DE10343032B4

DE10343032B4 - Schrumpffreies Vlies

Info

Publication number: DE10343032B4
Application number: DE10343032A
Authority: DE
Inventors: Dr. Blech Bernd A.; Jörg Dahringer; Hartmann Huth; Michael Klanert; Franz Thönnessen
Original assignee: Trevira GmbH
Current assignee: Trevira GmbH
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: DE10343032A1; WO2005035856A1

Abstract

Schrumpffreies oder nur einem geringen Schrumpf aufweisendes Faservlies, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies aus Stapelfasern des Kernmanteltyps aufgebaut ist, wobei der Kern aus einem Polyester besteht, der einen höheren Schmelzpunkt aufweist als die Mantelkomponente und der Mantel aus Polybutylenterephthalat besteht. Der Kern besteht vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Faservlies aus Bikomponentenfasern, das schrumpffrei ist oder allenfalls einen geringen Schrumpf aufweist.
Vliese, welche Bikomponentenfasern enthalten, sind bereits seit längerer Zeit bekannt. Es kann sich dabei um Vliese handeln, die aus sog. Endlosfasern aufgebaut sind; es sind aber auch entsprechende Vliese aus Stapelfasern bekannt.
Bikomponentenfasern werden bei der Herstellung von Vliesen im allgemeinen lediglich als Beigabe verwendet, d. h. sie werden mit normalen Fasern, d. h. aus Fasern, die nur aus einer Komponente bestehen, z. B. Polyethylenterephthalat, gemischt und dann zu einem Vlies verarbeitet, das dann zum Binden und Fixieren bei höherer Temperatur z. b. bei 180–220° thermisch behandelt.
Dabei fungiert die niedriger schmelzende Komponente der Bikomponentenfaser als Kleber und verbindet die Fasern mit einander. Bei dieser Behandlung wird aber nicht nur ein Verbinden der Fasern und somit ein Verfestigen des Vlieses erreicht, sondern das Vlies schrumpft bei dieser Wärmebehandlung auch erheblich.
Dieses Schrumpfen ist in vielerlei Hinsicht von Nachteil. Zum einen fällt häufig der Schrumpf nicht gleichmäßig aus, so dass es zu Unregelmäßigkeiten in der Struktur kommt und auch die Breite des fertigen fixierten Vlieses nicht über die Gesamtlänge konstant ist.
Auch ist es nicht immer vorhersehbar, wie hoch der Schrumpf ist, sodass bei der Weiterverarbeitung z. B. beim Schneiden des breiten Vlieses in einzelne schmälere Bahnen Probleme auftreten, da die Messer auf einen bestimmten Abstand eingestellt werden müssen und es vorkommen kann, dass insbesondere die äußeren geschnittenen Bahnen zu schmal ausfallen. Diese Bahnen können dann nur noch als Abfall behandelt werden. Ferner ist eine Folge des unregelmäßigen Schrumpfs, dass das Flächengewicht des Vlieses nicht gleichmäßig ist oder nicht dem Soll-Wert entspricht.
Es ist deshalb von großem Vorteil, wenn das Vlies durch die thermische Verfestigung seine Dimension möglichst wenig verändert, d. h. wenn der Flächenschrumpf möglich gering ist. Die JP 11-050 337 A beschreibt ein dimensionsstabiles Vlies aus Bikomponentenfasern mit einem Polyesterkern und einem Mantel aus Polyolefin, das einen Flächenschrumpf von 2,1% aufweist.
In der JP 2001-003256 A wird ein Vlies aus polyesterbasierten Bikomponenten-Filamenten beschrieben, das bei einer Temperatur 30°C unterhalb der Schmelztemperatur des Mantels (Copolymer mit Schmelztemperaturen von 130–180°C) einen Flächenschrumpf von 4% aufweist. Es findest sich kein Hinweis auf Vliese, die insbesondere auch bei höheren Verfestigungstemperaturen einen Flächenschrumpf von 0% aufweisen.
Aus JP 04-343 747 A sind Faservliese aus Kern-Mantel-Fasern bekannt, wobei jeweils der Mantel hauptsächlich aus Polybutylenterephthalat und der Kern aus Polyethylenterephthalat besteht. Der Anteil an Kern-Mantel-Fasern beträgt mehr als 30%.
Aus DE 42 40 516 A1 sind Vliesstoffe zur Verwendung als Autohimmel-Trägerteil bekannt. Der in DE 42 40 516 A1 offenbarte Vliesstoff aus 100% Kern-Mantel-Fasern besteht aus einer Kernkomponente mit einem Schmelzpunkt höher als das Polybutylenterephthalat des Mantels und Polybutylenterephthalat als Mantelkomponente. Angaben zum Schrumpfverhalten der eingesetzten Fasern bzw. der textilen Flächengebilde sind DE 42 40 516 A1 nicht zu entnehmen.
Aus DE 34 19 675 C2 sind schrumpfarme bzw. schrumpffreie Faservlies auf Basis von Filamenten des Kernmanteltyps, wobei der Kern aus einem Polyester besteht der einen höheren Schmelzpunkt aufweist als die Mantelkomponente aus Polybutylenterephthalat bekannt.
Aus DE 68918153 T2 sind schmelzklebefähige Faservliese, einen geringen Schrumpf aufweisend, aus Fasern des Kernmanteltyps, wobei der Kern aus einem höherschmelzenden Polymer besteht und die Mantelkomponente aus einem niedrigerschmelzenden Polymer besteht, bekannt.
Es besteht somit noch das Bedürfnis nach Vliesen, welche beim Fixieren und Binden nicht die vorstehend genannten Nachteile aufweisen, d. h. Vliese auf Basis von Bikomponentenfasern, die keinen oder allenfalls einen vernachlässigbaren Schrumpf aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, derartige Vliese zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein schrumpffreies oder nur einen geringen Schrumpf aufweisendes Faservlies, gemäß Anspruch 1.
Es ist vorteilhaft, wenn das Vlies schrumpffrei ist und vollständig aus Kernmantelfasern besteht und der Kern aus Polyethylenterephthalat und der Mantel aus Polybutylenterephthalat besteht.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass das Vlies als Hauptkomponente Kernmantelstapelfasern mit Polyethylenterephthalat als Kernkomponente und Polybutylenterephthalat als Mantelkomponente sowie bis zu 30% anderer Fasern als Beimischung enthält.
Bevorzugt sind Vliese, die bei einer Temperatur von 180 bis 220°C thermisch behandelt worden sind.
Es war überraschend, dass es möglich war, durch die Verwendung von Kernmantelstapelfasern mit einem Polyethylenterephthalatkern und einem Polybutylenterephthalatmantel es möglich ist, ein Vlies herzustellen, das bei der Behandlung bei Temperaturen von etwa 180–220°C nicht mehr schrumpft.
Dadurch ist es möglich, bei der Herstellung des Vlieses z. B. durch Führen von entsprechenden Stapelfasern über eine Krempel von vornherein ein Vlies einer bestimmten Breite herzustellen, die auch noch nach der thermischen Behandlung gleich ist. Dies ist von großem Vorteil für die Weiterverarbeitung, z. B. für das Schneiden eines breiten Vlieses in mehr oder weniger schmale Streifen oder Bänder.
Von Vorteil ist ferner, dass die Vorzüge der Erfindung mit einer Mantelkomponente bestehend aus einem Polyester aus nur einer Säure und einer Diolkomponente erreicht werden und es nicht erforderlich ist, um eine niedriger schmelzende Mantelkomponente zu erhalten, Copolyester herzustellen.
Die Erfindung erlaubt das Herstellen von Vliesen nicht nur mit gleicher Breite sondern auch mit gleichem Flächengewicht über die ganze Länge des Vlieses, was von großem Vorteil für die Weiterverarbeitung ist. Als Stapelfasern können Fasern mit üblichen Stapellängen eingesetzt werden, z. B. 28–80 mm.
Die Erfindung wird durch folgendes Beispiel näher erläutert:
Beispiel
An einer Bikomponentenspinnanlage wurde Spinnware mit Standardpolyester im Kern und Polybutylenterephthalat im Mantel hergestellt. Der Gesamtdurchsatz mit einem Kern-/Mantelverhältnis von 50/50 betrug bei einer 827 Loch Düse 570 g/min pro Spinnstelle. Der dabei eingestellte Einzelspinntiter betrug 4,92 dtex. Die Abzugsgeschwindigkeit lag bei 1400 m/min. Die Massetemperatur des Polyesters betrug 275°C, die des Polybutylenterephthalats 265°C. Abgekühlt wurden die gesponnenen Filamente mit einer Innen/Außenanblasung über eine Anblaslänge von 40°C. Vor dem Zusammenfachen wurden die Filamente noch mit einer üblichen Avivage präpariert.
Anschließend wurde die Spinnware einer konventionellen Faserbandstraße vorgelegt und weiterverarbeitet. Die Verstreckung in dem angegebenen Bereich, speziell in dem konkreten Fall für einen Endtiter von 2,2 dtex, erfolgte bei einem Verstreckverhältnis von 2,55 zwischen rotierenden Walzen. Die Temperatur der Walzen, bei welcher die Verstreckung ausgelöst wurde, betrug 58°C.
Nach einer anschließenden Trocknung des Kabels wiederum auf rotierenden Walzen bei einer Temperatur von 120°C wurde das Faserkabel in einer Stauchkammerkräuselmaschine mechanisch gekräuselt und dann bei 130°C in einem Plattenbandtrockner getrocknet. Das Schneiden der Fasern erfolgte mit einer konventionellen Stapelfaserschneidmaschine.
Die Fasern wurden gekrempelt und die Vliese wurden in Flächen definierter Größe zerteilt und jeweils 5 dieser Proben in einem Drahtkäfig für 3 Minuten einer thermischen Behandlung bei 160°C und 200°C unterzogen. Der Flächenschrumpf ergibt sich aus dem prozentualen Unterschied der Fläche nach der thermischen Behandlung zur Ausgangsfläche.
Überraschenderweise wiesen die beschriebenen Vliese bei beiden Verfestigungstemperaturen einen Flächenschrumpf von 0% auf.

Claims

Schrumpffreies oder nur einen geringen Schrumpf aufweisendes Faservlies, das aus Stapelfasern des Kernmanteltyps aufgebaut ist, wobei der Kern aus einem Polyester besteht, der einen höheren Schmelzpunkt aufweist als die Mantelkomponente und der Mantel aus Polybutylenterephthalat besteht, hergestellt durch ein Verfahren umfassend die Schritte: a) Spinnen von Kern-Mantel-Fasern, b) Verstreckung der Kern-Mantel-Fasern bei einer Temperatur von 58°C, c) mechanische Kräuselung, d) Schneiden, e) Bildung eines Vlieses.
Vlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies schrumpffrei ist und vollständig aus Kernmantelfasern besteht und der Kern aus Polyethylenterephthalat und der Mantel aus Polybutylenterephthalat besteht.
Vlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies als Hauptkomponente Kernmantelstapelfasern mit Polyethylenterephthalat als Kernkomponente und Polybutylenterephthalat als Mantelkomponente sowie bis zu 30% anderer Fasern als Beimischung enthält.
Vlies nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies bei einer Temperatur von 180 bis 220°C thermisch behandelt wurde.