<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Herstellen von Vliesstoffen
Beim Herstellen von Vliesstoffen, die mit Hilfe thermoplastischer Bindefasern verfestigt sind, haben die Bindefasern im allgemeinen einen tieferen Erweichungspunkt als die restlichen, im Vlies vorhandenen Fasern. Beim Erhitzungsvorgang erweicht zumindest die Oberfläche der Bindefasern und verklebt dadurch die damit in Berührung befindlichen Nachbarfasern. Die Anzahl der Klebestellen hängt sowohl von dem Erweichungsgrad der Bindefasern und somit von der Temperatur als auch vom ausgeübten Druck ab. Ausserdem spielt natürlich die Anzahl der auf eine Faserlänge kommenden
Bindefasern eine Rolle. weshalb auch die Dicke dieser Fasern auf den Verfestigungsgrad von Einfluss ist.
Der Herstellungsvorgang wird hiebei auf die verschiedensten Arten praktisch durchgeführt. Es können beheizte Kalander mit mehr oder weniger hohem Liniendruck verwendet werden, wobei der auf das Faservlies ausgeübte Druck sowohl durch hydraulisch gesteuerten Kalanderwalzendruck als auch durch bestimmte Spalteinstellungen reguliert werden kann. Es wurden ausserdem Verfahren beschrieben, bei denen das zu verfestigende Vlies mittels endloser Bänder oder Drahtsiebe an beheizte Walzen angedrückt wird. In den meisten Fällen wird darauf hingewiesen, dass ein zu hoher Druck zu vermeiden ist, um das Fasergefüge zu erhalten und um ein Verschweissen zu einem folienartigen Gebilde zu vermeiden.
Dieser Übergang zu einem folienartigen Gebilde, den man an der Abnahme der Luftdurchlässigkeit sehr gut messen kann, wird bei vielen Arbeitsweisen dadurch verhindert, dass die Faservliese aus Mischungen aufgebaut werden. Dabei wird vorzugsweise so gearbeitet, dass ein Teil der Fasern einen tieferen Erweichungspunkt als der Rest hat. Die in der Mischung anwesenden Fasern mit hohem Erweichungspunkt oder die anwesenden nicht thermoplastischen Fasern verhalten sich bei der Verschweissung wie ein isolierendes Material. Beim Durchgang durch die Heizzone nehmen diese Faserarten zwar Wärmeenergie auf, sie erweichen jedoch nicht und wirken deshalb nicht verklebend. Je höher der Prozentsatz der Bindefasern, d. h. Fasern mit tieferem Erweichungspunkt in der Mischung ist, desto folienartiger bzw. papierähnlicher wird das Endprodukt bei sonst gleichen Bedingungen.
Für viele, insbesondere textile Zwecke, bei denen es besonders auf weichen Griff ankommt, stellte sich deshalb ein Prozentsatz an Bindefasern von 5 bis 30% als optimal heraus.
Für viele andere Verwendungszwecke ist es jedoch von Interesse, Fasergebilde herzustellen, die aus einem einzigen Fasermaterial ohne Zusätze weiterer Substanzen, wie Bindefasern, hergestellt sind.
Das Fasergebilde ist in diesen Fällen zu 100% aus Fasern mit dem gleichen Erweichungspunkt aufgebaut. In diesem Fall ist es wesentlich schwieriger, feste Flächengebilde herzustellen, ohne gleichzeitig eine folienartige Verschweissung hervorzurufen. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, dass eine Seite des zu verfestigenden Faservlieses beheizt und die andere Seite gekühlt wird. Weiterhin wurde wiederholt empfohlen, die Beheizung bzw. Druckausübung nur punktweise durchzuführen, um dadurch die Bildung eines folienartigen Produktes zu vermeiden. Der Nachteil bei diesen Arbeitsweisen liegt in einem ungleichmässig verfestigten Material. Dies macht sich besonders dann sehr störend bemerkbar, wenn mit solchen Fasern gearbeitet wird, die bei der Wärmebehandlung stark zum Schrumpfen neigen.
Bei der Verfestigung mit Hilfe thermoplastischer Bindefasern werden bei diesen Materialien zwar durchaus feste Bindungen erzeugt, aber die erhaltenen Produkte sind, z. B. in der Durchsicht, sehr
<Desc/Clms Page number 2>
inhomogen bzw. wolkig. Durch den Schrumpfvorgang rücken die Fasern an einzelnen Stellen unter
Verdichtung zusammen, an andern Stellen entstehen dadurch dünnere Stellen. Ausserdem tritt bei diesen Fasern der Schrumpfeffekt besonders stark in den Randzonen auf, was eine unerwünschte
Verdickung der Ränder verursacht. Versucht man, papierartige Gebilde us synthetischen Fasern herzustellen, wirkt diese Erscheinung störend, weil es hiebei auf eine besonders gleichmässige
Faseranordnung ankommt.
Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch die Erfindung überwunden und beseitigt. Zu diesem Zwecke wird von einem Verfahren zum Herstellen von Vliesstoffen ausgegangen, die ganz oder teilweise aus hitzeschrumpfenden thermoplastischen Fasern, wie z. B. Polyamidfasern, Polyesterfasern oder Polyolefmfasern, bestehen, welche Fasern durch Hitze-und Druckeinwirkung an ihren Berührungspunkten miteinander verbunden werden. Die Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in mehreren Stufen unter von Stufe zu Stufe steigender Temperatur durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe die Erhitzung nur bis zur oberflächlichen Erweichung, doch ohne wesentliche Schrumpferscheinungen erfolgt.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren, bei dem also der Herstellungsvorgang stufenweise unter Temperatursteigerung in den einzelnen Stufen durchgeführt wird, wird das lose Vlies zunächst einer geringeren Temperatur und einem für eine Vorverfestigung ausreichenden Druck ausgesetzt. Trotz der Druckanwendung nimmt das Material keinen folienartigen Charakter an, weil ja die Temperatur entsprechend niedrig gehalten wird, so dass nur die Oberfläche der Fasern erweicht. Nach dieser Vorverfestigung hat das Material noch keine genügende Reissfestigkeit oder Abriebfestigkeit, aber es ist bereits zu einer Fixierung der Fasern in ihrer gegenseitigen Lage gekommen, ohne dass wesentliche Schrumpferscheinungen im Inneren des Materials (Wolkenbildung) oder an den Rändern (Verdickungen) auftreten.
Durch anschliessende stufenweise Erhöhung der Temperatur, Beibehaltung oder aber gegebenenfalls auch Erniedrigung des Liniendruckes bei mehreren anschliessend durchgeführten Verfestigungsstufen erhält man ein Faserprodukt, das sehr hohe Festigkeiten bei gleichmässiger Struktur aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl mit auf trockenem als auch auf nassem Wege gebildeten Faservliesen durchgeführt werden. Die Faservliese, die ganz oder teilweise aus thermoplastischen Fasern aufgebaut sind, können mehr oder weniger verstreckt sein.
Der Vorteil des neuen Verfahrens kommt insbesondere bei solchen Fasern oder faserartigen Kunststoffen zum Vorschein, die eine erhöhte Schrumpfneigung unter Wärmeeinwirkung zeigen, weiterhin bei solchen Fasergebilden, deren Komponenten einen unterschiedlichen Orientierungsgrad haben. Die Wahl der Temperatur in den einzelnen Verfahrensstufen richtet sich natürlich nach den verschiedenen hochpolymeren Substanzen mit ihren verschiedenen Erweichungspunkten sowie nach deren physikalischem Zustand, z. B. nach dem mehr oder weniger hohen Verstreckungs- oder Kristallisationsgrad.
Beispiel l : Aus 40 mm langen Fasern (1, 5 den) aus Niederdruck-Polypropylen
EMI2.1
einer dampfbeheizten Stahlwalze und einer oberflächenbeheizten Baumwollwalze bestand. Die Temperatur der Stahlwalze betrug 145 C, die der Baumwollwalze 120oC, der Liniendruck betrug 66 kg/cm. Anschliessend wurde die Faserbahn ein zweites Mal durch dieselbe Kalanderanordnung geschickt, wobei die Seite, die zuerst die Stahlwalze berührte, nun auf die Baumwollwalze zu liegen kam und umgekehrt. Die Bedingungen beim zweiten Durchgang waren folgende : Temperatur der Stahlwalze 160 C, Temperatur der Baumwollwalze 155 C, Liniendruck 66 kg/cm.
Das so erhaltene Faserflächenprodukt weist eine gleichmässige Struktur auf. Es hat eine Luftdurchlässigkeit von 2071/sec/m2 bei 20 mm Wassersäule, gemessen nach DIN 53887. Die Reissfestigkeit in der Hauptfaserrichtung beträgt 15, 1 kg/5 cm Streifen.
Beispiel 2 : Gemäss diesem Vergleichsbeispiel wurde dasselbe wie in Beispiel 1 eingesetzte lose Faservlies durch direktes Verschweissen ohne die erfindungsgemässe stufenweise Verfestigung abgebunden. Die Bedingungen dabei waren folgende : Temperatur der Stahlwalze 160 C, Temperatur der Baumwollwalze 155 C, Liniendruck 66 kg/cm.
Das nach dieser einstufigen Arbeitsweise erhaltene Faserflächenprodukt hat eine unruhige Struktur mit vielen offenen Stellen. Dies zeigt sich an der im Vergleich zu Beispiel 1 mehr als viermal grösseren Luftdurchlässigkeit von 8621/sec/m2 bei 20 mm Wassersäule. Die Reissfestigkeit in der Hauptfaserrichtung beträgt 15, 9 kg/5 cm Streifenbreite. Daraus ist ersichtlich, dass die erzielbare Festigkeit in derselben Grössenordnung wie bei Beispiel 1 liegt. Die Verbesserung durch die stufenweise
<Desc/Clms Page number 3>
Verfestigung bezieht sich in diesem Fall im wesentlichen auf die Gleichmässigkeit der Struktur des Endproduktes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von Vliesstoffen, die ganz oder teilweise aus hitzeschrumpfenden thermoplastischen Fasern, z. B. Polyamidfasern, Polyesterfasern oder Polyolefmfasern, bestehen, welche durch Hitze-und Druckeinwirkung an ihren Berührungspunkten miteinander verbunden werden,
EMI3.1