DE1560856A1

DE1560856A1 - Nicht verwebter Textilstoff und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1560856A1
Application number: DE19661560856
Authority: DE
Inventors: Stanley Davies; Sissons Christopher Robert
Original assignee: ICI Fibres Ltd
Current assignee: ICI Fibres Ltd
Priority date: 1965-02-20
Filing date: 1966-02-17
Publication date: 1970-11-19
Also published as: BE676747A; ES323232A1; BR6677314D0; GB1141363A; LU50493A1; NL6602064A

Description

_ PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN S, 1 7 AUG 1970

^U.^K '"'^Ν(3·Η.Ρ|Ν_ΟΚ·ρ Müllerstrafle 31 ' "

uf. ·_2ί.

Mappe 20562 - Dr/

2 (Bo537)

P 15 60 056.7-26

BSSOHHEIBÜIS zur Patentanmeldung der

ff Irma ΙΟΙ FIBRES LIMITED, Pontypool, Monmouthshire, Grossbritsnnien, ^Λ

betreffend«

"Nicht verwebter Textilstoff und Verfahren iasu seiner Herstellung" ο

Priorität! 2Oo Februar 1965 - Qrrossbritannien

Die Erfindung betrifft nioht verwebte textilstoffe, die gebundene faßerartige Strukturen enthalten» sowie Verfahren zur Herstellung der selben«,

In Verbindung mit der Herateilung von nicht verwerten Textilstoff en wurde vorgeschlagen, ein© Anordnung vom Fasern, die ansohliessend der Einfachheit halber als fasrige Bahn bezeichnet wird, einer Nadelstanaung in einem Uadelstuhl zu unterwerfen_? und dadurch einige der Faser in einer Richtung senkrecht aur Oberfläche der fasrigea Bahn reorientieren ο Bei einem nach diesem Vorschlag nicht verwebten Textilstoff rührt die Festigkeit .allein Ton

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der Verwirrung der Fasern und Reibungskräften, die von dieser Verwirrun« st seamen, her»

Die vorliegende Erfindung ergibt einen nicht verwebten Textilstoff, in welchem eine fasrige Bahn durch die doppelte Wirkung der durch Nadelstanzung hervorgerufenen Verwirrung der Fasern und der Adhäsiwereinigung zwischen aneinandergrenzenden Fasern verfestigt und stabilisiert wirdo

Demgemäss liefert die Erfindung in einem ihrer Merkmale einen nicht verwebten Textilstoff, der eine fasrige Bahn enthält, in welcher ein Mengenanteil der Fasern sich durch sie in Ebenen erstreckt, die senkrecht oder praktisch senkrecht sur Oberfläche der Bahn sind, und in welcher aneinandergrenzende Fasern festhaftend an Kontaktstellen vereinigt sind ο

Gremäss einem weiteren Merkmal ergibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nicht verwebten Textilstoff es, das darin besteht, eine fasrige Bahn in einem herkömmlichen Nadelstuhl mit der Nadel zu stanzen, und die genadelte Anordnung einer Behandlung zu unterwerfen, welche dazu führt, dass aneinandergrenzende Fasern darin haftend an Kontaktstellen vereinigt werden«

Es wurde gefunden, dass die Ausbildung der haftenden Vereinigung zwischen aneinandergrenzenden Fasern erleichtert wird, indem in die fasrige Bahn Fasern eingebracht werden, welche eine eingebaute Binderwirkung besitzen, da dann die Haftung aus der in situ-Ausbildung dieser eingebauten Binderwirkung stammen kann. Zu Fasern, welche eine eingebaute Binderwirkung besitzen, gehören diejenigen von

BAD OAi

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zusammengesetzter Natur, d.h. fasern, welche zwei oder mehr Komponenten enthalten, von denen mindestens eine faserbildend.und eine potentiell haftend (und oft seibat faserbildend) ist, wobei die potentiell haftende Komponente der Faser so liegt, dass sie mindestens einen Teil der Umfangaoberfläche derselben bildet.

Gemäes einem weiteren Merkmal der Erfindung wird daher ein nicht verwebter Textilstoff bereitgestellt, der eine fae~ rige Bahn umfasst, die mindestens 5 $, vorzugsweise 20$> oder*mehr, bezogen auf das Gewicht der Fasern darin, an zusammengesetzten Fasern enthält, wobei ein Mengenanteil der Pasern in der Bahn in Ebenen senkrecht oder praktisch senkrecht zu den Oberflächen der Bahn orientiert ist und angrenzende Fasern darin haftend an Stellen, wo sie sich in Kontakt befinden, durch die Adhäsionseigenschaften einer potentiell haftenden Komponente der zusammengesetzten Fasern verbunden sindο

Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nicht verwebt esa Text ils toffee aus einer solchen fasrigen Bahn, das darin besteht, in einem üblichen Nadelstuhl eine fasrige Bahn zu nadeln und dann die genadelte Anordnung so zu behandeln, dass die potentiell haftende Komponente der Heterofäden aktiviert wird und dadurch für die haftende Vereinigung zwischen verbundenen Fasern und irgendwelchen anderen Fasern, die darin vorliegen können, an Kontaktstellen gesorgt wird,,

Gemäße einer Ausfiihrungaform der Erfindung enthalten die nicht verwebten Textilstoff β mindestens einen 11 engen anteil . an gekräuselten Fasern. Die Fasern können gekräuselt werden, bevor sie zu einer Bahn gebildet werden, oder die Krause--

B'ORIGINAL

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lung kann während der Bahnbildung oder nach der Bahnbildung jedoch vor der Wadelung, oder nach der Ti ad β lung, ausgebildet werden. Wenn die fasrige Bahn zusammengesetzte Fasern, wie sie definiert wurden, enthält, können solche Fasern zweokmässig gekräuselt werden und den erhaltenen nicht verwebten Textilstoff kann Bauschigkeit und weitere Stabilität und Festigkeit in der gleichen Behandlung verliehen werden, wie sie zur Aktivierung der potentiell haftenden Komponente der zusammengesetzten Faser angewandt wird«

Sie zusammengesetzte Faser kann eine natürliche oder künstliche Faser und eine potentiell haftende Komponente enthaltene In der zusammengesetzten Faser kann die potentiell haftende Komponente ein thermoplastisches Harz mit einem geringeren Erweichungspunkt als dem firweichungs- oder Abbaupunkt der natürlichen oder künstlichen Fasern sein, die sie teilweise oder vollständig in regelmässigen oder unregelmäBsigen Intervallen entlang der Länge einschliessto Zu geeigneten Fasern gehören unter anderem Polyamide (z_r.Bo Polyhexamethylensebaoamid, Polyhexamethylenadipamid, PoIy-5,-caprolactam) und Mischpolymere von diesen oder anderen Polyamiden, Polyester (z₀B. Polyäthylenterephthalat), Polyesteramide, Polyharnstoff, Polyurethane, Vinylpolymere ganz allgemein (z.B. Polyvinylchlorid), polymerisierte Kohlenwasserstoffe (z.B. Polyäthylen, Polystyrol und halogenierte Derivate davon), proteinhaltige Polymere (z.B. Kasein), Celluloseraaterialien (einschliesslich von Estern, "Äthern und ähnlichen Derivaten von Cellulose), Acrylnitril-= polymere und natürliche Fasern, wie Wolle oder Baumwolle. Von den thermoplastischen Harzen, aus welchen ein geeignetes Harz gewählt werden kann, seien als Beispiele Polyvinylharze, Polyacrylbarze sowie Derivate davon, Polyvinylacetat,

bad c.*ü;nal 009847/1398

Polymere von Methyl- oder 'Äthylacrylat oder ~methylacrylat und Polystyrol genanntο

Zusammengesetzte Fasern dieser Art können eine potentielle Kräuselung besitzen, die dem Vorliegen einer Asymmetrie in den physikalischen Eigenschaften über den Querschnitt der natürlichen oder künstlichen Fasern zuzuschreiben ist, und, falls vorhanden, kann eine Kräuselung in den zusammengesetzten Fasern durch eine geeignete Behandlung bei irgendeiner zweckmäesigen Stufe bei der Herstellung des nicht verwebten Textilstoffes ausgebildet werden. Im allgemeinen zeigt es sich als zweckmässig, die potentielle Kräuselung in der gleichen Behandlung auszubilden, wie sie zur Aktivierung der potentiell haftenden Komponente angewandt wird. Praktisch können alle künstlichen Fasern mit der erforderlichen Asymmetrie in den physikalischen Eigenschaften hergestellt werden, im allgemeinen durch Verwendung von besonderen äpinnbedingungen oder durch geeignete Nachbehandlungen.

Bine andere Art von zusammengesetzter Faser, die sich besonders in der vorliegenden Erfindung eignet/ ist eine solche, die aus zwei oder mehr faserbildenden polymeren Komponenten besteht, die in unterschiedlichen Zonen kontinuierlich entlang der Faser angeordnet sind» Bei solchen zusammengesetzten Fasern, die hier als Heterofäden bezeichnet werden, liegt die potentiell haftende Komponente in der Faser, so dass sie mindestens einen Teil ihrer" Umfangs» oberfläche bildet. Die Anordnung der Komponenten, die hier lediglich zur leichteren Erörterung auf zwei Komponenten beschränkt ist, kann relativ zueinander wechseln«

' · BAD-ORIGINAL.

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So können die Komponenten beispielsweise Seite an Seite vorliegen, oder eine Komponente kann vollständig und exzentrisch von einer anderen Komponente umgeben sein, d.ho eine Form der sogenannten Anordnung Hülle-Seele, wobei die die Hülle bildende Komponente die potentiell haftende Komponente ist, oder der Heterofaden kann ein nicht-kreisförmiger Faden, beispielsweise ein dreilappiger Faden sein, bei dem einer oder zwei der Lappen von einer potentiell haftenden Komponente gebildet werden„ Die relativen Mengenanteile der zwei Komponenten in den Heterofäden können, je nach den für das Produkt beabsichtigten Endverwendungszweok, schwanken _o

Geeignete Komponenten zur Herstellung der Heterofäden können in allen Gruppen von künstlichen faserbildenden Materialien gefunden werden« Wegen ihrer technischen Zugänglichkeit, der leichten Verarbeitbarkeit und den ausgezeichneten Eigenschaften sind die Kondensationspolymeren, beispielsweise Polyamide und Polyester und insbesondere diejenigen, die echmels ge spönnen werden können, sehr geeignet aur Verwendung in der vorliegenden Brfindung_c Zu anderen verwendbarenHeterofäden gehören beispielsweise diejenigen auf der Basis von oder mit einem Gehalt an Polyesteramiden, Polysulfonamide^ Polyolefinen, Polyurethanen, Polycarbonaten, Polyacryl verbindungen oder irgendeiner Kombination dieser Polymeren, wobei die einzige wesentliche Beschränkung diejenige ist, dass die Komponenten des Heterofadens ausreichend verträglich sein sollten, um einer unzulässigen Fibrillenbildung zu widerstehen..

Die potentiell haftende Komponente in einem solchen Heterofäden kann aus einer Komponente bestehen, die einen Schmelzpunkt hat, der wenigstens 1O⁰C und vorzugsweise wenigstens

BAD CSiCÜNAL

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2O⁰O geringer 1st als der Schmelzpunkt der anderen Komponente ο Alternativ oder zusätzlich kann die potentiell haftende Komponente aus einer Komponente bestehen, die für ein besonderes chemischeβ Reagens empfindlicher let als die andere Komponente.

Zu Beispielen geeigneter Heterofäden gehören diejenigen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind:

Polyhexamethylenadipamid Polyhexamethylenadipamid

Polyäthylenter ephthaiat Polyalkylenterephthalat

Polypropylen Polyhexamethylenadipamid Polyäthylenterephthalat

Potentiell haftende Komponente Poly-6)=-aminoundeoan saure Polyhexamethylenadipamid¹. und Poly-£-caprolactam-Mischpolymer (verschiedene Gewiohtsanteile der 2 Komponenten)

Poly- £.-oaprolactam Ein Mischpolymer (verschiedene Gewicht st eile) von PoIyäthylenterephthalat und Polypropylenterephthalat Polyäthylen

Bin N-subetituiertes Polyamid Bin Polyäther-Polyurethan-Mischpolymer

Es gibt eine Anzahl von Arbeiteweisen zur Herstellung von Heterofäden. Ausführlichere Angaben über diese Methoden sind in der Patentschrift » . „·. _o._o (Patentanmeldung P 15 60 653.8 ) angegeben.

Da die ewei Komponenten der Heterofäden verschiedene physikalische Eigenschaften besitzen, beispielsweise beträchtlich

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verschieden· Reitsohrumpfungseigensohaften, besitzen dl· Hsterofäden ein· potentielle Kräuselung. Diese Kräuselung kann durch eine geeignete Behandlung ausgebildet werden, die bei irgendeiner Stufe in der Herstellung der nicht verwebten Textil stoffe angewandt wird; zweclcmässigerweiee wird sie in der gleichen Behandlung ausgebildet wie sie zur Aktivierung der potentiell haftenden Komponente und dadurch zur Bewirkung der Adhäsion zwischen den Fasern angewandt wird ο

Es kann jede zweckmässitce Arbeitsweise zur Bildung von Fasern zu einer fasrigen Bahn angewandt werden» So können beispielsweise die Stapelfasern durch Kardieren oder Garnettieren zu einer Bahn gebildet werden oder indem sie aus einer Aufschlämmung unter Verwendung einer üblichen Papierherstellungs- maschine abgeschieden werden_o Ähnlich können sie aus einem Strom, von Gas abgeschieden werden. Endlose Fäden können endlos gesponnen und direkt abgelegt werden, wobei beispielsweise die Vorrichtung und die Arbeitsweise der belgischen Patentschrift 658 138 angewandt werden, oder sie können aus einer Spulen- oder Lagervorrichtung für schon gesponnene Fäden zu einer Bahn gelegt werden₀

Die fasrige Bahn kann von einer oder von beiden Oberflächen genadelt werden, und der Wade!arbeitsgang kann den Durchtritt durch einen Einfach'- und Doppelbettnadelstuhl umfassen, und er kann auf Anordnungen einschliesslich einer einzigen faarigen Bahn oder mehrerer fasriger Bahnen, angewandt'werden»

Während der Nadelatanzung wird die.lose fasrige Bahn durch die verwendeten, mit Widerhaken versehenen Nadeln in eine gleichmäasig dichte und preJctisch glatte Struktur überführt.,

bad c?:.$]i:al 009847/1398

Die Nadeln zwingen zahlreiche Fasern, einzeln oder in Gruppen, in Lagen, die mehr oder weniger senkrecht aur Fläche oder Sbene der Bahn stehen, und die Verwirrung und Verschlingung benachbarter Fasern und die begleitenden Reibungskräfte verleihen der Bahn als Ergebnis der Nadelüng einen Zusammenhalt und einen Grad der Dimens,.-ionsstabilität_o

Das Ausmass der Nadelung, ausgedrückt als Durchdringungsdichte, kann schwanken, beispielsweise von etwa 10 Durchlochungen je Quadratzoll (ca„ 1,5/om ) bis zu mehreren oder mehreren 1000 Lochungen je Quadratzoll (1 Quadrat= ■'. zoll ^s 6,45 cm ), je nach dem gewünschten Ausmass der Faseranordnung senkrecht aur Ebene der Bahn_o

Die genadelte Anordnung wird dann einer Behandlung unterworfen, um die haftende Verbindung zwischen aneinander=* grenzenden Fasern an Kontaktstellen zwischen ihnen zu be= wirken»

Es können verschiedene Behandlungen für den Zweck der Aus=» bildung dieser haftenden Verbindung angewandt werden, und die besonders angewandte Behandlung hängt grösstenteils von der Art der Fasern ab₀ Wenn die fasrige Bahn zusammengesetzte Fasern enthält, wird die haftende Verbindung durch eine Behandlung ausgebildet, welche die potentiell haftende Komponente dieser Fasern aktivierto

Wenn daher die potentiell adhäsive Komponente einen tieferen Erweichungspunkt hat als die andere, kann sie zweckmässig haftend gemacht werden, indem die genadelte Anordnung einer Wärmebehandlung unterworfen wird, die beispielsweise durch Anwendung von trockener Wärme erzielt wird, beispielsweise durch Leiten von heisser Luft durch die Anordnung oder duroh

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Erhitzen derselben in einem elektrischen Ofen oder durch Behandlung derselben mit feuchter Wärme, z.B. durch Verwendung von feuchter Luft, heiseem Wasser oder Dampf. Zu anderen möglichen Methoden der Wärmeaktivierung gehört die Einwirkung von Strahlung auf die Anordnung, beispielsweise von Infrarotstrahlung einer geeigneten Intensität und Dauer« Wenn die potentiell haftende Komponente chemisch aktiviert werden kann, kann die Aktivierung durch eine geeignete chemische Behandlung erzielt werden,

Eine solche chemische Behandlung kann bequem für Hetero» fäden benutzt werden, die beispielsweise aus wechselnden Gewichteanteilen (zoB· gleiohen Mengen) an Polyhexamethylenadipamld als einer Komponente und einem regellosen Mischpolymeren (zoBe einem 80 : 20 Mischpolymeren von Polyhexamethylenadipamid/Poly- Ε,-caprolactam) als anderer Komponente bestehen, worin die zwei Komponenten nebeneinander angeordnet sind. In solchen Heterofäden kann die Mischpolymerkomponente haftend gemacht werden, indem die genadelte Anordnung, welche die Heterofäden enthält, bei Zimmertemperatur in einem Bad von Salpetersäure geeigneter Stärke behandelt wird. Bei einer Alternativmethode kann die Mischpolymerkomponente aktiviert werden, indem die fasrige Bahn einer heissen (100⁰C)¹ im wesentlichen nicht-wässrigen Lösung, ZoB. A'thylenglykollösung, von Formaldehyd unter Bedingungen ausgesetzt wird, welche.die Polyhexamethylenadipamldkomponente der Heterofäden praktisch nicht haften lassen» Naoh der Aktivierung wird das zur Aktivierung der potentiell haftenden Komponente verwendete chemische Medium durch irgendein geeignetes Mittel, wie beispielsweise Verdampfen oder Waschen mit einer mit dem vorerwähnten chemischen Medium mischbaren Flüssigkeit, die jedoch gegenüber den Fasern der gebundenen genadelten Anordnung inert ist,

BAD CiVJiJNA

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~ U

1560-βεβ

entfernt«, -

In geeigneten fällen kann eine Kombination der Wärmebehandlung und einer chemischen Behandlung angewandt werden=

Neben der Behandlung, durch welche die haftende Bindung ausgebildet wird, oder anschlieeeend an diese, kann Brück an die fasrige Bahn angelegt werden. Bis asu einem gewissen Au3masβ spiegelt sich der Grad des angelegten Druckes in der Natur, insbesondere in der Dichte des erhaltenen nicht verwebten Produktes wieder. Der Druck kann gleiohmäasig und kontinuierlich durch die ganze fasrige Bahn angelegt werden ,· beispielsweise durch Verdichten der Bahn zwischen zwei glatten flachen Metallplatten oder Kalandern, oder er kann örtlich angelegt werden, beispielsweise durch Verdichten der Bahn zwischen Metallgittern oder zwischen Walzen, von denen eine oder beide mit Erhöhungen versehen sind»

Wenn Druck auf- die fasrige Bahn nach einem kurzen Zeitintervall anschliessertd an die Ausbildung der Zwischenfaserhaftung angelegt wird, d.h. während die Bindungen sich noch in klebrigem Zustand befinden und demgemäss deformiert werden können und die Bindung weiter ausgebildet werden kann, findet das erhaltene dichte und kompakte, jedooh durchlässige Produkt besondere Anwendung zur Herstellung von. Kunstledermaterialien« Es kann auch eine Unterlage bilden, die mit irgendeiner der vielen bekannten Massen imprägniert und/oder beschichtet werden soll. So ergibt sich beispielsweise ein wertvolles, weiches und geschmeidiges Bahnmaterial, wenn man eine Schicht eines elastomeren Überzugs, beispielsweise eines Polyurethanüberzuges, auf^: eine oder beide Seiten des Produktes, das gegebenenfalls genoppt ' seia kann, aufbringt» ■

009847/1398 bad

Wenn fasern in der genadelten Anordnung ein· potentielle Kräuselung aufweisen, wie sie beispielsweise die vorher beschriebenen «usäiamengesetzten Fasern Beigen, wird eine solche Kräuselung vorteilhafterweise nach der Nadelung ausgebildet» aweckmäseigerweise, obwohl nioht notwendigerweise in der gleichen Behandlung, wie sie zur Bewirkung der Adhäsion zwischen den Fasern angewandt wird. Die Ausbildung der Kräuselung in Fasern in der genadelten Anordnung ist von einer erhöhten Bauschigkeit und einem Aufgehen des erhaltenen nicht verwebten Textilstoffes und wertvollen Modifikationen in der kompakten und dichten genadelten Anordnung begleitetο

Durch die vorliegende Erfindung erhält man nioht verwebte Textilstoffe, in welchen Fasern, die als Folge eines Nade lungsarbeit sgange a senkrecht zur Ebene (oder Oberfläche) der Stoffe angeordnet sind, in diesen Lagen durch haftende Bindung zwischen den Fasern, die nach dem Nadel ausgebildet wird, fixiert sind.

Die erfindungsgemäsBen nicht verwebten Textilstoffe haben gute innere Bindefestigkeit und eine wertvolle Diniensionsstabilität und Beständigkeit gegen Ent schichtung bzw,, Auflösung.

Ein Vorteil, der die Anwendung einer eingebauten Binderwirkung begleitet, die duroh eine geeignete in situ-Behandlung zur Festigung und Stabilisierung der fasrigeii Bahn ausgebildet wird, besteht darin, dass sie die Schwierigkeiten vermeidet, die man beim gleichmässigen Einbringen einea Bindemittels in die genadelte Anordnung,- die von dichter und kompakter Art ist, hätte» Überdies erfolgt keine Zerstreuung eines Klebematerials durch die ganae fasrigo

BAD QZl^U

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Bahn, lind dies hat wichtige Polgen bezüglich der Eigenschaften des stoffes, wie des Griffes und der Drapierung.

Weiterhin kann das Ausmasa der Haftbindung bis zu einem gewissen Grad Kontrolliert und die Art des erhaltenen nicht verwebten Textilstoffes variiert werden, indem man die Variablen anpasst, die mit der Behandlung verknüpft sind, durch welche die Haftung ausgebildet wird, sowie duroh Variieren der Eigenschaften von Pasern in der fasrigen Bahn, die direkt an der Behandlung beteiligt sind.

So können beispielsweise die zusammengesetzten Pasern mit bis zu 95 Gew_o-$ an Pasern gemischt werden, die bei der zur Bewirkung der Bindung benutzten Behandlung nicht aktivierbar sind ο

Die Anwendung von zusammengesetzten Pasern der vorher beschriebenen Art in der fasrigen Bahn gestattet die genaue Kontrolle der Menge an darin vorhandenem Binder und gewährleistet eine gleichmässige Verteilung durch die ganze Bahn» Die gleichmässige Verteilung von Bindemittel auf diese Weise spiegelt sieh durch das Pen1en irgendwelcher grösseren Schwankungen in der Festigkeit über die Fläche des Stoffes wieder,, Ausserdem gestattet das erfindungsgemässe Verfahren bei Verwendung von zusammengesetzten Fasern die Verwendung von Polymermaterialien als Bindemittel in Form der potentiell haftenden Komponenten der zusammengesetzten Faser, die häufig nicht leicht in Emulsions- oder Löeungs« form benutzt oder hergesttallt werden können, und zwar aufgrund des Umständeβ, dass sie in wässrigen Lösungen nicht leicht emuigiert ader löslich gemacht werden können oder aus irgendwelchen anderen Gründen₀

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Das Verfahren ist recht elastisch und brauchbar zur Herstellung von genadelten Produkten, die von bauschigen und weiohen Wattierungen von geringer Dichte bis zu schweren, kompakten und halbsteifen Strukturen reichen.

Die erfindungsgemäasen nicht verwebten Produkte können für verschiedenste Zwecke, je nach den chemischen und physikalischen Eigenschaften der die Pasern bildenden Materialien und dem Zustand, beispielsweise der Dichte, des Produktes selbst, verwendet werden.

Genadelte und gebundene Produkte auf der Basis von Heterofäden, die von Polymermaterialien, wie Polyamiden, Polyestern und Polykohlenwasserstoffen stammen, können in verschiedenen chemischen Verfahrensanwendungen, zur Luftoder Öasfiltratlon, wo hochgradig saure oder alkalische Bedingungen su erwarten sind, und für die Filtration eines weiten Bereiches von Materialien, beispielsweise von öligen Substanzen, bei welcher übliche Filter bei längerer Anwendung wegen ihrer Zerstörung durch pilzliche Wirkung oder Bakterieneinwirkung unwirksam sind, verwendet werden. Zu anderen Anwendungen gehören Isolationssperrschichten in Bekleidungsstoffen, Büstenhalterkissen und Helmauskleidungen , Auskleidungen für Mäntel und Steifleinen, bei welchen Anwendungen sie beständig gegen Sohweiss, desodorierende Mittel und Reinigungsmittel sind und demgemäss von diesen nioht verschlechtert und/oder verfärbt werden, und zur Hersteilung von einfachen oder gesteppten Stoffen für Dekorationszweckeo

Die Erfindung sei nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, worin:

Pig. 1 eine schematis.che Ansicht darstellt, die den Ablauf

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einer Ausführüngsform des erflnduögegemässen Verfahrens zeigt;

Figo 2 eine echematische Ansicht ist, die den Ablauf einer anderen Ausführung»form des erfindungsge&äasen Verfahrene zeigt und insbesondere ausführlicher eine Art wiedergibt, in welcher dia in der Erfindung verwendete fasrige Bahn hergestellt werden kann;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt der nach der Arbeitsweise von Fig. 1 hergestellten genadelten Bahn zeigt; und

Pig. 4 eine echematische, teilweise stark rergrosserte Querschnittsaneicht eines nicht verwebten Tertilstoffes ist, der gemäss der unter Bezugnahme auf Fig· 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt ist.

In Fig. 1 ist eine fasrige Bahn 10 von lose in Mattenform gebrachten Stapelfasern gezeigt, die kontinuierlich von einer Speisewalze 12 einem Förderband 11 zugeführt werden. TSs ist ersichtlich, dass zur Herstellung der fasrigen Bahn jede 'zweckmässigs Arbeitsweise angewandt werden ka.nn, und dass, eie auf das Förderband 11 direkt, beispielsweise durch Abscheidung aus einem Luftstrom oder einem Strom eines anderen Mediums, ohne vorherige Formung zu einer Rolle, zugeführt werden kann.

Die fasrige Bahn wird dann durch einen Nadelstuhl 13 geführt, der ein Sinfachbett von Nadeln (durch die Bezugszahl 14 angedeutet), die sich dazu eignen, mit hin- und hergehender Bewegung in die fasrige Bahn hinein und aus ihr herauszugehen, und eine unterbrochene horizontale Oberfläche 15 hat, auf welcher die faarige Bahn während der Nadelung liegt₀ Während der Madelung werden einige der lose angeordneten Fasern in der fasrigen Bahn wieder In Ebenen senkrecht zur

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Ebene der Faserbeton, welche die Ebene der Paserbahnoberflächen ist, orientiert _β und in dieser Lage mit anderen Pasern in der Bahn verschlungen und verwirrte Die genadelte Anordnung ist in Figo 5 gezeigt, worin Fasern 16 durch die Nadelung in Stellungen senkrecht zur Ebene der fasrigen Bahn reorientiert aind_o Die genadelte Anordnung, die in Pig, I durch die Bezugszahl 17 gezeigt ist, wird dann durch einen Luftofen 18 geführt, worin eine haftende Verbindung zwischen aneinandergrenzenden Fasern durch Einwirkung von Wärme auf die Anordnung ausgebildet wirdo Als Ergebnis dieser Zwischenfaserhaftung behält die fasrige Bahn 10 ihren genadelten Aufbau, in dem sioh die senkrecht angeordnetan Fasern 16 duroh die Bahn erstrecken und in den genadelten Stellungen fixiert sind, bei.

Figo 2 zeigt eine fasrige Bahn 19 ₉ die aus endlosen Fäden in Garnform besteht und kontinuierlich auf einem Förderband 20 mittels der allgemein durch die Bezugszahl 21 bezeichneten Vorrichtung abgeschieden isto Die Vorrichtung 21 umfasst eine Metallansaugdüse mit einem hohlen Körper 22 und einem Lufteinlassrohr 23 ο Frisch ge formte Fäden 24 werden duroh Offnungen (nicht gezeigt) in einer Spinndüse 25 gesponnen und am Halsteil 26 der Ansaugdüse zu einem Bündel zusammengeführte Innerhalb der Ansaugdüse erfolgt auf die Fäden die Einwirkung von Luft hoher Geschwindigkeit, welche durch den Einlass 23 zugeführt wird« Spiralförmige Wirbel„ welche ihre Achsen praktisch senkrecht zu den Mittelachsen der Fäden haben, dürften sich innerhalb der Düse bilden und eine turbulente Zone um die Fäden bilden, welche bewirkt, dass sie von einer Seite zur anderen geblasen und miteinander vermischt'werden ο Das erhaltene vermischte Garn wird durch den Luftstrom vorwartnbewegt, der von der Düae zum Förderband 20 als Aufnahmeoberfläche ausströmt, wo es in

DAf¹N

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regelloser schlingenartiger Weise unter Bildung der fasrigen Bahn 19 abgelegt wird»

Diese Bahn wird dann durch einen Nadelstuhl 2? der gleichen Konstruktion wie derjenige von Pig. 1 geführt, und die erhaltene genadelte Anordnung 28 wird durch ein anderes Förder band 29 durch einen Luftofen 30 geführt, in welchem bewirkt wird, dass aneinandergrenzende Fasern aneinander haften, indan die Anordnung auf eine geeignete Temperatur erhitzt wirdo Wenn die Haftung zwischen den Fasern durch eine chemische Behandlung bewirkt werden soll, kann das Förderband so eingerichtet werden, dass es die gsnädelte Anordnung durch eine Zone führt, wo die Anordnung in das chemische Medium getaucht' oder damit besprüht wirdo Darauf können geeignete Mittel zur Entfernung des Mediums von der behändel= ten genadelten Anordnung folgen,,

Die wesentlichen Merkmale des neuen nicht verwebten Textilstoff es sind in FAg₀ 4 gezeigte Gemäss dieser Figur enthält der Stoff eine fasrige Bahn, die reorientierte genadelte Fasern 16 aufweist, die in einer Matrix von anderen Fasern 31, die in der libene der 'Bahn angeordnet sind, liegen«. Die von der Nadelung herrührende Verwicklung zwischen Fasern trägt zur Ausbildung von Stabilität und Festigkeit in der Bahn bei» Dies wird verstärkt durch die haftende Vereinigung zwischen aneinandergrenzenden Fasern mit der Bildung von feinen Punktbindungen 32 an Kontaktstellen zwischen den Fasern. Die Räume dazwischen und unter den Fasern sind praktisch frei von irgendeinem haftenden Material, und demgemäss werden die Stoff eigenschaften,, wie Porosität, Griff und Drapierung, ηloht durch die Bindung zwischen den Fasern , in dem Ausmass beeinflusst, wie es mit der Verwendung eines

^: - ■ * BAD

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üblichen Klebstoffmaterials, das auf eins fasrige Bahn aufgebracht wird, verbunden ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken_o

Beispiel 1

Eine Menge von Stapelfasern von 6 den und 63,5 ram (2 1/2"}? die aus Heterofäden gebildet waren, die aus gleichen Ge= wichtsteilen Polyhexamethylenadipamid als einer Komponente und einem regellosen 80 s 20 Mischpolymeren von Polyhexamethylenadipamid/Poly <=> £~caprolactam als anderer Komponente bestanden, wobei die zwei Komponenten Seite an Seite angeordnet waren, wurde zu einer im wesentlichen isotropen Bahn mit einem Gewicht von etwa 216 g/m (6 ounees/squo yard)« mittels einer Pro.ctor und Schwartz "Duoform^H=*Luft·= legemasohine verarbeitet_o Die Faserbahn wurde kontinuierlich aus der Luftlegemaschine auf ein endloses Förderband abgelegt, das die Bahn zu einem üblichen Einfachbettnadelstuhl von der Firma William Bywaters Ltd., Leeds, der mit regulären Hakennadeln von 41 Gauge ausgestattet war, trug» Die Nadeldurchdringung wurde so eingestellt, dass die Eindringtiefe 12,7 mm betrug, und die Bahngeschwindigkeit durch den Stuhl wurde so eingestellt, dass die Durchdringungsdichte 31 Löcher/cm (200/square inch); betrug. Die Bahn wurde dann umgedreht und wieder durch den Stuhl geführte Als Ergebnis dea Durchganges der Bahn durch den Stuhl wurden einige Pasern darin durch die Nadeln wieder in Richtung senkrecht zur Ebene der fasrigen Bahn orientiert, wobei nur eine örtliche Unterbrechung der Bahn eintrat« Die genadelte Anordnung wurde dann in einer Dampfatmosphäre durch einen miteinem Förderband versehenen Ofen geführt, der mit einem Durchsatz von 76,2 cm/min und einer l'emperatur von 240⁰C

BAD O

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betrieben wurde. Diese Wärmebehandlung wurde unter identischen Bedingungen wiederholt, doch war bei dieser Behandlung die entgegengesetzte Oberfläche der genadelten Anordnung oben« Bei dieser Temperatur kräuselten sich die Heterofäden in der «enadelten Anordnung und demzufolge erfolgte eine Verminderung in der ebenen Fläche der Anordnung um etwa 10 ^V und die Miaehpolymerkomponente des Heterofadens als potentiell haftende Komponente wurde aktiviert, wodurch ihre Klebmerkmale ausgebildet wurden und so das Zusammen= binden der Fasern an Stellen erfolgte, wo sie aneinander la^en, doho wo sie eich überkreuzten oder wo sie einander berührten« Beim Abkühlen wurde ein Stoff gebildet, der die fasrige Bahn darstellt, die in wirksamer Weise in den genadelten Stellungen durch die Haftung zwischen den Fasern gebunden ist«

Beispiel 2 ,

Eine Menge von Stapelfasern von 3 den und 50,8 mm, die aus potentiell kräuselbaren Heterofäden gebildet waren, die gleiche GewichtsaateiIe von Polyhexamethylenadipamid als eine Komponente» und Poly-ßJ-aminoundecansäure als andere Komponente enthielten, wobei die zwei Komponenten Seite an Seite angeordnet waren _t wurde auf einer Shirley Miniaturkarde kardiert und dann in üblicher Weise zu einer lose gelegten Bahn mit einer Dicke von etwa 35 mm (1 3/8*) über Kreuz gelegte

Die kardierte Bahn wurde dann in einem üblichen Einfachbettnadelstuhl urrSer VerwsnduHg von regulären Hakennadeln von 36 Gauge genadelt,, wobei die Bindringdichte so einge= stellt war, dass eich 23 Ma&eldurchgänge/em und eine Nadeltiefe von 6_f55 ram ergaben<,

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Bin Tell der genadelten Anordnung wurde dann zwischen dünne Glimmerfolien gelegt und dann in einem Luftofen 3 1/2 Minuten bei 24O⁰G erhitst, wobei der Verbundaufbau während dieser Zeit umgedreht wurde, um ein gleichmässige· Durcherhitzen zu. gewährleisten»

Während dieser Heizzeit kräuselten eich die Heterofäden und die genadelte Anordnung schrumpfte allmählich und verlor schl ie sei ich etwa 52 # ihrer Fläche und die PoIy-^J-aminoundecaneäurekomponente der Heterofäden wurde aktiviert, wodurch ihre Zusammenfliess=. oder Bindungseigenschaften ausgebildet wurden und das An elnanderk leben oder Verschmelzen von aneinanderliegenden Fasern bewirkt wurde» Die erhaltene selbsttragende Bahn hatte eine ziemlich glatte Oberfläche und eine Raumnetzanordnung„

Dann wurden verschiedene Eigenschaften der Bahn bestimmt. Sie Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt ϊ

Gewicht/langeneinheit g/m² (ounce s/sq*yard> 440 (13)

Dicke (cm) 0,72

Dichte (g/ecrn) 0,059

Zugfestigkeit (kg/g/cm) 142 Porosität (ccm/sec/cm ) 60,5

Die Zugfestigkeit des Materials wurde an einem Streifen von 152,4 mm Länge und 5O₉8 ram Breite unter.Verwendung eines Instron-Zugprüfers bestimmt, dessen Backen 5 cm auseinander gesetzt vrareiic Für die Zwacke der vorliegenden Erfindung wird die Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur unter Uragebungabedingungen von 60 $ relativer Feuchtigkeit und mit einer Dehnungsgeschwindißkeit von 5 cm/mln, cUh_c 100 $>_f bestimmt·

BAD C?»CTii

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6» Jt*

Die Porosität ist ein Mass der Luftdurchlässigkeit des Materials und stellt die Geschwindigkeit das Durch strömens von luft» in em/sec, durch 1 cm von Gewebe von 1 cm Dicke dar, die erforderlich ist, um einen Druckabfall von 1 cm H₂O zu erzeugen_o

Beispiel "5

Eine Menge von Stapelfasern von 3" den und 50,8 mm, die aus Heterofäden von ähnlichem Aufbau wie die im Beispiel 2 verwendeten gebildet waren, wurde mit einer Menge von nicht aktivier bar en Polyhexamethylenadipamidstapelfasern von 3- den und 50,ö mm ira Gewichteverhältnis 60/40 gemischte Bin Teil dieser Mischung wurde unterVerwendung einer Shirlay Miniaturkarde zu einer losen Bahn kardiert, die dann in üblicher Weise mit anderen von der Shirley-Kardg:erhaltenen kardierten Bahnen über Kraus gelegt wurde₀

Die kreuzgelegte Bahn wurde dann genadelt und erhitat₅ wobei die zwei Arbeitsgänge in der gleichen Weise und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt wurden ο Man erhielt eine Flächensohrumpfung von etwa 20 ^, und der erhaltene nicht verwebte Textilstoff war fest und hatte einen angenehmen Griffe Br ergab ein wertvolles Wattierungsmaterial und hatte die folgenden Eigenschaften«

Gewicht (g/m²)¹ ounces/si*,yard ° 410 "(22))

Dicke (cm) ' O₅73

Dichte (g/ccm) ' O₉O54

Zugfeatigkeit (kg/g/cm) 170

Bruchdehnung (fi) . 'jl

Porosität (ccitt/sec/cja ) 65

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Beispiel 4

Eine Menge von Stapelfasern von 6 den und 57*15 mm wurde aus vollständig verstreckten potentiell kräuselbaren Polyhexamethylenadipamid/Poly'= kHaminound ecansäure=(Nylon 66/11)~Heterofäden hergestellt, in welchen die zwei Komponenten in gleichen Gewichtsanteilen vorlagen_o Die Fasern wurden dann auf einer Shirley Miniaturkarde kardiert und dann in üblicher Weise zu einer lose gelegten Bahn mit einer Dicke von etwa 38 _}1 min über .Kreuz gelegt« Diese Bahn wurde dann in zwei Bahnen von 22,86 cm Länge und IT»15 cm

Breite geteilt, die jeweils ein Gewicht von etwa 135 g/m und eine durchschnittliche Dichte von 0,005 g/cm^p aufwiesen. Die Bahnen wurden dann jeweils einzeln auf jede Seite eines leicht gewebten Scrims (leichter«, grobgewebter Leinen- oder Baumwollstoff) mit 5 Schüssen ge Zoll und 5 Ketten je Zoll gelegt ο Diese "Saadwich"<=Anordnung wurde dann leicht auf einem Einfachbettnadelstuhl genadelt, um die Dimensionsstabilität und die Zugfestigkeit zu verbessern» Nach dem Nadeln wurde der Aufbau in einem Luftofen 4 1/2 Minuten bei einer Temperatur von 230 bis 24O⁰C unter einem anfänglichen Druck von 0,03 g/cm , der durch eine Glimmerfolie hervorgerufen wurde, zur Glättung der Oberfläche der Bahn erhitzte Während dieser Heizzeit kräuselten sich die · Heterofäden und die Bahn schruapfte allmählich und verlor etwa 22 'ß> ihrer Flache, und die Poly=· iü-aaainounde can säurekomponente der Heterofäden wurde aktiviert, wodurch ihre Eigenschaft des Zusammenfliessens oder Klebens entwickelt wurde, was das Kleben oder Verschmelzen von Fasern in Kontakt miteinander bewirkte_o

Die erhaltene selbsttragende Bahn hatte eine glatte gleichmassige Oberfläche und war beständig gegen Entschichtung und Reissen»

BAD C.^r::C;:;:AL

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Dann worden verschiedene Eigenschaften der Bahn wie in den vorhergehenden Beispielen bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Dichte Gewicht/ Bruch- Festigkeit Porosität

g/ccm Einheitelänge dehnung kg/g/om (ca«> j°

g/cm #

0,055 0,108 QO 220 87

Die Dimensionsatabilität und Zugfestigkeit der Bahn werden durch Einbringen eines Scrims und durch Nadeln verbesserte Die Bahn hatte auegezeichnetes Federungsvermögen, war gleichmässig porös und eignet sich sehr zur Verwendung als Polster oder EieaenfiUlungeaaaterial ο

Patentansprüche %

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Claims

Patentansprüche:

le Nicht verwebter Textilstoff, gekennzeichnet durch

eine fasrige Bahn, durch welche sich ein Mengenanteil der Pasern in Ebenen senkrecht oder praktisch senkrecht zur Oberfläche der Bahn erstreckt, und worin aneinandergrenzende Fasern festhaftend an Berührungsstellen verbunden sindo

2c Nicht verwebter Textilstoff nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die fasrige Bahn 5 $, vorzugsweise 20 j» oder mehr, bezogen auf das Gewicht der Fasern darin, an zusammengesetzten Fasern enthält, wobei ein Mengenanteil der Fasern in der Bahn an Ebenen senkrecht oder praktisch senkrecht zu den Oberflächen der Bahn orientiert ist, und aneinandergrenzende Fasern haftend an Stellen, wo sie sich berühren, durch die Hafteigenschaften einer potentiell haftenden Komponente der zusammengesetzten Fasern verbunden sind.

3o Nicht verwebter Textilstoff nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die zusammengesetzten Fasern eine mittig angeordnete natürliche oder künstliche Faser enthalten, die von einem thermoplastischen Harz eingeschlossen ist_o

4o Nicht verwebter Textilstoff nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die zusammengesetzten Fasern aus zwei oder mehr faserbildenden polymeren Komponenten bestehen, die in getrennten Zonen kontinuierlich entlang der Länge der Fasern angeordnet sind»

BAD C^CiNAL

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15608bG

-■ 25 -

5o Nicht verwebter Textilstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengesetzte faser zwei verschiedene Polyamidkomponenten enthält.

S₃ Nicht verwebter Textilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in der fasrigen Bahn gekräuselt sind.

7o Nicht verwebter Textilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 20 bis 50 & der Pasern, bezogen auf das Gewicht der Fasern in der Bahn, zusammengesetzte Fasern sind, und der liest nichtaktivierbare Pasern sind.

8o Nicht verwebter Textilstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 100 # der Fasern, bezogen auf das Gewicht der Pasern in der Bahn, zusammengesetzte Fasern sind, und ein etwa vorhandener Rest nicht-aktivierbare Fasern sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines nicht verwebten Textilstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man eine fasrige Bahn bildete die Bahn in einem üblichen Nadelstuhl nadelt und dann die genadelte Anordnung einer Behandlung untere wirft, welche dazu führt, dass aneinandergrenzende Fasern darin haftend an Berührungssteilen verbunden werden.

1O₀ Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die fasrige Bahn aus 5 #, vorzugsweise 20 ^ oder mehr» zusammengesetzten Fasern hergestellt' wird und die haftend© Verbindung zwischen aneinandergrenzenden Fasern durch eine Behandlung bewirkt wird, welche eine potentiell haftende Komponente, die in den zusammengesetzten Fasern vorliegt,

aktiviert „ - - . ^'~>.*·*

. . .. .■ ■ - BAD O?.staii^

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26 -

Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fasern der fasrigen Bahn bei der gleichen Behandlung, die die haftende Verbindung zwischen aneinander grenzenden Fasern an Beriihrungsst eilen hervorruft, eine Kräuselung ausgebildet wird.

12o . Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung das Erhitzen der fasrigen Bahn umfasste

13* Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die fasrige Bahn durch heisses oder siedendes Wasser, Dampf, einschliesalioh Dampf unter Druck, Öl, heisse Luft oder durch andere gasförmige oder flüssige Medien erhitzt wird, · ■ . '

14· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung das Inkontaktbringen der Bahn mit einem chemischen Mittel umfasste , * ^;

15ο Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als chemisches Mittel Formaldehyd oder eine Salpetersäure! ösung verwendet wird·

16ο Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserkräuselung in einer Behandlung ausgebildet wird, die getrennt ist von der Behandlung, welche die haftende Verbindung zwischen aneinandergrenaenden Fasern an Berührungsstellen bewirkt«

17ο Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung, durch welche die haftende Verbindung ausgebildet wird, von einer Anordnung von

. BAD q,^;?:al

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27 - . 1660856

Druck auf die fasrige Bahrt begleitet ist oder diese darauf folgt.

löc "Verfahren ."nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf die faarige Bahn eine kurze Zeitspanne nach der Ausbildung der Haftung zwischen den Fasern angelegt wird»

13· Nicht verwebter Textilstoff,-hergestellt nach dem Verfahren einer der Ansprüche 9 bis 13_O

PATENTANWÄLTE

OfHNO, H. F<t!CKE, DJPL-UJO. H. BOHR DIW.-1NG. S.

. BAD OBJQiNAL

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