DE1460112A1

DE1460112A1 - Verfahren zum Formen oder Pressen von Geweben

Info

Publication number: DE1460112A1
Application number: DE19631460112
Authority: DE
Inventors: Nicely Doyle Clinton; Qualman Thomas William
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1962-10-04
Filing date: 1963-10-03
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1009826A; NL298788A; CH427227A; FR1374589A; LU44548A1

Description

DR. E. WIEGAND

MÜNCHEN

DIPL-ING. W. NIEMANN

HAMBURG PATENTANWXLTE

W. 11 55o/63 11/RS

Mönchen 15, 3. Oktober 1963 NUSSBAUMSTRASSE 10

TELEFON: 55547« 1460112

Monsanto Chemical Company St. Louis, Missouri (Y.St.A.)

Verfahren zum formen oder Pressen von Geweben

Die Erfindung bezieht sich auf das Formen oder Pressen von thermoplastischen Materialien, Insbesondere bezieht sie sich auf das Formen oder Pressen vieler Gegenstände als einzige Einheit aus einer flachen oder ebenen Fläche eines thermoplastischen Materials oder thermoplastischer Gewebe, besonders Acrylgeweben.

Bisher wurden diese Fabrikationsgegenstände mit drei Dimensionen dadurch hergestellt, daß man kleine Stücke von Gewebe anordnete und sie zusammennähte» Diese

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einzelnen Stücke mußten mit der Hand aus Mustern geschnitten, abgetrennt und zusammengenäht werden, was einen zeitraubenden und kostspieligen Arbeitsgang darstellte. Sogar wenn dies vollendet war, wurde ein großer Prozentsatz der fertiggestellten Gegenstände aufgrund von faltigen Säumen oder Nähten, unschöner Oberflächenboschaffenlieiten od.dgl. zurückgewiesen.. Aufgrund der vorstehend genannten Schwierigkeiten wurden zahlreiche Methoden und 'Techniken für die Formung von Gegenständen aus thermoplastischen Materialien entwickelt. Jedoch wiesen diese verschiedenen Arbeitsweisen beachtliche Schwierigkeiten beim Formen oder Pressen derartiger Gesiralten auf, welche tief gezogene Veile und gewölbte Oberflächen enthielten. Das gebräuchliche Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit tiefgezogenen 'feilen und gekrümmten Oberflächen aus thermoplastischen Materialien bestand darin, daß man das thermoplastische Material zuerst auf eine temperatur erhitzte, welche eine Verformung zuließ, um das Material in eine gewünschte Form zu strecken oder zu ziehen, während das Gewebe heiß war. Nach beendeter Formgebung wurde das Gewebe dann durch eine wirksame iemperaturverminderung gehärtet oder verfestigt., Auf diese Weise konnte ein thermoplastisches Gewebe zu den symmetrischen oder unregelmäßig dreidimensionalen For-

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men, welche häufig für besondere Arten -von. Gegenstanden, wie Schuhs pit gea., Hüten, Büstenh&lterkörbchen, Spielwaren. od.dgl» erforderlich sind, ,geformt werden. Is wurde ersichtlich, daß während der Bearbeitung durch die AnweMung eines größeren Druckes oder einer ,größeren Spannung, die ausreicht, um die erforderliche maximale Verschiebung aus der ursprünglichen Ebene des Materials zu erhalten,, auf gewisse Bereiche des Gewebes eine größere Beanspruchung ausgeübt wurde ala auf andere. Infolge der ungleichmäßigen Auferlegung von Beanspruchung innerhalb verschiedener.'feile des Gewebes warsn die fertigen Produkte allgemein durch Unterschiede is allgemeinen Aussehen, insbesondere ein "faltigsein¹¹ {"grinning") an Tiefpunkt der tiefgezogenen feile und den tragenden oder stützenden Kanten oder Rändern gekennzeichnet, Außerdem waren dar ©riff sowie die Stärke oder !Festigkeit der fasern in Bezug auf den Bereich, in welchem die größte Beanspruchung angewendet wurde, verschieden. Dies führte zu geformten Gegenständen, die schwache Stellen ia Gewebe und übermäßige Verringerung der Gewebedichte besaßen, wobei die Verfoa*- aungen nicht dauerhaft waren· Diese Gegenstände verloren allgemein nach einigem Gebrauch und der üblichen Seiniguag die scharfen Einzelheiten ihrer Form» Bin Zweok dsr Erfindung ist die Schaffung eiaes fea?-

fahrens zum Formen oder Pressen von thermoplastischen Geweben zu Gegenständen, wie Hüten, Spielwaren, Sohuhspitzen, Büßteniialterkörbchen, gekrümmten Oberflächen von Möbel- und Autopolsterungen und jeglichen Gegenständen, welche eine gewölbte Oberfläche aufweisen.

Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Formen oder Pressen von thermoplastischen Geweben zu Gegenständen mit gekrümmten dreidimensionalen Oberflächen ohne merkliche Verformung des Gewebes oder dessen Textur.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Formen oder Pressen von thermoplastischen Geweben zu Gegenständen mit gekrümmten dreidimensionalen Oberflächen aus einer ebenen Fläche, so daß die Verformungen im wesentlichen dauerhaft, sind»

lioch ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Formen oder Pressen von Gegenständen mit gekrümmten Oberflächen aus thermoplastischem Material, bei welchem die Gegenstände naturgetreuer sind, da die Einzelheiten scharf und deutlich sind.

Weiterhin ist ein Zweck der Erfindung die Schaffung eines Verfahrene zum Formen oder Pressen von thermoplastische» Materialien zu Gegenständen mit gekrümmten Oberflächen und Tiefziehetellen, bei welchen keine merkliche Ver-

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2serrung oder Beeinträchtigung der thermoplastischen Materialien oder deren Textur vorliegt.

Noch weiterhin ist ein Zweck der Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zum Formen oder Preesen von Kleidungsstücken, wie Badeanzügen, aus thermoplastischen Materialien.

Ifooh ein anderer Zweck der Erfindung ist ein Verfahren zum Formen oder Pressen von Aorylfasern, welche während des Waschens oder der Dampfbehandlung weder schrumpfen noch ihre Abmessungen ändern«

Andere Zwecke der Erfindung sind aus-der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Die Zwecke der Erfindung werden dadurch erzielt, daß man erst zwei aufeinander passende Formen (matched mold), welche sowohl einen Matrizen - als auch einen Patrizenteil umfassen» erhitzt und dann das angefeuchtete thermoplastische Gewebe auf die Form auflegt. Die in dem Gewebe vorhandene» Feuchtigkeit wird,, wenn es mit der heißen Metallform in Berührung kommt, fast augenblicklich in überhitzten Wasserdampf verwandelt. Das Wasser kann dem Gewebe diiroh Aufsprühen von Wasser oder durch Aufklotzen des Gewebes Bait Wasser zugegeben werden. Außerdem kann statt der Zugabe voä Wasser zu dem Gewebe vor dem Einbringen in die Form dem Gewebe Wasserdampf während des Formens oder

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Pressens zugegeben werden. Es ist nicht von Bedeutung, .auf welche Weise der Wasserdampf erzeugt wird, es ist jedoch wesentlich, daß das Gewebe während des Formoder Preß.arbeitsganges überhitztem Wasserdampf ausgesetzt ist.

Die Metallformen werden auf eine Temperatur zwischen etwa 135° und 2o4°G (275° und 400⁰P) erhitzt, wobei die bevorzugte Temperatur etwa 162⁰C (325°3?) beträgt. Sobald das angefeuchtete thermoplastische Gewebe auf die Form gebracht ist, wird Wasserdampf entwickelt, der das Gewebe durchdringt, was die Gewebe- und Fasereigenschaften -verändert, wodurch das Ziehen der Fasern und das Härten der Fasern in einer bleibenden Verformung verbessert wird. Vor dem völligen Einbringen des Gewebes in die Form wird es zwischen das Ober- und das Unterteil und dann in Berührung mit dem Patrizenteil gebracht, und während einer geringen Zeit von 4 bis 5 Sekunden zur Gestaltung vorerhitzt; darauf wird das Patrizenteil in feste Berührung auf das Matrizenteil gesenkt, während sioh das zu formende Gewebestück dazwischen befindet. Das Verfahren kann ebenso in umgekehrter Weise ausgeführt werden, wobei das Matrizenteii in Berührung mit dem Patritzenteil bewegt wird. Es ist zu bemerken, daß, obwohl durch das Vorerhitzen ein mehr zu-

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friedenstellend geformter Q-egeastand erzielt wird, «s nicht wesentlich ist, daß 4i©fc tot dem iOrmarbeitsyf&ag ausgeführt wird. Die Patri^en - und Matrizenteile 4er IOm werden 2o biß 9o Sekunden lang miteinander -in Berührung gehalten, darauf werden die formteile getrennt, und das so geforiite Gewebe wird aus der Vorrichtung entnommene,

Das bei dem Verfahren, geiÄß der Erfindung verwendete thermoplastische Material kann aus gewirkten oder gestrickten, gewebten oder nicht gewebten Textilwaren bestehen. Bei den thermoplastischen Materialien, welch© bei dem Verfahren gemäß ,der Erfindung verwendet werden können» handelt ee sieh wä Aorylstoff®, d.h# Pasern, in welchen die faserbildende Substanz aus irgendeinem langkettigea synthetischen Polymerieat feesteht, welches aus mimieitens-

85 $>, beaogen auf G-ewicht, an Acrylnitrileinhelten OHo-OH-

CS besteht, beispielsweise ein lerpölymerisat, daa aus etwa

86 Gew.$ Acrylnitril, 7 ß«w.f£ Tinylaoetat und 7 ö©w*^ 2-Methyl-5-^rinylpyridin besteht, eine Mischung von 88 &ew«. eines Mischpölymsriaatsaus etwa 94 ö-ew.$ Acrylnitril uad 6 Gew.# Vinylacetat mit 12 Gew.$ eines aus 5o Gew.^ Acrylnitril und, 5o Gew.# pyridin,- eine Zusammensetisung aus mindestens 9o

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Polyacrylnitril und 2 bis Io Gew.$ Poly-H-vinylpyrrolidon, ein Mischpolymerisat aus mindestens 92 Gew.$ Acrylnitril und bis zu 8 Gew.$ Methacrylat und ein Mischpolymerisat Ton mindestens 94 Gew.^ Acrylnitril und 6 Gew.$ Vinylacetat} die modifizierten Acry!produkte, d.h. Fasern, in welchen die faserbildende Substanz aus irgendeinem langkettigen synthetischen Polymerisat besteht, welches aus höchstens 85 $, bezogen auf Gewicht, aber mindestens 35 Gew.$ Aorylnitrileinheiten OHp-CH- zusammengesetzt ist, die

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Polyester, d,h_e lasern, in welchen die faserbildende Substanz aus irgendeinem langkettigen, synthetischen Polymerisat aus mindestens 85 Gew.$ eines Esters eines zweiwertigen Alkohols und einer zweibasischen Säure besteht, beispielsweise Polyäthylenterephthalat und Polytetrahydrochinonadipat| Polyamide, d.h. Fasern, in welchen die faserbildende Substanz aus einem langkettigen, synthetischen Polyamid mit sich wiederholenden Amidgruppen -C-HH-

als integralem !eil der Polymerisatkette besteht, beispielsweise Polyhexamethylenadipamid und Polycaprolaotam mad Olefine, d.h. lasern, in welchen die faeerbildende Substanz aus einem 'langkettigen, synthetischen Polymerisat aus mindestens 85 Gew.^ Xthylen, Propylen oder Enderen

Olefineinheitan bestellt. Es können nicht nur die synthetischen Fasern allein, sondern auch Mischungen der vorstehend genannten verwendet werden, beispielsweise Mischungen von Acrylstoffen und Polyestern. Bs können auch Mischungen der vorstehend g-enannten synthetischen Fasern mit natürlich auftretenden Fasern, wie Baumwolle, Leinen od.dgl» bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Die Gewichtsprozente dieser Mischung können so wenig wie 5 $ des thermoplastischen Materials betragen und es besteht oifensichtlioh keine maximale Beschränkung, da loo Gew.$ des thermoplastischen Materials bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ausnahmslos gut geformt und gepresst werden«

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders geeignet zum Formen und Pressen von Geweben, die aus Acrylfasern hergestellt sind. Die polymeren Materialien der Acry!fasern können aus Polyacrylnitril, Mischpolymerisaten einschl. binären und ternären Polymerisaten, die mindestens 8o Gew.$ im Polymerisatmolekül enthalten, einer Mischung aus .polyacrylnitril oder Misohpplymerisaten aus Acrylnitril mit 2 trie ,5o $ eines anderen polymeren Materials oder einer Mischuüg mit einem Gesamtgehalt an polymerisiertem Acrylnitril von mindeetena Qo Gew.4 bestehen» Obwohl es sich

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bei den in dem Verfahren gemäß der Erfindung in bevorzugter Weise verwendeten Polymerisaten um solche handelt, die mindestens 80 io Acrylnitril enthalten, die allgemein als die faserbildenden Acrylnitrilpol^merisate bekannt sind, ist das Verfahren gemäß der Erfindung in gleicher Weise auf Polymerisate anwendbar, die woniger als 80 $ Acrylnitril enthalten. Die Acrylnitrilpol^merisate, die weniger als 80 $ Acrylnitril enthalten, sind zur Bildung zusätzlicher lasern im Bereich von modifizierten Acrylstoffen, Filmen, Überzugsmassen und Lacken brauchbar.

Das Polymerisat kann beispielsweise ein Mischpolymerisat aus 80 bis 98 # Acrylnitril und 2 bis 2o fo eines anderen, die ^ C=0\ -Bindung enthaltenden Monomeren sein, das mit Acrylnitril mischpolymerisierbar ist. Geeignete monoolefinische Monomere umfassen Acrylsäure, oc -Ohloracry!säure und Methacrylsäure, die Acrylate, wie Methacrylat, Athylmethacrylat, Butylmethacrylat, Methaoxymethylmethacrylat, β -Chleräthylmethacrylat und die entsprechenden Ester von Acryl- und g^-Chloracrylsäuren, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylbromid, Vinylidenchlorid, 1-Chlor-l-brom-äthylen, Methacrylnitril, Acrylamid und Methacrylamid,' < -Chloracrylamid oder Iionoalkysubstitutionsprodukte davon, Methylvinylketon, Viny!carboxylate, wie Vinylacetat, Vinylchloracetat, Vinylpropionat, und Vinyl-

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etearat, I-Viaylimide, wie. 3£~νψ^!phthalimid, und Ä-Yiayleuooinlfflid,. Möthylen^mloiieöureeeter, Itaconsäure und Itaoonsäureester» S-Vinylcarbazol, Tiny If uran, Alky!vinylester» Vinyieulfonaäure, Ä thy len-c^J^-dicarbonsäuren oder Anhydrid© oder -Derivate, wie Biathylcitraconat, mesaconat, Styrol, Vinylnaphthaiin, vinylsubstituiert© tertiäre heterocyclische Amine* wie die Vinylpyridine und alisyieu&stituiertön Yinylpyridiae, beispielsweise 2-Tiu^l-r pyridin, 4-Tiaylpyridin, 2-Methyl-5-Tinylpyridin od.dgl., 1-Vinylifflidazol und alky!substituierte 1-Vinylimidagale, wie 2~, 4- oder 5-Metliyl-l-¥iayl±midagol und andere y. G-^G ν enthalteade polymerisierbare Materialien«

Das Polymerisat kann ein ternäree oder höhere» Mtseh— polymerieat sein, beispielBWeiee Produkte, die duroh Mische polymerisation τοη Acrylnitril »it 2 oder mehreren irgendwelcher anderer Monomerer, wie Torstehend aufgeführt, mit Ausnahme von Acrylnitril erhalten werden. Insbesondere und vorzugsweise uafait das teraäre Polymerisat Methacrylnitril und 2-TiaylpyrldiJa# J^a ternäre enthalt vorzugswoie« βο bis 98■$ ^; Acrylnitril und 1 bi« 1© Vinylpyridin oder ein 1-Tinyliaila^ol und 1 bis 18 $ einer' anderen Sufesta&s, wie Metliaozylaitril oder VinyleliloÄd, Data ^ilj?a«rie»t isÄan mtöh #±n# .IBLeohuiig eines'

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99 $ Acrylnitril und 1 bis 2o <$> mindestens einer anderen

^C=O ζ enthaltenden Substanz mit 2 bis 5o Gew.^ der Mischung des Mischpolymerisats von Io bis 7o $ Acrylnitril und 3o bis 9o fo mindestens eines anderen ^C=G ^ enthaltenden polymerisierbaren Monomeren sein. Wenn es sich bei dem polymeren Material um eine Mischung handelt, ist es vorzugsweise eine Mischung aus einem Mischpolymerisat von 9o bis 98 $ Acrylnitril und 2 bis Io $ einea anderen monoolefinischen Monomeren, wie Vinylacetat, mit einer genügenden Menge eines Mischpolymerisats aus Io bis 7o $ Acrylnitril und 3o bis 9o $ eines vinylsubstituierten tertiären heterocyclischen Amins, wie Vinylpyridin oder 1-Vinylimidazol, um eine anfärbbare Mischung mit einem Gesamtgehalt an substituiertem tertiärem heterocyclischen! .Amin von 2 bis Io $, bezogen auf das Gewicht der Mischung, zu ergeben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist für eine diskontinuierliche Arbeitsweise beschrieben worden, es kann aber ebenso halbkontinuierlich oder kontinuierlich ausgeführt werden. Das zu formende oder zu pressende Material wird auf eine Walze außerhalb der Preßformvörriohtung gebracht, in die Vorrichtung abgewälzt oder bewegt und von der anderen Seite abgezogen, wenn jeder i'drmarbeitsgang vollendet ist.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher Teranschaulioht_Q Sämtliche Prοζentangaben sind, wenn nicht anders angegeben ist, auf Gewichtsbasis bezogen.

Beispiel 1

Bin Muster stück eines G-ewebes, zusammengesetzt aus fasern von 94 $ Acrylnitril und 6 $ Vinylacetat, wurde mit Wasser gesättigt, durch einen Satz von Kautschuk-Abpreßwalzen geleitet, um überschüssiges Wasser von der Oberfläche zu entfernen und dann in eine Zweiformpresse eingebracht, die auf etwa 149 0 (3oo F) vorerhitzt war» Die beiden !eile der Zweiformpresse wurden zusammengebracht und eine Minute lang in dieser Stellung gehalten. Die beiden !Teile wurden dann getrennt und das geformte Material entfernt. Die Gestalt der Form war die eines Büstenhalterkörbchens. Dieses geformte Büstenhalterkörbohen wurde dann 5 aufeinanderfolgenden Waschvorgängen unter gewöhnlichen Waschbedingungen unterworfen und getrocknet. Das gewaschene, geformte Büstenhalterkörbchen wurde.dann aur Eontrolle mit einem geformten Büstenhalterkörbohen, das keinen Waschvorgängen unterworfen worden war, verglichen und es wurde festgestellt, daß das geformte und gewaschene Büstenhalterkörbchen seine ur-

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Form beibehielt und überhaupt keine sichtbaren Veränderungen aufwies.

Beispiel 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß das Musterstück des Gewebes aus 7o $ einer Faser aus 94 $ Acrylnitril und β fO Vinylacetat und 3o °/a Wolle bestand. Das gewaschene Büstenhalterkörbchen wurde mit einer Kontrollprobe, die keiner Waschbehandlung unterzogen worden war, verglichen und die Ergebnisse waren dieselben wie in Beispiel 1 überhaupt keine sichtbare Verformung und die Gestalt blieb dieselbe wie die der Kontrollprobe.

Beispiel 5

Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 mit der Abänderung wiederholt, daß das Musterstück des Gewebes aus 8o ^c/o einer Paser aus 94 $ Acrylnitril und 6 ^cß> Vinylacetat und 2o io Kunstseide zusammengesetzt war. Das gewaschene Büstenhalterkörbchen dieses Beispiels wurde mit dem Btandard wie in Beispiel 1 verglichen, und es wurde keine sichtbare Verformung festgestellt} die Konturen des gewaschenen Büstenhalterkörbchens stimmten mit der

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lorm der Koaitrßllprobe überein«.

Beispiel 4 ·

Ea wurde die Arbeitsweise τοη Beispiel 1 mit der Abänderung wiederholt, dafi das Musteretück des G-ewetoes aus 5o $ einer laser auß 94 $ Acrylnitril und 6 $ Vinylacetat und So $ lasern von Poljnexaiiethylenadipamid nt|- eammengesetzt war. Das gewasoiieae Büstennalterkörbölien wurde mit der Kontrollprobe wi« in Beispiel 1 vergli©h#n_# es lEonnte übernaupt keine siontbare · Verformung festgestellt werden und die Konturen des gewaschenen Stückes stimmten mit denjenigen der ursprünglichen Kontrollprofee übereiHo

Durch 4ae Verfahren gemäf der Erfindung kann man auf sehr erfolgreich© und wirtschaftliche Weise Gewebe, die aus thermoplastischen Fasern hergestellt sind, foraen oder pressen, eo dai die geformten oder gepreßten Gregenetäajäe ihre Form und ihre Konfiguration ohne Schädigung ά&ι? !Fässern in dem Gewebe nach dem lormarbeitsgang und auö& nmmh vielen gewöhnlichen Wascharbeitsgängen beibehalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sehr wirksam und sehr wirtschaftlich, da der einzige auf ©der in das Seirebe ge-Zueatsstoff aus Waeeer Gesteht«

Claims

Verfahren zum Formen oder Pressen von G-eweben, die aus synthetischen linearen Pasern zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewebe mit Wasser sättigt, das gesättigte Gewebe in eine erhitzte Porm einbringt, das Gewebe in der Porm beläßt und das Gewebe aus der Porm entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Gewebe aus Pasern verwendet, die aus mindestens 8o io Acrylnitril und bis zu 2o °/o eines anderen monoolefinischen mischpolymerisierbaren Monomeren bestehen«
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gewebe aus Pasern von 94 io Acrylnitril und 6 $ Vinylacetat verwendet,
4o Verfahren nach Anspruch. 1,. dadurch? g ekennzeichnet, daß man ein Gewebe verwendet, .^dessen Pasern aus einer Mischung von 88 io eines Mischpolymerisats aus 94 i° Acrylnitril und 6 i> Vinylacetat-und· 12 io eines zweiten Mischpolymerisats aus 5o io Acrylnitril und 5o io Methylvinylpyridin bestehen»
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g ekennzeichnet, daß man die Porm auf eine Temperatur "innerhalb eines Bereiches von 135° bie 2o4° C

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(-275°' ** 4qo® I) ©iplLtim-t un4 c|as (Jeweise. 5o den lang jpi ά@ι? ©rliitzteÄ Tßep&m TnelMM^«
6. ?e^faiir©ii nack %±nom dta-» ■ 4ftsprüoh.e 1 bit 5* daduroh gefeennzeiolmet, daß a^a ein Gewebe deeaen lasern aus ©in«:? Mi&G^^ng van 94 $ und 6 ?ί lRloylaoetat mit Baupwollö, Wolle, Kunst®eid^Ke bzw.