DE1410794A1

DE1410794A1 - Verfahren zur Herstellung von geformten Vliesgegenstaenden

Info

Publication number: DE1410794A1
Application number: DE19601410794
Authority: DE
Inventors: Carey Jun Patrick Howard; Westberg Walter Monson
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1959-08-19
Filing date: 1960-08-18
Publication date: 1968-11-21
Also published as: ES260473A1; GB966855A; US3064329A

Description

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Minnesota Mining and Manufacturing Company, idaint Paul -6, Minne so t a, V. ei t. ν. Δ.

Verfahren zur Herst ellung von geformten. Vlies— gegenständen

Die Erfindung betrifft .ein-.Verfahren zur Herst.ellung Ton geformten YIi es ge genständen, oie ist "besonders wichtig für die Herstellung geformter ■Gegenstände für Kleidung., ζ-B. Miederwaren, wie Büstenhalter.

Das Produkt wird hergestellt, indem ein flockiges, gekrempeltes Ylies aus ursprünglich unterbundenen über—

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Uliterfagen tArt/n Äb₈.2Nr.1 Salz-3 dee ÄnderangaeeLv. 4.9.1967»

einanderliegenden gemischten Stapelfasern, die unverstreckte"(amorphe) Polyesterfasern als thermoplastische Verbindungsfasern enthalten, zu e;iner genau vorherbestimmten Form verformt Tirirdj die geformte Schicht wird zu einem beständigen Endzustand verfestigt und vereinigt, indem sie erwärmt und -weich.gepre.l3t wird, wodurch auch eine gegenseitige autogene Verbindung der übereinanderliegenden thermoplastischen Polyesterfasern an ihren ■ Kreuzungspunkten erfolgt, so daß: ein.faserverschmelzendes und formbeständiges Metzgebilde erhalten wird. Diese amorphen Polyesterfasern warden während des Erwärmes kristallin und nicht-klebrig gemacht.· ■

. Das Verformen wird bevorzugt ausgeführt, indem das flockige !faservlies über einer erwärmten Patrize geformt und dann mittels eines nicht haftenden dehnbaren'kautschukartigen Preßkissens gleichmäßig gepreßt und verfestigt wird, wobei gleichseitig das Vlies in dem erforderlichen Maße erwärmt vrird, worauf das geformte Vlies (das während des Verforfflungsvorgangs nicht haftens gemacht-wird) sofortvon der .erwärmten Form abgenommen wird··, ohne daß es gekühlt werden muß« Gegebenenfalls kann ein damit verformbares offenmaschiges Netz oder eine Gaze als Ganzes einverleibt werden, indem es. über das Faservlies auf die Form gelegt wird, ehe gepreßt wird, wodurch eine Verstärkung oder ein gewünschtes Aussehen erzielt wird.

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Alle Fasern innerhalb des Gebildes werden dann ι

überzogen, indem sie mit einer wasserabstoßenden elastischen Polymerisatlatexausrüstung getränkt werden, die alle Fasern an ihren Kreuzungspunkten verbindet und dem fertigen Gegenstand die gewünschte Zähigkeit und andere physikalische Eigenschaften verleiht, ohne seine Porosität wesentlich herabzusetzen. Das Produkt wird normalerweise/feiner Ausrüstungsbehandlung, z.B» durch Waschen, Bleichen und Beschneiden, unterworfen, um den fertigen Gegenstand zur Verwendung geeignet zu machen.

Die zur Herstellung der geformten Miederwaren—Produkte verwendeten Substanzen und Mengenanteile werden so gewählt, daß das Produkt stark porös, fest und zäh, formbeständig aber biegsam, ohne Reizwirkung auf die Haut ist und wiederholt gereinigt werden kann; wie im Folgenden ausführlicher erläutert wird« " '

Nahtlose geformte 'Gegenstände können erfindungsgemäß derart hergestellt werden, daß sie eine Kombination von Merkmalen haben, die sie außerordentlich, geeignet für Bekleidungszwecke machen. b±e sind hoehporös und durchlässig, so daß Luft und Feuchtigkeit hindurchgelangen können; und sie absorbieren Feuchtigkeit; sind also angenehm zu tragen, selbst unmittelbar auf der Haut und bei heißem oder feuchtem Wetter. Sie reiben oder reizen die Haut nicht, selbst bei

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längerer. Berührung, und erzeugen keine Allergien. Sie enthalten keinen Jaura, die die Stärke erhöht, das Aussehen"beeinträchtigt und Unbequemlichkeit hervorruft. öle fühlen sich weich und bequem an der Haut an. Sie besitzen ausreichende Zähigkeit, Festigkeit und Elastizität, um ihre Furm zu behalten und ermöglichen eine bequeme Regulierung und Stützung der linie, z.B. als Büstenhalter, öle können leicht beschnitten und leicht und haltbar mit gewebten Kleidungsstücken, z.B. bei der Herstellung vollständiger Korsetts.vernäht werden. Im Vergleich zu bisherigen Gegenständen gleicher Art sind sie dauerhaft, und ihre ursprüngliche Form ist beständig; die Gegenstände werden nicht gedehnt, schlaff, verzerrt, verkrümmt, lumpig oder verschlissen bei ständigem Gebrauch oder bei wiederholtem Waschen oder Reinigen. Sie haben anfangs ein anziehendes Aussehen und lassen s±Gh leicht sauber und frisch durch einfaches Waschen halten; und sie trocknen rasch, ohne Falten zu bilden oder zu kräuseln, und brauchen nicht gebügelt zu werden.

Die Bedeutung der vorliegenden Erfindung liegt nicht allein in den technischen und praktischen Vorzügen der Produkte, so wichtig diese auch für den Gebrauch sind* Ebenso wichtig ist die !Tatsache* daß diese Gegenstände Mnt&x geringes Kosten hergestellt werden könaen. W«b«n utricle·» "ist in keinem Fall· erforderlich. Es ist nicht wie foei-iifelichen Miederwaren erforderlich, sä schneiden

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Ufid zxx n-..hes» Έ±Ώ" Irofes^ifeij msr* vorhersahstimiater Foragenauig— keit und Gleichmäßigkeit wird bei einer Produktion im größten Maßstabe erzielt. Eine derartige Gleichmäßigkeit ist für die Herstellung von Miederwaren erwünscht; so daß Jeder Käufer von Miederwaren einer bestimmten Art_f Größe und Form sich darauf verlassen kann, daß sie den gleichen alt ζ haben und das gleiche Gefühl verleihen. Eine derartige Gleichmäßigkeit kanu nicht erzielt werden,- wenn solch* Produkte durch &chneiaen und Mhe-n von ötoff hergestellt werden, insbesondere bei billiger Massenproduktion. Das gesamte Verfahren der Herstellung aus Fasern bis zu» fertigen Produkt i*t sehr einfach und eignet sich zur Ausführung im großen Maßstab». Obgleich die Einsparungen an Arbeits- und Anlagelcosttn eine billige Herstellung ermöglichen, sifld e.ie. Produkte kein billiger Ersatz sondern Qualitätsware, do könaeo die erfindungs^emäßen Produkte von Herotellern von Miederwaren zur Erzeugung von neuen und überlegenen Produkten bei geringeren Kosten verwendet werden.

Die Bemühungen *ur Herateilung saumloser dreidimensionaler Kleiduagsstücke, insbesonuere von Miederwaren, durch Verformen eines flachen Fasergewebes oder -vlieses sind seit vielen Jahren im Gang und eine Heihe von Vorschlägen sind in einer Anzahl von Patentschriften beschrieoen worden. Hierbei wurden meistens bestimmte Arten*ge-

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-.-— WÄö-fc©^ -üä*y geiHrgt&T^^sw&O'cctcc ? ο t^ünr επΧττϊΓ" Produkte aus nichtgewebten .jtapelfasergeweben vorgeschlagen worden sind, einschließlich Miederwaren. Vgl. ζ.ύ. die UüA-PatentSchriften 2 047 23ü (1936), 2 19u (194u), 2 190 8ü7 (I94u), 2 285 967 (1942), 2 46υ 674 (1949), 2 580 566 (1952), 2 609 539 (1952), 2 616.084 (1952), 2 760 198 (1956).

"aii/^file^ar VOrschlage führte..jj8iy>P&, «tt einer, .._.... _Λ_...

nennenswerten technischen L.erDtelluag oder Verwendung von saumlüsen geformten I."ieder;/a-ren. Die riersteller von I iederwaren haben in der Hauptsache immer noch ihre Produkte durch Zuschneiden una i*ähen von gewebten stoffen herge- #teilt_f obwohl sie die Nachteile der Säume und verhältnisraäiiig hohen Lohnicusten hatten.

Erfindungsgeiaüi hergestellte Iviieaerwaren siia in Form von vollständigen Karaetts hergestellt worden, die ausreichend geprüft und oewertet wurden, um ihren praktischen ;/ert als befriedigender und wirtschaftlicher Ersatz für aDliche Miederwaren zu erprooen und um die Vor;aüge der neuartigen Produkte zu demonstrieren. Zur Bewertung wurden die Produkte you einer groJen Äneahl Frauen verwendet, die ihre Probealeder täglich wuschen und trugen, wobei die Produkte über zusammenhängende Zeiträume von 30 Tagen und mehr eine oefriedigende Lebensdauer aufwiesen.

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Die besondere« Arten von Materialien, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen waschbaren Wäschestücke verwendet wurden, sind von wesentlicher Bedeutung im Hinblick auf erfolgreiche billige Herstellungsverfahren sowie im Hinblick auf die für das Endprodukt erzielte Kombination von Eigenschaften. Ein Endprodukt kann zwar vom Standpunkt des Verbrauchers gleich sein, sich aber nicht zur Herstellung unter vergleichbaren Kosten eignen-. Beide Gesichtspunkte waren bei der auf eingehende Untersuchungen folgender= Entdeckung der ganz bestimmten Kombination von Materialien maßgebend, die verwendet wird. Diese -arten von Materialien waren als solche bekannt und handelsüblich (zusammen mit einer großen Vielzahl anderer Fasern und faserbildender Mittel, di· für den erfindungsgemäßen Zweck ungeeignet¹ sind), doch wurde bisher noch nicht vorgeschlagen, sie geatinsam für irgendeinen bestimmten Zweck zu verwenden.

Diese Arten von Ausgangsmaterialien, die bevorzugt kombiniert mir Herstellung von Miederwaren und anderen Gegenständen su Bekleidungszweckeη verwendet werden, sind

(Α) licht weichgemachte Polyester-otapelfasern der

üblichen gereckten und orientierten Art, wie sie in der Te:m*ilin&**t*i« verwendet wenden, mit einer &ängs im ßexeieh warn aaeefäii» 2,5 - 5,0 cm. Die ae werden "durch »en und Auspressen eines hochmolekularen Polyesters aus

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einem zweiwertigen Alkohol und einer Dicarbonsäure durch Spinndüsen hergestellt. Die ausgepreßten Fäden werden durch Verstrecken (Ziehen.) gedehnt _f wodurch sie eine orientierte kristalline Molekülstruktur,, kleinere Durchmesser und kleinere Denierzahl, höhere Zugfestigkeit und Elastizität, geringere Dehnbarkelt und statt _veines weiten Erweichungs-, temperaturbereiches einen höheren Schmelzpunkt erhalten (also ein engerer Temperaturbereich innerhalb dessen die verstreckten Fasern erweichen und schmelzen). Die endlosen Fäden werden zu Stapelfasern zerschnitten. Verstreckte Polyesterfasern werden von der Dupont Company unter der Handelsbezeichnung "Dacron'^f angeboten, und sind aus einem Polyester von ithylenglykol und·Terephthalsäure hergestellt.

(B) Micht weichgemachte thermoplastische Polyester-Stapelfasern, die nichtverstreckt und amorph sind, mit einer Länge im Bereich von ungefähr 2,5 - 5,0 cm. Diese werden in der gleichen Weise wie· die oben angegebenen vorstreckten -Fasern hergestellt, nur werden sie nicht verstreckt, so daß die aufgeführten Änderungen unterbleiben. Diese Fasern haben einen großen Erweichungstemperaturbereich unterhalb der Temperatur, bei der sie flüssig werden oder schmelzen, und können innerhalb dieses Bereiches in erweichtem Zustand autogen an den Kreuzungspunkten durch. An—

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wendung von leichtem Druck: miteinander verbunden werden, ohne zerschnitten oder zerdrückt au werden, .so daJ3 die Fasereigenart "bewahrt "bleibt. Es ist kein '.Ve ich ma eher erforderlich, um diese Verbindung in der Y/ärme zu bewerkstelligen. Wenn sie in diesem Bereich ersärrut werden, erlagen die Fasern eine kristalline struktur, werden steifer, haften nicht mehr an einer erwärmten Ivletallforni und ihre Erweichungstemperatur steigt. Dieser anfängliche Erweichungstemperaturbereich liegt unterhalb des kleinen ochmelzpunktbereiches der entsprechenden kristallinen verstreckten Fasern. t>o haben z.B. Fasern, die aus unverstreckten Polyesterfäden geschnitten wurden, die als Zwischenprodukt bei der Herstellung "Dacron"-Fasern erhalten werden, einen Erweichungstemperaturbereich, innerhalb dessen sie sich gegenseitig verbinden,'von ungefähr 90 - -23U⁰C, wogegen die regulären verstreckten "Dacron"-Fasern der gleichen chemischen Zusammensetzung einen Schmelzpunkt von ungefähr 240 C haben und im Bereich von 90 - 230⁰C nicht erweichen und nicht autogen miteinander verbunden werden können.

(C) Cellulosestapelfasern mit einer Länge von ungefähr 2,5 bis 5 cm. Diese sind bevorzugt Viskose-Kunst— seidenfasern, es können aber auch langfaserige Baumwolloder Ramiefasern verwendet werden.

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Diese drei Arten yon Fasern v/erden miteinander vermischt uiiü dienen alle als G-erüstfasern. Die unverstreckten Polyesterfasern (3) wirken auch als thermoplastische Yer— bindungsfasern und werden in einem Mengenanteil von etwa 3υ — 5ϊ» Gew.-ιό verwendet. Die Cellulosefasern werden in ungefähr dem gleichen üengenanteil angewendet, so daß die Gesamtmenge von beiden bei etwa 7ü - 9Ci % liegt. Die verstreckten Pol/esterfasern werden in einem kleineren Mengenanteil von etwa 10 - 3ü <?ό verwendet.

Ein gekrempeltes Gemisch der beschriebenen drei Arten von Fasern bildet das trockene, flockige Faservlies, das erfindungsgemäß geformt und autogen durch Erwärmen und V/eichpressen vereinigt wird·, ehe es mit einer wäßrigen Ausrustungsdispeiision getränkt wird. Die Fasern des heterogenen Gemisches liegen in jeder Sichtung und sind verflochten und überkreuzen sich über— und untereinander in regelloser V/eise, so daß jede Faser einer Art mehrere Fasern der anderen Arten sowie mehrere Fasern der gleichen Art kreuzt. Diese verhältnismäßig langen Fasern berühren einander nur an ihren Kreuzungspunkten. Ein großer Teil der Faseroberfläche ist für den nachfolgenden überzug zugänglich und eine sehr groi3e Porosität ist gewährleistet. Das iraverbundene Ylies ist dehnbar und kann auf einer erwärmten Patrize ohne Reißen oder Kräuseln verformt werden, so daß ein tiefgezogenes Produkt mit genauer Form erhalten

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wird, weil die Fasern, lang und anfänglich- unvertmndeü sind und somit eine Verschiebung der Fasern unter gemeinsamer Verformung möglich wird,, wobei aber eine Bewegung und Störung der Fasern auf ein Mindestmaß und auf einen kleinen Raum "beschränkt wird. Durch Erwärmen und Weich— pressen des geformten Faservlieses wird dieses -verfestigt und rereinigt j die nichtverstreckten (amorphen) Polyesterbindefasern werden autogen an ihren gegenseitigen Ereuauaigs— punkten miteinander verbunden (sie schmelzen bei einer Temperatur zusammen, bei der sie weich sind und anein~ ander kleben) und erhärten und versteifen sich dann, ohne zu schrumpfen,, so daß ein formbeständiges Metzgebilde aus rereinigten Fasern gebildet wird, das das geformte GeMJLOe zusammenhält und stabilisiert und nicht an der erwärmten Form haftet. Die anderen beiden Arten von Fasern sind Hiebt miteinander- verbunden und sind - wenn überhaupt — an dem Stellen, an denen sie die unverstreckten Polyesterfasern kreuzen,· nur leicht gebunden _t so dai3 sie hauptsäehlieih .durch mechanischen Halt an ihrer Stelle verbleiben. Der in dieser Yifeise rereinigte geformte Gegenstand hält seine Form, so :

daß er aus der nicht haftenden Form noch im warmen Zustand herausgenommen werden und mit einer wäßrigen Latexdisjgersioii getränkt und getrocknet werden kann, ohne sich zu verziehen· · . ■ ■ "_ . - ■*

(D) Eine wäßrige Dispersion eines "Fa se raus rust ungslatex, die zum Imprägnieren der geformten Produkte verwendet wird, um die "Fasern zu verbinden und dem fertigen Gegenstand Festigkeit und Formbeständigkeit zu verleihen* Eine wäi3rige Dispersion eines Carbonsäure-Acrylatpoly— merisatlatex, die einen kleinen Mengenanteil eines Härtungs- * mittels enthält, wird für die Herstellung waschbarer Wäschestücke, wie Miederwaren, bevorzugt. Diese Latexdispersion wird zum Sättigen des geformten und autogen vereinigten Faservlieses verwendet, um die Fasern zu überziehen und an ihren Kreuzungspunkten miteinander zu verbinden und ein Produkt der bereits beschriebenen Hatur zu erzeugen, das porös, zäh, dauerhaft und waschbar ist. Eine in ihrer Wirkung gleichwertige Polymerisatdispersion kann verwendet werden, wobei es beabsichtigt wird, dem Produkt bestimmte physikalische Eigenschaften zu verleihen; die im einzelnen vorliegende chemische Zusammensetzung ist als solche nicht ausschlaggebend. Das Carbonsäure-Acrylatpolymerisat ist ein weiches, elastisches und etwa klebriges Mischpolymerisat, das durch Mischpolymerisieren eines niederen Alkylacrylatesters (bevorzugt Äthyl-, Propyl-, Butylester) mit einem kleinen Mengenanteil an Acrylsäure oder Methacrylsäure (oder einer entsprechenden monomeren Carbonsäure) hergestellt wird, so daß das Acrylatpolymeri^- satmolekül einen kleinen Mengenanteil an Carboxylseiten-

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gruppen enthält," wodurch das Bindeverniögen erhöht wird, ühne daß das Mischpolymerisat sehr klebrig gemacht wird· Ein jimulsiünspolymerisationsver fahren wird verwendet, wobei eine wäßrige Latedispersion erzeugt wird, die mit Wasser bis zu der gewünschten Feststoffkonzentration für die Behandlung des Vlieses verdünnt werden kann. Eine koagulierte getrocknete Masse des ungehärteten Polymerisats ist weich und etwas kleorig und ist elastisch. Eine handelsübliche Carbonsäure—Äerylatpolymerisat-Latexdispersion dieser Art ist die "HÄ-1"-Bispersion von Rohm & Haas Company,

Sin wasserlösliches cyelisches Harnstoff-Formaldehydhärtungsmittel wird bevorzugt, wenn der genannte Carbonsäure—ÄcrylatpOlymörlsatlatex verwendet wird. Es ist in der wäßrigen Dispersion, die beständig ist, inaktiv, doch öffnet sich beim Trocknen und Erwärmen des behandelten . Gegenstandes die Carboxylgruppen enthaltende Ringstruktur des Moleküls, so daß es reaktionsfähig wird und die Verbindung dann die Polynierisatuberzüge härtet ("vulkanisiert¹¹)? vermutlich durch Vernetzung zwischen Carboxylgruppenj wobei ein dreidimensionaler, wasserabweisender, elastischer ßolymerer Faserüberzug gebildet wird, der fester imd elastischer, nicht kleorig, wärmebeständig und weniger thermoplastisch, sehr unlöslich, fest mit den Fasernverbunden und hochbeständig gegen Wasserabsorption und -^:ErweiGh0n:Od.e-ß\Entfernen durch wiederholtes Waschen und Reinigen i

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dieser Art von Härtungsmittel hat ferner den Vorteil, daJ dadurch die Oberflächenstruktur der Cellulosefaser!! (offenbar durch Umsetzung mit Hydroxylgruppen der Sellulosemoleküle unter Vernetzung und ferner durch üelbstpoljrmerisation) derart verändert wird, daß diese Fasern beständiger gegen V/asserabsorption und .Schrumpfen gemacht werden. Hierdurch wird ferner eine festere und wasserbeständigere Bindung zwischen den Cellulosefasern und dem damit in Berührung stehenden Acrylatpolymerisatüberzug bewirkt, offenbar durch Vernetzung. Ein Beispiel für ein derartiges Härtungsmittel ist cyclischer Dimethylol-Athylenharnstoff, auch als 1,3-3is-(hydroxymethyl)-2—imidazolidon bezeichnet, das in den UdA unter der Handelsbezeichnung "Rhonit ß-1" "von der Rohm & Haas Company angeboten wird. üin ähnliches Härtungsmittel hat die Handelsbezeichnung "Rhonit R-2" und ist-wahrscheinlich die gleiche Verbindung, aoer in teilweise polymerisierter Form, die aber ebenso mit V/asser in allen Verhältnissen mischbar ist.

Die folgenden dtufen .werden zur Herstellung poröser geformter Gewebegegenstände, z.B. Miederwaren, aus den genannten Materialien angewendet:

(.1) Die drei Arten von Stapelfasern--werden gemischt u.-d das Gemisch wird ununterbrochen durch eine Garnet-Ilaachine oder dglo zu einem gekrempelten Vlies verarbeitet. ■Sine "Banda-Webber"-Maschine (Curlator Corp., Rochester,

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New York) kann verwendet werden. Die ötapelfasern werden da"bei regellos angeordnet uud miteinander zu einem losen, flockigen Vlies verflochten, in dem sich die verschiedenem Arten von Fasern über- und -untereinander überkreuzen, so daß sie in drei Dimensionen in einer zusammenhängenden Matte zusammengehalten werden, indem sie durch meaehanische und Reibungskräfte gehalten werden. Das entstandene Faservlies kann als "gekrempeltes Vlies" wegen seiner charakteristischen Faseranordnung bezeichnet werden, auch wenn es nicht im engeren Sinne nach einem Krempelverfahren hergestellt worden ist. Das Gesamtfasergewicht je Flächeneinheit wird je nach dem herzustellenden Gegenstand und seinen gewünschten Eigenschaften gewählt. Im allgemeinen wird ein Faser gewicht von

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etwa 50 "bis 110 kg je 1000 m angewendet. Ein Fasergewicht

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von etwa 80 kg je 1000 m hat sich als zweckmäßig für die Herstellung· von Miederwaren erwiesen; wobei das Fasergemisch aus 20 Gew.-$ verstreckten Polyesterfasern von 3 Denier, 40 Gew.-# nichtverstreckten Polyesterfasern von 7 Denier und 50 fo Viskosekunstseidenfasern-von 3 Denier bestehtg diese Fasern sind sämtlich 3,8 cm lang. Gegebenenfalls wird das Vlies durch eine Nadelfilzmaschine geschickt, die mit Widerhaken versehene Nadeln im Abstand von 12,7 mm trägt, die Faserbüschel von einer Seite zur anderen durch die Fäsermatte ziehen, so daß ein größerer Zusammenhalt und größeres Absorptionsvermögen von einer Seite zur anderen ' erzielt wird.

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(2) Ein trockenes, flockiges Stück Vlies, das aus dem genannten gekrempelten Ylies geschnitten wurde, wird über eine erwärmte Patrize mit den gewünschten Konturen gelegt. Eine Form aus gegossenem Aluminium, die von innen her du^ch eine elektrische Heizvorrichtung erwärmt wird, wird bevorzugt; die Oberfläehentemperatur liegt dabei im Be-,reich von etwa 120 - 205°C. Das flockige Vlies wird rasch - z.B. durch Glätten mit der Hand - zu einem ungekräuselten, fast passenden Sitz verformt, wobei die Fasern sich verschieben können, um dies ohne Kräuseln oder Beeinträchti— gung der Gleichmäi3igkeit des Vlieses oder Strecken der Fasern zu erreichen. Ein Stück verformbares Offenmaseiliges Metz oder Gaze können gegebenenfalls über das Faservlies gebreitet werden und werden bei der darauffolgenden Maßnahme mit der Oberfläche verformt und verbunden. Ein Beispiel ist ein Hetz aus Polyesterfasern (z.B. "Daeron"), das auf einer Rochelle-Maschine geknüpft worden-ist. Während der wenigen Sekunden, die für diese Maßnahme erforderlich sind, haben die nichtverstreckten Polyesterfasern des flockigen Vlieses nicht genügend Zeit, um sIgü zu einem weichen und klebrigen Zustand zu erwärmen, auch hat das Vlies nicht Zeit, zu schrumpfen oder sich zu ver— ziehen, wie es der'Fall wäre, wenn es längere Zeit vor der nächstfolgenden Stufe mit der erwärmten Form in Berührung bleiben würde.

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(3) Eine dünne, dehnbare, nicht haftende .Silikonkautschuk decke (in einem Rahmen angeoracht) wird sofort gegen die mit dem Vlies "bedeckte Form gedruckt, so daß eine verhältnismäßig gleichmäßige, weiche Preßwirkung auf das dazwischenliegende Vlies ausgeübt 7/ird. Die Form ist auf einer Platte angebracht,- die neben der Form Löcher enthält, die mit einer Yakuumleitung -verbunden sind.' Wenn der !lahmen der Decke die Platte berührt, wird gesaugt, um zwischen der Decke und der Form einen Unterdruck zu erzeugen, so daß die dehnbare Decke rasch und gleichmäßig durch den Druck der äußeren Atmosphäre gegen das Vlies gepreßt wird, wobei sich keine Luftpolster bilden können. Dadurch wird das Vlies genau an die Gestalt der Form gepreßt, wobei die Fasern sich zu Beginn dieser Maßnahme immer noch zu bewegen vermögen; und das Vlies wird gleichzeitig durch die schwache Preßwirkux-g zusammengedrückt. Die nichtverstreckten amorphen, thermoplastischen Polyester— bindefasern werden nun durch die heiße Form ausreichend erwärmt, daß sie an ihren gegenseitigen Kreuzuagspunkten miteinander verschmelzen können, so daß sie autogen mit— einander verbunden werden und die Spannung der Fasern verringert wird» Das Erwärmen und Pressen reicht nicht aus, um die Fasern zu zerdrücken oder zu zerreißen, und die einzelne Faser bleibt erhalten. Durch weiteres Erwärmen

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werden die weichen uad klebrigen, nichtverstreckten Polyesterfasern aus dem amorphen in den kristallinen Zustand übergeführt, wodurch die Erweichungstemperatur über die Temperatur der Form ansteigt. Diese Änderung des Zustande Iäi3t diese Fasern erwärmen und sich versteifen, läßt sie nicht mehr an der Form haften und stabilisiert das vereinigte geformte "Vlies derart, daß es seine Form selbst noch in warmem Zustand beibehält. Ohne diese Zustandsänderung würde das Vlies an der heißen Form kleben (wenn diese nicht eine besondere nicht klebende überfläche hätte) und nicht in eine beständige Form gebracht werden, so daß es nicht, ohne sich zu verziehen, aus der heißen Form herausgenommen werden könnte.

(4) Das Vakuum wird abgeschaltet und die Decke abgenommen. Der freiliegende geformte Gegenstand wird an ' seinem Rand angefaßt und von der heißen Form gehoben, ohne daß zwischendurch eine Kühlung erforderlich wäre. Der Gegenstand haftet nicht an der heißen Form und läßt sich leicht ohne sich zu verziehen von dieser abheben. Diese Verformung kann fortlaufend mit einer Geschwindigkeit von "2 oder 3 Gegenständen je Minute je Form.erfolgen. Ein einziger Arbeiter kann eine beträchtliche Anzahl Formen bedienen. Mehrere nebeneinanderliegende Formen können zu einer einzigen Produktionseinheit verbunden werden, indem eine einzige Decke verwendet wird, wobei ein einziges

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großes Stück des?gekrempelten Vlieses über alle derartigen Formen gebreitet werden kann, um eine gleichzeitige Verformung zu gestatten.* Somit kann ein einziger Arbeiter 2—3000 geformte Miederwaren in der Stunde herstellen.

(5) Der geformte Gegenstand wird dann mit der obengenannten bevorzugten wäßrigen Latexdispersion (D) imprägniert, wobei die Konzentration der Latexfestsubstanz derart gewählt wird, daß die Fasern damit appretiert oder überzogen werden, ohne daß dabei die Zwischenräume ausgefüllt werden; das Endprodukt besteht dann aus etwa 50-75 Gew.-% Fasern und 25-50 Gew.-# festem Polymerisatüberzug. Dies kann bequem und. wirksam erfolgen, indem der Gegenstand mit der gewölbten Seite nach oben unter einen Vertex— lerkopf gelegt wird, der kleine Öffnungen oder löcher enthält, durch die die Dispersion auf den Gegenstand rieseln gelassen wird, bis er vollständig davon benetzt und damit gesättigt ist. Diese Sättigung wird durch die Kapillarwirkung des zusammengedrückten Fasergebildes'erleichtert. Durch das Tröpfeln oder mäßige Fließen der Dispersion wird der Gegenstand nicht verformt oder verzerrt, weil er fest genug ist, um den auftretenden schwachen Kräften zu widerstehen. Das zuvor vereinigte Wetzwerk von untereinander über Kreuz verbundenen Fasern macht die Fasern so unbeweglich, daß sie sich während dieser Maßnahme nicht mehr

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bewegen können. Der Verteilerkopf ist mit einem Torratsgefäß mit höherem Niveau verbunden, so daß die Fließgeschwindigkeit in der gewünschten Weise geregelt wird. Diese und die folgenden Maßnahmen können automatisch ausgeführt werden, indem eine Reihe von Gegenständen ununterbrochen durch ein Fließbandsystem fortbewegt wird.

(6) Der feucht gesättigte Gegenstand wird dann mit Heißluft erwärmt, .um nacheinander den Gegenstand zu trocknen und den Polymerisatüberzug zu härten, wobei die Fasern nicht auf eine Temperatur erwärmt werden dürfen, bei der sie erweichen öder schmelzen. Bei kontinuierlicher Produktion wird die Reihe von Gegenständen durch einen Ofen geführt, in dem Heißluft zirkuliert, die die zum Trocknen und Härten erforderliche Wärme liefert und die ferner die verdampfte Feuchtigkeit und alle während der Härtung gebildeten flüchtigen Stoffe abführt. (Aus dem genannten cyclischen Harnstoff-Formaldehyd-Härtungsmittel wird z.B. Formaldehyd freigesetzt.) Der Aufbau des Gegenstandes verhindert es, daß er während dieses abschliessenden Trocknungs— und Härtungsprozesses verzogen wird. Er hat nun einen festen und zähen Zustand und verträgt eine grobe Behandlung«.

(7) Der Gegenstand kann nun gegebenenfalls verschiedene Schlußbehandlungen erfahren; ζ .B-. kann er gewaschen, gebleicht, gespült und getrocknet und beschnitten werden. Diese Maßnahmen werden sämtlich bei der Herstellung

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von Miederwaren-ausgeführt, um alle Spuren von löslichen Verunreinigungen und alle Verfärbungen aus der Überzugsbehandlung zu entfernen und Produkte von genau gewünschter Form zu erhalten, die von dem Hersteller der vollständigen fertigen Miederwaren nicht mehr beschnitten zu werden brauchen. ' . '

Die fertigen Gegenstände sind sehr porös, So ist

2 ein Produkt mit einem Fasergewicht von etwa 80 kg/1000 m , das etwa 40 Gew.~$ polymere Faserausrüstung enthält, mehrere 100 mal so porös gegenüber Luft wie absorbierende Papiertücher. Dies erlaubt ein leichtes Hindurchlassen von Luft und Feuchtigkeit, d.h.*. "Atmungsvermögeii". Wasser und Schweiß werden leicht in die Kapillarstruktur zwischen den ausgerüsteten Fasern gesaugt, wenn sich der Gegenstand biegt oder wenn er auf der Haut reibt. Die überzogenen Fasern selbst absorbieren jedoch kein Wasser sondern sind vielmehr wasserabweisend, was daraus ersichtlich ist, daß ein V/assertropfen, der auf die Oberfläche gebracht wird (ohne zu biegen oder zu reiben) sich nicht ausbreitet oder die Oberfläche benetzt. Beim Waschen kann das Seife oder Detergentien enthaltende Wasser und das Spülwasser durch das Biegen und Reiben gründlich in das Gewebe ein- ■ dringen, so daß die einzelnen überzogenen Faseroberflächen vollständig damit in Berührung kommen, sogar leichter und vollständiger, als dies bei gewebten oder gewirkten Textilien möglich ist, so daß eine hohe Reinigungswirkung

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erzielt wird. Der feuchte Gegenstand trocknet rasch. Die polymeren Faserüberzüge sind hochbeständig gegen Reinigen, so daß der Gegenstand ohne Schaden häufig gewaschen werden kann.

Beispiele für geformte Gegenstände zu Bekleidungszwecken außer Miederwaren,, die vorteilhaft gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, sind: geformte Schulterpolster und Hüftenforraer; Hut- und Mützenkrempen; Pantoffel; Oberteile für Tennisschuhe und poröse, den Atem filtrierende Gesichtsmasken für Chirurgen, Ärzte, Dentisten, Kinderschwestern und für Industriearbeiter, die in staubiger oder verunreinigter Atmosphäre arbeiten.

" Bei Gegenständen, die von dem Verbraucher nicht gewaschen oder gereinigt werden, wie die in sterilen Packungen vorliegenden Gesichtsmasken, die nach dem Gebrauch verworfen werden, ist es nicht notwendig, einen

faserausrästenden Latex zu verwenden, der gegen Waschen und Reinigen beständig ist. In diesem Falle braucht die faserverbindende Ausrüstung nur Zähigkeit und Festigkeit zu verleihen, so daß der Gegenstand gehandhabt und verwendet werden kann und seine Gestalt und Form behält. Verschiedene Acryllatexdispersionen können z.B. für diesen Zweck verwendet werden. ' ·

Einschichtige gekrempelte Vliese können für viele Zwecke, z.B. Miederwaren und Gesichtsmasken verwendet werden, Y/enn eine größere Steife und Festigkeit erforderlich ist,

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können zwei oder>mehrere Schichten aufeinander befestigt werden,, um dem geformten Produkt das gewünschte Gewicht je Flächeneinheit zu verleihen· Die Schichten können sich in der Zusammensetzung ihrer Faser unterscheiden und "brauchen nicht alle das often beschriebene ganz "bestimmte Fasergemisch zu enthalten. So kann z.B. ein dreischichtiges lilies verwendet werden, "bei dem die innere Schicht aus Fasern besteht, die so gewählt sind, daß sie sowohl dem geformten Zwischenprodukt als auch dem fertigen Gegenstand größere Steife verleihen; z.B. bei der Herstellung, von Hutkrempen und Schuhoberteilen, die von solcher Größe oder komplizierter Form sind, daß sie sich sonst beim Tränken des geformten Gegenstandes mit der wäßrigen Latexdispersion und dem anschließenden Trocknen verziehen wurden. Es wurde gefunden,"daß für den letzteren Fall ein dreischichtiges gekrempeltes ¥lies, dessen äußere Schichten dem bben "beschriebenen Vlies entsprechen und dessen innere Schicht aus gekrempelten Stapelfasern aus thermoplastischem Polyvinylchlorid (z.B. die von der American Viscose Corp. unter der Bezeichnung "Vinyon" angebotenen Stapelfasern) oder einem Gemisch derselben mit Kunstseidenfasern besteht, sehr "befriedigend ist .

Während der Verformung schmelzen die Polyvinylohloridfasern mit dem Fasergebilde zusammen, und machen das Pro—

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dukt steifer, after immer nooh biegsam.

Beispiel

Eine "bevorzugte Anwendungsweise der genannten Substanzen und Verfahrensstufen bei der Herstellung von Miederwaren umfaßt die folgenden Einzelheiten:

Ein einschichtiges gekrempeltes Faservlies wird verwendet, das aus 30 Gew.-^ verstreckten Polyesterfasern ("Dacron", 3 Denier), 40 Gew.-^ unverstreckten Polyesterfasern (7 Denier) der gleichen chemischen Zusammensetzung wie die verstreckten Fasern und 40 Gew.-# Viskosekunstseidenfasern (3 Denier) besteht; diese Stapelfasern haben sämtlich eine Länge von 3,8 cm. Das Gesamtfasergewicht beträgt etwa 80 kg/1000 m . Die Matte wird durch eine Nade!filzmaschine geschickt, deren mit Widerhaken ver-.sehene Nadeln einen Abstand von 12,7 mm haben, so daß sie Faserbüschel in Abständen von 12,7 mm auf der gesamten Fläche von unten nach oben hindurchziehen.

Aluminiumpatrizen werden verwendet, die von innen beheizt werden, daß sie eine Oberflächentemperatur von etwa 175°C erhalten. Die gesamte Berührungszeit während der Verformung beträgt etwa 20 Sekunden; das Vlies "berührt die Form etwa 3 Sekunden, ehe die Decke aufgelegt wird, und die Decke wird etwa 15 Sekunden gegen das Vlies gepreßt, ehe sie abgenommen wird. Das Absaugen der Luft unter der Decke

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dauert nur einige wenige Sekunden, so daß die Decke während des größten Teils der Zeit praktisch mit Atmosphärendruek gegen das Vlies gepreßt wird.. Die urnrer st reckt en Polyesterfasern werden etwa 5 Sekunden, nachdem sie auf die Temperatur der Form erwärmt worden sind, aus dem amorphen in den kristallinen Zustand übergeführt.

Die faserausrüstende Latexdispei*sion besteht aus 20 Gewichtsteilen der oben genannten Acrylatpolymerisat— latexdispers.ign (die 46 Gew.-'/o Polymerfeststoffe enthält) und 1 Teil des genannten Härtungsmittels "Rhonite R—2", wobei ausreichend vifasser zugesetzt wird, um. den Festsub— stanzgehalt des wäi3rigen Gemisches auf etwa 15 ϊο zu bringen, so daß das Gewebeprodukt in trockenem Zustand etwa 4Ü Gew.—% an' gehärtetem Polymerisat enthält. Die feuchtgesättigten geformten Gegenstände werden 9 — "10 Minuten in einem Heißluft gebläse ofen zum Trocknen und 2-3 Minuten zum Härten erwärmt, wobei die Lufttemperatur etwa 150 C beträgt.

Die halbfertigen Gegenstände werden dann gründlich gewaschen, gespült, in Perboratlösung gebleicht, gespült und getrocknet. Eine große Anzahl yon Gegenständen kann zu gleicher Zeit durch Auflegen auf eine Patrize, Bedecken mit einer Matrize und Beschneiden mit einem mechanischen Messer um den Rand der Formen herum beschnitten werden. Diese fertigen Gegenstände sind dann fertig zum.Einnähen

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in die Zubehörteile der Miederwaren.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in weiteren dinne zur Herstellung' geformter Gegenstände verwenden, auch weM die oben in Verbindung mit der Herstellung "von Miederwaren beschriebenen Kombination von Fasern nichtverwendet wird. Der wesentliche Gesichtspunkt ist der, .daß. das gekrempelte Faservlies, das zur Verformung verwendet wird, aus einem Gemisch von Stapelfasern mit einer Länge . von etwa 2,5-5 cm, einschließlich 30 - 50 Gew.-% der nichtweichgemachten, nlchtverstreckten Polyesterbindefasern, Uiid sonst aus Gerüstfasern, die im Erweichungsbereich der nichtverstreckten Polyesterfasern hart und nichtklebrig bleiben, besteht. Die einmalige Wirkung der unverstreckten -. Polyesterfasern liegt darin, daß sie leicht an ihren Kreuzungspunkten miteinander verschmelzen, ohne ihre Faser-. eigenschaften zu verlieren, und dann bei weiterem Erwärmen während der Verformung kristallin werden und erhärten und SiGa versteifen und ihre Klebrigkeit verlieren, so daß sie nicht mehr an der Form haften, wobei ein vereinigter formbeständiger Gegenstand erhalten wird, der ohne Kühlung und ohne seine Form zu verlieren, von der Form genommen werden kann. Dieses Merkmal erlaubt eine Herstellung geformter Gegenstände mit sehr gleichmäßiger vorherbestimmter Form im großen Maßstabe* .

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

ί Λ J Verfahren zur Herstellung eines porösen, saumlosen Vliesgegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein gekrempeltes Vlies aus einem Gemisch von Stapelfasern mit einer Länge von 2,5 - 5 cm, einschließlich 30 - 50 Gew.-<?t> nicht-weichgemachte, nichtverstreckte, thermoplastische Polyesterbindefasern, und im übrigen aus Gerüstfasern, die im Erwelchungsbereich der nlchtver— streckten Polyesterfasern hart und nicht-klebrig bleiben, herstellt; ein flockiges- trockenes Stück des gekrempelten Faservlieses über einer erwärmten Patrize formt, die bei einer Temperatur im Erweiehungsbereich der nichtver— streckten Polyesterfasern gehalten wird; sofort das Vlies gleichmäßig und weich' gegen die erwärmte Form preist, um es zu einer beständigen geformten Gestalt, die genau der Form entspricht, zusammenzudrücken und zu vereinigen, wobei die niGhtverstreckten Polyesterfasern an ihren gegenseitigen Kreuzungspunkten miteinander verschmelzen und dann kristallin werden und nicht mehr an der Form haften, so daß ein formbeständiges Netzgebilde mit vereinigten Fasern erhalten wird} sofort das verformte Faservlies von der erwärmten Form abnimmt, ohne seine Form zu verändern, mit

Neue UnterJagen (Art. 7 SI Abs. 2 Nr-I Satz 3de_SÄnd_erungs_S:>s.v.4.9,1967i

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wäßrigen Dispersion einer faserbindenden Ausrüstung tränkt ■ und trocknet, wobei ein nicht-verzerrter, poröser geformter Gegenstand erhalten wird, indem die Fasern durch die Ausrüstung miteinander verbunden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstfasern Cellulosefasern und verstreckte Polyesterfasern sind und die Ausrüstung aus einem Carbonsäure-Acrylatlatex in solcher Menge besteht, daß sie 23 - 50 $ des Gesamtgewichtes des getrockneten Gegenstands ausmacht. .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-, zeichnet, daß der Anteil der verstreckten Polyesterfasern 1Ü-30 Gew.-ϊδ der Fasermischung ist und daß die

.Temperatur der erwärmten Form im Bereich von 120 - 205°C gehalten wird.

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