DE102018110246B4

DE102018110246B4 - Faservliesformteil

Info

Publication number: DE102018110246B4
Application number: DE102018110246.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Kalweit
Original assignee: Johann Borgers GmbH
Current assignee: Autoneum Management AG
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2020-12-31
Anticipated expiration: 2038-04-28
Also published as: WO2019206535A1; CN112105772B; EP3784827A1; CN112105772A; DE102018110246A1; US20210115605A1

Abstract

Faservliesformteil, umfassend mindestens ein thermisch verformtes Faservlies gebildet ausA) strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern;B) matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 90 bis 175 °C aufweisen;C) gegebenenfalls matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial aufweisen und von den Bikomponenten-Bindefasern B) verschieden sind;D) gegebenenfalls Additiven; undE) mindestens einer polaren Verbindung die oleophob wirkt, wobei die polare Verbindung als Bestandteil der eingesetzten strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) und/oder der eingesetzten matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder, sofern enthalten, C) in das Faservliesformteil eingebracht wird.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Faservliesformteil, insbesondere zur Abdeckung von Fahrzeugbodenbereichen oder für Radlaufschalen von Kraftfahrzeugen, umfassend mindestens ein thermisch verformtes Faservlies gebildet aus strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern und matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern.
Ebenso richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Faservliesformteils sowie auf dessen Verwendung.
Bei Faser(vlies)formteilen, die in der Automobilindustrie bei Kraftfahrzeugen Verwendung finden, handelt es sich um Verbundstoffe, die aus strukturgebenden Faserkomponenten und matrixbildenden Faserkomponenten gebildet sind/werden. Diese Fasern werden in der Regel in der Form eines Vlieses gelegt und dann in einem gegebenenfalls mehrschrittigen thermischen Formgebungsverfahren in die gewünschte Form gebracht, insbesondere gepresst.
DE 42 22 127 A1 offenbart beispielsweise ein Polstermaterial, herstellbar durch Wärmebehandlung aus einem Gewebe, das aus dreidimensional gekräuselten Polyesterfasern mit einer Feinheit von weniger als 45 Denier pro Faden und einer anfänglichen Zugstärke (IS) von mehr als 30 g/d und aus wärmebindenden Fasern besteht, die einen elastomeren Polyester als wärmebindenden Bestandteil enthalten, die miteinander vermischt und dispergiert sind, wobei das Polstermaterial eine Schicht aufweist, deren Fülldichte von 0,02 bis 0,06 g/cm³ beträgt. Ferner wird die Verwendung des Polstermaterials in Fahrzeugen und die dreidimensional gekräuselte Faser, herstellbar durch ein spezifisches Verfahren, offenbart.
Die DE 198 08 933 A1 offenbart ein spezifisches faserförmiges akustisches Material zur Verminderung der Geräuschübertragung und ein spezifisches Verfahren zu dessen Herstellung.
Fuchs, H., Albrecht, W. [Hrsg]: Vliesstoffe. 2. Auflage. Weinheim: WILEY-VCH Verlag, 2012. S. 111-114 offenbart allgemeine Informationen zu Aufmachungsformen und dem chemischen Aufbau von Bindefasern, insbesondere Schmelzbindefasern.
US 7,157,137 B2 offenbart einen Vliesstoff, der eine Vielzahl von spezifisch verflochtenen Fasern umfasst.
DE 10 2006 035 361 A1 offenbart einen geformten Artikel, der einen spezifischen Vliesstoff mit einer Vielzahl von Filamenten aufweist. Ferner werden ein Herstellungsverfahren für den Artikel und den Vliesstoff und der Vliesstoff an sich sowie seine Verwendung als Halbzeug für technische Bauteile offenbart.
Fourne, F.: Synthetische Fasern. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 1995. S. 844-845 offenbart eine Fasertabelle, insbesondere werden thermische Eigenschaften, Feuchteeinfluss und Kraft-Dehnungseigenschaften von Chemiefasern und Polykondensationsprodukten aufgeführt.
Das Europäische Patent EP 0 340 982 B1 , wie auch das Gebrauchsmuster DE 203 09 151 U1 , offenbaren ein schallabsorbierendes Formteil, hergestellt aus einem im wesentlichen offenporigen und/oder textilen, gasdurchlässigen Substrat, das mit einem wärmeaushärtenden Bindemittel und einem Imprägnierungsmittel zur hydrophoben und oleophoben Einstellung imprägniert ist, wobei das Imprägnierungsmittel aus einem Fluorcarbonharz und das Bindemittel aus einem Polyacrylatharz, das nach seiner Vernetzung duroplastische Eigenschaften aufweist, gebildet ist.
Derartige Faservliesformteile finden beispielsweise als Radlaufschalen, Unterbodenverkleidungen, Kofferraumseitenwände und Hutablagen Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Solche aus Faser(vlies)formteilen gebildeten Radlaufschalen sind zum Beispiel aus der DE 20 2005 015 164 U1 bekannt. Die dort beschriebenen Radlaufschalen weisen jedoch eine geringe Wärmeformbeständigkeit von ca. 90 °C auf, zudem besitzen sie eine relativ hohe Wasseraufnahme und besitzen folglich eine verzögerte Wasserabgabe. Ebenfalls weisen sie eine relativ leichte Brennbarkeit auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Faser(vlies)formteil bereitzustellen, welches die vorstehend beschriebenen Nachteile überwindet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein thermisch verformtes Faservlies gebildet aus

A) strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern;
B) matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 90 bis 175 °C aufweisen;
C) gegebenenfalls matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial aufweisen und von den Bikomponenten-Bindefasern B) verschieden sind;
D) gegebenenfalls Additiven; und
E) mindestens einer polaren Verbindung die oleophob wirkt, wobei die polare Verbindung als Bestandteil der eingesetzten strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) und/oder der eingesetzten matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder, sofern enthalten, C) in das Faservliesformteil eingebracht wird; bereitgestellt wird.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Faservliesformteils gemäß der vorliegenden Erfindung, umfassend die Schritte:

i) Legen mindestens eines Faservlieses mittels eines Krempel-Kreuzleger-Verfahrens oder eines aerodynamischen Vliesbildungsverfahrens,
ii) anschließendes Vernadeln des oder der derart gebildeten Faservliese(s) sowie
iii) Zuschneiden,
iv) Erhitzen und
v) thermisches Verformen des oder der Faservliese(s) zu dem gewünschten Faservliesformteil.

Ebenfalls wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung des Faservliesformteils gemäß der vorliegenden Erfindung als Radlaufschale, Unterbodenverkleidung, Kofferraumseitenwand oder Hutablage.
Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung:

1. Faservliesformteil, insbesondere zur Abdeckung von Fahrzeugbodenbereichen oder für Radlaufschalen von Kraftfahrzeugen, umfassend oder bestehend aus mindestens einem thermisch verformten Faservlies gebildet aus
1. A) strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern;
2. B) matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 90 bis 175 °C aufweisen;
3. C) gegebenenfalls matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial aufweisen und von den Bikomponenten-Bindefasern B) verschieden sind;
4. D) gegebenenfalls Additiven; und
5. E) mindestens einer polaren Verbindung die oleophob wirkt, wobei die polare Verbindung als Bestandteil der eingesetzten strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) und/oder der eingesetzten matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder, sofern enthalten, C) in das Faservliesformteil eingebracht wird.
2. Faservliesformteil nach Aspekt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-Fasern A) einen Schmelzpunkt von 220 bis 265 °C, bevorzugt 240 bis 260 °C, stärker bevorzugt 242 bis 250 °C aufweisen und/oder eine Feinheit von 5,0 bis 9,50 dtex, bevorzugt 5,5 bis 9,0 dtex, besonders bevorzugt 5,5 bis 8,5 dtex, gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen und/oder eine Faserlänge von 45 bis 75 mm, bevorzugt 50 bis 70 mm, besonders bevorzugt 52 bis 68 mm aufweisen und/oder eine Einkräuselung von 1,5 bis 10,0 Bögen/cm, bevorzugt eine Einkräuselung von 2,5 bis 5,5 Bögen/cm, besonders bevorzugt eine Einkräuselung von 2,7 bis 3,7 Bögen/cm aufweisen und/oder eine Reißfestigkeit von 2,0 bis 5,0 cN/dtex, bevorzugt eine Reißfestigkeit von 2,5 bis 4,7 cN/dtex, besonders bevorzugt eine Reißfestigkeit von 2,7 bis 4,0 cN/dtex, gemessen nach DIN EN ISO 5079:1996-02 aufweisen.
3. Faservliesformteil nach Aspekt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) eine Feinheit von 4,0 bis 10,0 dtex, bevorzugt 5,2 bis 9,5 dtex, besonders bevorzugt 5,3 bis 8,5 dtex, gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen und/oder eine Faserlänge von 45 bis 70 mm, bevorzugt 50 bis 60 mm, besonders bevorzugt 52 bis 55 mm, aufweisen und/oder eine Einkräuselung von 2,0 bis 10,0 Bögen/cm, bevorzugt eine Einkräuselung von 3,0 bis 5,0 Bögen/cm aufweisen und/oder eine Reißfestigkeit von 1,0 bis 4,0 cN/dtex, bevorzugt eine Reißfestigkeit von 1,5 bis 3,5 cN/dtex, besonders bevorzugt eine Reißfestigkeit von 1,8 bis 3,25 cN/dtex, gemessen nach DIN EN ISO 5079:1996-02 aufweisen.
4. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) einen Kern aus Polyethylenterephthalat oder Polyester aufweisen, insbesondere mit einem Schmelzpunkt von 220 bis 265 °C, bevorzugt 240 bis 260 °C, stärker bevorzugt 250 bis 255 °C und/oder die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) ein Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 90 bis 175 °C, bevorzugt 100 bis 160 °C, stärker bevorzugt 110 bis 155 °C aufweisen, insbesondere ist in dem Bereich mindestens ein Schmelzpeak, insbesondere bevorzugt zwei Schmelzpeaks, vorhanden; am stärksten bevorzugt befindet sich ein Schmelzpeak, der besonders bevorzugt ein Schmelzpunkt ist, bei 150 bis 160 °C, insbesondere 155°C.
5. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Kerns in den Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder C) jeweils 50 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 60 Gew.-% und der Anteil des Mantels jeweils 30 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser beträgt.
6. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine polare Verbindung die oleophob wirkt eine fluorierte oder perfluorierte Kohlenwasserstoffverbindung mit bevorzugt 3 bis 15 Kohlenstoffatomen ist, stärker bevorzugt 4 bis 14 Kohlenstoffatomen, wobei die polare Verbindung bevorzugt als Bestandteil der eingesetzten strukturbildenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) und/oder der eingesetzten matrixbildenden, Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder, sofern enthalten, C) in das Faservliesformteil eingebracht werden kann, besonders bevorzugt durch die strukturbildenden Polyethylenterephthalat-Fasern A).
7. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern C) einen Kern aus Polyethylenterephthalat oder Polyester aufweisen, insbesondere mit einem Schmelzpunkt von 220 bis 265 °C, bevorzugt 240 bis 260 °C, stärker bevorzugt 250 bis 255 °C, gemessen mittels DSC und/oder die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern C) ein Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 95 bis 200 °C aufweisen, insbesondere ist in dem Bereich mindestens ein Schmelzpeak, insbesondere bevorzugt ist lediglich ein Schmelzpeak, vorhanden; am stärksten bevorzugt befindet sich ein Schmelzpeak bei 175 bis 200 °C, insbesondere 180°C bis 185 °C, insbesondere bevorzugt 180°C und/oder eine Feinheit von 4,0 bis 10,0 dtex, bevorzugt 4,2 bis 9,5 dtex, besonders bevorzugt 4,3 bis 8,5 dtex, gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen.
8. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in folgenden Gewichtsanteilen vorliegen
1. A) 50 bis 70 Gew.-%, insbesondere 60 Gew.-%;
2. B) 10 bis 40 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%;
3. C) 0 bis 30 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%; bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis C).
9. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Faservliese zur Ausbildung eines mehrschichtigen Faservliesformteils in Stapellage übereinanderliegend angeordnet sind.
10. Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass es eine textile Radlaufschale ausbildet.
11. Verfahren zur Herstellung eines Faservliesformteils nach einem der Aspekte 1 bis 10, umfassend die Schritte:
1. i) Legen mindestens eines, vorzugsweise kreuzgelegten, Faservlieses mittels eines Krempel-Kreuzleger-Verfahrens oder eines aerodynamischen Vliesbildungsverfahrens,
2. ii) anschließendes Vernadeln des oder der derart gebildeten Faservliese(s) sowie
3. iii) Zuschneiden,
4. iv) Erhitzen und
5. v) thermisches, insbesondere thermoplastisches, Verformen des oder der Faservliese(s) zu dem gewünschten Faservliesformteil.
12. Verfahren nach Aspekt 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine, vorzugsweise kreuzgelegte, Faservlies aus 10 bis 45 Einzelflorlagen, die vorzugsweise jeweils ein Flächengewicht von 35 bis 60 g/m² aufweisen, besteht.
13. Verfahren nach Aspekt 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt iv) auf eine Temperatur von 200 bis 240 °C, bevorzugt 210 bis 230 °C, insbesondere 220 °C, erhitzt wird, besonders bevorzugt bei einer Aufheizzeit von 40 bis 80 Sekunden.
14. Verwendung des Faservliesformteils nach einem der Aspekte 1 bis 10 als Radlaufschale, Unterbodenverkleidung, Kofferraumseitenwand oder Hutablage.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bogen definiert als 1 Sinuswelle = 360°.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Schmelz- und Erweichungsbereiche, Schmelz- und Erweichungspunkte mittels Differential Scanning Calorimetrie (DSC) nach DIN EN ISO 11357-3: 2013-04 bestimmt.
Dem Fachmann auf dem Gebiet von Polymeren ist der Begriff semikristallin bekannt und er kann die Semikristallinität von Polymeren oder Gemischen dieser mittels DSC Messungen bestimmen. Die Materialien des Hüllmaterials (in der vorliegenden Erfindung auch als Mantel bezeichnet) der Bikomponenten-Bindefasern B) und C) der vorliegenden Erfindung weisen jeweils spezifische Schmelzbereiche auf. Darunter ist zu verstehen, dass sich das Maximum der Peaks der jeweiligen Schmelz- und/oder Erweichungspunkte (im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Schmelzpeaks bezeichnet), in der Mittels DSC ermittelten Kurve, in diesem Bereich befinden.
Die strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) können dabei sowohl Vollfasern als auch Hohlfasern sein. Die Hohlfasern weisen bei gleichem Durchmesser ein geringeres Gewicht als Vollfasern auf, sind aufgrund ihrer Ausbildung als Hohlkörper aber mit ausreichenden, insbesondere die Steifigkeit betreffenden Festigkeitswerten ausgestattet. Durch die Verwendung von Hohlfasern lassen sich somit leichtere Faservliesformteile bei weiterhin ausreichenden, insbesondere unverminderten, Eigensteifigkeitswerten herstellen.
Die matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B), welche ein semikristallines Hüllmaterial aufweisen, weisen bevorzugt die vorstehend genannten Eigenschaften auf. Ferner ist das Hüllmaterial vorzugsweise ein thermoplastisches Material, stärker bevorzugt ein Schmelzklebstoff.
Alle hier beschriebenen Fasern A) bis C) sind kommerziell erhältlich.
Um die ausreichende Bindung der Fasern untereinander herzustellen, befinden sich in einer jeweiligen Fasermischung die Fasern A) und B) und gegebenenfalls C). Diese Fasern B) und C) weisen zumindest in ihrem jeweiligen Mantelbereich eine gegenüber den Fasern A) geringere Schmelz- und/oder Erweichungsbereiche auf, so dass diese bei Kontakt mit anderen Fasern Bindepunkte oder Bindebereiche an den Kontaktflächen zu den anderen Fasern bilden.
Die Mischung aus verschiedenen Fasertypen kann an den jeweiligen Einsatzzweck und die dafür benötigten Eigenschaften eines jeweiligen Faservlieses angepasst werden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Gewichtsanteil an Fasern A) größer oder mindestens gleich dem Gewichtsanteil an Fasern B) oder Fasern B) und C) ist.
Durch die spezielle Mischung der Faser A) und B) oder A) bis C) wird es möglich ein Faservliesformteil zu erhalten, welches sich durch eine reduzierte Wasseraufnahme, insbesondere Water wicking < 5 mm, eine rasche Wasserabgabe, und ein geringes Bauteilgewicht auszeichnet. Zudem ist das Faservliesformteil formstabil bei etwa 120°C Dauerwärmeexposition und wetterbeständig. Ferner können die Anforderungen an Schwerbrennbarkeit SE/NBR für Pkw, Lkw, Busse, Landfahrzeuge und Fahrzeuge allgemein erfüllt werden.
Enthält das Faservliesformteil mindestens eine polare Verbindung, die oleophob wirkt, so wird die Oberflächenspannung des Bauteils verändert, so das ein vorteilhafter abweisender Effekt an der Oberfläche des Vliesstoffs gebildet wird gegenüber Medien wie zum Beispiel Wasser, Schmutz und Eis.
Es kann ferner mindestens ein Additiv enthalten sein. Besonders bevorzugt sind dabei Additive ausgewählt aus Pigmenten, Farbstoffen, Antioxidantien, Prozesshilfsmittel oder Antistatikmittel.
Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Fasermischung lassen sich auch mehrere Faservliese in Stapellage verarbeiten. Vorteilhaft ist es gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung daher, dass mehrere Faservliese zur Ausbildung eines mehrschichtigen Faservliesformteils in Stapellage übereinanderliegend angeordnet sind.
Die Faservliesformteile der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugt ein durch Dehnen stark verringertes Flächengewicht am tiefsten räumlichen Punkt der Verformung auf, beispielhaft sei aufgeführt in Längs-Richtung von 1310 / 530 / 1410 g/m² variierend und/oder ein Flächengewicht in Quer-Richtung variierend von 1440 / 480 / 1470 g/m² auf. Ferner ist es bevorzugt, dass sie eine Dicke in Längs-Richtung, variierend von 2,34 / 1,32 / 2,36 mm aufweisen und/oder eine Dicke in Quer-Richtung variierend von 2,36 / 1,33 / 2,35 mm. Ebenfalls ist bevorzugt, dass die Rohdichte in Längsrichtung 559,8 / 401,5 / 597,5 kg/m³ beträgt und/oder die Rohdichte in Quer-Richtung 610,2 / 360,9 / 625 kg/m³ beträgt. Die Rohdichte errechnet sich dabei als Quotient aus Flächengewicht/D icke.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Fasermischung für die Herstellung einer textilen Radlaufschale, was die Erfindung ebenfalls vorsieht. Die Radlaufschale kann dabei bevorzugt wie in der DE 20 2005 015 164 U1 beschrieben aufgebaut sein, wobei der Vliesstoff der vorliegenden Erfindung den in dieser Druckschrift offenbarten Vliesstoff ersetzt.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren besteht gemäß Ausgestaltung der Erfindung schließlich darin, dass das Faservliesformteil durch Legen mindestens eines, vorzugsweise kreuzgelegten, Faservlieses mittels eines Krempel-Kreuzleger-Verfahrens oder eines aerodynamischen Vliesbildungsverfahrens, anschließendes Vernadeln des oder der derart gebildeten Faservliese(s) sowie Zuschneiden, Erhitzen und thermisches, insbesondere thermoplastisches, Verformen des oder der Faservliese(s) zu dem gewünschten Faservliesformteil hergestellt wird.
Für das Vernadeln werden bevorzugt feine Filznadeln verwendet, insbesondere Filznadeln des Typs 15x16x36 3,5" M332 G 53 037.
Beispiele:
Tests auf Schwerbrennbarkeit, Wasseraufnahme und Wasserabgabe
Beispiel 1
60 Gew.-% PET PPS 0104079 wellene von Wellman-Indorama eine PET Faser, welche Fluorcarbonverbindungen enthält (Faser A).
40 Gew.-% PET-Bico M 1439-wellbond von Wellman-Indorama, welches einen Schmelzpeak bei ca. 110,6 °C, einen Schmelzpeak bei ca. 154 °C (beide Mantel) und einen weiteren Schmelzpeak bei ca. 251,1 °C (Kern) im DSC aufweist und der Kern aus Polyethylenterephthalat besteht (Faser B).
Beispiel 2
Zusammensetzung des Faservliesformteils:
60 Gew.-% PET PPS 0104079 wellene von Wellman-Indorama eine PET Faser, welche Fluorcarbonverbindungen enthält (Faser A).
20 Gew.-% PET-Bico M 1439-wellbond von Wellman-Indorama, welches einen Schmelzpeak bei ca. 110,6 °C, einen Schmelzpeak bei ca. 154 °C (beide Mantel) und einen weiteren Schmelzpeak bei ca. 251,1 °C (Kern) im DSC aufweist und der Kern aus Polyethylenterephthalat besteht (Faser B).
20 Gew.-% PET-Bico HT PPS 0069718 von HUVIS, welches einen Schmelzpeak bei ca. 182,3°C (Mantel) und einen weiteren Schmelzpeak bei ca. 252,1 °C (Kern) im DSC aufweist (Faser C).
PET wird als Abkürzung für Polyethylenterephthalat verwendet.
Vergleichsbeispiel 1
Zusammensetzung des Faservliesformteils:
60 Gew.-% PET PPS 0104079 wellene von Wellman-Indorama, eine PET Faser, welche Fluorcarbonverbindungen enthält.
20 Gew.-% PP FR PPS 0103758 von Asota, eine Polypropylen Faser.
20 Gew.-% PET-Bico HT PPS 0069718 von HUVIS, welches einen Schmelzpeak bei ca. 182,3°C und einen weiteren Schmelzpeak bei ca. 252,1 °C im DSC aufweist (Faser C).
Vergleichsbeispiel 2
Zusammensetzung des Faservliesformteils:
60 Gew.-% PET PPS 0010053-2 von Elana, die keine Fluorcarbonverbindungen enthält
20 Gew.-% PP FR 0103758 von Asota, eine Polypropylen Faser 20 Gew.-% PET-Bico HT PPS 0069718 von HUVIS, welches einen Schmelzpeak bei ca. 182,3°C und einen weiteren Schmelzpeak bei ca. 252,1 °C im DSC aufweist (Faser C).
Folgende Prüfungen wurden mit den vorstehend genannten Faservliesformteilen durchgeführt:

Brennprüfung nach ISO 3795:1989-10 in Längsrichtung (24 h bei 23 °C und 50 R.F. Probenmaße 356 x 102 x 2,0 mm; Kategorie SE/NBR).

Die Prüfung „Water Wicking“ wird wie folgt durchgeführt. Gemäß der Prüfvorschrift SAE J913:MAR2010, unter Herannahme des Punktes 3.2 (a), werden Streifen mit einer Abmessung 200 mm lang und 51 mm breit, in Längs- und Querrichtung aus dem Faservliesformteil mit einem Cutter geschnitten. Dann werden die Streifen bei 23°C +/- 2 °C und 50% +/- 5% relative Luftfeuchte für 24 Stunden konditioniert. Jeder Streifen wird mit einem flüssigkeitsfesten Stift mit einer Linie im Abstand von 50 mm von einem der beiden schmalen Enden aus markiert und in ein geeignetes Becherglas gestellt, so dass jeder Streifen mit der Markierung nach unten weisend, den Boden berührt. Dann wird in jedes der Bechergläser so viel Flüssigkeit gem. Pkt. 3.2 (a) gefüllt, das der Flüssigkeitspegel einen Meniskus von 2 mm zur gezeichneten Linie bildet. Diese Lagerung soll 16 Stunden andauern und in einer kontrollierten Umgebung bei 23°C +/- 2 °C und 50% +/- 5% relative Luftfeuchte stattfinden. Am Ende der Lagerung nach 16 Stunden werden die Streifen dem Becherglas entnommen und unter einer UV-Lampe begutachtet. Die Wanderung der fluoreszierenden Flüssigkeit über die Marke bei 50 mm hinaus zeigt den Grad der Dochtwirkung in mm an.
Die Prüfung bezüglich der „Wasserabgabe“ wird wie folgt durchgeführt. Gemäß Spezifikation WSS-M99P32-D2 wird das Bauteilgewicht ermittelt, und das Bauteil anschließend für 1 h vollständig in ein Wasserbad mit 23°C warmen Wasser eingetaucht. Nach 1 h im Wasserbad wird das Bauteil bei Raumtemperatur und in Einbauposition für 24 h getrocknet. Anschließend wird erneut das Bauteilgewicht ermittelt und die prozentuale Gewichtszunahme im Vergleich zum Ausgangszustand berechnet. Die Wasserabgabe wird nach folgender Gleichung berechnet: Wasserabgabe = 100 - Gewichtszunahme [%]. Tabelle 1: Resultate der Tests

Bsp 1 Bsp 2 VBsp 1 VBsp 2

Brennprüfung i.O. i.O. n.i.O n.i.O

Water Wicking 0 mm 0 mm n.B. n.B.

Wasserabgabe 100% 100% n.B. n.B.

Erklärung:

n.b. = nicht bestimmt
i.O. = in Ordnung
n.i.O. = nicht in Ordnung

Die Faservliesformteile gemäß der vorliegenden Erfindung zeigten exzellente Resultate in den vorstehend genannten Tests. Da die Vergleichsbeispiele bereits die Brennprüfung nicht bestanden und somit nicht geeignet sind um als Material für Radlaufschalen im Straßenverkehr benutzt zu werden, wurden keine weiteren Tests durchgeführt.

Claims

Faservliesformteil, umfassend mindestens ein thermisch verformtes Faservlies gebildet aus A) strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern; B) matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 90 bis 175 °C aufweisen; C) gegebenenfalls matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern, welche ein semikristallines Hüllmaterial aufweisen und von den Bikomponenten-Bindefasern B) verschieden sind; D) gegebenenfalls Additiven; und E) mindestens einer polaren Verbindung die oleophob wirkt, wobei die polare Verbindung als Bestandteil der eingesetzten strukturgebenden Polyethylenterephthalat-Fasern A) und/oder der eingesetzten matrixbildenden Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder, sofern enthalten, C) in das Faservliesformteil eingebracht wird.
Faservliesformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-Fasern A) einen Schmelzpunkt von 220 bis 265 °C aufweisen und/oder eine Feinheit von 5,0 bis 9,50 dtex gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen und/oder eine Faserlänge von 45 bis 75 mm aufweisen und/oder eine Einkräuselung von 1,5 bis 10,0 Bögen/cm aufweisen und/oder eine Reißfestigkeit von 2,0 bis 5,0 cN/dtex gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen.
Faservliesformteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) eine Feinheit von 4,0 bis 10,0 dtex gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen und/oder eine Faserlänge von 45 bis 70 mm aufweisen und/oder eine Einkräuselung von 2,0 bis 10,0 Bögen/cm aufweisen und/oder eine Reißfestigkeit von 1,0 bis 4,0 cN/dtex gemessen nach DIN EN ISO 5079:1996-02 aufweisen.
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) einen Kern aus Polyethylenterephthalat oder Polyester aufweisen und/oder die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) ein Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 100 bis 160 °C aufweisen.
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Kerns in den Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern B) und/oder C) jeweils 50 bis 70 Gew.-% und der Anteil des Mantels jeweils 30 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Faser beträgt.
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern C) einen Kern aus Polyethylenterephthalat oder Polyester aufweisen und/oder die Polyethylenterephthalat-haltigen Bikomponenten-Bindefasern C) ein Hüllmaterial mit einem Schmelzbereich von 95 bis 200 °C aufweisen und/oder eine Feinheit von 4,0 bis 10,0 dtex gemessen nach DIN EN ISO 1973:1995-12 aufweisen.
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in folgenden Gewichtsanteilen vorliegen A) 50 bis 70 Gew.-%; B) 10 bis 40 Gew.-%; C) 0 bis 30 Gew.-%; bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis C).
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Faservliese zur Ausbildung eines mehrschichtigen Faservliesformteils in Stapellage übereinanderliegend angeordnet sind.
Faservliesformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine textile Radlaufschale ausbildet.
Verfahren zur Herstellung eines Faservliesformteils nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: i) Legen mindestens eines, vorzugsweise kreuzgelegten, Faservlieses mittels eines Krempel-Kreuzleger-Verfahrens oder eines aerodynamischen Vliesbildungsverfahrens, ii) anschließendes Vernadeln des oder der derart gebildeten Faservliese(s) sowie iii) Zuschneiden, iv) Erhitzen und v) thermisches, insbesondere thermoplastisches, Verformen des oder der Faservliese(s) zu dem gewünschten Faservliesformteil.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Faservlies aus 10 bis 45 Einzelflorlagen besteht.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt iv) auf eine Temperatur von 200 bis 240 °C erhitzt wird.
Verwendung des Faservliesformteils nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Radlaufschale, Unterbodenverkleidung, Kofferraumseitenwand oder Hutablage.