DE1560737A1 - Mehrschichten-Verbundmaterial - Google Patents

Description

BIe vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrschichtβu-Verbundnaterial, bestehend aus miaöeetens einer auf eine gesehäunte elaatomere Hasse aufgenadelten Schicht aus lesetilfasern isad gewüneohtenfalls einer Schicht aus Stapelfasern und/oder einer Schioht aus gewebte» ßeapinst, sowie ein Verfahren zu seiner Herstelltang·

Xn der deutschen Patentsohrift « ·»· «.<, P 12 85 439o6»36} wird ein FiIs₉ dtT aus einer Matte γοη "durohwaonsenen¹¹ im wesentliohen auagörichte'ien, gefcrätaaelten» endlosen Oheaiefasern besteht und @in ?erfalire$& su ätiner lewtellwig beschrieben·

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Fasern bestehen. Me Paeero des genadelten Vlieses sind vorzugsweise der Schrumpfung zugänglich, um eine größere Stärke und Verfestigung au erzielenο

In der französischen Patentschrift 1 262 737 wird ein Verfahren zur Herstellung von verbundenen Schichten beschrieben» bei dem ein Stapelfasern!es auf und durch ein Belliges Schaummaterial genadelt wird.

In der USA-Patentschrift 2 429 486 werden ebenfalls Stapelfasern zur Herstellung eines Fußbodenbelages auf eine Schaumgummiverbindung genadelt, Me USA-Patentschrift 3 010 180 betrifft das Nadeln einer Schicht aus relativ losen Fasern in eine Schicht aus isoelaatischem Material.

Keines dieser Verfahren beschreibt die Herstellung des erfindungsgemäßen Hehrschichten-Yerbundmaterials, bei dem mindestens eine Schicht aus gekräuselten, endlosen synthetischen Textilfasem besteht, die auf eine Schicht aus einer geschäumten elastomeren Kasse aufgenadelt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hehrschichten-Verbundmaterial» bestehend aus mindestens einer auf eine geschäumte elastomere Hasse auf genadelt en Schicht aus Textilfaser^ und gewünscht enfalle einer Schicht aus Stapelfasern und/oder einer Schicht aus gewebtem Gespinst, wobei die Textilfasern aus gekräuselten endlosen synthetischen Fasern bestehen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrsohichten-Verbundmaterlals, bei dem eine Schicht aus endlosen synthetischen Textilfaeern in gekräuseltem Zustand zusammengefügt wird und diese Schicht auf die Oberfläche einer Schicht aus einer geschäumten elastomeren Masse aufgebracht wird, wobei der Xopf einer Aufnadelungsmaschiiie, der

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alt Widerhaken versehene Nadeln trägt, so geschwenkt wird, daß die Nadeln daa zusammengefügte Material durchstechen können, und das zusammengefügte Material in Bezug auf den Nadelkopf in eine solche Lage gebracht wird, daß der unvernadelte Teil des Mehrachichtenmateriale der Einwirkung des Nadelkopfee ausgesetzt wird, bis im wesentlichen daa gesamte Mehrschichtenmaterial durchstochen 1st«

Vorzugsweise wird daa Mehrschichten-Verbundmaterial zur Konsolidierung der zuo ammenge lüg ten Schichten von beiden Seiten vernadelt,, Auf die Schicht aus geschäumter elastomerer Masse kann mehr als eine Schicht der Textilfaser» aufgebracht werden und gewünschtenfalls kann aus einer Vielzahl von Schichten beider Materialien eine "Sandwich"-Struktur aufgebaut werden«

wurde nun gefunden, daß zur Konsolidierung einer Schicht aus endlosen synthetischen Textilfaser^ diese Fasern in einem gekräuselten Zustand vorliegen Bliesen und daß sie vor dem Aufnadeln hochgradig miteinander vermischt sein sollten· Eine Schicht aus ungekräuselten endlosen Textilfaeem kann, selbst wenn diese miteinander vermischt sind, durch Yernadeln nicht so rasch oder bo wirkungsvoll konsolidiert werden, wie dies bei einer Schicht auB gekräuselten endlosen Fasern der Fall let» Hierbei wird eine Matte aus gekräuselten endlosen Fasern gleichzeitig verfestigt und mit einer Schicht aus einer geschäumten elastomeren Zusammensetzung durch Vernadeln verbunden. Dies kann damit erklärt werden, daS beim Vernadeln jede Nadel eine Schleife aus einer gekräuselten endlosen Faser in die geschäumte elastomere Hasse treibt und dabei die Kräuselung der Faser am Binfädelungspunkt der Nadel entfernt wirdο Wird die Nadel zurückgezogen, so neigt die Faser dazu, in den gekräuselten Zustand zurückzukehren, wobei sie sich mit anderen Fasern in der Hatte und mit der geschäumten elastomeren Zusammensetzung verbindet, was zu einer Verfestigung der Hatte und zum Binden der Matte an die geschäumte elastomere Hasse führt.

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Ungekräueelte Fasern besitzen lediglich das Bestreben, ihre ursprüngliche Lunge wieder einzunehmen und «eigen darüber hinaus keine Tendons, sich nach dem Aufnadeln weiter zu verkürzen, woraus folgt, daß eine derartige Faserschicht durch Aufnadeln schwer zu konsolidieren ist.

Zwischen der erfindungegemäß verwendeten gekräuselten Faser und einer schrumpfenden Faser, wie sie beispielsweise in der Gebrauchsmusterechrift 1 843 651 beschrieben wird, besteht ein beträchtlicher tint erschied. Wird eine Faser geschrumpft, so nimmt sie lediglich in der Länge ab. Es ist allgemein bekannt, daß jedes Textilerzeugnis fester wird, wenn die das Erzeugnis aufbauenden Fasern geschrumpft werden. Jedoch läflt sich selbst durch Vernadeln und Schrumpfen der Fasern keine so gute Konsolidierung erzielen, wie dies erfindungsgemäB durch Nadelung einer gekräuselten endlosen Faserschicht erfolgt. Dies ist damit zu erklären, daß die Fäden beim Schrumpfen lediglich in der Länge abnehmen und daher keine Zunahme der Ineinanderbindung (Vernetzung) der genadelten Fasern stattfinden kann und somit der Grad des Ineinandervermischens zwischen den einzelnen Fasern unverändert bleibt.

Im Gegensatz zu den Vorgängen bei einer Faserschrumpfung findet bei der Kräuselung einer Faser nur eine geringe absolute Veränderung in der Faserlänge statt. Die Faser nimmt lediglich eine gekräueelte Verschlingung mit statistischer Verteilung ein« die bei Glättung ziemlich genau der ursprünglichen Länge der Faser entsprechen würde. Sie zusätzliche Verfestigung, die beim Vernadeln einer Hatte aus gekräuselten endlosen Fasern erzielt wird, entspringt der Tendenz der Fasern, sich zu kräuseln, wobei die Faserschleife, die mit der Hadel durch die Hatte gezogen wird, sobald sie entspannt wird, sich in die Zwischenräume swisohen und um die anderen Fasern im Umkreis üb den Einstiohpunkt der Nadel ringelt, was zu einer festen Verankerung der Schleife führt. Bei einer Schrumpfung der Faser würde sich die Schleife

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auf dem Blnstiehweg, den ills Madel ^mummmi hat j, woraus sich wrailin&llcherwal&fi «ine yailaua geringere Konsolidierung ergeben würd©. Hai dem erflnaungsgeailieen Ύ®τϊshren ringeln olen öle S©lilel£©n aus gelo&iieelte* Faser in die "Bmsn des Schaumstoff©s wiä verankern Jfsdö Sohleife feet i» «ten Schaumstoff,

Bin'heiterer Vorteil der vorliegenden'Erfindung ist ä®r₉ <äafi das

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Sie lasöra kiJraan naeli der Ilevetellune gekräiw®!* und iann Bpannuiig la di© Sehicht ©ingebraeht weFdea_t. und a&eh dem fügen kann die Spannung aufgehoben ^e^äen, tioäuipch di® ten Paaem reliosieren !consol* miü sieh miteinander Bi@s ist Ijesonäere üann anwendbar_y wesm thermoplaetieelie verwendet werden_s die in Jeder beliebigen Waise gekräuselt äen Wiui<mi_$ ss_äB» dureli varfibergeheiideo Brs!ieii_s bei d©m die Faser hitstefizler^ usd esiMreht'värds duroh StopfbttehBeabe« (stuffer-box treatoent)» b®i der «las eaxn im gedrftekten Saetand. ©rhitat ^iräg €ϊϊ.ϊ·©!ι Ksßitanfeäiis^Xmi. ©i©r_g iaiem Hie faser cteeh beheista liffölaalssa Mndisroiigefiltet wi3?l plsi8iil80&e - Faeenif vie a*B_a Kunstseide« MMaen gekräuselt werden, s*B* imrsk fs^'j-sailiiag den Haraetoff^OTmal'isli^äfaarseeg oder Ιΐϊ?®!ι stell» ites !sei den th^riasplaetisefeasi Fasss⁵» v©n-;e®d«t©a

auch fasern^ al© isifölg© !teer ©aaBd©@!i©si Struk tine potentielle Kräuselimg aii£w@ia©ii_f siiaaiaaesigetGit -werden dis Kräuselung 'kasm In den ia wöBes-ai'iehesi aiasg©rl©Met®a fasern In der Schicht »"^«I©k«l.w w&w&®n₉ m@ iaS sie relaxieren und sich miteinander ?©3?iaisehen_o S© isiitmaa ^o B* Fass^s.₃ lia aus awe! Fol^merlsaten Kiil Hälfe @!a©r ferbianöäSls© ©tes* sma Kaustsaiäe verspennen wui?den₅ &.ά die @ia@a iaiia«sgegliÄeaeii Qtier«

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flftohenaufbau aufweisen, durch Benetsen in einen gekräuselten Zustand surückgsfUhrt werden· Bin weitere» Beispiel solcher Paaern stellen Polyamidfasern, wie s.B· Nylon, dar» welche Maulfid- und PolyalkylensulJTid-BrUckenblndungen aufweisen und welche zu einer Sohichk zusammengefügt werden, während sie alt einem Quellmedium feucht gehalten werden, und die dann durch Wegtrocknen des Quellmediums in den gekräuselten Zustand zurückgeführt werden»

Vorzugsweise werden die gekräuselten endlosen synthetischen Textil faoern vor der Relaxation su eines engen Strang vereinigt, den Strang IUUI; nian vtihrend der Relaxation in der Breite stmehmen, um w/Uirend der Relaxation der Fasern in einen gekräuselten Zustand einen hohen Srad der Vermischung der endlosen Pasern su bewirken.. Es 1st außerdem wünschenswert, die endlosen Pasern während ihrer Relaxation zu erhitaea, um die Kräuselung in den endlosen Fasern vollständig su bewirken.

Zusätzlich su den Jtriiueal baren Fasern und den Bchauasohiohten, können auoh andere Materialien in die Struktur eingeführt werden, entweder als eine Beimischung «u den Pasern oder den Schaumechichten oder als getrennte Schichten· Auf diese Weise können solche Materialien, wie Stapelfasern (b.B. Volle, Baumwolle, Kunstseide), Garne, Fäden, gewebte oder nicht gewebte Gespinst«, in die Struktur eingearbeitet werden·

Das geschäumte elastomere Material, das zur Bildung der Schicht ▼erwendet wird, die mit der Schicht aus gekräuselten endlosen Pasern konsolidiert wird, kann aus einer beliebigen Kasse, wie natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, oder einem sohäunbaren elastomereη thermoplastischen Material, wie *.B. Poly vinylchlorid, gebildet werden· Die Schicht aus der geschäumten elastomeren Masse kann aus dem Latex eines natürlichen oder synthetischen Kautschuks nach bekannten Methoden oder auoh aus einer Polyurethanmaase hergestellt werden, die auf einest Reaktionspro-

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dulct «ines Polyisocyanate nit ein·» Poly ester« Polyätfatr oder Polyeeteranid haeierfc·

Nach den Zusammenfügen der Schient oder der Schienten wsm gekr&tt~ selten endlosen Fasern ndt der Schient oder den Schichten aus geschäumte» elastomere*» Material« wird dae Verhundmaterial den Aufnadeln unterworfen. Me Bindringtiefe der Nadeln in das Verbundmaterial kann geregelt werden« eo daß Materialien von rereehiedenen Konsolidierungegraden erhalten werden können, es iet jedoch notwendig, daß die Nadeln mindestens ein Kurses Stück in die Schicht aus der geschäumten elastomeren Kaeee eindringen» Vie oben ausgeführt wurde« kennen beide Oberflächen der geeohJiumten elastomere» Masse mit einer Sohieht au» $extilfasern versehen werden, und in diesem Fall iet es Üblich, die Verbundmaterialien an beiden Oberflächen aufssunadeln·

Dae erfindungsgemäß gewonnene konsolidierte Mehrachiehten-Verbundmaterial kann für eine Vielzahl von Verwendungszwecken eingesetzt v/erdenc So kann »·B. die Oberfläche der Schicht aus Textilfasern an einer der Üblichen Xextilattfrauhungevorrichtungen aufgerauht werden und das gewonnene Material kann als Decke von leichten Gewicht und mit guten Isolier» und wärmehaltenden Eigenschaften verwendet werden« Sas Material kann auch als Polsterungsmaterial verwendet werden, wcbei es, a.B· in Polstern, nicht nötig wäre, die Oberfläche des Schaume, der das Bister bildet, mit einer zueätsuchen Schicht aus Textilgewebe zu versehen.

Ein weiteres Beispiel für die Verwendung des erfindungsgen&ßen Mehraehichten-Yarbundnaßteriala ist die Verwendung als Bekleidungematerial· BoBo für Mäntel von leichtem Gewicht, und in diesem Falle wird es vorgesogen, das Material nur an einer Oberfläche zu vernadeln»

Das Mehreohichten-Verbundmaterial kann als Wattierunge- oder Paokmaterial bei der Herstellung von federnden Materialien, B.B· für Bettdecken, Polster und Steppdecken« verwendet werden. Wr diesen

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Yerwendungesweck kann da« Yerbundnaterial ait übermugeetoffen aui beliebigem Material und von beliebigen Aussehen tfbereogen werden, und bei der Terwendtme de« Verbandmaterial· beeteht der Vorteil in diese« Falle darin, daJ e« nicht BtJtIg i«t_t duroh Kreueetiche abeuheften, üb die Packung in der richtigen Lage su halten« Oewünechtenfalle kann Jedoch in jede« beliebigen Kneter abgesteppt werden» um dae Aueβ«hen de« Artikel« su verbessern.

Eine tuchähnliche Oberfläche kann auf dea Hehrechichttm-Yerbundmaterial dadurch hergestellt werden, daß die Oberfläche der Schicht aue synthetischen Textilfaeern an üblichen Aufrauhungevorrichtungen aufgerauht wird* Wahlweise kann eine tuohähnliche Oberfläche auch durch ein ßtandord-Beflockungeverfahren herrorgerufen werden, bei welchen nan kurse Stapelfasern auf der Oberfläche dee Materials sum Haften bringt „ So können s.B. kurse Textilfasern in einer Schicht auf, die Oberfläche der geschäumten elaetomeren Masse, die einen Teil dee Mehrechichten-Yerbundmaterlals bildet, aufgebracht werden und eine Klebstoff nasse kann angewendet werden, um das Anhaften der Fasern auf der Oberfläche der geschäumten elaetoneren Haeee «u bewirken· Wahlweise kann eine Klebemittelschlcht auf die Oberfläche der geschäumten elastoraeren Kasse aufgebracht werden und eine Schicht aus kursen Stapelfasern auf die KIebatoffschicht aufgebracht werden« Gewünechtenfalls können die kurzen Textilfactern anschließend an üblichen Aufrauhvorrichtungen aufgerauht werden. Die kurzen fextilfaeern können auf die Oberfläche der geschäumten elaetomeren Hasse vor oder nach dem Verbinden der Schicht aus endlosen synthetischen Fasern auf die andere Oberfläche der geschäumten elaetomeren Hasse durch Vernadeln aufgebracht werden· Die kursen Sextllfaeern können aus jeden beliebigen natürlichen oder synthetischen Material bestehen, wie BaB, aus Reyon, Nylon, Acryl- oder Polyäthylen* terephthalate

Die Flexibilität und Drapiereigenschaften des Hehreohichten-Verbundnaterials können erhöht werden durch Anbringen einer oder mehrerer Faltlinien über die Breite und/oder Länge de« Kateriale

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und/oder in diagonalen Richtungen, Unter faltlinie 1·* «La· Uni· su verstehen, lunge derer die Dicke de· Hehrsohlchten-Yerbundmateriale vermindert let, so dafl du Material bevorftugt entlang dieser Linie abknickt. Die faltlinie oder -linien können auf vielerlei Art angebracht werden, s«B· duroh Absteppen de· Gewebe· mit Hilfe eines Ahheftverf ahrens, welches ein Zusammendrucken des geschäumten elastomeren Material· und der gekräuselten endlosen synthetischen fextilfasern bewirkt, d.h. daß die Dicke des snsammengesetsten Materials vermindert wird« Ein Alternatlvverfahrsn sur Herstellung einer Faltlinis besteht darin, daß man Brück und Hitze auf einen engen Streifen des Materials so lange einwirken lädt, bis eine dauerhafte Fixierung auf das geschäumte elastomere Material und auf die endlosen synthetischen Sextilfasarn sichergestellt ist· Diese letstere Methode 1st besonders dann geeignet, wenn es sich bei den synthetischen lextilfasera um thermoplastische Pasern handelt· Venn eine Ansah! von Faltlinien ouer sur Breite des Mehrsohiohten-Terbundmaterials angebracht ist, wird die Flexibilität stark verbessert, da das Material dann sum Abknicken an den Faltlinien i?M|ft_e Wenn die Faltlinien ein Kreus- und Queroraater aufweisen, In dom sie sieh sowohl der ÜJänge nach als auch der Breite nach oder diagonal erstrecken, wird die Flexibilität des Materials nach allen Richtungen des Abbiegene verbessert, was eine Verbesserung der Drapiereigenschaften des Materials zur Folge hat·

Bas folgende Beispiel erläutert die Erfindung. Beispiel

Unverzwirnte endlose Polyamldgarne, die unter dem nandelsneeen Hylon 66 erhältlieh sind, mit nominal 840 Denier und 140 ?ftden von etwa 6 Denier pro Faden, wurden bei einer Spannung v®3i etwa 0,4 g pro Denier gekräuselt, ig&daii sie Über eine erhitste Platte, die thermostatisch kontrolliert auf 215°0 gehalten wurde« und anschließend Über eine Schneidkante geführt wurden« Der SufUhrwinkel

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der Garne au der Schneidkante betrug 21° und der AbfUnrwlnkel 7°·

Eine Bahn der so gewonnenen Garne« die aus 240 Ketten bestand, wurde zu einen 8trang vereinigt» den aan dann ma etwa eines Yiertel eelner ureprUngliohen Lange relaxieren ließ, indes «an die auf die Garne ausgeübte Spannung aufhob und die Garne auf etwa 80⁰C erhitste. Gleiohseltlg wurde der Strang au einer Hatte von etwa 30,5 on Breite aueeinandergesogen. Diese Matte hatte ein Gewloht von annähernd 203,4 g/n (6 oa/sq.yd·).

Bin Mehreohichten-Verbundmaterial wurde dann folgendermaßen hergestellt:

Bin grobgewebtee Gewebe nit 2»36 Kettenfäden/cm und 2,36 Sohufifäden/on aue Polyamid, dae unter dem Handelenamen Nylon 66 erhältlich ist, mit einen Gewloht von etwa 33,9 g/a² (1 οκ/eq.yd·) wurde auf eine OberflHohe einee Polyurethanechaune von einer Dicke von 1,27 on und einen Oewloht von annähernd 67,8 g/m (2 os/eq.yd.) aufgelegt. Bine Schicht aue kardlerten, 6,3? cm langen und 3 Denier schweren Aoryloäure-Stapelfaeern mit einem Gewicht von 237,3 g/a (7 οβ/eq.yd.) wurde an der Oberfläche der Gewebeschicht gebildet, und die wie oben beschrieben hergestellte Matte wurde auf die Oberfläche der Stapelfaaerschient aufgebracht.

Daa so gebildete Verbundmaterial wurde durch eine !Tadeletlchma-Bobine gegeben, die auf 62 Stiche/cm bei jedem Durongang eingestallt war. Es wurden "Gauge 31"-Nadeln englischer Hon (O_t69 mm (0,027 inch) Widerhakenabeohnltt) verwendet, bei einer Eindringtiefe von 9f53 ma (3/8 inch), und das Mehrsohichten-Verbundaaterlal wurde insgesamt viermal durch die AnfnadelaaaoMne geführt, so dafl das Mehrschichtenmaterial 248 Stiche/cm² erhielt.

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Dae entstandene Mehreohlchten-Varbxmdmaterial wurde In der Üblichen Weise Schur- und AufraühYerfehren unterworfen! wol>ei ein Material von einem ungefähren Gewicht von 508,9 g/m (15 oi/eq.yd«) gewonnen wurde, dee aur Verwendung als Ununantelungematerlal geeignet war·

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Claims (3)

1. Mehrschi ent en-Verbundnaterlal, bestehend auf i»ln«e*tenp einer auf eine geschäumte elastomere Kasse aufgenadelten Sohloht an* lextiXfaeern und gewünechtenfaUe einer Schicht aus Stapelfasern und/oder einer Sohleht aue gewebten Geepinet, dadurch ^elceitnfflehnet, daß die Textilfaser« aue gekräuselten endlosen #|nthe$Mphtn Fasern beetehen.

2. Verfahren mir Here teilung eines MehrecMohten-yerbundaateriale, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sohleht aus endlosen sTnthetlschen lextilfaeern in gekröueeltem Zustand suaaawengefug^ üflrd» dieee Schicht auf die OberflUche einer Schicht aus flnex* gefohaueten elastomeren Kasse aufgebracht wird, der Kopf einer Aufnadfrlungsaasohlne, der mit Widerhaken versehene Hadeln trtfgt, so herangeführt wird, daß die Hadeln das rueaiaraengefügte Material durohsteehen können, und das sueannengefttgte Material in Sesug aaf den Sadelkopf in eine solche Lage gebracht wird, daß der un?ernadelt· feil des Mehreohlchtenaaterlals der Einwirkung de» ladfflkopfep auegeeetzt wird, bis im wesentlichen das gesaate Mehreehlohtenpaterial durchstochen 1st«

3. Verfahren nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daS das Mehrechiphten-Verbundnaterial an beiden Oberfläcben

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