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Gegenstand des Stammpatentes Nr. 266427 ist ein Verfahren zur Nachbehandlung von Spinnvliesen aus thermoplastischen Kunststoffen, die durch Ablage von frisch gesponnenen, praktisch endlosen Fäden nach Verstreckung in einer annähernden Wirrlage erhalten wurden und die in einer Richtung eine wesentlich höhere Reissfestigkeit besitzen als in der dazu senkrecht liegenden Richtung durch Verstrecken bei erhöhter Temperatur unter gleichzeitiger Vergrösserung der Fläche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vliese in vernadeltem Zustand der Verstreckung unterworfen werden und die Verstreckung bei einer Temperatur, die 85 bis 25 C unterhalb des Kristallitschmelzpunktes jenes thermoplastischen Kunststoffes liegt, aus dem die Fäden hergestellt sind, in jener Richtung, in der das Vlies die geringere Reissfestigkeit besitzt, vorgenommen wird,
während das Vlies in der senkrecht dazu liegenden Richtung soweit unter Spannung gehalten wird, dass sich dessen Länge in dieser Richtung vor oder während der Verstreckung gar nicht oder höchstens um 10% ändert. Der Grad der Verstreckung beträgt hiebei vorzugsweise 20 bis 100% der ursprünglichen Länge.
Es konnte nun gefunden werden, dass es möglich ist, die Verstreckung in der Richtung der geringeren Reissfestigkeit bis auf 200% der ursprünglichen Länge durchzuführen und dabei Vliese mit wesentlich günstigerem Verhältnis von Längs- und Querreissfestigkeit zu erhalten, ohne dass eine Lochbildung oder auch nur die Ausbildung dünner Stellen auftreten würde, was bei derart hohen Verstreckungsgraden sehr überraschend ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies in der Richtung der geringeren Reissfestigkeit um 100 bis 200% der ursprünglichen Länge verstreckt wird.
Hiebei ist zu beachten, dass auch bei diesem Verstreckungsvorgang die Länge in der senkrecht dazu liegenden Richtung nicht mehr als 10% verändert wird.
Voraussetzung für das Gelingen des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass von einem durch Vernadelung verfestigten Vlies ausgegangen wird. Für die Erzielung guter Eigenschaften, vor allem bei höheren Dehnverhältnissen ist es zweckmässig, keine allzu leichte Vernadelung zu wählen.
Bevorzugt wird von Vliesen ausgegangen, die so weit vernadelt sind, dass ihr Festigkeitszuwachs durch die Vernadelung mindestens 50% des optimal erzielbaren Festigkeitszuwachses durch Vernadelung beträgt. Das ist z. B. bei Verwendung von Nadeln der Type 15 x 18 x 34/3 Zoll bei etwa 100 Einstichen/cm2 bzw. bei solchen der Type 15 x 18 x 36/3 Zoll bei 120 Einstichen/cm2 gegeben.
Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn man Vliese einsetzt, die mit den genannten Nadeltypen mit etwa 180 bis 200 Einstichen/cm2 verarbeitet wurden.
Endlosfadenvliese der oben genannten Art besitzen meist in der Querrichtung eine geringere Reissfestigkeit. Diese Vliese werden gemäss der Erfindung in der Querrichtung im erfindungsgemässen Ausmass gereckt, was z. B. in einem an sich bekannten Spannrahmen möglich ist. Es können aber auch Streckapparate dienen, bei denen das Vlies durch am Umfang mit Zähnen versehene Scheiben aufgenommen wird, deren Ebene annähernd senkrecht zur Vliesebene steht und die im spitzen Winkel zur Laufrichtung des Vlieses so angeordnet sind, dass das Vlies beim Passieren des Umfanges der Scheiben auseinandergezogen wird. Eine solche Vorrichtung ist z. B. in der DE-OS 2401614 beschrieben.
Wird das Endlosfadenvlies jedoch vor der Nadlung durch Täfeln auf eine bestimmte Vliesdicke gebracht, so ist es meist die Längsrichtung, die die geringere Reissfestigkeit aufweist. In diesem Fall muss das Vlies dann in Längsrichtung verstreckt werden, was beispielsweise besonders günstig durch ein an sich bekanntes Walzenstreckverfahren mit kurzem Walzspalt gemacht werden kann. Es ist aber auch jedes andere bekannte Längsstreckverfahren brauchbar, wobei ein zu starkes Einspringen des Vlieses vermieden werden muss, um die erfindungsgemässen Grenzen einzuhalten. Dies kann man z. B. dadurch erreichen, dass man Längsreckzonen durch Zonen unterbricht, in denen man das Vlies in einer Querspannvorrichtung wieder auf die erfindungsgemäss vorgeschriebene Breite, die innerhalb von 10% der ursprünglichen Breite liegen soll, bringt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf Endlosfadenvliese aus allen thermoplastischen Kunststoffen wie Polyamid, Polyester, Polyolefin anwendbar. Besonders bevorzugt sind Vliese aus Propylenhomo- und copolymeren und Polyester. Das erfindungsgemässe Verfahren soll an Hand der vorliegenden Beispiele näher erläutert werden. Die darin angegebenen Reissfestigkeits- und Bruchdehnungswerte sind nach DIN 53857 bestimmt.
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Beispiel 1 : Ein genadeltes Endlosfadenvlies aus Polypropylen mit folgenden Kennzahlen :
EMI2.1
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 386 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 1139 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 110%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 514 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 152%
<tb> Vernadelung <SEP> 120 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 18 <SEP> x <SEP> 36/3" <SEP> c. <SEP> b. <SEP> (=close <SEP> barb) <SEP> - <SEP>
<tb> geprägt
<tb>
wird im Spannrahmen ohne vorherigen Längsverzug bei 135 C in kontinuierlicher Fahrweise um 100% quer verstreckt.
Nach dem Verlassen des Heissluftofens hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI2.2
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 216 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 701 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 51%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 545 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 82%
<tb>
der ursprüngliche hohe Unterschied in der Reissfestigkeit von längs : quer = 2, 2 : 1 könnte durch Streckverfahren auf das Verhältnis längs : quer = 1, 2 : 1 egalisiert werden, wobei die Querreissfestigkeit nach dem Strecken des um 44 Gew.-% leichteren Vlieses um 6% von 514 N auf 545 N zugenommen hatte.
Beispiel 2 : Ein genadeltes Endlosfadenvlies aus Polypropylen mit folgenden Kennzahlen :
EMI2.3
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 238 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 600 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 107%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 320 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 146%
<tb> Vernadelung <SEP> 120 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 18x36/3"c. <SEP> b.-geprägt, <SEP>
<tb>
EMI2.4
Abkühlen nach dem Heissluftofen hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI2.5
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 112 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 400 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 39%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 240 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 82%
<tb>
Bei einer Abnahme des Flächengewichtes um 53% wurde die Längsreissfestigkeit nur um 33%,
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die Querreissfestigkeit nur um 25% vermindert, das Verhältnis von Längs : Querreissfestigkeit jedoch von 1, 87 auf 1, 66 : 1 angeglichen.
Beispiel 3 : Ein genadeltes Vlies nach Beispiel 1 mit folgenden Kennzahlen :
EMI3.1
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 184 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 503 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 94%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 224 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 133%
<tb> Vernadelung <SEP> 120 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 18 <SEP> x <SEP> 36/3" <SEP> c. <SEP> b. <SEP> -geprägt <SEP>
<tb>
wird im Spannrahmen ohne vorherige Längsverstreckung bei 1350C um 140% quer verstreckt.
Nach dem Abkühlen aus dem Heissluftofen hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI3.2
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 86 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 285 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 39%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 171 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 76%
<tb>
Bei einer Abnahme des Flächengewichtes um 53% nahm die Längsreissfestigkeit um 43%, die Querreissfestigkeit nur um 25% durch den Reckvorgang ab, dagegen wurde das Verhältnis der Längs- : Querreissfestigkeit von 2, 2 : 1 auf 1, 66 : 1 angeglichen.
Beispiel 4 : Ein genadeltes Vlies nach Beispiel 1 mit folgenden Kennzahlen :
EMI3.3
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 298 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 620 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 101%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 320 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 163%
<tb> Vernadelung <SEP> 120 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> xl8 <SEP> x36/3"c. <SEP> b.-geprägt, <SEP>
<tb>
EMI3.4
verstreckt.
Nach dem Abkühlen hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI3.5
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 116 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 480 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 29%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 260 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 102%
<tb>
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Bei einer Abnahme des Flächengewichtes um 62% nahm die Längsreissfestigkeit nur um 33%, die Querreissfestigkeit nach dem Reckvorgang nur um 36% ab, das Verhältnis der Längs- : Querreissfestigkeit wurde von 1, 93 : 1 auf 1, 84 : 1 etwas angeglichen.
Beispiel 5 : Ein genadeltes Vlies nach Beispiel 1 mit folgenden Kennzahlen :
EMI4.1
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 184 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 503 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 94%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 224 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 133%
<tb> Vernadelung <SEP> 120 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 18x <SEP> 36/3"c. <SEP> b.-geprägt, <SEP>
<tb>
wird im Spannrahmen mit 10% Längsverzug bei einer Temperatur von 1350C um 140% quer verstreckt.
Nach dem Abkühlen hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI4.2
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 82 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 290 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 37%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 168 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 78%
<tb>
Bei einer Abnahme des Flächengewichtes um 66% nahm die Längsreissfestigkeit nur um 42%, die Querreissfestigkeit durch den Reckvorgang nur um 25% ab, dagegen wurde das Verhältnis der Längs- : Querreissfestigkeit von 2, 25 : 1 auf 1, 72 : 1 angeglichen.
Beispiel 6 : Ein genadeltes Vlies nach Beispiel 1 mit folgenden Kennzahlen :
EMI4.3
<tb>
<tb> Fadentiter <SEP> 11 <SEP> dtex
<tb> Flächengewicht <SEP> 184 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 503 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 94%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 224 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 133%
<tb> Vernadelung <SEP> 180 <SEP> Einstiche/cm2
<tb> Nadeltype <SEP> 15 <SEP> x <SEP> 18 <SEP> x <SEP> 36/3"c. <SEP> b.-geprägt, <SEP>
<tb>
wird im Spannrahmen mit 10% Längsschrumpfung bei einer Temperatur von 135 C um 140% quer verstreckt.
Nach dem Abkühlen hat das Vlies folgende Kennzahlen :
EMI4.4
<tb>
<tb> Flächengewicht <SEP> 91 <SEP> g/m2
<tb> Reissfestigkeit <SEP> längs <SEP> 281 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> längs <SEP> 42%
<tb> Reissfestigkeit <SEP> quer <SEP> 175 <SEP> N
<tb> Dehnung <SEP> quer <SEP> 73%
<tb>
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Bei einer Abnahme des Flächengewichtes von 51% nahm die Längsreissfestigkeit nur um 44%, die Querreissfestigkeit nach dem Reckprozess sogar nur um 22% ab, dagegen wurde das Verhältnis der Längs- : Querreissfestigkeit von 2, 25 : 1 auf 1, 60 : 1 angeglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Nachbehandlung von Spinnvliesen aus thermoplastischen Kunststoffen, die durch Ablage von frisch gesponnenen, praktisch endlosen Fäden nach Verstreckung in einer annähernden Wirrlage erhalten wurden und die in einer Richtung eine wesentlich höhere Reissfestigkeit besitzen als in der dazu senkrecht liegenden Richtung durch Verstrecken bei erhöhter Temperatur unter gleichzeitiger Vergrösserung der Fläche, wobei die Vliese in vernadeltem Zustand der Verstreckung unterworfen werden und die Verstreckung bei einer Temperatur, die 85 bis 25 C unterhalb des Kristallitschmelzpunktes jenes thermoplastischen Kunststoffes liegt, aus dem die Fäden hergestellt sind, in jener Richtung, in der das Vlies die geringere Reissfestigkeit besitzt, vorgenommen wird,
während das Vlies in der senkrecht dazu liegenden Richtung soweit unter Spannung gehalten wird, dass sich dessen Länge in dieser Richtung vor oder während der Verstreckung gar nicht oder höchstens um : 10% ändert, gemäss Stammpatent Nr. 366427 (Anmeldung A 250/79), dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies um 100 bis 200% der ursprünglichen Länge verstreckt wird.