte fibrøse masse oppvarmes under trykk og temperatur hvor trykk og temperatur utøves til minst en overflate - av materialet for å utvikle et riarvlag på en overflate og et spaltlag på den motsatte overflate slik at det tildannes et lærliknende arkmaterial. Ved disse metoder og også i henhold til US-patehtskrift 4.171.391 er de foretrukne polymerer polyuretaner på grunn av deres høygradige fysikalske og kjemiske egenskaper. Den foreliggende oppfinnelse er en forbedring overfor disse impregneringsmetoder ved at den anvender ytterligere polymerer som impregneringsblandinger og disse ytterligere polymerer?tilveiebringer mforbedrede egenskaper og tillater også variasjoner i egenskapene for spesielle endelige anvendelser.

De stabile vandige polymerblaridinger i henhold til oppfinnelsen består av en vandig anionisk polyuretandispersjon og en forlikelig (blandbar) polymerdispersjon eller emulsjon.

De forlikelig dispersjoner eller emulsjoner har en hovedsakelig nøytral pH eller er anioniske eller kationiske.-Polymerblandingene er nyttige for impregnering av porøse substrater til å danne sammensatte arkmaterialer som kan videre behandles til å danne kunstlær og liknende.

Den vandige ioniske polyuretan-dispersjon-bestanddel i impregneringsblåridingen er anionisk og har foretrukket kar-boksylsyregrupper kovalent bundet til polymer-hovedkjeden.

Nøytralisering av disse karboksylgrupper med et amin, foretrukket et vannløselig monoamin, gir vannfortynnbarhet. Omhyggelige seleksjon av forbindelsen som bærer karboksyl-gruppen må foretas på grunn av at isocyanater, som er nød-vendige komponenter i et hvert polyuretansystem, er generelt reaktive med karboksylgrupper. Som omhandlet i US-patent--skrift 3.412.054 kan imidlertid 2,2-hydroksymetyl-substituerte karboksylsyrer reageres med organiske polyisocyanater uten vesentlig reaksjon mellom syre- og isocyanat-gruppene. på grunn av den steriske hindring av karboksylgruppene av de nærliggende alkylgrupper. Denne metode gir den ønskede karboksylholdige polymer hvor karboksylgruppene er nøytrali-sert med det tertiære monoamin til å gi et indre kvaternært ammoniumsalt og følgelig vann-fortynnbarhet.

Passende karboksylsyrer, og foretrukket de sterisk hindrede karboksylsyrer, er vel kjent og lett tilgjengelige. De kan f.eks. fremstilles fra et aldehyd som inneholder minst to hydrogenatomer i alfa-stillingen som reageres i nærvær av en base med to ekvivalenter formaldehyd til å gi 2,2-hydrok-symetyl aldehyd-. Dette aldehyd oksyderes så til syren med metoder som er vel kjent for den fagkyndige. Slike syrer representeres ved strukturformlen.

hvori R står for hydrogen, alkyl med opptil 20 karbonatomer og foretrukket opptil 8 karbonatomer. En foretrukket syre er 2,2-dihydroksymetyl propionsyre. Polymerene med de vedhengende karboksylgrupper karakteriseres som anioniske polyuretanpolymerer.

Polyuretanene anvendt ved utførelsen av oppfinnelsen medfører spesielt reaksjonen mellom di- eller polyisocyanater bg forbindelser med flere reaktive hydrogenatomer egnet for fremstilling av polyuretaner. Slike diisocyanter og reaktive hydrogenforbindélser er mer fullstendig omhandlet i US-patentskrift 3.412.034 og 4.046.729.

Fremgangsmåten for fremstilling av disse polyuretaner er detaljert omhandlet og eksemplifisert i de nevnte patent-skrifter. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan aromatiske, alifatiske og cykloalifatiske isocyanater eller blandinger derav anvendes for fremstilling av polymeren. Disse isocyanater er f.eks. tolylen-2,4-diisocyanat, tolylen-2 , 6-diisocyanat, meta-fenylen diisocyanat, bif enylen-4-; 4 1-diisocyanat, metylen-bis-4-fenyl isocyanta, 4-klor-l,3-fenylen diisocyanat, naftylen-145-diisocyanat, tetrametylen-1,4-diisocyanat, heksametylen-1,6-diisocyanat, dekametylen-1,10-diisocyanat, syklohesylen-1,4-diisocyant, metylen-bis-4-cykloheksyl isocyanat, tetrahydronaftylen diisocyanat, isoforon diisocyanat og liknende. Foretrukket anvendes arylen og cykloalifatiske diisocyanater med størst fordel

ved utøvelsen av oppfinnelsen.

Karakteristisk omfatter arylen-diisocyanatene den hvori iso-cyanatgruppen er knyttet til den aromatiske ring. De mest foretrukne diisocyanater er 2,4- og 2,6-isomerer av tolyen-diisocyanat og blandinger derav, på grunn av deres lette tilgjengelighet og deres reaktivitet. Videre er de cykloalifatiske diisocyanater som med størst fordel anvendes ved utøvelsen av oppfinnelsen 4,4'-metylen-bis-cykloheksyl isocyanat og isoforon-diisocyanat.

Seleksjon av de aromatiske eller alifatiske diisocyanater dikteres av den endelige bruk av det spesielle material. Som vel kjent av den fagkyndige på. området kan de aromatiske diisocyanater anvendes hvor sluttproduktet ikke i for sterk grad utsettes for ultrafiolett-bestråling som vil ha tendens til å gi slike polymerblandinger gulfarge, mens de alifatiske diisocyanater mer fordelaktig kan anvendes for utendørs anvendelser hvor de har mindre tendens til å bli gulfarget ved utsettelse for ultrafiolett-bestråling. Selv om disse prinsipper danner en generell basis for seleksjonen av det spesielle isocyanat som skal anvendes kan de aromatiske diisocyanater ytterligere stabiliseres ved hjelp av velkjente ultrafiolett-stabiliseringsmidler for å bedre sluttegeskapene av det polyuretan-impregnerte arkmaterial. I tillegg kan antioksydasjonsmidler tilsettes i mengder velkjent for den fagkyndige for å bedre egenskapene av sluttproduktet. T i Typiske antioksydasjonsmidler er tioeterne og de fenoliske antioksydasjonsmidler som 4,4<1->butylidin-bis-metalkresol og 2,6-ditertbutyl-parakresol.

Isocyanatet reageres med de multiple reaktive hydrogenfor-. bindelser som dioler, diaminer eller tirioler. I tilfellet av dioler eller trioler er de typisk enten polyalkylen-eter-eller polyester-polyoler. En polyalkylen-eterpolyol er det foretrukne aktive hydrogenholdige polymermaterial for sammensetningen av polyuretanet. De mest brukbare polyglykoler har en molekylvekt på 50 til 10000 og i oppfinnelsens sammenheng er molekylvekten foretrukket fra omtrent 400

til 7000. Videre forbedrer polyeter-polyolene fleksibilitet-. en proporsjonalt med økningen i deres molekylvekt.

Eksempler på polyeter-polyoler er polyetylen-eterglykol, polypropylen-eterglykol, polytetrametylen-eterglykol, poly-heksametylen-eterglykol, polyoktameylen-eterglykol, poly-dekametylen-eterglykol, polydodekametylen-eterglykol og blandinger derav. Polyglykoler inneholdende flere forskjellige radikaler i molekylkjeden som;f.eks. forbindelsen HO(CH_OC,H .0) H hvori n er et helt tall større enn 1, kan

2 2 4 n '

også anvendes.

Polyolen kan være en hydroksyavsluttet eller hydroksy-substituert polyester som kan anvendes i stedet for eller i kombinasjon med polyalkylen eter glykolene. Eksempler på slik polyestere er dem som dannes ved å reagere syrer, estere eller syrehalogenider med glykoler.Egnede glykoler er polymetylenglykoler som etylen, propylen, tetrametylen eller dekametylen-glykol, substituerte metylénglykoler som 2,2-dimetyl-l,3-propandiol, cykliske glykoler som cyklo-heksandiol og aromatiske glykoler. Alifatiske glykoler foretrekkes generelt når fleksibilitetpønskes. Disse glykoler reageres med alifatiske, cykloalifatiske eller aromatiske dikarboksylsyrer eller lavere alkylestere eller esterdannende derivater for å frembringe polymerer med forholdsvis lav molekylvekt, foretrukket med et smeltepunkt på under omtrent 70°C og en molekylvekt i likhet med dem som er indikert for polyalkylen-eterglykolene. Syrer for fremstilling av slike polyestere er f.eks. ftalsyre, malein-syre, rapsyre, adipinsyre, korksyre, sepacinsyre, tetraftal-syre, og heksahydroftalsyre og alkyl-og halogen-substituerte derivater av disse syrer. I tillegg kan polykaprolakton avsluttet med hydroksylgrupper også anvendes.

Med uttrykket "ionisk dispergeringsmiddel" anvendt deri menes en ioniserbar syre eller base som kan danne et salt med det oppløseliggjørende middel. Disse "ioniske disper-geringsmidler" er aminer og foretrukket vannoppløselige aminer som trietylamin, tripropylamin, N-etyl piperidin og liknende. Også syrer og foretrukket vannoppløselige syrer som eddiksyre, propionsyre, melkesyre og liknende kan anvendes. Selvfølgelig vil syren eller aminet selek-teres i samsvar med den oppløseliggjørende gruppe substi-tuert på polymerkjeden.

Den ønskede elastomere karakter vil generelt kreve omtrent 25 til 80 vekt% av en langskjedet polyol (ekvivalentvekt 700 til 2000) i polymeren. Egenskapene med hensyn til for-lengelse og elastisitet kan variere sterkt fra produkt til produkt avhengig av de ønskede egenskaper i sluttproduktet.

Ved tildannelse av polyuretanene nyttige ved utførelsen av oppfinnelsen reageres polyolen og et molart overskudd av diisocyanat til å danne isocyanatavsluttet polymer. Selv om egnede reaksjonsbetingelser og reaksjonstider og temperaturer kan varieres innenfor rammen av det spesielle isocyanat og den spesielle polyol som anvendes vil den fagkyndige på området lett bestemme disse variasjoner. Den fagkyndige vil kjenne til at reaktiviteten av de anvendte bestanddeler krever balanse mellom reaksjonshastighet-og uønskede sekundære reaksjoner som fører til farging og molekylvekt-forringelse. Typisk gjennomføres reaksjonen under omrøring ved omtrent 50 til omtrent 120°C i omtrent 1 til omtrent 4 timer. For å tilveiebringe substituerende karboksylgrupper reageres den isocyanatavsluttede polymer med et molart underskudd av déhydroksysyre i 1 til 4 timer ved 50 til 120°C for å danne isocyanat-avsluttet forpolymer. Syren tilsettes ønskelig som en oppløsning i f.eks. N-metyl-1,2-pyrrolidon eller N-N-dimetylformamid. Løsningsmidlet for syren vil typisk ikke utgjøre mer enn omtrent 5% av den totale blanding for å nedsette konsentrasjonen av det organiske løsningsmiddel i polyuretan' blandingen. Etter at dihyroksysyren er reagert inn i polymerkjeden nøytraliseres de substituerende karboksylgrupper med et amin ved omtrent 58 til 75°C i omtrent 20 minutter og kjedeforlengelse og dispergering gjennomføres ved tilsetning til vann under om-røring. Et vannoppløselig diåmin kan tilsettes til vannet som en ytterligere kjedeforlenger;'.Kjedeforlengelsen inn-befatter reaksjon av de resterende isocyanatgrupper med vann til å danne ureagrupper og ytterligere polymerisere polymer-materialet med det resultat at alle isocyanatgruppene reageres ved hjelp av tilsetningen til et stort støkiometrisk overskudd av vann. Det skal bemerkes at polyuretanene?som anvendes ved oppfinnelsen er termoplastisk av natur, d.v;s.

at de ikke er i stand til særlig sterk ytterligere herding etter dannelsen unntatt véd tilsetning av et ekstra herde-, middel.

Tilstrekkelig vann anvendes for å dispergere polyuretanet med en konsentrasjon på omtrent 10 til 40 vekt% faststoff og en dispersjons-viskosistet i området 10 til 1000 centipoise. Viskositeten kan innstilles i samsvar med de spesielle ønskede egenskaper og den:spesielle dispersjons-sammensetning som alle dikteres ut fra de endelige produktegenskap-:. er. Det skal bemerkes at det ikke er nødvendig med noen emulgeringsmidler eller fortykningsmidler for dispersjon-enes stabilitet.

Den fagkyndige på området vil uten videre modifisere den primære polyuretandispersjon i samsvar med bruken av sluttproduktet, f.eks. ved tilsetning av fargestoffer, forlikelige vinyl-polymerdispersjoner, ultrafiolett-fUtrerende forbindelser, oksydasjons-stabiliseringsmidler og liknende.

Karakteriseringen av dispersjonene fremstilt i samsvar med oppfinnelsen gjøres ved målinger av innhold av ikke-flyktige bestanddeler, partikkelstørrelse, viskositetsmålinger og

ved måling av strekk/spenningsegenskaper på strimler av støpt film.

Det er funnet at de anioniske polyuretandispersjoner danner en koagulasjons-grunnmasse og mens forlikelige polymerdispersjoner eller emulsjoner kan blandes til å danne homogene stabile vandige blandinger vil tilsetning av anion til blandingen bevirke at hele polymersystemet øyeblikkelig koagulerer og danner et koagulat av homogent sammenblandet polyuretanpolymer og den annen polymer.

Polymerdispersjonene eller emulsjonene nyttige ved utfør- - eisen av oppfinnelsen er anioniske., kationiske eller ikke-inoiske dispersjoner eller emulsjoner.av polymerer som er vannuoppløselige i deres koagulerte tilstand og er forlikelige med den anioniske polyuretandispersjon.

Polymerene i disse dispersjoner eller emulsjoner kan være elastomere polymerer som neopren, polyvinylklorid, poly-akrylat-polymerer, polyolefin^polymerer, polyfluorolefinpolymerer og liknende.

Det skjønnes at i samsvar med oppfinnelsen kan vesentlige mengder av den annen polymer enn polyuretanpolymeren innlemmes i den vandige blanding.

Neoprenlatekser brukbare ved utførelsen av oppfinnelsen

er dem som er ikke-ioniske, d.v.s. er emulgert med et ikke-ionisk emulgeringsmiddel og har pH omtrent 7. Dette er i motsetning til de kommersielle anioniske og kationiske neoprener som ikke er brukbare ved utøvelsen av den foreliggende oppfinnelse. De anionisk emulgerte neoprenlatekser som fås i handelen er ikke forelikelige med den vandige anioniske polyuretandispersjon slik at når de to blandes sammen vil de koagulerer eller utfelles slik at de ikke kan brukes som impregneringsblandinger.

På den annen side er de ikke-ioniske neoprenlatekser forlikelige med de vandige anioniske polyuretandispersjoner til å danne stabile vandige polymere blandinger. Over- raskende vil disse ikke-ioniske neoprenlatekser koagulere under ioniske betingelser bare når de kombineres med polyuretandispers jonen slik at de tilveiebringer et koagulat sammensatt av neoprenpolymer og polyuretanpolymer. Over-raskende koagulerer i det vesentlige alt ikke-ionisk neopren sammen med den anioniske polyuretandispersjon.

Polyvinylklorid-harpikser som dannes ved polymerisering av vinylklorid og som kan inkludere vinylidénklorid for å

heve glass omvandlingstemperatur.enkan innlemmes som anioniske partikkeldispersjoner. Polyvinylklorid dispersjonene er kjent å være ytterst stabile på grunn av deres fine par-tikkelstørrelse, d.v.s. omtrent 0,2 mikrometer og koaguleres ikke ved surgjøring til det nivå som vanligvis anvendes for koaguleringen av polyuretandispersjoner.

I tillegg til polyvinylklorid.harpiksdispersjonene og neo-prenlateksene kan vandige polymerdispersjoner som poly-akrylatet og polytetrafluoretylen anvendes så lenge som de polymere dispersjoner er forlikelige med polyuretandispersjonen til å danne en stabil vandig harpiksblanding.-

Opptil 65 vekt% av den annen polymer enn polyuretanpolymeren på tørrstoffbasis kan anvendes i blandingen under opp-nåelse av fullstendig koagulering av polyuretanet og den annen polymer .til å danne et homogent koagulat. Mer enn 65 vekt% av den annen polymer enn polyuretanpolymeren vil ikke hele mengden av denne.polymer koagulere og noe forbli i den vandige fase.

Minst 30 vekt% av den annen polymer enne polyuretanpolymeren på tørrstoffbasis er nødvendig for i vesentlig grad å modifisere egenskapene av sluttproduktet.

Mer spesielt bør viskositeten av den anioniske polyuretan-dispersjon og vandige polymerdispersjon eller emulsjon som danner den stabile vandige blanding være på et nivå på omtrent 10 til 5000 centipoise til å gi fullstendig pene-trering av det vandige system inn i det porøse arkmaterial.

Polyuretanpolymeren og den annen polymer bør impregneres inn i det porøse arkmaterial og spesielt de fibrøse filter i en mengde på minst : 70 vekt% tilsetning basert på vekten av den fibrøse filt og opptil 400 vekt%. Foretrukket impregneres harpiksen i en mengde på omtrent 200 til 300 vekt% tilsetning basert på vekten av det porøse arkmaterial. Koagulering gjennomføres ved å bringe det impregnerte substrat i kontakt med den vandige oppløsning av et ionisk medium for ionisk erstatning av det oppløseliggjørende ion. Teoretisk, selv om man ikke ønsker i binde seg til noen slik teori, er-stattes i tilfellet av anionisk oppløseliggjort polymer det amin som nøytraliserer det karboksylholdige polyuretan med et hydrogenion som bringer tilbake det anioniske karboksyl-ion slik at polymeren bringes tilbake til sin opprinnelige-ikke-fortynnbare tilstand. Dette bevirker koagulering av polymeren inne i substratet. Den stabile vandige polymerblanding kan koaguleres med vandige sure syreløsninger med kosentrasjoner på 0,5% til omtrent 75%. Ytterligere kan den stabile vandige polymerblanding koaguleres ved tilsetning av natrium- eller kalium-silikofluorid som beskrevet i US-patentskrift 4.332.710.

Ved impregnering av filten med den stabile vandige polymerblanding neddykkes filten ,deri med en konsentrasjon tilstrekkelig til å tilveiebringe en avsetning av minst 70 vekt% tørrstoff. Etter initial neddykning av filten i den vandige emulsjon eller dispersjon kan filten presses for å fjerne luft og mettes på nytt ved hjelp av en annen neddykk-ning i den stabile vandige polymerblanding til å gi full impregnering av det vandige polymere system inne i filten. Filten, som er fullstendig-impregnert med den vandige blanding, føres gjennom avstrykningsvalser eller liknende for å fjerne overskudd av dispersjon og/eller emulsjon ;på overflaten av den impregnerte filt. Filten neddykkes så i et bad inneholdende et motion, eller oppvarmes hvis den vandige polymerblanding inneholder et silikofluorid til å tilveiebringe koagulering av harpiksen inne i den fibrøse struktur. Det bemerkes at koaguleringen er øyeblikkelig og at koagulatet-er fiksert inne i filten. Etter tørking vandrer ikke polymeren. Etter koagulering kan filten presses for å fjerne overskudd vann og tørkes til å danne den impregnerte bane. Den stabile vandige polymerblanding kan også anvendes i prosessen beskrevet i US-patentskrift 4.171.391 for å tilveiebringe spesielle produkter.

Når fullstendig impregnering er oppnådd er filten fullstendig mettet, d.v.s. uten noen gjenværende luftrom, med den stabile vandige polymerblanding tilveiebringende en største tilføy-else av minst 70 vekt% polymerharpiks basert på vekten av filten. Etter tørking har filten en ny struktur hvori filten tvers igjennom har en ensartet densitet og bulkdensiteten av banen er mindre enn den aktuelle densitet av banen. Mikro-fotografier av denne struktur viser både belagte og ubelagte filamenter og konsentrasjoner av harpiks, sammen med hulrom. Mens bulkdensiteten er hovedsakelig ensartet gjennom tykkelsen av materialet er strukturen-homogen i mikroskopisk målestokk.

En fullstendig impregnert filt kan f.eks. béhandles på følg-ende måte.

Den fullstendige impregnerte bane eller filt anbringes i en presse og trykk og varme utøves på begge sider derav. Trykk og temperatur er tilstrekkelig til å sammensmelte polymeren inne i impregneringsmidlet ved overflaten av materialet men likevel utilstrekkelig til fullstendig å sammensmelte polymeren i det indre av arkmaterialet. Denne prosess utvikler en densitetsgradient fra det indre av det ikke-vevede arkmaterial til utsidene. Tykkelsen av det oppvarmede og pressede arkmaterial kan reguleres ved det trykk som utøves under operasjonen med oppvarming og pressing, eller ved inn-setning av avstandsstykker mellom testplatene, eller ved bruk av en presse med såkalt endelig belastning. Ved en annen prosess for tildannelse av kunstlærmaterial fra den ikke-ioniske neoprenlateks og vandige polyuretandispersjon som utgjør det koagulerte material inne i den fibrøse filt, kan denne anbringes i én presse med bare en av flatene opp-varmet til å danne narvlaget mens den motsatte side på den kalde flate danner spaltlaget. De karakteristiske trekk ved det kunstige lær-arkmaterial er primært fysikalske trekk hvori en densitetsgradient tilveiebringes fra en side av arkmaterialet til den motsatte side av arkmaterialet. Foretrukket er densitetsgradienten jevn. En overflate av den impregnerte fibrøse masse avgrenser et narvlag og dette narvlag har en aktuell densitet tilsvarende dets bulkdensitet.

/^Bulkdensitet" som anvendt heri betyr å referer til densiteten av materialet inkluderende luftrom. "Aktuell densitet" som anvendt heri betyr å refererer til densiteten av materialet uten luftrom, d.v.s. spesifik vekt.

Dette narvlag simulerer meget nær narvlaget i naturlig lær. På den motsatte side av arkmaterialet er det en overflate som avgrenser spaltlaget som er en bulkdensitet mindre enn dets aktuéllé densitet, idet der er en foretrukket jevn densitetsgradient gjennom materialet. Spaltlaget er noe fibrøstcog simulerer spaltlaget i naturlig lær.

EKSEMPEL 1

I en passende beholder innføres 100 vektdeler på tørrstoff-basis av en vandig anionisk fornettet polyuretandispersjon ved tørrstoffinnhold 25%. Polyuretanblåhdingen er som omhandlet i eksempel 1 i US-patentskrift 4.171.391. Til poly-r uretandispersjonen tilføres 100 vektdeler av kondensert silisiumdioksyd solgt under betegnelsen "Imsil 15" fremstilt av Illinois Mineral Co., sammen med 100 vektdeler på tørr-stof f basis av^neoprenlateks solgt av E.I. Du Pont de Nemours Company som "Neoprene Latex 115" som er en kopolymer av kloropren og metakrylsyre med polyvinylalkohol som dispergeringsmiddel. PH i neoprenét-var omtrent 7 og tørrstoff-innholdet 47 vekt%. Endelig pH i blandingen av neoprenlateks, anionisk polyuretandispersjon og silisiumdioksyd var 75, til 8,0. Til denne blanding ble tilført 0,6 vekt%^; natrium-silikofluorid basert på vekten av blandingen og 0,3% boraks som en buffer. Etter at impegneringsblandigen var fremstilt ble den påført en omtrent 500 v/m 2 polyester-fiberfelt med 12 denier pr.afilåment. Felten ble fullstendig mettet med den stabile vandige polymerblanding ved neddykning av filten i blandingen i 15 sekunder. Filten tok opp 600% av det vandige system. Koagulering ble gjennom-ført ved å neddykke den fullstendige mettede filt i vann-badet ved 93°C og medførte fullstendig koagulering av neoprenét og polyuretanet inne i filten.Neddykningsvannet var klårt og dette viste at den hovedsakelige mengde, eller den hele' mengden av harpiksen forble koagulert cinne i filten. Den impregnerte filt ble tørket ved hjelp av en strålevarme-innretning og hadde opptatt 125 vekt% nedpren, polyuretan og silisiumdioksyd og en tykkelse på omtrent 6,35mm: med en bulkdensitet på 0,5 g/cc. Den tørkede sammensetning ble komprimert ved 190°C under trykk til en densitet på 1,2.

Det endelige kunstlær-arkmaterial hadde en myk bøyelig struktur egnet for transportørbelter, vanlige belter og liknende lærprodukter.

EKSEMPEL 2

Eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse av at den anvendte polyuretandispers jon var den som'?er beskrevet i US-patentskrift 4.171.391 i éksempel 2 og krevet 1,0% natriumsilikofluorid og 1,2% boraks; Etter behandling under trykk og varme hadde, produktet en fast tekstur egnet for transportør-belter og vanlige belter.

EKSEMPEL 3

I en passende beholder ble innført 100 vektdeler vinylklorid/vinylidénkibrid4!kopolymer vandig anionisk dispersjon og 100 vektdeler av en aniohisk vandig polyuretandispersjon., Vinylklorid-kopolymeren selges under handelsbetegnelsen "Geon 460X'! av B.F. Goodrich Company og hadde en TJÅ på 50 o C og bestå av 46% tørrstoff.- Polyuretandispers^jone<n>hadde 325"'tørrstof f og ble fremstilt i samsvar medveksempel 1 i US-patentskrift 4.171.391. Totalt tørrstoffinnhold i den endelige blanding var 38% i vann. Sammenblåridingen førte til en stabil vandig blanding. 13,8 vekt% natrium silikofluorid basert på vekten av blandingen ble tilført denne under omrøring. Den vandige blanding ble anvendt for å impregnére en 100% polyester-fiberfilt med 10\denier/ filament ogromed enrvekt på omtrent 500 g/m 2. Filten ble mettet ved neddypphing iden vandinge blanding i 15 sekunder for å oppnå full impregnering. Vektøkningen av filten var 600%. Den vandige blanding ble koagulert ved neddykning av den impregnerte filt i et vannbad ved 93°C. Koagulering var øyeblikkelig ved varmetilførselen. Koaguleringsvannet var klart og dette viste at koaguleringen var fullstendig og at all vinylkloridpolymer var tilbake i koagulatet. Den impregnerte filt ble tørket ved hjelp av en strålevarme-innretning og hadde en tørr vektøkning på 220% polymer-.

Den tørkede sammenstilling var omtrent 6',35 mm tykk med en densitet på 0,6 g/cm 3. Sammensetningen var i form av en stiv plate. Sammensetningen ble presset til en densitet på 1,2 ved 135°C. Den varmpressede sammenstilling var ytterst fleksibel og kunne tildannes med konturform. Ved avkjøling til romtemperatur ble sammenstillingen stiv med en glinsende overflate. Denne kan anbringes i en form, oppvarmes og tilformes til å gi bildeler, uknuselig sportsutstyr og liknende.

EKSEMPEL 4

En homogen blanding med 46% totalt tørrstoff ble fremstilt ved å blande 40 vektdeler 60% tørrstoff polytetrafluoretylen-lateks med 35 vektdeler av en 30% tørrstoffholdig polyuretandispers jon. Den vandige polytetrafluorétylen-låteks ble v stabilisert med en ikke-ionisk overflateaktivt middel solgt under betégnelsen "Teflon 30" av E.: I. Du Pont Nemours Company. Polyuretandispersjonen var i samsvar med eksempel

1 heri. En vekt% natriumsilikofluorid basert på vekten av den homogene blanding ble tilført. Etter oppvarming til omtrent 54 C koagulerte blandingen med hovedsakelig fullsten-

dig koagulering?.av polymerene-7deri ~og dannet en stiv gel.

De lærliknende arkmaterialer som fremstilles ved hjelp av oppfinnelsen, sammen med de impregnerte produkter, er forskjellige fra tilsvarende impregnert bare med polyuretandispersjonen ved at de kan bygges opp til å ha høyere viriv-styrker eller større eller mindre bøyelighet og kan gjøres i stand til å bli formet til å danne estetisk .tiltrekkende overflater ved lavere temperaturer enn med tilsvarende for polyuretandispersjoner mens deres fysikalske egenskaper opprettholdes. Et bredere produktområde kan således tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen.

Claims (10)

1. Stabil vandig polymerdispers jon, !:~ karakterisert ved at den omfatter: en anionisk polyuretandispersjon, og en forlikelig (blandbar) polymerdispersjon eller emulsjon hvori polymeren er vannuopplø selig.

2. Fremgangsmåte for fremstilling av et sammensatt arkmaterial, - karakterisert ved at: en fibrøs bane impregneres med en vandig ionisk dispersjon av en polyuretanpolymer:; og en forlikelig (blandbar) -, ::.■' <-,-/-•[ < anionisk, kationisk eller ikke-ionisk dispersjon eller emulsjon av en polymer valgt fra gruppen bestående av neopren,'polyvinylklorid, poly ålkrylatpolymerer, polyolefinpolymerer og polyfluorolefinpolymerer hvori polymeren er vannopplø selig i sin koagulerte tilstand, polyuretan- og forlikelig-dispersjon eller emulsjon koagu-léres ionisk til å danne et impregneringsmiddel hvori den annen polymer enne polyuretanpolymeren er tilstede i én mengde på 30 til 65 vekt% basert på den totale vekt av polymer, og impregneringsmidlet tørkes.

3. Fremgangsmåte som angitt i;krav 2, karakterisert ved at den fibrøse bane er fullstendig impregnert ved koagulering.

4. Fremgangsmåte som angitt irkrav 3, karakterisert ved at den fibrøse bane har en bulkdensitet på mindre enn 0,5 g/cmf.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved " at polyuretanpolymeren og den annen polymer er tilstede i banen i en mengde på minst 70 vekt% som opptatt material basert på vekten av den fibrøse bane.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den impregnerte fibrøse bane har en densitet opptil 0,75 g/cc.

7. Impregnert fibrø s bane omfattende en fibrøs bane som er impregnert med en homogen sammenblanding av en koagulert anionisk dispersjon av en polyuretanpolymer og en forlikelig (blandbar) anionisk, kationisk eller ikke-ionisk dispersjon eller emulsjon av en polymer valgt fra gruppen bestående av neopren, polyvinylklorid, polyakrylatpolymerer, polyolefinpolymerer og polyfluorolefinpolymerer hvori poly^ meren er vannuopplø selig i sin koagulerte tilstand idet den koagulerte polymer er tilstede i en mengde på 30 - 65 vekt% basert på den totale vekt av polymer i den impregnerte fibrøse bane.

8. Impregnert fibrø s bane som angitt i krav 7, karakterisert ved at den homogene sammenblanding av anionisk koagulert rpolyuretandispersjon og en forlikelig (blandbar) polymer dispersjon eller emulsjon er fordelt gjennom hele den fibrø se bane med en helt ensartet densitet av den impregnerte fibrøse bane, bulkdensiteten av den fibrøse bane er mindre enn den aktuelle densitet av den fibrøse bane slik at denne er porøs, og den impregnerte bane har filamenter som både er belagt med og ikke-belagt med polymerharpiks, og konsentrasjoner av polymerharpiks.

9. Impregnert porøs fibrøs- bane som angitt i krav 8, karakterisert ved at polyuretanet og den annen polymer er tilstede i en mengde på mint 70 vekt% opptatt mengde basert på vekten av den fibrøse bane.

10. Kunstlaer-arkmaterial omfattende en polymerimpregnert>; fibrøs masse med et narvlag som danner en overflate idet narvlaget har en aktuell densitet lik lagets bulkdensitet og et spaltlag som danner den motsatte overflate, karakterisert ved at polymeren består av en koagulert anionisk polyuretandispersjon og en koagulert polymerdispers jon som er forlikelig (blandbar) med polyuretandispers jonen .