DE1149325B - Nicht gewebtes, mit Aussparungen versehenes ebenes, textilartiges Flaechengebilde sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. D 04 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

Sch 23048 VHa/8h

ANMELDETAG: 5. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1963

Gegenstand der Erfindung bildet ein neuartiges und besonders vorteilhaftes, nicht gewebtes, mit Aussparungen versehenes ebenes, textilartiges Flächengebilde sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Flächengebilde, welche aus einer Vielzahl von aus einer Kunststoffolie gereckten, im wesentlichen in einer Richtung orientierten Fäden bestehen, die durch Verästelung netzartig miteinander verbunden sind.

Kunststoffolien, wie sie als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Flächengebilden der erfindungsgemäßen Art in Betracht kommen, besitzen bekanntlich in der Regel eine hohe Spaltbarkeit, wenn die Moleküle kräftig in einer Richtung orientiert sind. Nach bekannten Methoden wird diese Eigenschaft für die Herstellung von Fäden und Stapelfasern ausgenutzt, die dabei durch Zerfaserung solcher kräftig orientierten Stoffe — für gewöhnlich Folien oder Filme — gebildet werden. Die Zerfaserung erfolgt dabei durch Bürsten, Rollen, Reiben, Reißen, Zwirnen oder Schlagen des orientierten Folienmaterials.

Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung die Zerfaserung des gereckten, im wesentlichen in einer Richtung orientierten und vorzugsweise kontinuierlichen Folienmaterials in einem unvollständigen Stadium abgebrochen, so daß nicht Fäden oder Fasern als solche, sondern ein Material erhalten wird, das ein Flächengebilde darstellt und laus einer Vielzahl solcher gereckten, im wesentlicher! in einer Richtung orientierten Fäden besteht, die qurch Verästelung netzartig miteinander verbunden sind und so ein Netzwerk in der gesamten Ausdehnung der Folie bilden. Falls dieses Netzwerk bei der Zerfaserung verfilzt oder zusammengerollt worden sein sollte, kann es ohne weiteres wieder zur Foliendimension ausgebreitet werden.

Gewünschtenfalls können auch mehrere solche Flächengebilde, vorzugsweise winklig, übereinandergeschichtet bzw. laminiert werden. Dabei können die einzelnen Flächengebilde quer zur Richtung der orientierten Fäden auch verschieden stark gespreizt und/oder auch mit einem Träger verbunden und/oder mit Fasern beaufschlagt sein.

Wie oben bereits angedeutet wurde, ist es an sich bekannt, verspinnbare Fäden und Fasern aus organischen thermoplastischen Massen dadurch herzustellen, daß in dünnen Folien, Bändern oder Rohren aus diesen Massen durch Strecken ein besonders starkes Richten der Moleküle herbeigeführt wird und darauf durch fortgesetzte mechanische Behandlung, wie Reiben, Bürsten u. dgl., die Folien, Bänder oder Rohre mehrfach gespalten werden. Ferner ist es auch bekannt gewesen, vorzugsweise gekräuselte Fasern Nicht gewebtes, mit Aussparungen versehenes

ebenes, textilartiges Flächengebilde sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Anmelder: Felix Schieuter, Sielbeck bei Eutin

Dipl.-Ing. Ole-Bendt Rasmussen,

Charlottenlund (Dänemark), ist als Erfinder genannt worden

aus hochmolekularen linearen Polyamiden dadurch herzustellen, daß man in der einen oder in beiden Richtungen orientierte Bänder oder Folien aus dem genannten Material, nachdem man ihnen vorher durch Prägung, Faltung oder Stauchung eine oberflächliche Struktur verliehen hat, mit Hilfe mechanischer Werkzeuge zu Fasern zerteilt. Schließlich ist es auch bekannt gewesen, aus solchen Einzelfasern z. B. durch Verkleben oder Verfilzen nicht gewebte Textilien herzustellen.

In grundsätzlichem Gegensatz zu alledem erfolgt im Rahmen der Erfindung keine völlige Auflösung in einzerne, in sich selbständige Fäden oder Fasern oder eine nachträgliche Wiedervereinigung solcher, sondern es bleibt eine netzartige, durch Verästelung erzielte Verbindung der im wesentlichen in einer Richtung orientierten Fäden erhalten. Die Beibehaltung einer inneren Verbindung zwischen den Fäden erleichtert die Herstellung und verbessert die Qualität der hergestellten Flächengebilde.

In der Produktion können somit Orientierungsprozesse vermieden werden. Dadurch vermeidet man auch Faserverluste in der Form von Staub bei solchen Prozessen. Der innere Zusammenhang der Fäden ergibt auch einen besseren Zusammenhalt in dem fertigen Material. Ferner wird es hiermit leichter, ein stark luftiges Textilmaterial herzustellen, weil das Netzwerk sich leicht verarbeiten läßt. Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich daraus, daß die erfindungsgemäßen Flächengebilde wegen der netzartigen Verbindung der Fäden und der Herstellbarkeit aus sehr dünnen Folien nicht gewebte textilartige Erzeugnisse von sehr homogener Struktur bilden, welche eine größere Zerreißstärke als die bisher bekannten

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Kräfte noch einer milden mechanischen Bearbeitung unterworfen werden, z. B. aus Schlagen, Reiben, Bürsten oder Vibrieren bestehen kann. Dieser elektrische Prozeß dient nicht nur dem Ausbreiten des Materials, 5 sondern bewirkt auch ein weiteres Auseinanderspreizen der Fäden, und wenn dieser Zustand während des Laminierens beibehalten wird, kann ein besonders luftiges Material hergestellt werden. Falls ein solches luftiges Material nicht gewünscht wird, können die

Orientierungsrichtung gestreckt gehalten wird.

In gewissen Fällen kann das Ausbreiten auch auf rein mechanischem Wege erfolgen.

Die Einzelheiten sind aus der Zeichnung ersichtlich, wo

Fig. 1 a und 1 b einzelne Stufen des Verfahrens nach der Erfindung darstellen;

Fig. 2 a, 2 b und 2 c stellen ein orientiertes, zerfa-

Erzeugnisse solcher Art aufweisen. Dies ist in erster
Linie wohl darauf zurückzuführen, daß bei den erfindungsgemäßen Erzeugnissen viel weniger Verbindungsstellen zwischen den zu laminierenden Gebilden
auftreten bzw. erforderlich sind als in einem aus
Einzelfäden hergestellten-Material und daß die relativ
wenigen Verbindungsstellen das Material sehr geschmeidig und nachgiebig bleiben lassen, was eine
etwaige Bruchbeeinflussung über eine Mehrzahl von
Fäden verteilt und hierdurch wiederum zu einer grö- io Fäden vor dem Laminieren wieder zusammengebracht ßeren Zerreißstärke führt. werden, indem das Material entladen und in der

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Flächengebilde kann eine etwaige Laminierung in gewissen Fällen auch schon vor der Zerfaserung oder
jedenfalls vor Abschluß dieses Prozesses durchge- 15
führt werden. In allen Fällen kann die Laminierung
mit Hufe von hierfür an sich bekannten Mitteln vorgenommen werden, wie z. B. mit Bindemitteln, durch
Warmverschweißen oder mit Quellmitteln.

Das Wort »Folie« soll in vorliegendem Zusammen- 20 series Band dar, in dem die Fäden mehr oder weniger hang auch Streifen und Rohrfolien umfassen. Im voneinander getrennt sind;

übrigen kann man in gewissen Fällen die zerfaserten Fig. 3 a bis 3 f sind Diagramme, in welchen beispiels-

Folien vor der Laminierung auch zu kleineren Ein- weise dargestellt wird, auf welche verschiedenen heiten aufschneiden oder auseinanderrreißen, doch Weisen ein Laminat aufgebaut werden kann; einfachmüssen die Einheiten unter allen Umständen aus 25 heitshalber sind nur zwei Schichten angegeben, wäheiner großen Anzahl untereinander verbundener, aus- rend das Laminat für gewöhnlich aus mehreren solgebreiteter Fäden bestehen. Neben den zerfaserten chen Schichten besteht;

Folien können auch unzerfaserte Folien in das Lami- Fig. 4 und 5 zeigen im Querschnitt zwei verschie-

nat eingehen. dene Arten von nicht zur Erfindung gehörenden

Die Orientierungsprozesse, welche den Folien die 30 Apparaten zur Aufspaltung einer orientierten Folie erforderliche Spaltbarkeit verleihen, sind von der Er- in ein Netzwerk; findung nicht berührt und daher an dieser Stelle nicht
näher zu erörtern. Es soll nur bemerkt werden, daß
es, wie bekannt, oft notwendig oder vorteilhaft sein
kann, die Spaltbarkeit des orientierten Stoffes durch 35
Lagerung bei erhöhter Temperatur noch zu verbessern.

Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Flächengebilden der vorerwähnten Art besteht nach allem darin, daß eine 40 verbunden werden können, und Kunststoffolie in einer Richtung so lange gereckt Fig. 9 zeigt das hierbei erhaltene Produkt,

wird, bis die Folie eine fadenartige Struktur erhält, Aus Fig. 2 a, 2 b und 2 c ist ersichtlich, daß die

und daß die Folie anschließend zu einem netzartigen zusammenhängenden Fäden in der Hauptsache par-Fadengebilde aufgespalten und gegebenenfalls ge- allel zueinander liegen, wenn sie nur wenig auseinspreizt wird, wobei die Folie auch winklig zu ihrer 45 andergespreizt sind, während die Orientierung zufäl-Längsrichtung gereckt werden kann und/oder die Kg oder manchmal sogar fast senkrecht zu der Folie durch elektrostatische Aufladung aufgespalten
bzw. gespreizt werden kann.

Im übrigen können bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens viele verschiedene Arten 50
von Zerfaserungsapparaturen benutzt werden. Bei
bestimmten besonderen Zerfaserungsmethoden kann
die Aufspaltung so durchgeführt werden, daß das
Fadenmaterial beim Verlassen der Zerfaserungsapparatur noch die Form eines Bandes hat, das weder 55 unterste in Fig. 3 a nicht notwendigerweise aus einem in nennenswertem Grade verfilzt noch zusammen- einzigen Bande zu bestehen braucht, sondern ebensogerollt ist. Dies trifft z. B. für die akustische Methode gut aus mehreren Bändern gebildet sein kann, die zu sowie für andere spezielle Methoden, wie z. B. nebeneinander angebracht sind oder einander überSprengung der Folie von innen mittels gewisser ein- lappen. Überhaupt sind die dargestellten Anordgebauter Stoffe. In anderen Fällen ist das Faden- 60 nungen nur Beispiele, und es liegt selbstverständlich material durch einen besonderen Prozeß aufzuberei- ebenfalls im Rahmen der Erfindung, andere Ausfüllten. Die meisten bekannten Apparatetypen können rungsarten und Kombinationen zu verwenden, für die Zerfaserung von Folien verwendet werden, Wie aus Fig. 3 hervorgeht, betrifft die Erfindung

falls die Behandlung früh genug abgebrochen wird auch die Herstellung von schief orientierten zerfaser- und das Fadenmaterial hinterher ausgebreitet wird. 65 ten Bändern zur Verwendung in ungewebten Tex-Das Ausbreiten kann z. B. dadurch geschehen, daß tilien. Die Verwendung derartiger Bänder ist oft sehr die Fäden elektrisch geladen werden und unter Um- praktisch, indem ein Textil als Kreuzlaminat einfach ständen während der Einwirkung der elektrischen dadurch aufgebaut werden kann, daß man mehrere

Fig. 6 stellt in der Perspektive ein besonderes Verfahren zur Ausführung der letzten Stufe der Zerfaserung und das Auseinanderspreizen der Fäden dar;

Fig. 7 zeigt in der Perspektive ein Verfahren, nach welchem man drei verschieden orientierte Bänder kreuzweise laminieren kann;

Fig. 8 zeigt im Ausschnitt ein Verfahren, nach welchem Stapelfasern mit einem zerfaserten Band

ursprünglichen Streckrichtung des Bandes sein kann, wenn das Flächengebilde stark auseinandergespreizt ist.

In Fig. 3 a ist dargestellt, wie einige der Schichten aus überlappenden Bändern gebildet werden. Es versteht sich, daß die Bänder, die eine Schicht aus-. machen, ebensogut Seite bei Seite liegen können. Es versteht sich auch, daß eine Schicht wie z. B. die

Fadengebilde, die jedes einen verschiedenen Orientierungswinkel haben, parallel miteinander und aufeinander anbringt und daraufhin die Bänder verbindet. Diese zerfaserten Bänder können entweder aus Folien gewonnen werden, die in einer von der Längenrichtung abweichenden Richtung orientiert sind, oder aus orientierten rohrförmigen Folien, die erst zerfasert und dann in mehrere Bänder aufgeschnitten werden, wobei man einer Linie folgt, die zu der Orientierungsrichtung einen Winkel bildet. Die rohrförmige Folie kann in diesem Falle entweder der Länge nach orientiert, zu einem Fadengebilde zerfasert und schließlich nach spiralförmigen Linien aufgeschnitten werden, oder sie kann unter gleichzeitigem Drehen gestreckt und dadurch spiralförmig orientiert, dann zerfasert und nach spiralförmigen Linien aufgeschnitten werden.

In Fig. 4 sind 1 und 2 Querschnitte von zwei Platten mit rauhen Oberflächen 3. Platte 1 ist fest, während Platte 2 mit Hilfe einer Transmissionsstange 4 in der Ebene hin und her gleitet. Die Bewegung wird durch zwei Paar Zapfen und Fugen 5 gesteuert. Die Platten werden mit Hilfe einer Feder 6 zusammengepreßt, die bei 7 festgemacht ist. Die orientierte Folie 8 wird durch diese Anordnung gezogen, wobei die Orientierungsrichtung quer zur Bandrichtung senkrecht steht. Die Folie kann in bestimmten Fällen (z. B. im Falle von Polyamiden) unter dem Einfluß eines Quellmittels stehen. Das Diagramm stellt die verschiedenen Stadien des Prozesses dar. Bei I sieht man, wie die Folie beim Eingang zusammengefaltet werden kann; bei II und III wird die noch nicht zerfaserte Folie von den Platten erfaßt und gerollt, wobei innere Brüche und ganz kleine Spaltrisse hervorgerufen werden. Es ist dabei wichtig, daß die Behandlung so milde durchgeführt wird, daß sich nicht sofort lange Spaltrisse bilden.

Die Folie kann mit Vorteil mit einem weichen, feinen Pulver geschmiert werden oder mit einer Paste aus einem solchen Pulver. Das letzte Stadium, wo das Material fibrilliert, aber imer noch zusammenhängend ist, ist in IV dargestellt. Das Pulver kann unter Umständen in einem Quellmittel auf geschlemmt sein.

Bei der Arbeitsweise gemäß Fig. 5 ist die Folie 8 in dem Bade 9 von einem akustischen Feld beschallt, das von dem akustischen Generator 10 erzeugt wird. Schallwellen des hörbaren Frequenzbereiches oder Ultraschall niederer Frequenzen sind vorteilhaft. Das Bad kann unter Umständen ein Quellmittel enthalten, oder die Folie kann vor der Einführung in das Bad in gequollenen Zustand gebracht werden, wobei das Quellmittel in dem letzteren unlöslich sein muß. Das Bad kann ein feinkörniges, weiches Pulver, wie z. B. Talkum, enthalten.

Bei der Arbeitsweise gemäß Fig. 6 wird die zerfaserte Folie von einer Reihe von Peitschen 11 getroffen, die alle einen Stiel 12 und weiche Borsten 13 haben. Diese Behandlung wird mit einer elektrischen Aufladung des Fadengebildes mit Hilfe der spitzen Elektroden 1.4 und Gegenelektroden 15 kombiniert. Der Stoff wird von einem Isolator 16 getragen und mit Hilfe eines Lichtbogens entladen, der zwischen einer spitzen Elektrode 17 und einer Erdleitung 18 gebildet wird. Dieses Verfahren wird in Anwendung gebracht entweder, um dem Material die abschließende Spaltbehandlung zu geben, oder — bei milderer Behandlung — nur, um den Stoff auszubreiten.

Bei der Arbeitsweise gemäß Fig. 7 sind das längsorientierte Band 8, das bei einem Winkel von 60° orientierte Band 8 ω und das bei einem Winkel von — 60° orientierte Band 8 & kreuzlaminiert. Die Bänder 8 α und 8 b werden mit einer Lösung eines Bindemittels mit Hilfe der Bürsten 19 befeuchtet und in dem Ofen 20 getrocknet. Die drei Bänder werden mit Hilfe der spitzen Elektroden 21 und Gegenelektroden 22 aufgeladen, und zwar das Band 8 umgekehrt wie die beiden anderen Bänder.

Die drei Bänder werden elektrisch zu einem dreischichtigen Band 23 vereinigt, das mit Hilfe der drei Walzen 24, 25 und 26 zu einem breiten, vielschichtigen Laminat aufgebaut wird. Die Walzen 24 und 26 wirken zusammen wie ein rotierender Dorn, und sie sind nur in dem Ende gelagert, das in der Zeichnung dem Beschauer zugewandt ist. Das dreischichtige Band wird um diese zwei Walzen aufgewunden und mit Hilfe der Führungswalze 27 abgezogen. Die Gegenwalze 25 ist warm und dient dazu, die Schichten zusammenzupressen und das Bindemittel zu schmelzen. Das fertige Laminat 28 wird mit einem Messer 29 in gewünschte Längen geschnitten. Die Stellung der Walze 26 und ihr Abstand von der Walze 24 können während der Laminierung geändert werden (sie braucht nicht immer zu der Walze 24 parallel zu sein), und auf diese Weise kann das Laminat verschiedene Formen bekommen. Weitere Verformung ist dadurch möglich, daß man das Textil über eine Form legt und in bekannter Weise in Form schrumpfen läßt.

Die orientierten Bänder können vor oder nach der Zerfaserung einer Wellungsbehandlung unterworfen werden. Wenn ein gewelltes Fadengebilde während der Kreuzlaminierung in der Orientierungsrichtung gestreckt gehalten wird, verfilzen sich die Schichten ineinander, sobald die Streckwirkung aufhört.

Zwischen die Schichten von zerfaserter Folie kann man oft mit Vorteil als Füllstoff kurze Zellulosefasern wie die in der Papierindustrie verwendeten einbringen.

In gewissen Fällen können die orientierten Bänder

schon vor der Zerfaserung laminiert werden. Gewisse orientierte Folienmaterialien können beispielsweise in gequollenem Zustand laminiert und dann einer

rollenden und reibenden Bearbeitung ausgesetzt werden.

In Fig. 8 ist ein Verfahren dargestellt, nach welchem Stapelfasern so zu einem zerfaserten Band laminiert werden, daß die beiden Schichten gut miteinander verfilzt werden. Die Stapelfasern werden mit Hilfe einer Streueinrichtung 30 aufgestreut und elektrisch aufgeladen, z. B. mit Hilfe einer Elektrode 31. Das Band wird entgegengesetzt aufgeladen, z. B. mit Hilfe der Spitzelektrode 32. Man soll das Band so weit wie möglich ausspreizen, um eine kräftige Verfilzung herbeizuführen. Um die Stapelfasern in der gleichen oder in einer anderen Richtung als die der Fäden im Bande zu orientieren, kann ein Luftstrom von dem Ventilator 33 verwendet werden. Schließlich wird das Band durch ein Paar heiße Walzen 34 gepreßt, oder es wird ein Bindemittel zugesetzt. Das dabei zustande kommende Produkt ist in Fig. 9 dargestellt.

Die Erfindung ist keineswegs auf irgendeine besondere Gruppe von Kunststoffen beschränkt. Stoffe, die mit Erfolg orientiert und zu einem Netzwerk zerfasert wurden, sind beispielsweise Polyamide und Polyurethane, Polyester, -äther und -anhydride, aus ge-

streckten! Zelluloseazetat regenerierte Zellulose, Kautschukhydrochlorid, Polyacrylnitril, Polymerisate von Vinylidenchlorid, Vinylalkohol, Styren, Vinylazetat.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Nicht gewebtes, mit Aussparungen versehenes ebenes, textilartiges Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus einer Vielzahl von aus einer Kunststoffolie gereckten, im wesentlichen in einer Richtung orientierten ία Fäden besteht, die durch Verästelung netzartig miteinander verbunden sind.

2. Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flächengebilde, vorzugsweise winklig, übereinandergeschichtet sind.

3. Flächengebilde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Flächengebilde quer zur Richtung der orientierten Fäden verschieden stark gespreizt sind.

4. Flächengebilde nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde mit einem Träger verbunden und/oder mit Fasern beaufschlagt ist.

5. Verfahren zum Herstellen eines Flächengebildes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffolie in einer Richtung so lange gereckt wird, bis die Folie eine fadenartige Struktur erhält, und daß die Folie anschließend zu einem netzartigen Fadengebilde aufgespalten und gegebenenfalls gespreizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie winklig zu ihrer Längsrichtung gereckt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch elektrostatische Aufladung aufgespalten bzw. gespreizt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 809 431, 639 505;
französische Patentschriften Nr. 1137 772,
932, 1124 918;

USA.-Patentschriften Nr. 2705498, 2 697 678;
Melliand Textilberichte, 1952, S. 112 und 113;
Zeitschrift f. d. ges. Textilindustrie, 1956, S. 709; Textil-Praxis, 1954, S. 1208.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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