DE1220141B - Verfahren zur Herstellung von nichtgewebtem filzaehnlichem Material aus synthetischen Faeden und/oder Fasern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D 04h

Deutsche Kl.: 41d-3

Nummer: 1 220 141

Aktenzeichen: P12296 VII a/41 d

Anmeldetag: 9. Juli 1954

Auslegetag: 30. Juni 1966

Filze stellen die älteste Form von Textilerzeugnissen dar. Tierische Fasern, insbesondere Wolle, stellten bisher die einzige Fasergrundlage für wirklich hochwertige Filze dar. Ihre Verarbeitung zu Filzen erfordert zuerst eine Verdichtung, der eine mechanische Bearbeitung unter Wärme und Feuchtigkeitsbehandlung folgt. Anderen Fasern nach dieser Technik einen filzartigen Verband zu geben, ist nicht möglich. Mit dem Aufkommen synthetischer Fasern stellte sich der Fachwelt die Frage, ob dieses so vielseitige neue Material auch der Filztechnologie nutzbar gemacht werden könnte.· Zunächst mischte man synthetisches Fasermaterial der Wolle bei, aber dabei dienten die synthetischen Fasern lediglich als Modifizierungsmittel, indem sie den Eigenschaften der Wolle neue, vom synthetischen Fasergut herstammende Eigenschaften hinzufügten, wie eine verbesserte Scheuerfestigkeit oder eine größere Formbeständigkeit. Dem aus Wolle und beigemischten synthetischen Fasern bestehenden Vlies wurde dabei zuerst durch erne Vorfilzung ein Zusammenhalt gegeben, dann wurde die synthetische thermoplastische Faser durch Anwendung von Wärme geschrumpft, und schließlich wurde gewalkt. Später versuchte man ein Gemisch von niedrigschmelzenden synthetischen Fasern und unschmelzbaren Fasern durch Einwirkung von Wärme und Druck zu verbinden, wobei die niedrigschmelzende Faserkomponente erweichte und als Bindemittel wirkte, das die unschmelzbaren Fasern fest miteinander verband. Da aber in diesen Erzeugnissen die Faserrf nicht frei beweglich, sondern festgelegt sind, erwiesen sich die Produkte als verhältnismäßig steif und von nur sehr begrenzter Gebrauchsfähigkeit.

Andererseits war es seit Jahren bekannt, Fasern pflanzlicher, tierischer oder mineralischer Herkunft durch Nadeln einen Zusammenhalt zu geben, wenngleich diese sogenannten »Nadelfilze« nicht als echte hochwertige Filze im Sinne von Wollfilzen anzusehen sind und nur eine sehr beschränkte Einsatzmöglichkeit für billige Massenware erlangten. Zu diesen Nadelfilzen gehört auch der Jutefilz, der zwar in lediglich genadelter Form für Polsterungszwecke vorgeschlagen wurde, aber erst nach Verleimung durch ein Bindemittel ein Erzeugnis von annehmbarer Qualität darstellt.

Hier setzt die Erfindung ein. Gemäß der Erfindung kann man aus synthetischem Fasermaterial, und zwar ausschließlich aus solchem, Filze herstellen, die in ihren mechanischen Eigenschaften den echten WoIlfilzen in nichts nachstehen, andererseits aber infolge der Vielseitigkeit des synthetischen Materials die An-Verf ahren zur Herstellung von nichtgewebtem
filzähnlichem Material aus synthetischen Fäden
und/oder Fasern

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:
Herbert George Lauterbach,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

wendungsbreite der Wollfilze ganz beträchtlich erhöhen.

Zur Herstellung von solchem nichtgewebtem, filzähnlichem Material aus synthetischen, organischen, endlosen Fäden und/oder Stapelfasern unterwirft man Vliese mit einem wesentlichen Anteil an losen, synthetischen, organischen Fäden und/oder Stapelfasern, wobei die synthetischen Fäden oder Fasern in einem wesentlichen Anteil um mindestens 15% verkürzbar sind, einer Nadelbehandlung etwa in Richtung der Dicke des Vlieses, und unterzieht das so genadelte Produkt einer Behandlung, durch welche die verkürzbaren Fäden oder Fasern geschrumpft bzw. gekräuselt werden, ohne aneinanderzuhaften. Da sich die Fäden frei gegeneinander bewegen können, wird der aus mehreren Vlieslagen gebildete Lagenstapel zu einem filzähnlichen Produkt verdichtet. Die Verkürzung wird beispielsweise durch Einwirkung von Wärme unterhalb des Schmelzpunktes oder mit einem Quellmittel bewirkt. Die Verkürzung der durch das Hineintreiben orientierten Fasern zusammen mit der Verkürzung der anderen Fasern, die hauptsächlich in zu den Oberflächen des Produktes parallelen Ebenen liegen, läßt den Lagenstapel zu einem kompakten filzartigen Produkt zusammenschrumpfen, das für diejenigen Gebrauchszwecke beeignet ist, wozu sonst die gewöhnliche Filze verwendet werden.

Dieses Verfahren darf nicht mit den gewöhnlichen Verfahren der Filzherstellung verwechselt werden. Die üblichen Maßnahmen, die Fasern durch mechanisches Bearbeiten, Reiben oder Walken zu verfilzen, sind hier überflüssig geworden. Es ist auch nicht

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möglich, die synthetischen Fasern durch eine mechanische Bearbeitimg üblicher Art zu filzähnlichen Erzeugnissen zu verarbeiten, weil sie keine eigentlichen elastischen Eigenschaften besitzen. Andererseits können tierische Fasern allein nicht nach dem Verfahren der Erfindung in ein Produkt mit festem Zusammenhalt verfilzt werden, weil sie nur ungenügend befähigt sind, sich ineinanderzuschlingen, wenn sie ohne mechanische Bearbeitung verkürzt werden.

Mit Ausnahme der unterschiedlichen stofflichen Zusammensetzung entsprechen die filzähnlichen Produkte gemäß der Erfindung den Wollfilzen, aber man kann den Strukturunterschied bei näherer Betrachtung am Vorhandensein derjenigen Fasern erkennen, die in der Richtung der Dicke orientiert sind, d.h. senkrecht zu den Flächen des Produkts. Diese ausgerichteten Fasern treten der Nadelung entsprechend gruppenweise in Abständen auf. Diese ausgerichteten Fasern beeinträchtigen nicht die Verwendung der Erzeugnisse, die Fasern sind vielmehr wie bei WoIlfilzen frei gegeneinanderbeweglich. Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse sind leicht von nichtwollenen filzartigen Produkten zu unterscheiden, die thermoplastische Fasern enthalten; diese Fasern sind nämlich unter äußerem Druck erhitzt worden, bis sich viele Fasern miteinander verbunden haben. Da die aneinanderhaftenden Fasern bei diesen Produkten nicht frei beweglich sind, sind derartige unter Hitze zusammengefügte Produkte steif und für viele Anwendungszwecke von Filzen ungeeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung des filzähnlichen Materials,

F i g. 2 eine teilweise persepktivische Ansicht der zu einem losen Stapel vereinigten Fasermasse,

F i g. 3 das genadelte Material,

F i g. 4 das Material, nachdem die Fasern in dem genadelten Material zur Verkürzung gebracht sind, und

F i g. 5 das Material, nachdem das Material gemäß F i g. 4 gewalzt oder gepreßt ist.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung trägt ein intermittierend bewegbares Transportband 10 das als Ausgangsgut dienende Fasermaterial. An den Seiten des Bandes sind Mehrfachkarden oder -krempeln 12 angeordnet, welche nacheinander gekrempelte Schichten des Fasermaterials übereinander auf das Band ablegen. Um den Unterschied zwischen der Längs- und Querorientierung der Fasern auf dem Band zu verringern, kann man abwechselnd aufeinanderfolgende Karden so anordnen, daß sie die Lagen in verschiedenen Richtungen absetzen.

Alle oder einige Karden können mit Kreuzungseinrichtungen versehen sein, um die Orientierung der aufeinanderfolgenden Lagen zu ändern. Gewöhnlich sind aufeinanderfolgende Kreuzungseinrichtungen so angeordnet, daß sie die Lagen nach jeder Seite um den gleichen Gradbetrag verschieben.

Nachdem genügend Vlieslagen auf das Transportband abgesetzt sind, um einen Vliesstapel 16 von der erforderlichen Dicke zu bilden, wird dieser durch einen Nadelstuhl 18 geführt, der Fäden und/oder Fasern in bekannter Weise durch den Stapel treibt und diesem dadurch den Zusammenhalt gibt. Der Stapel, der ursprünglich wie in Fig. 2 gezeigt aussieht, hat nun das in Fig. 3 gezeigte Aussehen. Die durch das Hineintreiben der Nadeln ausgerichteten Fasern sind in Abständen bei 20 gezeigt. Der mit den Nadeln behandelte Stapel wird dann auf dem Transportband in einen Ofen 22 gefördert, in welchem die Fäden auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden, um sie zu verkürzen. Wenn die Fäden dagegen in einem Flüssigkeitsbad verkürzt werden sollen, führt man den Stapel mittels des Transportbandes durch einen Behälter, in welchem die Fäden in eine die Verkürzung bewirkende Flüssigkeit getaucht oder mit dieser besprüht werden, worauf man die Flüssigkeit in geeigneter Weise, z. B. mittels Quetschwalzen und einem Trockner, wieder entfernen kann.

Die Verkürzung der Fäden bewirkt eine Schrumpfung des Stapels, wie dies in Fi g. 1 bei 24 gezeigt ist. F i g. 4 zeigt das verkürzte Material. Die durch das Nadeln orientierten Fäden sind noch in ihren Abständen 20 zu erkennen, sie sind aber kaum wahrnehmbar und beeinträchtigen den Gebrauch des Erzeugnisses nicht. Das Produkt ähnelt äußerlich den üblichen, aus Wolle hergestellten Filzen, und durch Auswahl geeigneter synthetischer Fäden und/oder Fasern kann es jedem Verwendungszweck angepaßt werden. Wenn erne glatte Oberfläche oder ein dich*· teres Produkt gewünscht wird, kann man das verkürzte Produkt durch verhältnismäßig kühle Walzen führen, wie sie in Fi g. 1 bei 26 gezeigt sind. Auf diese Weise kann man ein gewalztes Material herstellen, wie es in Fi g. 5 gezeigt ist.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für kontinuierlichen Betrieb. Die gekrempelten Lagen können unter entsprechender Synchronisierung auf dem kontinuierlich laufenden Förderband abgesetzt werden. Das Stapelfaser- oder Endlosfadenmaterial 'kann aber auch durch Düsen zugeführt werden. Wenn das Fadenmaterial nach einem Streckspinnverfahren unter Anwendung von Abziehdüsen hergestellt wird, kann es mit diesen Düsen direkt in Form des Stapels abgelegt werden. Um das Material gleichmäßig abzulagern, kann man die verteilende Wirkung der Düsen durch Hin- und Herführung derselben bzw. des Bandes unterstützen. Zur Beeinflussung der Dicke des gebildeten Stapels kann die Geschwindigkeit des Förderbandes geregelt werden.

Wenn man die Fäden mittels mit strömenden Medien betriebener Düsen ablegt, kann man den Misch- und Krempelprozeß einsparen und allgemein das Ausgangsmaterial einfacher, handhaben, wobei auch die Verwendung von Endlos-Monofilen oder -Multifilen oder Mischungen von Endlosfäden und Stapelfasern bei der Herstellung des Stapels erleichtert wird. ·

Für Filze wurden Endlosfäden bisher nur bei Verwendung von gewebten Unterlagen oder Einlagen eingesetzt. Kunstfasern werden zu Anfang in Form von Endlosfäden hergestellt; die Verwendung in dieser Form aber vereinfacht das Herstellungsverfahren. Häufig ergibt die Verwendung von Endlosfäderi eine erhöhte Dichte und Festigkeit des Produktes. Stapelfasern können ungeordnet durch ein ähnliches Blasverfahren abgelegt werden.

Der Stapel wird unabhängig von seiner Bildung und davon, aus welcher Materialart, ob aus Endlosfäden und/oder aus Stapelfasern, er besteht, gewöhnlich nach und nach durch Aufeinanderlegen einer Anzahl von Lagen oder Vliesen des Materials aufgebaut. Der entstehende Stapel stellt zunächst eine lockere, flauschige Masse dar, in der die Fasern in Schichten parallel zum Förderband oder einer ande-

ren Fläche, auf der er gebildet wird, ausgerichtet sitid. Diese Fasern würden, wenn kein Weg gefunden wird, sie zwischen den Schichten zu verknüpfen oder zu verketten, in zur Oberfläche des Endproduktes mehr oder weniger parallel orientierten Lagen verbleiben, und bei der Verkürzung unveränderter Lagen würde dementsprechend ein Produkt entstehen, das in der vertikalen Richtung keine Festigkeit besitzt und den üblichen Filzen weit unterlegen ist. Überraschenderweise zeigt sich nun, daß die Verkürzung der Fäden bereits dann den gewünschten Erfolg hat, wenn bereits eine verhältnismäßig geringe Zahl von Fäden durch die Nadelbehandlung in eine Lage umorientiert worden sind, die im wesentlichen senkrecht zu der Fläche liegt, auf welcher der Stapel gebildet wird.

Die Umorientierung der Fäden im Stapel erfolgt durch Nadelung des Stapels. Der Nadelstuhl enthält eine große Zahl von eng nebeneinander angeordneten Nadeln. Der Stapel wird intermittierend durch den Nadelstuhl geführt und dabei nur weiterbewegt, wenn die Nadeln aus dem Stapel herausgeführt sind. Die Nadeln sind so geformt, daß sie Fäden erfassen und durch den Stapel treiben. Diese Art von Nadelbank ist für andere Textilverfahren bekannt, so daß sich hier eine nähere Beschreibung erübrigt. Natürlich können die Fäden auch auf jede andere Art von Kraftanwendung in der gewünschten Richtung orientiert werden. Diese Maßnahme wird in der Beschreibung als »Hindurchtreiben der Fäden« bezeichnet.

Bei der Orientierung von örtlichen Fasergruppen durch das Nadeln kann der Stapel stark zusammengedrückt werden, was davon abhängig ist, wie weit die nadelbehandelten Stellen auseinanderliegen. Um die lose Fasermasse recht fest zusammenzuhalten, kann man den Stapel über seine ganze Dicke durchnadeln. Die Fasermasse neigt dann weniger dazu, bei der Weiterbehandlung vor ihrer Verkürzung in Unordnung zu geraten, was jedoch nach der Verkürzung, die gewöhnlich kurz nach der Nadelbehandlung erfolgt, von untergeordneter Bedeutung ist. Die Wirkung einer dichteren oder tieferen Nadelbehandlung ist nach erfolgter Verkürzung zu erkennen, und zwar besitzt dann das Produkt in Richtung seiner Dickenausdehnung eine erhöhte Festigkeit. Das genadelte Behandlungsgut kann unter Verflechtung und Verhakung mit benachbarten Fasern so vollständig verkürzt werden, daß die Neigung des ungenadelten Stapels, bei der Verkürzung dicker zu werden, aufgehoben ist, da die Verkürzung der nicht durch Nadein orientierten Fasern die Längen- und Breitenausdehnung des Erzeugnisses verändert. Je nach der Dichte und Tiefe der Nadelbehandlung kann die Dicke des Lagenstapels zu- oder abnehmen. Wenn die Behandlung mit zu großen Nadelabständen erfolgt, reicht sie unter Umständen nicht aus, um die entgegengesetzte Neigung zur Dickenzunahme aufzuheben, die gleichzeitig mit dem Kleinerwerden der Stapeloberfläche eintritt.

Die ziemlich faserige Oberfläche des Erzeugnisses kann durch Pressen geglättet werden. Durch Heißpressung kann man die Fasern an der Oberfläche nöeh weiter verkürzen; die Temperatur soll jedoch unter der Erweichungstemperatur liegen, um ein Zusammenschmelzen der Fasern zu verhindern. Diese zusätzliche Verdichtung ist für die meisten Verwendungszwecke ohne Bedeutung, auch braucht das Produkt nicht gewalkt zu werden. Durch entsprechende Wahl der anfänglichen Faserdichte und der Behandlungsintensität kann man praktisch jede Dichte und jeden Zusammenhalt des Produktes erreichen, ohne daß eine Vorbehandlung durch Reiben oder eine Nachbehandlung durch Walken erforderlich wird.

Ein wesentlicher Teil des Ausgangsgutes muß sich durch eine entsprechende Behandlung verkürzen lassen, z. B. durch Anwendung von Wärme oder mit Hilfe eines Quellmittels. Die Verkürzung kann durch bloße Verminderung der Länge erfolgen, z. B. eines von Anfang an nicht gestreckten Fadens, oder durch eine Verzerrung des Fadens zu einer unregelmäßigen Form oder durch beides. Die erzielte Verkürzung wird als die prozentuale Verringerung des Abstandes zweier Punkte auf dem Faden ausgedrückt. Erfolgt sowohl eine Schrumpfung als auch eine Kräuselung, so addieren sich die Wirkungen der Schrumpfung, die eine Verkürzung bedeutet, und der Kräuselung, die der Faser zwischen den Meßpunkten einen unregelmäßigen Verlauf gibt. Die Mindestverkürzung beträgt praktisch etwa 15, vorzugsweise 25%. Die Flächenausdehnung eines nadelbehandelten Stapels, dessen Fasern um etwa 15% verkürzbar sind, wird bei der Verkürzung um etwa 20% vermindert. Für manche Zwecke ist eine mindestens 50 %ige Verkürzung der Fäden und/oder Fasern besonders wünschenswert. Stoffe, die unter den Herstellungsbedingungen nicht verkürzbar sind, können nicht für sich allein, wohl aber, um besondere Wirkungen zu erzielen, zusammen mit verkürzbaren Fäden verarbeitet werden.

Da sich eine große Zahl von Kunstfasern herstellen lassen, die verkürzbar sind, bietet die Erfindung eine entsprechend.große Auswahl. Die Eigenschaften des Endproduktes hängen nicht nur von den Eigenschaften der Faser, sondern auch von ihrem Verhalten bei der Verarbeitung ab. Die Brauchbarkeit einer bestimmten Faserart richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes und seinem Verwendungszweck.

Besonders wertvolle Ergebnisse erzielt man bei der Herstellung filzähnlicher Produkte, die für die gleichen Zwecke wie Wollfilze bestimmt sind, aus PoIyäthylenterephthalatfasern. Diese Fasern kräuseln sich, wenn sie in kochendem Wasser oder in heißer Luft von etwa 95 bis 200° C erhitzt werden. Die gekräuselten Fasern haben nicht nur ein wolleähnliches Aussehen, sondern lassen sich auch hinsichtlich ihrer Elastizität und anderer Eigenschaften gut mit Wolle vergleichen. Da das Kräuseln der Fasern zusätzlich ein Ineinanderschlingen der Fasern bewirkt, wird die Bildung eines wertvollen filzähnlichen Produktes unterstützt.

Eine andere selbstkräuselnde Faserart, die für viele Zwecke geeignete filzartige Produkte ergibt, ist regenerierte Cellulose von der in der USA.-Patentschrift 2 515 834 beschriebenen Art. Diese Fasern kräuseln sich bei Raumtemperatur in einem Quellmittel, ζ. Β. in einer wäßrigen alkalischen Lösung oder in wasserfreiem flüssigem Ammoniak. Flüssiges Ammoniak bewirkt auch die Verkürzung von gewöhnlicher Viskoseseide. Obwohl sich derartige Fasern aus regenerierter Cellulose nicht kräuseln, kann man sie doch zur Herstellung filzähnlicher Produkte verwenden.

Selbstkräuselnde Polyäthylenterephthalatfasern sind oft besonders erwünscht. Gute Ergebnisse werden jedoch auch mit Fasern erzielt, die sich beim

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Erhitzen zusammenziehen, ohne zu kräuseln. Die sches Gewicht beträgt etwa 0,20. Spuren des Nadel-Herstellung solcher Fasern ist in der USA.-Patent- musters bleiben zurück, sind aber kaum wahrnehmschrift 2465 319 beschrieben. bar. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß seine Dichte

Man kann praktisch alle synthetischen polymeren gegenüber der des Ausgangsmaterials (nach der

Faserstoffe so herstellen, daß sie sich verkürzen las- 5 Nadelbehandlung [vgl. Fig. 3]) zugenommen hat.

sen und durch die erfindungsgemäße Verarbeitung Aus dem so gewonnenen Erzeugnis wird in Längs-

wertvolle Erzeugnisse ergeben. Zu ihnen gehören richtung ein. 5,08 cm breiter Streifen herausgeschnit-

Polyamide, Polyester und Polyesteramide, Polyvinyl- ten und in zwei 5,08 cm breite Backen eingespannt,

iden und Polyvinylverbindungen und ihre Co- und die einen Abstand von 7,62 cm haben. Wenn man

Interpolymeren, polymerisierte Kohlenwasserstoffe, 10 die Backen mit einer Geschwindigkeit von

eiweißartige Polymere, Cellulose- und andere Ester 30,48 cm/Min, auseinanderzieht, ergibt sich eine

sowie regenerierte Cellulose. Bruchdehnung von etwas über 100 % bei einer Bruch-

Die Oberfläche des Endproduktes und seine Dichte belastung von etwa 90 kg. Ein 5,08 cm breiter Querkönnen nicht nur durch die Art oder die anteilmäßi- streifen ergibt eine Bruchdehnung von 85 % bei einer gen Mengen der Ausgangsstoffe beeinflußt werden, 15 Bruchbelastung von etwa 39 kg. Durch Pressen bei sondern auch durch Intensität und Dauer der Be- 110° C und unter einem Druck von 35,16 kg/cm² handlung, wozu kreuzweise Vliesablage, Nadelbe- wird die etwas flockige Oberfläche geglättet und das handlung und Verkürzung gehören. Die Verkürzung spezifische Gewicht auf 0,30 erhöht,
kann durch Erhitzen erfolgen, z. B. mit Wasser, Öl, . .
Dampf, Luft oder einer anderen Flüssigkeit, die sich 20 Beispiele
dem betreffenden Fasermaterial gegenüber verhältnis- Endlosmultifile aus selbstkräuselndem Polyäthylenmäßig inert verhält. Die Verkürzung des Materials terephthalat werden aus einer 34-Loch-Spinndüse erkann zusätzlich zu oder an Stelle einer Wärmebe- spönnen und durch Preßluft auf etwa 3 den pro handlung durch ein Quellmittel erreicht werden. Als Faser ausgezogen. Die Fasern werden durch den chemische Behandlungsmittel sind häufig schwach 25 Luftstrahl auseinandergeblasen und in nichtentspannsaure oder alkalische Bäder geeignet. Man kann tem Zustand in einem gelochten Korb abgelagert, auch chemische und physikalische Behandlungen bis sich eine ungeordnete Schicht von etwa 3,81 cm kombinieren. Man kann zur Verkürzung der Faser- Dicke angesammelt hat. Dieser Stapel hat die gleiche länge jedes Verfahren anwenden, durch das die Dichte wie der gekrempelte Stapel gemäß Beispiel 1. Faserstruktur nicht zu stark geschädigt wird. Man 30 Das Material wird nadelbehandelt, wobei es praktisch kann wenige Sekunden lang bis zu Stunden behan- die gleiche Dichteänderung erfährt wie der Stapel gedeln, wenn auch aus Gründen der Vereinfachung maß Beispiel 1. Die Fäden werden durch gleich lan-Zeiträume von etwa 1 Minute bevorzugt werden. ges Eintauchen in siedendes Wasser verkürzt, wobei _R . · 1 -1 ^eme' ähnlich kompakte filzähnliche Masse entsteht. Beispiel 1 35 Die Bruchdehnung liegt bei wenig über 100 %, wobei

Eine Partie 3 den starke, 7,62 cm lange Stapel- eine· Belastung von etwa 18 kg erforderlich ist, um fasern aus Polyäthylenterephthalat, die nach dem einen 5,08 cm breiten Streifen in der Längsausdeh-Erspinnen aus der Düse auf das Vierfache verstreckt nung zu zerreißen, was einer Zerreißfähigkeit von sind, wie es in den Beispielen 16 und 17 der USA.- ungefähr 18,63 kg/cm² entspricht. Dieselbe Belastung Patentschrift 2465 319 beschrieben ist, und nicht 40 ist erforderlich, um einen entsprechenden, quer aus entspannt sind, wird gekrempelt. Aus den gekrempel- dem Produkt herausgeschnittenen Streifen zu zerten Lagen wird ein Stapel hergestellt, dessen Dicke. reißen, da hier die im Erzeugnis gemäß Beispiel 1 ungefähr 3,81 cm und dessen spezifisches Gewicht vorherrschende Längsorientierung nicht vorliegt,
etwa 0,01 beträgt. Dieser Stapel wird durch eine . .
Nadelbank geführt, um ihn in Richtung seiner Dicke, 45 B e 1 s ρ 1 e 1 3
d. h. ungefähr senkrecht zu seiner Ober- und Unter- Eine Partie von 10 den starken und 7,62 cm langen seite, zu nadeln. Die Nadelbehandlung erfolgt etwa selbstkräuselnden Stapelfasern aus regenerierter CeI-50mal je 6,45 cm² Oberfläche des Stapels. Nachdem Mose, die nach dem in der USA.-Patentschrift der Stapel von oben nach unten genadelt ist, wird er 2515 834 beschriebenen Verfahren hergestellt sind, umgedreht, erneut durch den Nadelstuhl geführt und 50 wird gekämmt und zu einem lockeren Stapel genunmehr von der anderen Seite her genadelt. Die schichtet. Nach beiderseitiger Nadelbehandlung wird gleiche Wirkung kann erreicht werden, wenn man ein der Stapel in Wasser von 100° C getaucht, bis keine anderes Instrument von Hand hindurchtreibt,.welches weitere Schrumpfung wahrnehmbar ist. Die Fläche einer oder mehreren-Fasern einevon. der Oberfläche hat sich um 25% verringert und die Dichte um 14% in das Innere des Stapels gerichtete Orientierung er- 55 erhöht. Die Masse ist nun filzähnlich und hat einen teilt. Der Querschnitt des Stapels nach der Nadel- mäßigen Zusammenhalt. Eine doppelt so starke Wirbehandlung ist in Fig. 3 dargestellt;· die Zeichnung kung wird erreicht, wenn man einen ähnlichen Stapel läßt allerdings nicht die große Zahl von Faserun- zweimal je 3 Minuten in flüssiges wasserfreies Amregelmäßigkeiten erkennen,-die- für Stapelfasern moniak taucht. Durch fünf weitere Tauchbehandluncharakteristischist. Das spezifische Gewicht des Sta- 60 gen erzielt man eine Flächenminderung von insgepels wird durch die Nadelbehandlung auf etwa 0,11 samt 75% und erhält einen Filz von mittlerem Geerhöht. -..-..--.- - wicht, der beispielsweise als Teppichunterlage brauch-

Der nadelbehandelte Stapel wird 2 Minuten in sie- bar ist.

dendes Wasser "getaucht. Dabei vermindert sich seine "Beisüiel 4

Oberfläche um, etwa'ein Viertel, und er schrumpft auf 65 P . .

etwa 3,175 mm Dicke zusammen. Nach dem Her- Aus einem Gemisch gleicher Teile einer 7,62 cm

ausnehmen aus dem Wasser und der anschließenden 12-den-Polyäthylenterephthalatstapelfaser, die auf

Trocknung erscheint der Filz kompakt. Sein spezifi- das Zweifache verstreckt ist, und eines 6 den starken

ίο

Reyons, der nach der USA.-Patentschrift 2 515 834 hergestellt ist, wird ein Stapel geformt und dieser in der beschriebenen Weise nadelbehandelt. Der nadelbehandelte Stapel wird 2 Minuten bei Zimmertemperatur in 5 %ige wäßrige Natronlauge getaucht. Durch die Verkürzung der Reyonkomponente vermindert sich die Fläche um 12°/o. Durch lminutiges Eintauchen in siedendes Wasser erzielt man eine weitere Schrumpfung um 32% der ursprünglichen Flächenausdehnung. Das spezifische Gewicht beträgt nach dieser zweistufigen Verkürzung 0,15, nach der Nadelbehandlung dagegen 0,11. Durch 2minutiges Pressen bei 90° C unter einem Druck von 7,03 kg/cm² wird die Dichte verdoppelt; das so entstandene zusammenhängende Produkt hat eine Reißfestigkeit von 53 bzw. 19 kg für Längs- bzw. Querstreifen von 5,08 cm Breite.

Interessante Produkte können aus Lagen aus unterschiedlichen Stoffen hergestellt werden, die sich verschieden stark verkürzen lassen. Zum Beispiel kann ein einfacher Verbundkörper aus zwei verschiedenen Materialien, deren eines als Mittelschicht zwischen zwei Schichten des anderen Materials angeordnet ist, so zusammengesetzt und behandelt werden, daß sich nur die Außenlagen verkürzen, während das Innenkissen durch die Verzerrung der nadelbehandelten Teile der Außenschichten gehalten wird. Die Außenlagen können sehr dicht gehalten werden, ohne daß die Innenlage entsprechend verdichtet wird. Die nicht verkürzte Innenlage kann aus jeder Faser hergestellt werden, die für die besondere, für die Außenlagen wirksame Verkürzungsbehandlung unempfindlich ist. Man kann beispielsweise natürliche Mineralfasern oder nicht verkürzbare keramische oder Glasfaden verwenden. Das Erzeugnis ist unter anderem zur Wärmeisolierung und als Schalldämmstoff geeignet, wobei die fest zusammenhängende Oberfläche das Abbröckeln der inneren Lage weitgehend verhindert, so daß eine Gewebe- oder Papierbewehrung nicht mehr erforderlich ist. Man kann natürlich auch mehrere Lagen verwenden. Man kann auch, wie im folgenden Beispiel gezeigt wird, eine Innenlage aus verkürzbaren zwischen zwei Lagen aus nicht verkürzbaren Fasern anordnen.

Beispiel5

Ein Schichtkörper wird wie folgt aus verschiedenartigen, 7,62 cm langen Stapelfasern hergestellt: 75 g 3 den starke Polyacrylnitrilfasern (4fach verstreckt) werden einer Krempelmaschine zugeführt. Das entstehende Vlies wird auf einer rotierenden Trommel gesammelt. 50 g selbstkräuselnde Stapelfasern aus Polyäthylenterephthalat (2,5fach verstreckt) werden ebenfalls gekrempelt und auf der gleichen Trommel über die Schicht aus Polyacrylnitrilfasern gelegt. Schließlich bringt man weitere 75 g Polyacrylnitrilstapelfasern auf. Die Masse wird von der Trommel abgestreift, durch eine Nadelbank geführt und anschließend 5 Minuten auf 165° C erhitzt. Die Fläche der Schichtmasse vermindert sich, hauptsächlich durch die Verkürzung des Polyäthylenterephthalats, um 50 %>. Dei Oberflächenlagen, die dabei nicht verkürzt werden, werfen sich auf, trennen sich aber nicht von der geschrumpften Mittellage. Das füllige Produkt ähnelt etwa einem nadelbehandelten Filz, der auf einem Gewebekern aufgebracht ist, die verkürzte Innenschicht hält jedoch die äußeren Faserlagen bedeutend fester als ein ungesc'hrumpftes Gewebe. Das Material, aus dem ein derartiger Schichtkörper besteht, kann dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt sein. Das Produkt eignet sich als Austauschstoff für Pelz, als Teppich oder als Florgewebe. Polyacrylnitrilfasern können nach Behandlung mit einem geeigneten Quellmittel unter den in den Beispielen 8 und 9 angegebenen Bedingungen verkürzt werden.

	Faser	Beispiele	6 bis 11	Temperatur 0C	Zeit Minuten	Spezifisches Gewicht	verkürzt	Oberflächen-
	Celluloseacetat, 2-den-Stapel		20	0,5	nadel behandelt	0,14	verminderung Vo
Beispiel	Polyamid, 6-den-Stapel	Verkürzungsbehandlung	20	1,0	0,09	0,10	69
6		Mittel			0,09		55
7		49 % Aceton
	40:60-Acrylnitril: Vinylchlorid-	Salpeter	150	5		0,12
	Copolymeres, 5-den-Stapel	säure,			0,11		41
8	10:90-Vinylchlorid: Vinyliden-	verdünnt	170	5		0,28
	chlorid-Copolymeres,	Luft			0,19		77
9	25-den-Stapel
	Polyäthylen, 6-den-Stapel	Luft	100	0,5		0,26
	Polystyrol, 4-den-Stapel		110	5,0	0,17	0,18	80
10			0,10		60
11	Wasser
	Luft

Dichte und Festigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse werden von der Schrumpfung oder Kräuselung des verkürzbaren Ausgangsmaterials, sei es der Stapelfasern, sei es der Endlosfäden, beeinflußt. Das Zusammenhaften der Fasern durch Erweichung oder teilweise Verschmelzung bleibt demgegenüber stets unzuverlässig. Tatsächlich ist eine derartige Verschmelzung wegen der häufigen Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Produktes unerwünscht. Wenn ein leichtes Material hergestellt werden soll, bei dem schon zu Anfang eine starke Verfilzung erwünscht ist, kann bereits das Ausgangsgut gekräuselt sein. Eine solche Kräuselung geht in der Regel nicht weg, sie wird gelegentlich sogar noch bei der nachfolgenden Verkürzung durch Wärmebehandlung oder ein Quellmittel verstärkt. Der ursprüngliche Grad der molekularen Orientierung, der meistens in der Hauptsache durch das Kaltstrecken erzielt wird, kann dem jeweiligen Verwendungs-

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zweck angepaßt werden, wobei die gewünschte Dehnung und Festigkeit der Faser und der Einfluß der ■ Verstreckung auf die Verkürzbarkeit des jeweils verwendeten synthetischen Fasermaterials zu beachten sind.

Gemäß der Erfindung kann man filzähnliche Stoffe von praktisch jeder gewünschten Eigenschaft herstellen. Normalerweise bestimmen die Eigenschaften eines Produktes seine Anwendung, hier jedoch kann man die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte umgekehrt den vielfachen Anwendungsmöglichkeiten anpassen. Diese filzähnlichen Stoffe können als Filzbänder für die Papierfabrikation, für Filtertücher, Teppiche und Teppichunterleger, Isolierstoffe, Schalldämpfer, Hüte, Überzieher und Kleidung und für viele andere Zwecke der Technik und der Bekleidungsindustrie hergestellt werden. Die Eigenschaften in Längs- und Querrichtung können durch Mischung oder Schichtung aneinander angeglichen werden, umgekehrt können sie durch genügende Orientierung der Ausgangsfasern oder -fäden stark unterschiedlich gemacht werden. Das Produkt kann geformt werden, indem man den Stapel auf eine oder um eine feste Form herum aufbringt, so daß er während der Verkürzung die Konturen derselben annimmt. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann man die Formgebung durch Druckanwendung verbessern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von nichtgewebtem filzähnlichem, genadeltem Material aus

synthetischen, organischen, endlosen Fäden und/ oder Stapelfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man Vliese mit einem wesentlichen Anteil an endlosen, synthetischen, organischen Fäden und/oder Stapelfasern, wobei die synthetischen Fäden oder Fasern in einem wesentlichen Anteil um mindestens 15 % verkürzbar sind, einer Nadelbehandlung etwa in Richtung der Dicke des Vlieses unterwirft und das so genadelte Produkt einer Behandlung unterzieht, durch welche die verkürzbaren Fäden oder Fasern geschrumpft bzw. gekräuselt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen, organischen, endlosen Fäden und/oder Stapelfasern aus PoIyäthylenterephthalat, einem Polyamid oder einem Acrylsäurepolymerisat bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 846 919, 729 077,
661374, 518 907, 71319;

französische Patentschriften Nr. 1005 655,
594, 987 652, 902989, 865107;
britische Patentschriften Nr. 654 869, 654 834;
USA.-Patentschriften Nr. 2 607104, 2 588 228,
2 528 091, 2473 528, 2437 689,
2401830, 2381184, 2375 585, 2372484,
2372433, 2349 086, 2339 431, 2336797,
2277782, 2277 049, 2231388, 2181043,
2156455, 2004709;

Hugo Glafey, Textil-Lexikon, 1937, Deutsche Verlagsanstalt Stuttgart und Berlin, S. 544.
* Z SU

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