DE1560797C

DE1560797C - Process for the production of deformable Spinnvhese

Info

Publication number: DE1560797C
Authority: DE
Inventors: Dr 6941 Ober flockenbach Hartmann Ludwig
Original assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Current assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Publication date: 1971-06-24

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verformbaren, aus endlosen Synthesefasern bestehenden FaserstofFvliesen.The present invention relates to a process for the production of deformable, from continuous synthetic fibers existing fiber fleece.

Bei der Verformung von Flächenprodukten, wie sie z. B. beim sogenannten Tiefziehen unter Wärme- und Druck- bzw. Vakuumeinfluß durchgeführt wird, kommt es auf eine möglichst gleichmäßige Struktur der zu verformendcn Materialien an. Bei einem homogenen Produkt, wie einer über Materialbreite und -länge unter gleichmäßigen, gleichartigen Bedingungen hergestellten Folie, ist diese Bedingung leichter zu erfüllen als bei einem aus wirr liegenden Textilfasern gebildeten porösen Vlies. Die Raumerfüllung der Fasern wechselt dabei im allgemeinen auf Grund verschiedenen Porenvolumens der dazwischen vorhandenen Zwischenräume und falls zur Verfestigung der Faservliese Bindemittel verwendet werden, kommt durch die Art der Verteilung der Bindemittel innerhalb des Faservlieses ein weiterer Inhomogenitätseinfluß dazu. Allerdings hat das Gebilde aus Textilfasern für die Verformtechnik infolge hoher Festigkeitseigenschaften gegenüber der reinen Folie großes Interesse und es wäre sehr wichtig, ein Faservlies mit gleichmäßigen Formeigenschaften besonders für hohe Verformungen (z. B. 1:3) zu haben. Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen, daß zur Verbesserung der Tiefzieheigenschaften als Ausgangsmaterial ein aus nur teilverstreckten Fasern bestehendes Faserstoffvlies eingesetzt wird, und daß dieses Ausgangsvlies in an sich bekannter Weise musterartig verdichtet und mit variierender Bindemittelkonzentration imprägniert wird, wobei der Teilverstreckungsgrad der Fasern des Ausgangsvlieses durch den Zweckeinsatz des Vlieses bestimmt wird.When deforming flat products, as they are, for. B. in so-called deep drawing under heat and Under the influence of pressure or vacuum, the structure to be deformed is as uniform as possible Materials. In the case of a homogeneous product, such as one over the width and length of the material Even, similar conditions produced film, this condition is easier to meet than with a porous fleece formed from tangled textile fibers. The space filling of the fibers changes generally due to the different pore volumes of the spaces between them and if binders are used to consolidate the nonwovens, Art the distribution of the binders within the nonwoven fabric is another inhomogeneity influence. However has the structure made of textile fibers for the molding technique due to its high strength properties there is great interest compared to the pure film and it would be very important to use a non-woven fabric with uniform To have shape properties especially for high deformations (e.g. 1: 3). According to the invention becomes the solution this problem proposed that to improve the deep-drawing properties as a starting material from only partially drawn fibers existing fibrous web is used, and that this starting web in In a known manner, compacted in a pattern and impregnated with varying binder concentrations is, the degree of partial stretching of the fibers of the starting nonwoven by the purpose of the nonwoven is determined.

Zur Herstellung der Spinnvliese können z. B. die in dem französischen Patent 1 364 916 sowie in der deutschen Offenlegungsschrift 1435 461 beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen dienen. Andere sinngemäße Vorrichtungen, mittels derer ein Spinnvlies aus endlosen Filamenten gebildet wird, können gegebenenfalls eingesetzt werden, falls die Filament- bzw. Vlieseigenschaften den unten beschriebenen entsprechen. Die Spinnbedingungen werden nun so eingestellt, daß die Filamente die erwünschte Dehnungsfähigkeit haben, z. B. dadurch, daß sic nicht ganz ausverstreckt sind, wie das bei Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen etc. leicht zu erreichen ist, da diese Polymere in Faserform ja eine sogenannte Kaltreckbarkeit aufweisen. So kann z. B. ein Spinnvlies aus Nylon-6 hergestellt werden, dessen Einzelfilamente eine Bruchdehnung von 100°/,,, 200⁰/₀ oder 300% aufweisen; je nach erwünschtem Tiefziehverhältnis des Fertigprodukts wählt man die einzustellende Faserdehn- bzw. -reckbarkeit. Es ist also nicht damit getan, vollständig unverstrecktc Filamente zu verwenden, da diese z. B. eine Dehnbarkeit im Verhältnis 1: 5 zulassen. Falls das geforderte Tiefziehverhältnis nur 1:2,5 ist, behalten die Filamente im tiefgezogenen Produkt noch eine zu hohe Reckbarkeit, so daß es zu Verformungen im Gebrauch kommen kann.To produce the spunbonded nonwovens z. B. the methods and devices described in French Patent 1,364,916 and in German Offenlegungsschrift 1,435,461 are used. Other analogous devices by means of which a spunbonded nonwoven is formed from endless filaments can optionally be used if the filament or nonwoven properties correspond to those described below. The spinning conditions are now set so that the filaments have the desired elongation, e.g. B. in that they are not fully stretched, as is easy to achieve with polyamides, polyesters, polyolefins, etc., since these polymers in fiber form have what is known as cold stretchability. So z. For example, a spunbond made of nylon-6 are prepared, the individual filaments 200 ⁰ have an elongation at break of 100 ° / ,,, / ₀ or 300%; Depending on the desired deep-drawing ratio of the finished product, the fiber extensibility or stretchability to be set is selected. So it is not enough to use completely undrawn filaments, as these e.g. B. allow stretchability in a ratio of 1: 5. If the required deep-drawing ratio is only 1: 2.5, the filaments in the deep-drawn product still retain too high a stretchability, so that deformations can occur during use.

Das Spinnvlies wird nunmehr einer Verfestigung mit Hilfe von Bindemitteln unterworfen; es werden hier vortüilhaflerweise solche hochpolymeren Substanzen als Bindemittel verwendet, die in flüssiger oder Dispersionsform vorliegen und die das Spinnvlies nicht versteifen oiler verspröden, sondern die zunächst unter den Vcrformbcdingtingcn dehnbar sind, Gut bewährt haben sich Substanzen aus der Gruppe der Butadiencopolymerisate oder aus der Gruppe der Polyacrylate. Die Bindemittel werden nunmehr zwar über den gesamten Flächenverband des Spinnvlieses aufgebracht, aber derart, daß Punkt- oder Netzwerk von Konzentrationsunterschieden entsteht, die parallel gehen mit Unterschieden der Dichte. Zur praktischen Durchführung wählt man z. B. eine Imprägnierung von Bindemitteldispersion mit Hilfe von Präge- oder Riffelwalzen, wie in Abb. 1 schematisch dargestellt wird. Eine derartige Anordnung ist bereits aus der deutschen Patentschrift 225 148 bekannt geworden. Dabei wird ein Walzenpaar, bestehend aus einer Präge- oder Riffelwalze A sowie einer glatten Gegenwalze B verwendet. Die Gegenwalze kann je nach gewünschtem Dichtenunterschied der Bindestellen im Vlies in der Härte variiert werden von Stahl zu weichem Silikon-Gummi. Die Präge- oder Riffelwalze A taucht in die Bindemitteldispersion G ein und nimmt im Abschnitte einen Flüssigkeitsfilm mit zur Abquetschstelle D, in die das'Spinnvlies einläuft. Das Spinnvlies wird mit dem Transportband E angeliefert und verläßt fertig imprägniert und punkt- oder musterartig verdichtet das Imprägnierwerk zum Trockner in Richtung F.The spunbond is now subjected to consolidation with the aid of binders; Highly polymeric substances are advantageously used here as binders which are in liquid or dispersion form and which do not stiffen the spunbonded nonwoven, but rather which are initially stretchable under the shaping. Substances from the group of butadiene copolymers or from the group of Polyacrylates. The binders are now applied over the entire surface association of the spunbonded nonwoven, but in such a way that point or network of concentration differences arise which go parallel to differences in density. For practical implementation one chooses z. B. an impregnation of binder dispersion with the help of embossing or corrugated rollers, as shown schematically in Fig. 1. Such an arrangement is already known from German patent specification 225 148. A pair of rollers consisting of an embossing or corrugated roller A and a smooth counter roller B is used. The hardness of the counter roller can be varied from steel to soft silicone rubber, depending on the desired difference in density of the binding points in the fleece. The embossing or corrugating roller A is immersed in the binder dispersion G and takes a film of liquid with it in the section to the pinch point D, into which the spunbonded web runs. The spunbonded nonwoven is delivered on the conveyor belt E and leaves the impregnation unit ready for impregnation and compacted in dots or patterns from the impregnation unit to the dryer in direction F.

Die Imprägnierwalze, die als Präge- oder Riffelwalze ausgebildet ist trägt an der Oberfläche eine Musterung aus Erhebungen, die nach den gewünschten Verdichtungsarten geformt ist. Bei Verformungen durch Vakuumtiefziehen PVC-beschichteter Spinn-Vliese hat sich z. B. folgendes Muster bewährt. Die Oberfläche der Präge- oder Riffelwalze war mit kleinen abgeflachten Pyramiden besetzt, die von Mitte zu Mitte einen Abstand von 1,5 mm hatten. Die abgeflachte Oberfläche der Pyramide hatte eine Größe von 0,6 · 0,6 mm, die Höhe der Pyramiden betrug 0,7 mm. Hiermit wurde bei der Imprägnierung eine Vliesstruktur gebildet, die in A b b. 3 schematisch und vergrößert dargestellt ist. Diese Struktur besteht aus endlosen Filamenten des gewünschten Reckungsgrades, die von einem Bindemittel umhüllt sind dergestalt, daß das imprägnierte Spinnvlies mit einem Raster kleiner Quadrate überzogen ist, die Stellen erhöhter Dichte darstellen. Im Schnitt sind einige dieser Stellen in A b b. 4 schematisch dargestellt, wobei Stellen A hoher mit Stellen B niederer Dichte miteinander abwechseln. Die Stellen A werden durch die Erhebungen der Imprägnierwalze gebildet. Da an diesen Stellen im Imprägnierspalt auch ein höherer Abquetschdruck herrscht, wird auch das flüssige Imprägniermediiim an diesen Stellen stärker verdrängt, so daß die Stellen A bei dieser Ausführungsform eine geringere Naßaufnahme zeigen als die Stellen B. So kann man auch zu musterartig voneinander abgesetzten Konzentrationsunterschieden von Bindemittel im fertig imprägnierten Spinnvlies kommen.The impregnation roller, which is designed as an embossing or corrugated roller, has a pattern of elevations on the surface, which is shaped according to the desired types of compaction. In the case of deformations caused by vacuum deep-drawing PVC-coated spunbonded nonwovens, z. B. proven the following pattern. The surface of the embossing or corrugated roller was covered with small flattened pyramids which were 1.5 mm apart from center to center. The flattened surface of the pyramid had a size of 0.6 x 0.6 mm, the height of the pyramids was 0.7 mm. A fleece structure was thus formed during the impregnation, which is shown in A b b. 3 is shown schematically and enlarged. This structure consists of endless filaments of the desired degree of stretching, which are enveloped by a binding agent in such a way that the impregnated spunbonded nonwoven is covered with a grid of small squares, which represent places of increased density. On average, some of these places are in A b b. 4 is shown schematically, with places A of high density alternating with places B of low density. The points A are formed by the elevations of the impregnation roller. Since there is also a higher squeezing pressure at these points in the impregnation gap, the liquid impregnation medium is also displaced more strongly at these points, so that in this embodiment points A show less wet absorption than points B. Thus, one can also use concentration differences of differentiated from one another in a pattern Binder come in the finished impregnated spunbond.

Die Aufnahme an Bindemittel an einem derartigen Spalt wird bekanntlich durch Konzentration des Bindemittels sowie durch Abquctschdruck gesteuert. Die Dichte des Vlieses an den Musterstellen wird durch den Abquetschdruck gesteuert. Um eine größere Variationsbreite an Bindcmittelaufbringung zu haben, zeigte sich folgender Weg: nach einer Vorimprägnierung mit nuisterartiger Verdichtung kann noch eine Nachimprägnierung aufgebracht werden. Auch die Nachimprägnierung zeigt dann Konzcntrationsiinterschiede, da die verdichteten Stellen infolge verminderter Saugfähigkeit weniger aufnehmen als die voluminöseren ZwischensteHen. Durch diese Arbeitsweise ist auch eine breite Variation der Produkteigenscluiften mög-The uptake of binding agent at such a gap is known to be achieved through concentration of the binding agent as well as controlled by squeezing pressure. The density of the fleece at the pattern areas is determined by the Squeeze pressure controlled. In order to have a greater range of variation in binding agent application, it was found The following way: after a pre-impregnation with nut-like compaction, a post-impregnation can be carried out be applied. The re-impregnation then also shows differences in concentration, because the compacted areas absorb less than the more voluminous ones due to reduced absorbency Intermediate. This way of working also enables a wide range of product characteristics.

Claims

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borrowed. In the example described below, the fiber fleece had a width of 1800 mm, the screen pattern-like pre-impregnation of a polyacrylate at belt speed was set so that good binding properties were applied, resulting in a weight per unit area of 60 g / m ² . To support the formation and consolidation of the fleece, and the filaments had the following properties: Post-impregnation is a butadiene-acrylonitrile-Co- 5 titer: 1.1 den., Breaking load 2.9 g / den .. elongation at break polymer applied to the material particularly good 190 ⁰ J ₀ . The fleece was made suitable for PVC coating in accordance with an impregnation unit. Fig. 1, the lower steel roller with ab- For the later even deformation is a flat pyramid according to A b b. 2 and the dimensions described above according to the geometrically uniform structure of the surface structure. Required as a counter roll. For the mechanical properties, a steel roller covered with silicone rubber and a nonwoven bonded with a binding agent was used. Both rollers pressed together with a line pressure of about 10 kg / cm. The I-roll dipped is given a geometrically similar structure by the consolidation technique described above in a polyacrylate dispersion of 20 Gee. This weight percent of a copolymer of the butyl acrylic type of solidification differs from the so-called acid ester. After drying, there was a tenth point bond, with the bonding agent points recorded - total weight absorption of 10 g / m ² , which are printed in accordance with, while the intermediate points A b b. 3 and the dimension of the [roller pattern-like rich does not contain any binder. At the top in the same row of nonwoven compaction it was distributed. According to the technique described, the entire fleece is dried through, a dip is impregnated by dip impregnation, but to form a structure, a butadiene-acrylonitrile copolymer is used for differences in concentration and density. This is important for the subsequent deformation, with an overall figure after the dry layer, because, for example, 40 g / m ² , so that the final weight of the finished point-bound nonwovens was 110 g / m ² impregnated spunbonded in the loose areas. That tear when deforming. Due to the pattern-like connection, fleece had the following properties:
seal will also have a certain memory loss. 25 Breaking load 15 kg / 5 cm

like supported, which is expressed by the fact that at break elongation 160 ° /

strong deformation under the influence of heat, the fabric has a _thickness . _{m compressed steUen} ;;;; _0.15 mm

There is a tendency, under certain conditions, to increase its thickness in voluminous areas ... 0.35 mm

aim for an earlier location. This "interaction" tear strength 2.3 kg

can be used to create deformed structures from 30 · ■ · ■ -

above spunbonded nonwovens firmly on objects a little bit- This material was ideal for loading

to shrink more dimensions. layering with PVC in order to make thermoformable plastic

_. . to make leather.

example

"",. ". Claim:

For the production of this Spinnvhese was used in the 35

German Offenlegungsschrift 1 435 461 described method for the production of deformable,

Spinneret and the fiber material consisting of endless synthetic fibers in the French patent

Device described in 1364 916 is used. Zürn fabric fleece, which is marked d u r c h,

Spinning was used as polycaprolactam extract -that to improve deep-drawing properties

content 0.3%, »/ red = 2.25 H ₂ SO ₄ ). The nozzle temperature - 4 ° starting material in fully drawn fibers

door was 245 ° C. The primary air temperature was the existing nonwoven fabric is used, and that

240 ° C, the secondary air temperature (see German this starting fleece in a manner known per se

Offenlegungsschrift 1 435 461, Example 1 and Figure 3, compressed in a pattern and with varying binding

p) was 30 ^° C. The amount of primary air was 1.5 Nm ³ / medium concentration is impregnated, the

min, the air speed when leaving the 45 partial degree of stretching of the fibers of the starting

Air duct was 930 m / min. The fleece according to the teaching is determined by the intended use of the fleece

of French patent 1,364,916.

1 sheet of drawings