СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ
METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL LEATHER

Заявляемое изобретение относится к способам производства искусственных кож, получаемых нанесением на волокнистую основу высокомолекулярных веществ, например, смол, каучуков, производных целлюлозы.
Такие материалы находят применение в качестве декоративных отделочных покрытий в строительстве, в автомобильной промышленности и других областях техники. Они широко используются в полиграфии для переплетения книг, альбомов, тетрадей и специальных видов печатной продукции, что в значительной степени повышает эксплуатационные характеристики изделий, улучшает их внешний вид.
Известные в области производства искусственных кож технологические решения основаны на нанесении нитратцеллюлозных грунтов различного состава на предварительно подготовленные окрашенные и аппретированные хлопчатобумажные ткани. Для придания ткани свойств натуральной кожи грунт составляют из нитромастики, пластификаторов, пигментов, наполнителей и технологических добавок [1].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является технология получения искусственной кожи на тканевой основе с нитроцеллюлозным покрытием [2], которая включает следующие операции:
1. Подготовку ткани - очистку, крашение, аппретирование, ширение, сушку и глажение. Эти операции выполняются на поточных линиях. Крашение хлопчатобумажных тканей проводят прямыми красителями,
а аппретирование - водным раствором картофельного крахмала, содержащего мел, каолин и кальцинированную соду. Состав аппрета, масс. ч.:
- крахмал
11,00
- ализариновое масло
0,20
- сода кальцинированная
0,03
вода
100,00
2. Приготовление нитратцеллюлозного грунта - отделочного (красочного).
Рецепт нитратцеллюлозного грунта, масс. ч.:
- нитромастика, содержащая 22% нитрата целлюлозы «коллоксилин» (ГОСТ 3864-75)
100,0
- касторовое масло
19,8
- оксидированное касторовое масло
8,3
- пигменты и наполнители
24,2
- растворитель (смесь этилацетата и этанола
в соотношении 65:35)
16,3
3. Наложение грунта (грунтование) и сушка.
4. Тиснение мелкого рельефного рисунка (поверхностная отделка ткани).
Готовую ткань с нитроцеллюлозным покрытием тиснят на двух- и трехвалковых каландрах.
Все операции осуществляют на агрегатах, включающих в себя размоточные и намоточные устройства, грунтовальные станки, преимущественно ракельного типа, а также сушильные камеры.
В известных способах производства искусственных кож качество готовой продукции определяется, главным образом, составом нитратцеллюлозного грунта, наносимого на ткань и составом аппрета для ткани [3]. В то же время свойства самой нитратцеллюлозы, в силу ее физико-химических свойств, не всегда обеспечивают достижение требуемых деформационно-прочностных характеристик искусственной кожи. В отдельных случаях в результате сильных перегибов искусственной кожи возникают трещины покрытия. Помимо этого использование для аппретирования ткани крахмальной композиции ведет к снижению адгезии нитратцеллюлозного грунта к тканевой основе искусственной кожи. Указанные замечания снижают качество выпускаемой продукции, ее эксплуатационные характеристики и долговечность. Задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании способа изготовления искусственной кожи на тканевой основе с нитратцеллюлозным покрытием за счет модификации состава нитратцеллюлозного грунта, а также изменения процесса аппретирования ткани и использования нового вида аппрета, который обладает высоким сродством с тканью и нитратцеллюлозным грунтом.
Решение вышеназванной задачи достигается тем, что в композицию нитратцеллюлозного грунта, которую наносят на лицевую сторону ткани, вводят сополимер бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БМК-5 в виде 30% раствора в этилацетате из расчета 40 масс. ч. раствора сополимера на 100 масс. ч. 22% нитратцеллюлозной мастики при следующем содержании ингредиентов, масс. ч.:
- нитромастика, содержащая 22% нитрата целлюлозы «коллоксилин» (ГОСТ 3864-75)
100,0
- пластификатор (диоктилфталат)
30,0
- наполнители
10,0
- пигменты
15,0
- сополимер БМК-5
12,0
- растворитель (этилацетат)
28,0
Выбор сополимера БМК-5 как модифицирующей добавки объясняется тем, что он обладает параметром растворимости, близким к аналогичному параметру нитроцеллюлозы и это обеспечивает их хорошее совмещение в широкой области. Сополимер БМК-5 придает эластичность нитратцеллюлозному покрытию ткани, улучшает органолептическое восприятие материала, позволяет использовать в качестве пластификатора диоктилфталат (ДОФ) вместо касторового масла. ДОФ, являясь межмолекулярным и межструктурным пластификатором, позволяет регулировать реологические характеристики нитратцеллюлозной композиции, что способствует формированию на ткани качественного покрытия.
Помимо модификации нитратцеллюлозной композиции, на заключительной стадии крашения ткани (промывке в теплой воде), осуществляют ее аппретирование путем пропитки 25% водной дисперсией сополимера стирола с акриловыми мономерами в течение 10 минут при температуре 40°C.
Содержание акриловых сополимеров в нитратцеллюлозном грунте и ткани обеспечивает прочное их соединение после завершения всего технологического цикла.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что в нитратцеллюлозный грунт вводят акриловый сополимер в виде раствора в органическом растворителе, а для аппретирования ткани используют водную дисперсию акрилового сополимера. Таким образом обеспечивается высокая адгезия нанесенного нитратцеллюлозного грунта к тканевой основе искусственной кожи, улучшение деформационно-прочностных эксплуатационных характеристик и повышение долговечности использования.
Дополнительное отличие состоит в том, что в качестве аппрета ткани применена водная дисперсия акрилового сополимера вместо крахмального грунта. Такая замена значительно упрощает саму операцию аппретирования, так как позволяет совместить ее с процессом крашения ткани.
Пример.
Предлагаемый способ изготовления искусственной кожи на тканевой основе с нитратцеллюлозным покрытием, которая предназначена для использования в качестве переплетного материала в области полиграфии, реализован следующим образом. Первой стадией способа является выбор и подготовка ткани.
Для изготовления искусственной кожи, которая предназначена к использованию в качестве переплетного материала, выбрана хлопчатобумажная ткань полотняного переплетения толщиной 0,16 мм с плотностью по основе к утку 21×21 (число нитей на 1 см). Выбранную ткань подвергали очистке в стригательно-очистительном аппарате с двух сторон. Очищенную ткань подвергали крашению в двухвалковой плюсовке. Красильный раствор, подогретый до 85-95°C содержал 5% (от массы ткани) прямого красителя бордо, 2% поверхностно-активного вещества ОП-10 и ализаринового масла, 3% кальцинированной соды. В раствор добавляли хлористый натрий в количестве 10% от массы ткани. Далее окрашенную ткань отжимали между валками плюсовки, промывали в теплой воде и аппретировали путем пропитки 25% водной дисперсией сополимера стирола с акриловыми мономерами марки А10 (фирма Forsit, Финляндия) при температуре 40°C в течение 10 минут. После чего ткань еще раз отжимали в плюсовке и направляли в сушильно-ширительные рамы, где происходит устранение возможных складок и закрепление размеров ткани (поверхностной структуры) окрашенной и, таким образом, аппретированной ткани.
После процесса сушки ткань гладили, пропуская ее через зазор трехвалкового гладильного каландра.
На обработанную таким образом ткань наносили нитратцеллюлозный грунт.
Рецепт нитратцеллюлозного грунта, масс.ч.:
- нитромастика, содержащая 22% нитрата целлюлозы «коллоксилин» (ГОСТ 3864-75)
100,0
- диоктилфталат
30,0
- литопон
10,0
- мел технический
3,0
- пигмент алый
1,5
- краплак
5,0
- сурик железный
5,0
- сополимер БМК-5
12,0
- растворитель (этилацетат)
28,0
Наложение грунта на ткань проводили в агрегате, включающем в себя грунтовальные станки ракельного типа и сушильные камеры. Толщину покрытия регулировали путем установки требуемого зазор между ракельным ножом и тканью. При этом толщина нитратцеллюлозного покрытия должна быть 0,2 мм. После завершения процесса сушки материал с нитратцеллюлозным покрытием тиснили на двухвалковом каландре (верхний валок - металлический, нижний - бумажный) при температуре металлического валка с рельефным рисунком 60-70°C.
Тиснение является конечной операцией и производится для придания ткани с нитропокрытием кожеподобного состояния поверхности.
Использование предлагаемого способа изготовления искусственной кожи обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
- возможность получения материала на тканевой основе с высокими деформационно-прочностными свойствами нитратцеллюлозного покрытия;
- надежное соединение ткани и нитратцеллюлозного покрытия, что гарантирует достижение высоких эксплуатационных характеристик материалов;
- упрощается процесс аппретирования ткани и позволяет исключить из технологического цикла использование пищевого продукта - крахмала.
Список использованных источников литературы
1. Ф.Б. Клупт. Производство новых типов переплетных материалов. Москва. Изд-во «Лесная промышленность». 1964 г.; Б.Н. Шахкельдян, Л.А. Загаринская. Полиграфические материалы. Москва. Изд-во «Книга». 1988 г.
2. М.С. Монастырская, Т.П. Швецова. Технология полимерных пленочных материалов и искусственных кож. Москва, «Легкая индустрия», - 1974 г.
3. Сухарева Л.А., Кипнис Ю.Б. Защитные полимерные покрытия в производстве искусственной кожи. - М.,: Химия, 1989 г., с. 256.