DE1560841A1

DE1560841A1 - Verfahren zur Herstellung von nicht verwebten Textilbahnen aus synthetischen Fasern

Info

Publication number: DE1560841A1
Application number: DE19631560841
Authority: DE
Inventors: Mcintyre James Eric
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1962-05-07
Filing date: 1963-05-07
Publication date: 1969-10-02
Also published as: DE1560841B2; GB967350A; JPS4841115B1; BE631990A; NL292414A; US3304220A

Description

Patentanwälte · 18_β Oktober 1963

DR.-ING. H, FINCKE s München 5, .

DIPL.-ING. H. BOHR MOllerstrafle 31 1 RRfIO'/ 1

DIPLMNQ. S. STAEGER I O D U O 1 |. Fernrufs »26 6060

Mappe 19212 Case B. 16052

BBSOHEBIBIJUG zur Patentanmeldung der

Firma BiPERIiII. CHEMICAL· INDUSTRIES LIMIiDED₈ London S₀W₀ 1

betreffend

Verfahren zur Herstellring von nichtverwebten Texbilbahnen aus synthetischen Fasern,

T₉ Mai 1962 - Großbritannien

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Bahnen aus synthetischen Fäden und Pasern,, insbesondere auf Bahnen aus-nicht verwebten. Texbilstofien..,

Bei .den-bekannten Vorführern #ur Herstellu.·«./?; von iii.vHiJ webten Textilstoffcn a ι lsi e/rribhßbisühen 1; lie rra ο plan tin olr.>" I'asern werden Klebstoffe odor.¹ anders .BLudυπιit bei ■"■ "^rwon>)u Lim (i.i.o IPaaern fin ilicon {'■i.'jui-umßspuaktcjfj. i-ui Yorblnivvn ,

0 (J 9 ü Iy Ü /13 5 7

t. C-iifJtlfliliH) i-iit.731 -*l>

Durch die Erfindung wird nunmehr »in anderes Itactah&im Herstellung solcher riiohtverwelrter Textilatoffe vorgeschlagen, wobei mindestens teilweise eine ferbindung der synthetischen Fäden und Fasern ohne Anwendung von. Klebstoffen erreicht wird· Wenn in der folgenden Beschreibung von "Fasern* die Rede ist, so werden hierunter Fäden, Fasern und Garne ver-Btanden«,

Es wurde beobachtet, daß Polyesterfasern, insbesondere solche, die sieh von der Terephthalsäure ableiten und die in einem im wesentlichen amorphen oder etwas kristallinem Zustand vorliegen, d.h, kurz nach dem Schmelzspinnen klebrig werden, wenn sie in diesem Zustand Über die zweite Umwandlungeteraperatnr erwfirmt v/erden, so daß sie auf diese Weiße miteinander verbunden werden können, Wenn die Fasern dann kristallin werden, so verschwindet die Klebrigkeit, jedoch bleibt eine feaftung oder Verbindung, die vorher und während der Kristallisation srfolgb ist, bestehen,

dar.· Erfindung wird also ein Verfahr on a Ur Hur stellung von niohtvorwebbüti 'l'tairbLLüboffen aun Polyester- uUav Misch-'' j)i)L,vvüiJt;oi'fa£jf}rii »/or^nnohla^on, woboL tLlo ü'fuiora :h>. einem im wt){jiitLhUi!hnn tii.ohfc k r La ba L L hum Zuubaiul b Ά ν inn ν' Tempo--' t'ubiir olJMi'haü) ''<.u- Uriii/jui:ll»mf;«tömpe.t^>nli>xr' ¹WUi her· uv.lming.' mi/;ι·Ι ti lii'hü in '. -'ihiMin^ ^o h nicht woi'deii, //oraur (Ίι.ιη dl»;

MfP)OAO/ I 357

SAD ORIGINAL

«ο verbundenen Fasern der Kristallisation unterworfen werden.

Di· Kristallisation der Faeern kann beispieleweise dadurch' beschleunigt werden, daß sie auf eine Temperatur oberhalb der Umwandlungetemperatur zweiter Ordnung erwärmt werden* In gewiesen Fällen tritt eine solche Kristallisation augenblicklich ohne Erwärmung ein«

Es ist darauf hinzuweisen» daß die Fasern in ihrem im wesentlichen amorphen oder nur schwach kristallinen Zustand eine gewisse Zeit lang verbleiben mtiSBen, die ausreichend ist, damit die Fasern miteinander verkleben können, und zwar bevor eine wesentliche Kristallisation einsetzt und hierdurch die KLebrißkeit der Fasern verschwindet.

Ein· gewisse Orientierung kann den Fasern erteilt werden, indem sie beispielsweise nach dem Verkleben gestreckt werden·

Die Fasern können während oder nach der Orientierung erwärmt werden, um sie in einer bestimmten Form zu fixieren oder um Ihnen gewünschte Schrumpf eigenschaften zu erteilen.

Vor oder nach dem Verkleben können die Fasern erwärmt v/erden, um sie in einem vollkommen erschlafften Zustand oder unter einer geregelten Spannung schrumpfen zu lassen, um so eine

909840/1357

BAD ORiOl^A!

CJ* A W»

vollkommene oder teilweise Schrumpfung zu ermöglichen.

öewUnsohtenfalls können die Fasern während des Verklebens unter Druck und/oder unter Spannung gehalten werden.

Andere synthetische "lasern, als auch Naturfasern, die nicht notwendigerweise unter den obwaltenden Verfahrenabedingungen klebrig sind, können mit den gemäß der Erfindung au verarbeitenden Pasern vermischt und auf diese Weise dem nichtver-. webten Textilstoff einverleibt werden.

Solche anderen Pasern werden den Textilbahnen entweder durch Verkleben mit den klebrigen Fasern einverleibt, oder, indem sie durch die verklebten Pasern in ihrer Lage gehalten werden. Gewttnsohtenfalls kann eine zusätzliche Verklebung zwischen den dispergierten Pasern als auch zwischen den miteinander verklebten Pasern durch Anwendung bekannter Klebemittel erfolgen.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert₉ ohne hierauf beschränkt zu sein,

Beispiel 1

Ein statistisches Mischpolymerisat, das ^e 50 Mol-$ PoIy-

909840/1357

(äthylenterephthalat) und Poly(äthylenadipat) enthalt und das eine Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung im amorphen Zustand unterhalb Raumtemperatur besitzt, wird bei 15O⁰O schmelzversponnene Die schinelzversponnenen fäden aind klebrig und sind bestrebt, aneinander -zu haften, wenn sie bei oder oberhalb Raumtemperatur miteinander in Berührung gebracht werden. Die so schmelzversponnenen PSden r;erden auf einem roonteckigen Holzblock kreuzweise aufgewickelt, indem der Block gedreht und gleichzeitig senkrecht zu seiner Umlaufachse hin und her bewegt wird, so daß auf diese Weise Lagen von parallelen Fäden im wesentlichen rechtwinklig zueinander abgelegt werden. Die so kreuzweise abgelegten Fadenschichten haften aneinander und wenn zwei oder mehr solcher Lagen auf den Block aufgewickelt werden, so wird ein texti!ähnliches Material erhalten» Die Fäden verlieren ihre KLebrigkeit, wenn sie während des Kristallisierens der Fäden bei Räumtemperatur gehalten werden. Die nichtklebrigen kreuzweise aufgewickelten Lagen der Fäden können von dem Block entfernt und die Schichten können aufgeschnitten werden, um ein flaches Stück eines tuchartigen Materials zu ergeben, das gefaltet.werden kann, ohne daß eine weitere Verklebung der Faltungen zu befürchten ist. Die Verklebung der Fäden bei einem solchen Textilstoff ist so fest, daß dieser von Hand nicht zerrissen oder durchlöchert werden kann.

90984 0/13 57

Beispiel 2

Synthetische Fäden, die in der im Beispiel 1 angegebenen Weise schmelzversponnen werden, und die klebrig sind und aneinander haften, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden, werden bei Raumtemperatur, wenn sie aus der Spinndüse kommen, auf einem rechteckigen Holibrett gesammelt, das derart bewegt wird, daß die Fäden parallel zueinander abgelegt werden. Wenn auf dem Brett eine Lage paralleler Fäden abgelegt worden ist, wird es rechtwinklig zu der ersten Bewegungsrichtung bewegt, so daß die nächste Schicht der parallelen Fäden senkrecht zu der vorangegangenen Schicht abgelegt wirde Biese Schichten haften aneinander und ergeben ein poröses tuchartigeB Material, das seine Klebrigkeit verliert, wenn es bei Raumtemperatur gehalten wird. Hach dem Entfernen dieses Materials von dem Brett kann es gefaltet werden, ohne daß die Faltungen und iibereinandergelegten lagen aneinander kleben. Dieses Material kann mit der Hand nicht zerrissen oder durchlöchert werden.

Beispiel 3

Synthetische Fäden werden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise, jedoch bei einer Temperatur von 210⁰C schcielzversponnen, und zwar aus einer Spinndüse, die eine einzige

909840/1357 bad cp.k*»nal .

Spinndüse mit einem Dur chine seer von 0,1 m besitzt· Diese Fäden werden auf Spulen aufgewickelt, welche mit gleichmäseigen linearen Oberflöchengesöhwindigkeiten umlaufen, und ewer unter Anwendung ei&sr rason arbeitenden Ablegevorriohtung₉ wodurch die Fäden in zwei .Richtungen unter Winkeln abgelegt werden, die auf verschiedenen Spulen von 90° bis etwa 20°

differieren. Me Menge des abgelegten Fadens wurde von einem dünnen Spulenbeleg bie zu einem Belag solcher Stärke abgeändert« daß die Oberfläche der Spule nicht mehr sichtbar war· Sie Spulen wurden dann einen Tag lang bei Raum» tanperatur stehen gelassen, wobei.das Garn seine Klebrigkeit verlor und teilweise kristallisiert wurde. Der sich ergebende nicht verwebte Textilstoff wurde von der Spule abgestreift oder abgerollt und geöffnet, um einen zylindrischen Textilstoff oder entlang der Spule in Längsrichtung aufgeschlitzt, um ein flaches rechteckiges Produkt zn ergeben« Diese lextilprodukte waren in überraschender Weise fest und biegsam,

Beispiel 4

_v statistisches/
Sin! Mischpolymerisat aus 70 MoI-^ Äthylenterephthalat-Einheiten und 30 Mol-# Xthylensebaoat-Einheiten mit einer Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung in amorphen Zustand unterhalb Raumtemperatur wurde bei 200⁰C versponnen,, Die schmelzversponnenen fäden waren klebrig und besassen die

909640/1357

Tendenz miteinander zu verschmelzen oder zu verkleben, wenn sie "bei oder oberhalb Raumtemperatur miteinander in Berührung gebracht wurden. Die Fäden wurden auf_f Spulen von etwa 150 mm Durchmesser aufgewickelt, welche mit einer gleiehmässigen linearen Oberflächengeschwindigkeit umliefen» und zwar erfolgte das Ablegen der Fäden auf den Spulen unter Anwendung einer rasoh arbeitenden Ablegevorrichtung, so daß die Fäden in zwei Richtungen unter Winkeln abgelegt wurden, welche auf verschiedenen Spulen von 90° bis etwa 20° voneinander abwichen. Die Menge an aufgewickeltem Garn wurde von einem dünnen Belag der Spulenoberfläche bis zu einem so starken Belag verändert, daß die Oberfläche der Spulen nicht mehr sichtbar war. Die Spulen wurden dann einen Tag lang bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei das Garn seine Klebrigkeit verlor und kristallin wurde. Der sich ergebende Textilstoff wurde von der Spule entfernt und es zeigte sich, daß er fest und biegsam war. Die Einzelfäden waren miteinander in den Kreuzungspunkten fest verklebt.

Je mehr sich der Winkel zwischen den Fäden einem Wert von 90° näherte, umso mehr glichen sich die Eigenschaften in senkrechten Richtungen zueinander an. Je mehr der Winkel von 90° abwich, umso grosser war der Unterschied der Eigenschaften in Richtungen senkrecht zueinander. Die Beständigkeit des Textilstoffes gegenüber Defonnierung in einer Rich-

909840/1357

•bung, die den BerUhrungswinkel der Fäden halbierte war grosser, Je kleiner der Winkel, war und geringer, bei grösserem Winkel,

Die Textilstoffe waren, obwohl sie aus kristallinen Fasern bestehen, die infolge des Verspinnens und Aufwickeins und der Schrumpfung während der Kristallisation eine Orientierung besitzen, jedoch keine weitere Orientierung durch ein Streckverfahren erfahren haben, weder schwach noch brüchig. Diese Textilstoffe waren besonders zur Verwendung als Zwischenfutter oder als Unterlagen für aufzubringende Beläge und zur Umwandlung zu Filmen mit hoher Zugfestigkeit geeignet«

Beispiel 5

In der im Beispiel 3 beschriebenen Weiss wurde ein nichtverwebter Textilstoff aus einem 50/50 Mischpolymer aus Polyethylenterephthalat) und Poly(äthylenadLpat) hergestellt, wobei der Winkel zwischen den Fäden etwa 30° bafcrug. Der so geformte Textilstoff wurde von der Spule abgestreift, sobald er nicht mehr klebrig war und wurde in der Richtung senkrecht zur Ablegerichtung gestreckt, bis der Winkol zwischen den Fäden etwa 90° betrug. Die Einzelfäden blieben hierbei aneinander kleben und dieser Textilstoff wurde in ein feines mullarbiges Gewebe umgewandelt»

BAD Oft.üiriAL 909840/1357

Beispiel 6

ühverstrecktes mehrfädiges Gern von 50 Denier aus Polyethylenterephthalat) wurde zu Stapelfasern von etwa 30 cm lunge zerschnitten, die in Longen parallel zueinander in aufeinander folgenden Schichten abgelegt wurden, wobei die Lage der nächsten Schicht senkrecht au der vorangegangenen war· Dieser Aufbau wurde dann zwischen Platten unter einem Druck von 249 kg/m bei einer Temperatur von 120⁰C verpreßt. Die Fäden wurden miteinander an den Kreuzungspunkten verklebt und der so erhaltene Textilaufbau war gut zusammenhängend und ergab ein ausserordentlich festes, nichtverwebtes textilartiges Produkt. Während des Verpressens erfolgte eine beträchtliche Abflachung der Fäden, Wenn dieser Versuch wiederholt wurde und hierbei die Fäden willkürlich anstatt parallel zueinander und in senkrecht zueinander verlaufenden Lagen abgelegt wurden,, so besaß das Produkt anstatt sehr verschiedener Festigkeiten und Dehnbarkeiten in verschiedenen Richtungen ähnliche Festigkeiten In sämtlichen Richtungen«, Diese Produkte aus nichtmodirizlurtem Polyethylenterephthalat) waren weniger biegsam als solcho aus MischpolymerLnaten, vj η loh ο aus fitz Höhe al iphat lache Einheiten enth Lo It en«

Es wird vorgezogen, Polyester und Mischpolyester mi ver-

9 0 9 8 A 0 / 1 3 5 7 bad

, welche mindestens im amorphen Zustand eine Glasieutechuk-tTariiahdltingßteitiperätur unterhalb Raumtemperatur besitzen, die auoh als Dtawandlungsteiaperatur zweiter Ordnung bezeichnet «erden kann« Pagern aus solchen Polyestern können direkt von den Spinnkopf in zusammenhängende Textilstoff θ Übergeführt werden» ohne daß sie bei Raumtemperatur oder oberhalb derselben gehalten werden müssen, um eine Verklebung und Kristallisation herbeizuführen. Darüber hinaus sind die Produkte aus solchen Polyestern biegsamer und sie fellen besser, als die Produkte aus Polyestern, die eine höhere Glas-Kautsohuk-Urawandluiigstemperatur besitzen«

Bs wird vor gesogen, faserbildende Polyester zu verwenden, welche sich von Terephthalsäure oder von Mischpolyestern ableiten, von denen mindestens die Hälfte der Säurekomponenten in der Mischpolymerkette aus Terephthalsäureresten bestehen· Der bevorzugt angewendete Polyester ist Polyethylenterephthalat), jedoch können auch Polyester angewandt werden, welche sich von Terephthalsäure und einem anderen Grlykol als Xthylenglykol ableiten, beispielsweise kann 1,4~Cyclohexandimethanol als Glykol verwendet werden« Im Falle von Mischpolyestern sollte sich die Polyesterkomponente, welche in gleichen oder geringeren Mengen zur Terephthalsäure, bezogen auf die Polyesterkomponente vorliegt, vorzugsweise von einer aliphatischen Dicarbonsäuren wie Adipin- oder Sebacinsäure

909840/1357

ableiten, obwohl sie sich auch von anderen bekannten Satiren ableiten kann, welche mit Polyestern mißchpolymerisieren, die sich von Terephthalsäure ableiten, wie Isophthal-, p-Hydroxybenzoe«, p-2-Bydroxyäthoxybenzoesäure oder von aliphatischen Hydroxysäuren, wie Hydroxypivalinsäure, Hydroxycaproinsäure, Hydroxydecanoinsäure, Hyöroxybutyrinsäure oder Hydroxyvalerinsäure„

Im I¹SlIe von Homopolyestern können sich, die Mischpolyester von einem anderen Diol ableiten, das von Äthylenglykol verschieden ist, beispielsweise von 1,4-Cyclohexandimethanol' oder Poly(oxyäthylen)glykol oder diese Mischpolyester können sich von einer Mischung von Diolen ableiten,

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin_? daß sie die Verwendung von unverstreckten Polyester- und Mischpolyesterfäden zur Herstellung von verklebten nichtverwebten Textilstoffen ermöglicht, welche eine hohe Zugfestigkeit und Biegfestigkeit besitzen, ohne daß ein besonderes Bindemittel oder ein Klebstoff erforderlich ist.

PATENTANSPRÜCHE i

9098AO/1357

Claims

PAgENO)ASiSPRUCHE;

' 1 ο. Verfahren zur Herstellung eines nichtverwebten Textilstoffes aus Polyester- oder Mischpolyesterfasern₉ dadurch gekennzeichnet, daß die fasern in einein im wesentlichen nicht kristallinen Zustand bei einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatür zweiter Ordnung und unterhalb ihres kristallinen Schmelzpunktes ohne wesentlichen Druck miteinander in Berührung gebracht und die so verbundenen Fasern dann der Kristallisation unterworfen werden,, indem sie einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatiir zweiter Ordnung und unterhalb ihres Schmelzpunktes ausgesetzt werden«,

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester aus Polyethylenterephthalat) besteht«

3» Verfahren nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet₉ daß ein Mischpolyester verwendet wird, in dein mindestens die Hälfte der Säurekomponente in der Miaclinolyraerkette aus einem Terephthalsäurerest besteht«

4» Verfahren nach Anspruch 3$ dndurrjh gö kenn zeichnet,

daß die Säureko?iiponenbe des MiBchpolyeBuers,, die Kus'ifczl.t zu der Terephbhnlsriurokomponenbo vorliegt, oioh von ainer aliphatischen DicarboriBäure ableiteI;.»

BAD .ORi 9 0 9 B /, ü / 1 3 Γ, 7

5* Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pasern zur Herstellung des nichtverwebten Te.rfcilstoffes aus einem Polyester oder Mischpolyester bestehen, dessen üinwandlungstemperatur zweiter Ordnung unter Raumtemperatur liegte

6e Verfahren nach Anspruch *l·, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatische Dicarbonsäure Adipinsäure verwendet wird·

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatische Dicarbonsäure Sebacinsäure verwendet wird.

DlL-IKOH FIi"-■-

9 Π 98/»0/1357