DE1546424B1 - Verfahren zur Herstellung einer festen,zaehen ungewebten Faserstoffbahn von hoher Zug- und Weiterreissfestigkeit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer festen,zaehen ungewebten Faserstoffbahn von hoher Zug- und WeiterreissfestigkeitInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zunächst und verfestigt sich dann wieder durch Übereiner
festen, zähen, ungewebten Faserstoffbahn von gang in einen kristallinen Zustand von höherem
hoher Zug- und Weiterreißfestigkeit aus regellos ange- Schmelzpunkt. Im Enderzeugnis liegen also keine an
ordneten, kristallinen und orientierten Kunststoffäden vielen Fadenkreuzungspunkten durch Bindefasern gevon
textilem Titer, insbesondere aus einem kristallinen 5 bundene Grundfasern vor, sondern eine Faserstruktur,
Polyolefin, wie isotaktischem Polypropylen oder die durch ihre ganze Masse hindurch von einem gleichlinearem Polyäthylen, oder einem Polyester, wie Poly- mäßig verteilten, strukturlosen Bindemittel zusammenäthylenterephthalat,
die in allen drei Dimensionen der gehalten wird. Daraus folgt, daß die einzelnen Struk-Faserstoffbahn
an vielen Fadenkreuzungspunkten turfasern bei diesen Produkten keine ausreichende Bedurch
Selbstbindung gebunden sind, durch Einwirken- io weglichkeit haben, um Erzeugnisse mit zufriedenlassen
eines nicht solvatisierend wirkenden strömungs- stellender Weiterreißfestigkeit zu liefern, wenn die
fähigen Mittels auf das unverfestigte Fadenvlies. Bindungen stark genug für eine zufriedenstellende
Es ist allgemein bekannt, daß bei der Selbstver- Zugfestigkeit sind.
festigung von Vliesen aus thermoplastischen Fasern die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, feste,
durch die Temperatur der Wärmeaktivierung und den 15 zähe, ungewebte Faserstoffbahnen, die nicht nur eine
Behandlungsdruck im wesentlichen bestimmter Bin- hohe Zugfestigkeit, sondern auch eine hohe Weiterdungsbedingungen
sehr kritisch sind und genau einge- reißfestigkeit aufweisen, aus nur einer einzigen Art von
halten werden müssen, wenn man ein isotropes Er- thermoplastischen Kunststoffäden herzustellen und
zeugnis mit optimaler Festigkeit erlangen will. So er- dadurch gleichzeitig das Herstellungsverfahren durch
läutert M ο f f e 11 (Modern Textiles Magazine, 1956, 20 Verzicht auf besondere Bindefasern zu vereinfachen.
S. 62 ff.) die Einwirkung der Bindetemperatur beim Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur
Binden von Faservliesen aus höher schmelzenden Verwirklichung dieses Zieles der Bindevorgang so
Grundfasern und niedriger schmelzenden Bindefasern vorsichtig durchgeführt werden muß, daß die Fäden in
auf die Eigenschaften, besonders die Zugfestigkeit, der der ganzen Fadenmasse möglichst gleichmäßig erhitzt
Erzeugnisse. Diesen Ausführungen ist zu entnehmen, 25 werden, dabei aber nicht zum Schmelzen kommen, und
daß man bei Erhöhung der Bindetemperatur mit fort- daß dies durch Erhitzen der Fadenmasse mit Hilfe
schreitendem Einweichen der Bindefasern Vliese von eines strömungsfähigen Mittels erreicht werden kann,
immer höherer Zugfestigkeit erhält und daß Vliese von wenn man dabei durch gleichzeitige Druckeinwirkung
der höchsten Zugfestigkeit entstehen, wenn die Binde- dafür sorgt, daß die Fäden bei der Wärmebehandlung
fasern vollkommen zum Schmelzen gebracht werden 30 keine wesentliche Schrumpfung und keine zu starke
und ihre Faserstruktur verlieren. In diesem Zusammen- Abnahme ihrer molekularen Orientierung erleiden. Der
hang erklärt M ο f f e 11, daß es zur Ausbildung einer Druck muß dabei auf die Faserstoffbahn so lange einhinreichenden
Vliesfestigkeit erforderlich ist, die wirken, bis die Fäden sich abgekühlt haben. Diese
Bindefasern vollkommen zum Schmelzen zu bringen. Kombination von Maßnahmen hat zur Folge, daß
Derart gebundene Faservliese haben aber eine unzu- 35 einerseits die Fäden bei der Wärmeeinwirkung zwecks
längliche Weiterreißfestigkeit, weil die Grundfasern Bindung ihre ursprüngliche hochgradige Orientierung
nicht mehr die genügende Beweglichkeit haben, um und Kristallinität und damit ihre Festigkeit in hohem
nach dem Einreißen einer Fortpflanzung des Risses Ausmaße beibehalten, wodurch eine hohe Zugfestigdurch
Verlagerung aus der Einreißrichtung zu begegnen. keit gewährleistet wird, und daß andererseits ein
Der Gedanke, thermoplastisches Fasermaterial als 40 Schmelzen von Fäden vermieden wird, so daß die Bin-Bindemittel
für die Vliesverfestigung zu verwenden dung auf die Fadenkreuzungspunkte beschränkt bleibt
und durch Wärme zu aktivieren, ist auch aus der und die einzelnen Fäden im Gesamtverband ihre Iden-USA.-Patentschrift
2 277 049 bekannt. Nach der tität, Festigkeit und Beweglichkeit behalten, wodurch
Lehre dieser Patentschrift ist es auch möglich, die eine hohe Weiterreißfestigkeit gewährleistet wird.
Eigenschaften des Faservliesstoffs dadurch zu beein- 45 Die gestellte Aufgabe wird daher bei dem eingangs
flüssen, daß man die Bindewirkung durch Druckbe- genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
handlung unterstützt, solange die Bindefasern sich daß das strömungsfähige Mittel bei einer Temperatur,
noch in erweichtem Zustande befinden. Hierbei kann die von der Bindungstemperatur des Fadenmaterials,
als Grundfaser eine Faser aus einem durch Wärmeein- ausgedrückt in 0C, nach oben oder unten um nicht
wirkung nicht erweichbaren Material oder aus einem 50 mehr als 3 °/0 abweicht und unterhalb, jedoch nicht
Material verwendet werden, das eine höhere Erwei- mehr als 45° C unterhalb des Kristallschmelzpunktes
chungstemperatur aufweist als dasjenige der Binde- des Fadenmaterials liegt, derart zur Einwirkung gefaser.
Ebenso kann die Bindewirkung im Sinne dieser bracht wird, daß das Temperaturgefälle in allen drei
Patentschrift durch Aktivierung der Bindefasern mit Dimensionen der Bahn weniger als 50C beträgt, wobei
Hilfe eines chemischen Erweichungsmittels erzielt 55 die Bahn einer schwachen Druckeinwirkung ausgewerden.
Der USA.-Patentschrift 2 277 049 liegt im setzt wird, die ausreicht, um eine Fadenschrumpfung
übrigen die Aufgabe zugrunde, Vliesstoffe von weicher, um mehr als 20 % und eine Abnahme der Doppeltuchartiger
Beschaffenheit herzustellen, wie sie für brechung der Fäden um mehr als 50 % zu verhindern,
Bekleidungszwecke verwendet werden. worauf die Bahn zunächst abgekühlt und anschließend
Aus der USA.-Patentschrift 2 836 576 ist die Herstel- 60 die Druckbelastung aufgehoben wird,
lung von Faservliesstoffen aus molekular orientierten Vorzugsweise wird als nicht solvatisierend wirkendes
Polyäthylenterephthalatfasern bekannt, die durch ein strömungsfähiges Mittel auf die Bindungstemperatur
Bindemittel aus unorientiertem Polyäthylenterephtha- eingestellter gesättigter Wasserdampf verwendet, und
lat gebunden sind. Zur Herstellung solcher Vliesstoffe die Faserstoff bahn wird dieser Dampf einwirkungausgewerden
die orientierten Polyesterfasern mit dem un- 65 setzt, während sie sich unter konstantem Wasserorientierten
Polyäthylenterephthalat in Faser-, Pulver- dampfdruck befindet.
oder Konfettiform gemischt, und das Gemisch wird Die auf diese Weise erhältliche Faserstoffbahn ist
heiß verpreßt. Beim Erhitzen schmilzt das Bindemittel dadurch gekennzeichnet, daß alles Material an den
3 4
Bindungsstellen im wesentlichen die gleiche Orientie- Linearpolyäthylen 0,05
rung wie die Fäden zwischen den Bindungsstellen, die Polyäthylenterephthalat 0,26
(nachstehend erläuterte) mittlere Bandbindungszahl Polyhexamethylenadipinsäureamid ... 0,03
der Faserstoffbahn 30 bis 80 Bindungen je 100 Fäden, Polycapronsäureamid 0,07
das Verhältnis der mittleren Breite des Fadens in der 5 Polytetrafluoräthylen 0,12
Bindung zu der mittleren Breite des Fadens in der
Mitte zwischen den Bindungen weniger als 2,0 und die Vorzugsweise werden Fäden aus isotaktischem PolyDoppelbrechung
der Fäden mindestens 40% der be- propylen mit einem Kristallinitätsindex von minderechneten
maximalen Doppelbrechung beträgt. stens etwa 49% und einer Doppelbrechung zwischen
Unter einem »textlien Titer« ist ein solcher von etwa io 0,016 und 0,040 verwendet. Db bssten Ergebnisss erIbis
25 dsn zu verstehen. Die Fäden können gekräuselt hält man, wenn der Schmelzindex der Polypropylenoder
gerade sein und einen runden oder anderweitigen, fäden im Bereich von 1,7 bis 43 lie gt (bestimmt nach der
z.B. dreifiügeligen oder elliptischen Querschnitt auf- ASTM-Prüfnorm D-1238 bei 23O0C und einer BeIaweisen.
stung von 2,16 kg).
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung 15 Wesentlich ist es, daß die Fäden in der Bahn in ihrer
kann die Faserstoffbahn aus Plexusfäden bestehen, wie Zusammensetzung homogen siad. Geringe Mengen
sie in der USA.-Patentschrift 3 081519 beschrieben sind. (unter 5%) an Bindemittelfasern beeinträchtigen je-Wenn
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Kunst- doch die Weiterreißfestigkeit und Gasamteigenschaf ten
stoffäden von textilem Titer verwendet werden, so ver- des Produktes nicht wesentlich.
wendet man vorzugsweise Fäden aus kristallinen Kunst- 20 Außer den oben beschriebenen Fäden können die stoffen, wie isotaktischem Polypropylen, Linearpoly- Faserstoffbahnen auch noch andere Fäden, die sich äthylen, Polyäthylenterephthalat, Polyhexamethylen- unter den angewandten Bindebedingungen nicht mit adipinsäureamid, Polycapronsäureamid, Polytetra- sich selbst verbinden, in Msngen bis zu 25 Gewichtsfluoräthylen, linearen Mischpolymerisaten des Pro- prozent, sowie geringe Msngsn an Hilfsstoffen, wie pylens oder Äthylens mit bis zu 25 % anderer, misch- 25 Füllstoffe, Mattierungsmittel, Pigmsnte, Färbemittel, polymerisierbarer Monomerer, oder aus Schmelzge- Stabilisatoren u. dgl., enthalten,
mischen dieser Polymerisate und Mischpolymerisate Die räumliche Anordnung der selbstzubindenden
wendet man vorzugsweise Fäden aus kristallinen Kunst- 20 Außer den oben beschriebenen Fäden können die stoffen, wie isotaktischem Polypropylen, Linearpoly- Faserstoffbahnen auch noch andere Fäden, die sich äthylen, Polyäthylenterephthalat, Polyhexamethylen- unter den angewandten Bindebedingungen nicht mit adipinsäureamid, Polycapronsäureamid, Polytetra- sich selbst verbinden, in Msngen bis zu 25 Gewichtsfluoräthylen, linearen Mischpolymerisaten des Pro- prozent, sowie geringe Msngsn an Hilfsstoffen, wie pylens oder Äthylens mit bis zu 25 % anderer, misch- 25 Füllstoffe, Mattierungsmittel, Pigmsnte, Färbemittel, polymerisierbarer Monomerer, oder aus Schmelzge- Stabilisatoren u. dgl., enthalten,
mischen dieser Polymerisate und Mischpolymerisate Die räumliche Anordnung der selbstzubindenden
mit bis zu 25 % anderer Polymerisate (z. B. ataktischem Fadenbahn kann in einem gewissen Ausmaß variieren.
Polypropylen, verzweigtkettigem Polyäthylen, Poly- Vorzugsweise liegen die Fäden in der Fassrstoffbahn
isobutylen). Zu mischende Polymerisate werden vor 30 in hochgradig regelloser Anordnung vor und sind, abdem
Verspinnen zum Faden in der Schmelze gemischt gesehen von den Kreuzungspunkten, voneinander
(z. B. 80 % isotaktisches Polypropylen und 10 % ver- getrennte und unabhängige Endlosfäden. Weitere
zweigtkettiges Polyäthylen oder 85 % isotaktisches Formen geeigneter Faserstoffbahnen werden erhalten,
Polypropylen und 15 % festes Polyisobutylen). Ein indem man in einer Richtung orientierte Fadsnschich-Beispiel
für ein geeignetes Blockmischpolymerisat ist 35 ten über Kreuz ablegt.
ein Mischpolymerisat von Propylen und Äthylen mit Dsr Bindung gemäß der Erfindung können Fasereinem
Vicat-Erweichungspunkt von 1320C. Für ge- Stoffbahnen verschiedener Dicken unterworfen werden,
wisse Zwecke können auch orientierte, amorphe Fasern Gute Ergebnisse erhält man schon bei geringsn Flächenvon
niedrigem Kristallinitätsgrad verwendet werden. gewichten von 17 g/m2, aber auch bsi hohen Flächen-Unter
»orientierten Fäden« ist zu verstehen, daß die 40 gewichten, wie 678 g/m2 oder noch höher,
mittlere Doppelbrechung eines Fadens in der gebunde- Faserstoffbahnen aus Plexusfäden können auch so
mittlere Doppelbrechung eines Fadens in der gebunde- Faserstoffbahnen aus Plexusfäden können auch so
nen Faserstoffbahn mindestens 40% der berechneten gebunden werden, daß ein bsdruckbares, papierartiges
Höchstdoppelbrechnung beträgt. Die Angabe, daß die Material entsteht, das die hervorragenden Eigenschaf-Doppelbrechung
der Fäden an den Bindungsstellen in ten einer gleichmäßigen Annahmefähigkeit für Druckder
gebundenen Faserstoffbahn praktisch die gleiche 45 farben, einer hohen Scheuerfestigkeit und einer hochsein
soll wie diejenige der Fäden zwischen den Bin- gradigen Undurchsichtigkeit und Gleichmäßigkeit der
dungsstellen, besagt, daß diese beiden Doppelbre- Undurchsichtigkeit in sich vereinigt,
chungswerte um nicht mehr als 10 % voneinander ab- Es ist auch die Herstellung von Faserstoifbahnen aus
chungswerte um nicht mehr als 10 % voneinander ab- Es ist auch die Herstellung von Faserstoifbahnen aus
weichen sollen. »Filmfibrillen« aus Polyäthylen durch statistisch unge-
Die in die Bahn vor dem Binden eingelagerten Fäden 5° ordnete Ubereinanderlagerung von fibrilüerten En dbssollen
hochgradig orientiert sein, damit das Endpro- strängen von Plexusfäden im Sinne der belgischen
dukt hohe Weiterreiß- und Zugfestigkeit aufweist. Ob- Patentschrift 625 993 möglich. Diese Plexusfadenwohl
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Ab- stränge sind in der USA.-Patentschrift 3 031 519 bsnahme
der Fadendoppelbrechung um mehr als 50% schrieben.
nicht eintritt, ist es erwünscht, daß die anfängliche 55 Vorzugsweise bestehen die Plexusfadenstrang^ aus
Faserorientierung (vor dem Binden) einen so hohen festem, hochmolekularem, fadenbildendem, kristalli-Wert
hat, daß eine Orientierung der Fäden in der nem Polyäthylen (oder einem Mischpolymerisat des
gebundenen Bahn ermöglicht wird, die mindestens Äthylens, das mindestens 85% Äthyleneinheiten ent-40%
der berechneten Höchstdoppslbrechung ent- hält), dessen kristalliner Anteil, röntgenographisch bespricht.
Der Höchstwert der Doppelbrechung wird 60 stimmt, mehr als etwa 33% beträgt,
nach einer Veröffentlichung »Correlation of Molecular Die statistisch ungeordnete Überlappungsanordnung
nach einer Veröffentlichung »Correlation of Molecular Die statistisch ungeordnete Überlappungsanordnung
Orientation Measurements in Fibers by Optical Bire- der plexusfadenförmigen Stränge in der Faserstofffringence
and Pulse Velicity Methods« von H. M. bahn kann nach dem Ablegen durch Verdichten ga-Morgan
in »Textile Research Journal«, Oktober ändert werden. Dadurch kann man Faserstoffbahnen
1962, S. 866, bestimmt. Der Höchstwert der Doppel- 65 mit einer Dichte von mehr als 0,114 g/cm3 und einer
brechung einiger Fasern üblciher Kunststoffe beträgtfür: „. c .. -, .. , , ., ,„[g'c-n] ,,, . ,
60 ö Zugfestigkeit von mehr als 1,58 fi—r erhalten. Auch
isotaktisches Polypropylen 0,04 durch Prägen kann man einer nicht verfestigten Faser-
BAD ORiQJNAL
5 6
Stoffbahn einen genügenden Zusammenhalt verleihen. die nicht als Lösungsmittel für die Fäden wirken, sind
Für die Dampfbindung geeignete Faserstoffbahnen z. B. Heißluft und überhitzter Wasserdampf; jedoch ist
brauchen daher nur eine scheinbare Gesamtdichte von bei Verwendung dieser Mittel die Temperatursteuerung
0,30 g/cm3 zu haben. Flächengewichte von 10,2 bis etwas schwieriger.
203,4 g/m2 werden bevorzugt. 5 Gesättigter Wasserdampf stellt das bevorzugte Er-
Die als Ausgangsgut dienenden Faserstoff bahnen hitzungsmittel dar; bei seiner Anwendung soll die
werden vorzugsweise aus fadenförmigen »Endlos«- Bindungstemperatur für isotaktisches Polypropylen im
Strängen hergestellt, d. h. solchen mit einer Länge von Bereich von 140 bis 180° C Hegen, was einem Sattdampfmindestens
etwa 12,7 cm. Die Verwendung von unbe- druck 2,7 bis 9,1 atü entspricht,
grenzt endlosen, fadenförmigen Strängen wird zur Her- io Beim Binden mit HiKe einer gesättigten Dampfstellung
von Faserstoffbahnen mit verbesserter Festig- atmosphäre wird die Bindung vorzugsweise in einem
keit und Gleichmäßigkeit besonders bevorzugt, geschlossenen Raum durchgeführt. Wenn man den
Die erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisse kenn- Dampf lediglich in einem offenen Behälter durch die
zeichnen sich durch eine Scheuerfestigkeit von mehr als Faserstoff bahn leitet, müssen Vorsichtsmaßnahmen
2,0 Reibtakten, eine Weiterreißfestigkeit von mehr als 15 getroffen werden, um einen wesentlichen Druckabfall
λ λ Γ g 1 j · r, j. ,· ι ·, ..-, c~ - in der Bahn zu verhindern; denn dies würde zur Aus-
etwa 4'° b/Sr] und eme ZuSfestlSkeit von über 52,7 büdung ^ Temperaturgefälles in der Bahn und da_
fg/cm] tv Ώ J1* -j- TT-U1-I tj· /-ι · u nut zu emer übermäßigen Bindung auf der Seite der
[-^]. DieProduktesmdimHmbhckauf dieGleich- hohen Temperatur un| zu einer °ngenügenden Binmäßigkeit
ihrer Dichte und Molekularstruktur über ao dung auf der Niedertemperaturseite führen,
ihre ganze Flächenausdehnung und Dicke hinweg als Die kritische Bindungstemperatur liegt in einem Beungewöhnlich
zu bezeichnen. Mit Ausnahme von reich vom Kristallschmelzpunkt der Kunststoffäden Λ
Faserstoff bahnen von sehr geringem Gewicht beträgt bis 45° C unter demselben. Der Kristallschmelzpunkt ™
die Abweichung der Mindestundurchsichtigkeit an kann nach der von W. R. Sorensen und T. W.
jedem Punkte von der durchschnittlichen Undurch- 25 Campbell in »Preparative Methods of Polymer
sichtigkeit der Bahnen, gemessen an verschiedenen Chemistry«, Verlag Interscience Publishers, Inc., 1961,
Punkten auf der gesamten Materialbreite, weniger als S. 44 bis 47, beschriebenen Methode bestimmt werden.
4%) wobei die durchschnittliche Undurchsichtigkeit Bei der Durchführung der Bestimmung an Fäden muß
über 50 liegt. man die Fäden auf dem Objektträger an ihren Enden
Die nach der Becke-Linienmethode bestimmte 30 mit einem wärmebeständigen Klebstoff oder Klebe-Doppelbrechung
der Polyäthylen-Filmfibrillen der band befestigen. Die Bindungstemperatur kann bis
Faserstoffbahnen gemäß der Erfindung liegt zwischen unmittelbar unter dem Kristallschmelzpunkt reichen.
0,020 und 0,030. Der Kristallinitätsindex liegt normaler- In vielen Fällen jedoch dicht unter dem Kristallschmelzweise
im Bereich von 50 bis 70 %. Auch die Entschich- punkt hegende Temperaturen wegen des raschen Er-.
* *· 1 ·+ j τ. j 1+ j· u τι «οΓε/0Γη1 35 hitzens für das Verfahren zu hoch sein,
tungsfestigkeit der Produkte, die mehr als 1,58 -r-^ w,V nhm «™aw rrmR Hn* KnH^vIi
' [ g/m2 J Wie oben erwähnt, muß das Fadenvlies beim Bindebeträgt,
ist hervorragend. Dies ist besonders wichtig, Vorgang zur Verhinderung der Schrumpfung durch
wenn die Faserstoffbahnen als Wandbelag verwendet eine positive Haltekraft festgehalten werden. Dieses
werden sollen, da man die Bahnen leicht von der Wand Festhalten erfolgt mittels Druck senkrecht zu den
wieder entfernen kann, ohne daß Teile derselben 40 Flächen der Bahn.
zurückbleiben. Auch die hohe Scheuerfestigkeit ist für Der Druck muß genügen, um das Schrumpfen der
Wandbeläge, Bucheinbände und andere Anwendungs- einzelnen Fäden um mehr als etwa 20% in der Länge,
zwecke von Papierersatzstoffen wichtig. Die hohe vorzugsweise von mehr als 5 %>
zu verhindern. Stärker
Scheuerfesitgkeit läßt sich leicht mit einem Radier- verstreckte Kunststoffäden benötigen im allgemeinen
gummi nachweisen. 45 einen stärkeren Druck als weniger stark verstreckte Fä-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen beim den. Ferner muß der Druck mit zunehmender Dicke
Bindevorgang die Orientierung, die Festigkeit und die der Faserstoff bahn erhöht werden. Da das Festhalten
sonstigen Eigenschaften des Fadenmaterials erhalten ein Schrumpfen der Fäden und somit der Bahn ver-
tleiben. Daher ist eine kritische Auswahl der Verfah- hindert, muß der Druck während des Erhitzens auf die
rensbedingungen erforderlich, bei denen die Bindung 5° Bindungstemperatur, bei der Bindungstemperatur und
erfolgt. Zu diesen wichtigen Verfahrensbedingungen, während der Abkühlungszeit, in der ein Schrumpfen
die für die jeweilige Faserstoffbahn angewandt wer- eintreten könnte, aufrechterhalten werden. Im allge-
den müssen, gehören die kritische Bindungstemperatur, meinen läßt man den Druck einwirken, bis sich die ge-
die Gleichmäßigkeit der Temperaturlenkung in Rieh- bundene Faserstoffbahn auf eine Temperatur abge-
tung aller drei Dimensionen der Bahn, der auf die 55 kühlt hat, bei der keine Schrumpfung mehr einrtitt
Bahn während der Einwirkung der Bindungstempera- (normalerweise mindestens 5°C unter der Bindetempe-
tur einwirkende Haltedruck und die Innehaltung ratur).
dieses Haltedruckes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Der Mindestdruck, der bei der Herstellung der
gebundene Bahn genügend abgekühlt ist, um eine selbstgebundenen Faserstoffbahnen gemäß der Er-
Fadenschrumpfung von mehr als 20% bei Aufhebung 60 findung benötigt wird, beträgt etwa 0,018 kg/cm2 und
des Druckes zu verhindern. wird vorzugsweise auf die Schichtoberfiäche je 33,9 g/m2
Das Erhitzungsmittel darf die Fäden bei der Binde- der nicht gebundenen Fadenschicht zur Einwirkung ge-
temperatur nicht lösen und die Orientierung und bracht. Dieser Mindestdruck ist geeignet, wenn die zu
Kristallinität der Fäden bei der Bindetemperatur nicht behandelnde Faserstoffbahn zwischen Zeltleinwand
wesentlich verringern. Zur Erzielung der richtigen 65 eingebracht wird. Bei diskontinuierlicher Bindung von
Temperatursteuerung und einer hochgradigen Gleich- Polypropylen-Fasermaterial für Teppichgrundlagen in
mäßigkeit der Bindungen erhitzt man vorzugsweise mit einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre in einem
gesättigtem Wasserdampf. Andere Erhitzungsmittel, Autoklav wird auf die Schicht vorzugsweise ein Druck
7 8
von ungefähr 2,1 g/cm2 je g/m2 Flächengewicht ausge- Gramm gemessene und auf das Flächengewicht umübt.
Beim kontinuierlichen Binden (Einschluß zwischen gerechnete Weiterreißfestigkeit bestimmt und in Ablaufenden
Bändern) solcher Schichten in gesättigter hängigkeit von der Bindetemperatur in ° C in ein Dia-Wasserdampfatmosphäre
wird die Einwirkung eines gramm eingetragen. Durch den Punkt der höchsten
Druckes von ungefähr 0,69 f-^-1 bevorzugt. 5 Weiterreißfestigkeit dei■ erhaltenen Kurve wird parallel
t g/m2 j ° zur Weiterreißfestigkeitskoordmate und senkrecht zur
Die Erhitzungsgeschwindigkeit, Kristallinität der Temperaturkoordinate eine Gerade gezogen. Der
Faser und Bindungstemperatur stehen in Beziehung Schnittpunkt dieser Geraden mit der Temperaturzueinander.
Bei isotaktischem Polypropylen kommt die koordiante ist die Bindungstemperatur Tx. Zur Her-Bindung
wahrscheinlich dadurch zustande, daß die io stellung der gleichmäßig selbstgebundenen Faserstoff-Kristallite
des Polymerisats in der Faser zu schmelzen bahnen gemäß der Erfindung muß die Bindung bei
beginnen. Bei langsamem Erhitzen kann der Kristal- einer Bindungstemperatur von Tx ± 3% (ausgedrückt
linitätsgrad ansteigen, so daß die Bindung nur bei einer in ° C) durchgeführt werden.
dem Schmelzpunkt der stärker kristallinen Form des Das neue Produkt gemäß der Erfindung ist ein selbst-
Polymerisats entsprechenden höheren Temperatur er- 15 gebundenes Vlies. Unter »selbstgebunden« ist zu verfolgen
kann. Diese Bindetemperatur erreicht aber nicht stehen, daß die kristallinen und orientierten Fäden an
den obengenannten Kristallschmelzpunkt. Wenn die den Kreuzungs- oder Schnittpunkten aneinander ge-Bindungstemperatur
rasch erreicht wird, hat das Poly- bunden sind. Für die Bindung wird kein Fremdstoff
merisat in der Faser kaum Gelegenheit zur Kristallini- verwendet. Die Anordnung der Fäden in der gebundetätsänderung,
und daher kann eine Bindung schon bei 20 nen Bahn ist, abgesehen von den Bindungen, die gleiche
niedrigerer Temperatur zustande kommen. Je schneller wie in der ungebundenen Bahn,
die Erhitzung erfolgt, desto niedriger ist die Bindungs- Mikroskopische Untersuchungen zeigen, daß die
temperatur, die zur Erzielung einer bestimmten Weiter- Querschnitts-Hauptabmessung eines jeden Fadens an
reißfestigkeit, Streifen-Zugfestigkeit und Randbin- den Bindungsstellen weniger als das Doppelte derdungszahl
erforderlich ist. Wenn man andererseits die 25 jenigen der nicht gebundenen Fadenabschnitte in der
gleiche Bindungstemperatur anwendet und die Er- Mitte zwischen den Bindungsstellen beträgt. Bei Anhitzungsgeschwindigkeit
der Faserstoffbahn ändert, Wendung des Verfahrens gemäß der Erfindung fließt im
weist die unter langsamerer Erhitzung gebundene Unterschied zum Warmbinden von Thermoplastfäden
Bahn eine niedrigere Randbindungszahl auf. Bei der kein Polymerisat zu den Bindungsstellen. Bei EinDurchführung
einer typischen diskontinuierlichen Bin- 30 wirkung eines zu hohen Haltedruckes auf die Bahn bei
dung mit gesättigtem Wasserdampf wird der Dampf- normalen Bindungstemperaturen tritt an den Bindundruck
so erhöht, daß die Erhitzungsgeschwindigkeit gen aber ein zu starker Polymerisatfluß ein, was zu
etwa 30°C/Min. beträgt. Bei der Durchführung eines einer Verminderung der Weiterreißfestigkeit des Ertypischen
kontinuierlichen Verfahrens wird die Bahn Zeugnisses führt.
kontinuierlich durch eine Bindungskammer geleitet, die 35 Die gebundenen Faserstoffbahnen haben eine Randderart
mit gesättigtem Wasserdampf von konstantem bindungszahl zwischen 30 und 80 Bindungen je 100
Druck beschickt wird, daß die Erhitzung mit einer Fäden. Geringere Bindungsgrade führen zu geringerer
Geschwindigkeit von etwa 250°C/Sek. erfolgt. In Zugfestigkeit. Faserstoffbahnen mit Randbindungsdiesem
Falle kann die Bindungstemperatur um 100C zahlen über 80 haben geringe Weiterreißfestigkeit. Das
unter der beim diskontinuierlichen Arbeiten angewand- 40 gleiche ist der Fall, wenn die Doppelbrechung der
ten liegen. Fäden etwa 40 % des Höchstwertes unterschreitet. Mit
Wenn die Bindungstemperatur zu hoch ist, erhält Fäden von hoher Molekularorientierung erzielt man
man auch bei Anwendung eines an sich genügenden bei Anwendung der richtigen Bedingungen beim Bindemechanischen Druckes auf die Faserstoffbahn Er- Vorgang hohe Weiterreiß- und Zugfestigkeiten.
Zeugnisse mit unzulänglichen Eigenschaften. Umge- 45 Die erfindungsgemäß gebundenen Faserstoffbahnen
kehrt kann bei richtiger Wahl der Bindungstemperatur, enthalten regellos verteilte, gleichmäßige Selbstbinaber
Einwirkung eines ungenügenden mechanischen düngen. Die Verteilung der Bindungen kann in einem
Druckes, bei dem eine Fadenschrumpfung um mehr als gewissen Grade abgeändert werden. Wenn das Faser-20%
erfolgt, eine Entorientierung der Fäden eintreten vlies z. B. aus zwei Fadenarten hergestellt wird, von
und ein Produkt mit schlechter Weiterreißfestigkeit er- 50 denen nur eine thermoplastisch ist, oder wenn eine
halten werden. Seite der Bahn an eine glatte Metallfläche und die an-
Zum Beispiel haben Fäden aus isotaktischem Poly- dere an Zeltleinwand gebunden wird, so wird die Verpropylen
mit einer Festigkeit von 4 g/den eine um 1O0C teilung der Bindungen dadurch beeinflußt,
höhere kritische Bindungstemperatur als Fäden mit Man kann auch mehrere Bahnen zu einer breiteren
einer Festigkeit von 2 g/den. Die kritische Bindungs- 55 Bahn zusammenfügen, indem man die Bahnränder
temperatur Tx richtet sich nach der zu bindenden sich überlappen läßt und sie dann der Selbstbindung
Faserstoffbahn. Sie läßt sich am leichtesten ermitteln, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unterwirft,
indem man eine Reihe einander gleicher Proben im Be- Die mit den Fäden in Berührung kommenden Haltereich
vom Kristallschmelzpunkt bis 450C unter dem- flächen können aus Metall, Keramik, Glas, Kunstseiben
in Temperaturintervallen von 2° C bindet. Die 60 stoffen od. dgl. bestehen. Das Halteorgan auf der einen
Bindung soll unter Ausübung eines genügenden Bahnseite muß für Wasserdampf durchlässig sein, wie
Druckes auf jede Schicht durchgeführt werden, um ein Sieb oder eine Lochplatte. Die Wahl des für die
eine Fadenschrumpfung um mehr als 20% zu ver- Haltefläche zu verwendenden Werkstoffs richtet sich
hindern, und die Temperatursteuerung bei der Bindung nach den Reibungskräften zwischen den Fäden und
soll genügen, damit etwaige Temperaturschwankungen 65 der Haltefläche; unter diesem Gesichtspunkt kann ein
in der gesamten Bahn in Richtung aller drei Dimensio- Faserstoff einem groben Sieb vorzuziehen sein,
nen weniger als 5 ° C betragen. Die Kombination von hoher Zugfestigkeit und hoher
Dann wird an allen behandelten Bahnen die in Weiterreißfestigkeit bei den Produkten gemäß der Er-
009 546/301
findung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um Zur Bestimmung der Doppelbrechung von Fäden
Teppichgrundlagen aus Propylenpolymerisaten her- in einer gebundenen Faserstoffbahn wird eine Probe
zustellen. Die selbstgebundenen Vliese gemäß der Er- von 6,35 · 6,35 mm gewählt. Eine dünne Schicht der
findung liefern Teppichgrundlagen, die den aus her- Faserstoffbahn kann erhalten werden, indem man die
kömmlichen Material, wie Jute, erhältlichen überlegen 5 Schichten sorgfältig trennt oder mit der Rasierklinge
sind. Die aus gleitmittelbehandelten Faserstoffbahnen einen Schnitt herstellt. Dies ist notwendig, da durch den
gemäß der Erfindung hergestellten Teppichgrundlagen zu prüfenden Einzelfaden das Licht ohne Störung durch
verursachen eine geringere Ablenkung der Nadeln beim andere Fäden durchfallen muß. Die Messungen sollen
Tuften des Florgarns und ermöglichen eine gleich- an mindestens zehn Fäden in dem Prüfling erfolgen und
mäßigere Anordnung der Schlaufen je Längeneinheit io die Ergebnisse gernittelt und als mittlere Doppelals
beim Eintuften in Jutegrundlagen. brechung verzeichnet werden. Die Doppelbrechung
Die durchschnittliche Randbindungszahl gebundener von Rundflächen wird mit dem Polarisationsmikroskop
Proben wird, wie folgt, bestimmt: mit einem Berek-Kompensator nach der »Anleitung
Als Maß für den Grad der Selbstbindung dient die zu optischen Untersuchungen mit dem Polarisations-Zahl
der Bindungen je 100 Fäden, die an der Rand- 15 mikroskop« von C. H. Klaussen, A. Driesen
fläche einer gebundenen Faserstoffbahn ausgezählt und S. R ö s ch (Stuttgart, 1953; Zusammenfassung
wird. Diese Zahl beruht auf der Wahrscheinlichkeit, daß der Arbeiten von Max Berek) bestimmt,
das Vorhandensein einer Bindung an einer Randfläche Die Doppelbrechung von Fasern mit unregel-
(1) von der Zahl der Bindungen, (2) von der Größe der mäßigen Formen oder Querschnitten kann mit dem
Bindung und (3) von der Verteilung dieser Bindungen 20 Interferenzmikroskop durchgeführt werden. Diese
abhängt. Methode ist im »ASTM Spezial Technical Bulletin«,
Die Bestimmung der Randbindungszahl erfolgt an Nr. 257 (1959), »Measurement with Phase and InterProben,
die einem repräsentativen quadratischen Prüf- ference Microscope« von Oscar W. Richards bestück
der gebundenen Faserstoffbahn von 15,2 cm schrieben. Die Gewinnung dünner Probeschichten aus
Kantenlänge entnommen werden. Aus dem Prüfstück 25 Faserstoffbahnen für die Bestimmung der Doppelwerden
vier Proben jeweils in der Nähe der vier Ecken brechung mit dem Interferenzmikroskop erfolgt ähnderart
genommen, daß die später auszuzählenden lieh wie bei der Berek-Methode.
Querschnitte von Rändern stammen, die parallel zu den Ein Maß für den Kristallinitätsindex der Kunststoffvier
Rändern des Prüfstückes verliefen. Diese Proben fäden in den selbstgebundenen Faserstoffbahnen kann
werden in einem Rahmen befestigt und in ein Epoxy- 30 nach der Röntgenbeugungsmethode gewonnen werden,
harz eingebettet, das dann polymerisiert wird. Die ein- Alle hier für die selbstgebundenen Faserstoffbahnen
gebetteten Proben werden so beschnitten, daß minde- angegebenen Zugfestigkeitswerte sind ein Maß der
m\
werden quer zur Fläche der Bahn in einer Dicke von 35 stimmt nach der ASTM-Prüfnorm D-1682. Alle hier
etwa 6 μ geführt, und die erhaltenen Abschnitte werden angegebenen Weiterreißfestigkeitswerte sind ein Maß
in Immersionsöl auf dem Mikrometertisch eines PoIa- , „r ., .„, ,. . ., , .. , . . Γ g 1 ,
risationsmikroskops getaucht, das mit einem zehnfach der Wetaßfesügkert, ausgedruckt m [φ-\ und
vergrößernden Okular und einer zwanzigfach ver- bestimmt nach der ASTM-Prüfnorm D-39.
größernden Objektivlinse ausgestattet ist und eine Ab- 40 Die Undurchsichtigkeit wird nach TAPPI-Prüfnorm
bildung des Schnittes auf einen Schirm wirft, an dem T 425 m 60 bestimmt.
die Fäden und Bindungen ausgezählt werden. Zur Ver- Die Scheuerfestigkeit wird mit dem Crockmeter-
besserung der Fadendefinition wird der Polarisator und Tester der Altas Electric Devices Company, Chicago,
ein i?-/-Rotfilter verwendet. Auf der projezierten Ab- IU., V. St. A., Serial No. CM-598, bestimmt. Auf den
bildung des Schnittes erscheinen die Fäden je nach dem 45 Sockel des Meßgerätes wird direkt unter der Lage der
Winkel, unter dem sie mit dem Mikrotom geschnitten Vollbewegung des Gummifusses mit Klebeband ein
wurden, in verschiedenen Formen, so daß alle Varia- Siliciumcarbidpapier von 12,7 · 12,7 cm Größe betionen
von einem Querschnitt senkrecht zur Faden- festigt, das dazu dient, eine Bewegung der Probe zu
achse bis zu einem Längsschnitt parallel zur Faden- verhindern. Auf dem kreisförmigen Kunststoffuß des
achse vorliegen können. Jeder in der Projektion er- 50 Schwingarms wird ein Gummifingerling (Kuppenteil)
scheinende Faden wird einmal gezählt. Eine Bindung Größe 12 (der Swingline Incorporated, Long Island
liegt vor und wird gezählt, wenn zwei Fäden nicht voll- City, New York, V. St. A.) befestigt. Der Schwingarmständig
voneinander getrennt sind. So wird ein Faden griff wird so gedreht, daß der Gummifuß über die
zwar nur einmal gezählt, kann aber in Abhängigkeit Probenoberfläche hin- und herstreicht. Wenn die erste
von der Zahl der anderen Fäden, die er berührt, an 0 bis 55 Oberflächenfaser gestört wird (d.h. hochspringt),
5 oder mehr Bindungen beteiligt sein. Wenn z. B. ein wird von dem Zähler des Meßgerätes die Zahl der
Faden zwei andere Fäden berührt, beträgt die Faden- Reibbeanspruchungen abgelesen. Für jede Probe wird
zahl 3 und die Bindungszahl 2. Wenn auch die beiden das Mittel aus zehn Versuchen angegeben,
anderen Fäden einander berühren, beträgt die Faden- Infolge des beim Binden zur Einwirkung gebrachten
zahl 3 und die Bindungszahl 3. Man zählt von jeder 60 Druckes kann in der selbstgebundenen Faserstoffbahn
eingebetteten Probe mindestens eine ganze 6,4-mm- eine gewisse Verzerrung oder Abflachung des Faden-Schnittfläche
und nicht weniger als 200 Fäden aus. Aus querschnittes zwischen den Bindungen eintreten. Die
den an den vier Proben erhaltenen Werten wird die genaue Raumform der Verzerrung kann variieren, aber
Zahl der Bindungen je 100 Fäden gemittelt und als manchmal nimmt der Fadenquerschnitt eine eliptische
durchschnittliche Randbindungszahl verzeichnet. 65 Form an. Gewöhnlich tritt die Verzerrung an den Bin-
Die Bestimmung der Doppelbrechung von Fasern dungssteilen auf, während zwischen den Bindungen ein
oder Fäden in den ungebundenen oder gebundenen Teil der Fäden verzerrt sein und der andere Teil die
Faserstoffbahnen wird folgendermaßen durchgeführt: ursprüngliche Querschnittsform beibehalten kann.
Die Erfindung ist auf die Herstellung der verschiedensten selbstgebundenen Erzeugnisse aus statistisch
ungeordneten Fäden anwendbar. Die Erzeugnisse können beliebige Dicken aufweisen und ein- oder
mehrschichtig ausgebildet sein. Das Bindeverfahren eignet sich zur Herstellung verschiedener Arten von
Bekleidungsartikeln und technischen Produkten, wie für Anzüge, Hüte und Filze, Grundplatten für Möbel,
Schuhmaterial, Grundlagen für Läufer und Teppiche, Bodenbelagplatten, andere Arten von Bodenbelägen,
Matratzenpolster und Fensterrollos.
Die Faserstoffbahnen gemäß der Erfindung können mit Metallfolien und Kunststoffolien laminiert und
auch mit anderen Kunstharzen beschichtet werden.
Diskontinuierlich kann die Bindung folgendermaßen durchgeführt werden: Durch Ablegen von Endlosfäden
aus isotaktischem Polypropylen (Titer 3 den, Schmelzindex 12, Kristallschmelzpunkt 176° C) aus der
Luft in regelloser Anordnung auf ein laufendes Band wird ein Faservlies hergestellt .Man schneidet zur Bindung
ein Schichtstück von 50,8 · 76,2 cm mit einem Flächengewicht von 102 g/m2 aus, legt es zwischen
zwei Tücher und schließt es bei einem senkrecht ausgeübten Druck von 0,21 kg/cm2 zwischen zwei porösen
Platten ein. Das Ganze wird in eine geschlossene Wasserdampf kammer eingebracht und innerhalb 35 Sekunden
die Dampfzuleitung geöffnetund Sattdampf von 7,0 atü eingelassen. Unter diesen Bedingungen wird
die Kammer 2 Minuten gehalten. Der Dampfdruck entspricht einer Temperatur von 170° C in der Kammer.
Dann wird der Dampf abgelassen, die Kammer erkalten gelassen und geöffnet und die zwischen den beiden
Platten eingeschlossene Faserstoffbahn herausgenommen. Die Bahn hat eine Zugfestigkeit von
Γ ε/cm I
54,81 \ und eine Weiterreißfestigkeit von
54,81 \ und eine Weiterreißfestigkeit von
g/m*
Ihr Flächengewicht beträgt immer noch 102 g/m2 und ihre Größe 50,8 · 76,2 cm; sie hat also keine meßbare
Flächenschrumpfung erlitten. Aus der Röntgenbeugungsanalyse und der mikroskopischen Untersuchung
ergibt sich ein Kristallinitätsindex der Fäden von 63 % und eine Doppelbrechung von 0,024.
Durch Bindung von drei Vliesen aus der gleichen Art von Polypropylenfäden (96% isotaktisch, 4% ataktisch;
Schmelzindex 11,5) mit einem Titer von 8 den und einer Festigkeit von 4,0 g/den werden unter verschiedenen
Arbeitsbedingungen drei selbstgebundene Faserstoffbahnen hergestellt. Die Polypropylenfäden
werden bei 250° C aus der Schmelze ersponnen, auf das 4f ache verstreckt, dann mit einer Koronaentladung beaufschlagt,
durch einen Luftstrahl weitergefördert und auf einem hin- und hergehenden Tisch zu einem Vlies
aus regellos verteilten Endlosfäden abgelegt. Jede Polypropylen-Vliesbahn hat ein Flächengewicht von
145,8 g/m2; die Doppelbrechung der nicht gebundenen Fäden beträgt 0,030. Jede Fadenschicht wird zur
Bindung unter Festhalten zwischen einer porösen Metallplatte und einer massiven Platte, die beide mit
Stoff belegt sind, unter einem senkrecht zur Vliesfläche wirkenden Druck von 0,21 kg/cm2 kontinuierlich mit
einer Geschwindigkeit von 9,1 m/Min, durch eine Dampfkammer geführt, in der gesättigter Wasserdampf
auf Überdruck gehalten wird, wobei die Schicht mit einer Geschwindigkeit von etwa 250°C/Sek. erhitzt
wird. Beim Durchgang durch die Dampfkammer durchläuft die Schicht eine Strecke von 76,2 cm. Die
Bindetemperatur und der Dampfdruck sind in Tabelle I angegeben. Die Temperaturschwankung in der Breite
und in der Dicke der Schicht beträgt weniger als 2°C; die Bahnbreite beträgt 63,5 cm. Die in den Versuchen
A und B erhaltenen gebundenen Faserstoffbahnen sind sehr zäh und reißfest. Die im Versuch C erhaltene gebundene
Faserstoff bahn ist zu stark gebunden (übergebunden) und hat dadurch ihre Weiterreißfestigkeit
größtenteils verloren.
Arbeitsbedingungen
Druck des gesättigten Dampfes, atü ...
Druck des gesättigten Dampfes, atü ...
Bindungstemperatur, °C
Abnahme der Doppelbrechung, %
Gebundenes Material
Streifen-Zugfestigkeit,
Streifen-Zugfestigkeit,
Weiterreißfestigkeit, I—|
Doppelbrechung
Kristallinitätsindex
Randbindungszahl (je 100 Fäden)
Dicke, mm
Versuch Nr. | C | |
A | B | 7,0 |
6,0 | 6,3 | 169,9 |
164,2 | 166,2 | 50 |
13 | 27 | 93,4 |
34,8 | 55,4 | 8,03 |
84,5 | 61,6 | 0,015 |
0,026 | 0,022 | — |
53 | 60 | 85 bis 90 |
70 | 79 | 0,33 |
0,43 | 0,41 | |
Es wird eine Filmfibrillenbahn aus Linearpolyäthylen mit einer Dichte von 0,953 g/cm3, einem Schmelzindex
von 0,5 g/10 Min. (ASTM-PrüfnormD1238-57T, »Condition Ε«) und einem Schmelzpunkt von 135°C
nach der USA.-Patentschrift 3 081519 hergestellt.
Nach der Entspannungs-Spinntechnik werden aus über einem laufenden Band und quer zu demselben in
gleichen Abständen angeordneten Spinndüsen fünf Stränge ersponnen. Jeder Strang wird durch den Aufprall
auf ein gewölbtes Ablenkorgan zu einer breiten, dreidimensionalen Bahn ausgebreitet. Die fünf Bahnen
werden in Form sich überlappender Schichten auf dem
laufenden Band abgelegt. Das auf dem Band befindliche
lockere Material wird dann vom Band einem Walzenpaar zugeführt, das quer zu der Bahn einen
leichten Druck von 1,79 kg/lfd. cm ausübt. Die Ablegung solcher Faserstoffbahnen ist in der belgischen
Patentschrift 625 998 beschrieben.
Die so erhaltene verfestigte Faserstoffbahn wird in einem kontinuierlich arbeitenden Wasserdampfautoklav
bei verschiedenen Temperaturen mit im Gleichgewicht befindlichem Wasserdampf behandelt. Beim
Durchgang durch den Autoklav läuft die Bahnzwischen zwei Bändern hindurch, die auf sie einen Druck von
0,07 kg/cm2 ausüben. Eines der Bänder ist undurchlässig und besteht aus Bandstahl, während das andere
aus einem porösen Faserstoff besteht. Die Bahn wird von den beiden Bändern in den Autoklav eingetragen,
wobei sie Dichtungen passiert, die den Dampfdruck im
Autoklav aufrechterhalten. Das untere Band (das poröse Stoffband) läuft über eine in dem Autoklav an- ao
geordnete Lochtrommel, aus der durch das Stoffband hindurch in die Filmfibrillenbahn der unter Druck
stehende Dampf gepreßt wird. Luft in der Vorrichtung wird von dem Dampf durch die Dichtungen mit ausgetragen.
Der Dampf dient auch zur Beheizung des Stahlbandes und zur Erzielung eines mäßigen Druckes zwischen
dem Stahlband und dem porösen Stoff band. Der Dampfdruck auf dem Stahlband ist um 0,07 at höher
als auf dem Stoffband.
Die Bedingungen bei der Behandlung einer Faserstoffbahn von 47,5 g/m2 Flächengewicht sind in Tabelle
II zusammengestellt. Die Drücke sind die Gleichgewichtsdrücke des Dampfes bei den angegebenen Temperaturen,
Eine wesentliche Veränderung des Flächengewichts tritt nicht ein, was zeigt, daß keine nennenswerte
Flächenschrumpfung der Faserstoffbahn erfolgt. Alle Bahnen werden mit 22,9 m/Min, durch die Vorrichtung
gefördert, woraus sich eine Einwirkungszeit von 2 Sekunden ergibt.
Tabellen zeigt, daß die Produkte der Versuche Nr. 1 bis 6 eine zufriedenstellende Kombination von
Entschichtungsfestigkeit, Scheuerfestigkeit und Undurchsichtigkeit besitzen. Sie eignen sich für Buchhüllen,
Wandbeläge und Druckfolien.
Tabelle II
Auswirkung der Dampfbehandlung auf die Eigenschaften von Filmfibrillenbahnen
Auswirkung der Dampfbehandlung auf die Eigenschaften von Filmfibrillenbahnen
2 | Versuch Nr. | 4 | 5 | 6 | |
1 | 2,53 | 3 | 2,67 | 2,74 | 2,81 |
2,46 | 127 | 2,60 | 129 | 130 | 131 |
126 | 90,1 | 128 | 91,65 | 90,1 | 100,8 |
79,01 | 18,72 | 88,5 | 16,05 | 16,05 | 12,44 |
— | >2,0 | 16,05 | 9,8 | >9,8 | >9,8 |
2,0 | 2,37 | /,ö | 3,42 | — | 4,21 |
2,00 | >87 | 2,37 | 73 bis 87 | 73 bis 87 | 73 |
90 | >60 | 87 | >59 | 59 | 59 |
60 | 62 | 0,030 | — | ||
Dampfdruck, ata..
Dampftemperatur, °
Dampftemperatur, °
Zugfestigkeit, ~rv
Weiterreißfestigkeit, . 2
Scheuerfestigkeit, Reibtakte...
is/cm
Entschichtungsfestigkeit,
g/m2
Undurchsichtigkeit, (reflektiertes Licht), %
Kristallinitätsindex
Doppelbrechung (Becke-Linienmethode)...
45
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einer festen, zähen,
ungewebten Faserstoffbahn von hoher Zug- und Weiterreißfestigkeit aus regellos angeordneten,
kristallinen und orientierten Kunststoffäden von textilem Titer, insbesondere aus einem kristallinen
Polyolefin, wie isotaktischem Polypropylen oder linearem Polyäthylen oder einem Polyester,
wie Polyäthylenterephthalat, die in allen drei Dimensionen der Faserstoffbahn an vielen Fadenkreuzungspunkten
durch Selbstbindung gebunden sind, durch Einwirkenlassen eines nicht solvatisierend
wirkenden strömungsfähigen Mittels auf das unverfestigte Fadenvlies, dadurch gekennzeichnet,
daß das strömungsfähige Mittel bei einer Temperatur, die von der Bindungstemperatur
des Fadenmaterials, ausgedrückt in 0C, nach oben
oder unten um nicht mehr als 3% abweicht und unterhalb, jedoch nicht mehr als 450C unterhalb
des Kristallschmelzpunktes des Fadenmaterials liegt, derart zur Einwirkung gebracht wird, daß das
Temperaturgefälle in allen drei Dimensionen der Bahn weniger als 5° C beträgt, wobei die Bahn einer
schwachen Druckeinwirkung ausgesetzt wird, die ausreicht, um eine Fadenschrumpfung um mehr als
20 °/o und eine Abnahme der Doppelbrechung der
Fäden um mehr als 50 % zu verhindern, worauf die Bahn zunächst abgekühlt und anschließend die
Druckbelastung aufgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht solvatisierende strömungsfähige
Mittel gesättigter Wasserdampf ist.
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