DE1635581A1

DE1635581A1 - Fasermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1635581A1
Application number: DE19651635581
Authority: DE
Inventors: Davis William John
Original assignee: Polymer Corp
Current assignee: Polymer Corp
Priority date: 1964-04-02
Filing date: 1965-04-01
Publication date: 1970-11-19
Also published as: GB1105032A

Description

PATENTANWÄLTE Λ λ λ γ- _{r Λ} _Λ

dr. W. Schalk · dipl.-ing. peter Wirth

DIPL.-ING.G. E.M.DANNENBERG · DR. V. SCH M I ED-KOWARZI K

6 FRANKFURT AM MAIN

GR. ESCHENH EIMER STR. 39 · POSTSCHECKKONTO: 15628 FR AN K FU RT/M AI N

Dr. Expi

I.April 1965

p SK/pi

THE POLYMER CORPORATION 2120 Fairmont Avenue Reading» Pennsylvania» U.S.A.

PASERMATERIAL UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dampf- bzw. gasdurchlässiges Vlies bzw. nicht gewebtes Gewebe aus Polyamiden und Verfahren und Mittel zu dessen Herstellung.

In den letzten Jahren wurde im Handel eine Anzahl von Fasermaterialien aus nicht-gewebten Kunstharzmaterialien angeboten. Diese besitzen gegenüber herkömmlichen gewebten

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Stoffen bestimmte Vorteile, vor allem im Hinblick auf ihre Haltbarkeit und einfache Herstellungsweise. Diese Stoffart kann anstatt mit üblichen Vorrichtungen gewebt und gestrickt zu werden, auf einfache Weise -rtm-lCombination von Strangpreß- und Kalandrierverfahren hergestellt werden. Ein besonderer Vorteil ist, daß den lasermaterialien (Vliesen) gleichzeitig mit dem abschließenden Kalandrieren jede beliebige Struktur oder Oberflächengestaltung gegeben werden kann.

Vielleicht der größte Nachteil bei der weitverbreiteten Verwendung von stranggepreßten und kalandrierten Kunstharzmaterialien ist ihre Undurchlässigkeit für Gase und Dämpfe und infolgedessen ihre Unfähigkeit zu "atmen". Wegen ihrer Undurchlässigkeit für Körperausdünstungen sind sie beim Tragen oder, wenn sie auf andere Weise mit Menschen in Berührung kommen, unbequem. Dieses durch die Peuchtigkeits-Undurchlässigkeit verursachte Unbehagen wird deutlich und unangenehm fühlbar, wenn man-an einem heißen Tag in einem mit Sitzen aus stranggepreßten Kunststoffbezügen ausgestatteten Auto fährt.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß bei Verwendung bestimmter neuer Verfahren Polyamid-Faservliese (nicht gewebte Materialien) hergestellt werden können, die dampf- und feuch-

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tigkeitsdurchlässig sind. Weiter wurde gefunden, daß übliche durch Weben, Stricken oder Verfilzen hergestellte Fasermaterialien mit Polyamidharzen überzogen werden können, ohne die gasdurchlässigen Eigenschaften des Originalgewebes zu zerstören. In diesem Fall verleiht der Polyamid-Überzug dem Gewebe Härte, Zähigkeit u_nd lange Haltbarkeit. In jedem Fall können dem Fasermaterial mit Hilfe von Kalandrierverfahren bestimmte Strukturen und Muster verliehen werden.

Ziel "der vorliegenden Erfindung sind Verfahren und Mittel zur Herstellung eines gasdurchlässigen Fasermaterials aus einem Polyamid.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein gasdurchlässiges Fasermaterial, das durch Kalandrierverfahren mit Strukturen und Mustern versehen werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein zähes, lange Zeit haltbares, gasdurchlässiges Fasermaterial aus einem Grundmaterial, das mit einer ⁿichtgewebten Polyamid-S^chutζ-schicht überzogen ist.

weiteres Ziel der Erfindung ist ein neues Fasermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung, wobei das Fasermaterial

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aus einer gewebten, gestrickten oder verfilzten GrundSchicht besteht, die mit einer aus einem Polyamid bestehenden gasdurchlässigen Schutzschicht überzogen ist.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht, indem man ein Polyamid bei erhöhten (Temperaturen in einer Flüssigkeit löst, die bei erhöhten Temperaturen als Lösungsmittel, jedoch bei Rau^mtemperatur als NichtLösungsmittel wirkt, eine Schicht dieser Lösung durch Verteilung derselben auf einer Oberfläche herstellt, die Lösung zur Bildung eines formbeständigen Materials abkühlt und das Lösungsmittel aus dem Material entfernt. Das erhaltene Fasermaterial ist hart, zäh, verschleißbeständig und gegenüber Gasen und Wasserdampf durchlässig. Es kann bei der Herstellung von Kleidungsstücken oder für viele andere Verwendungszwecke, wie z.B. Bezüge für Autositze, künstliches Leder oder andere Gegenstände, für welche Porosität gegenüber Feuchtigkeitsdampf erwünscht ist, verwendet werden. Außerdem kann das Fasermaterial mit Hilfe von Kalandrier- und Prägewalzen auf einfache Weise mit verschiedenen Struk-

türen ^-nä. Mustern versehen werden.

In einer Ausführung^form der vorliegenden Erfindung kann als Fläche, über die die Polyamid-Lösung verteilt wird, ein durch Weben, Stricken oder Verfilzen hergestelltes Faser-

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gewebe verwendet werden. In diesem lall kann die Lösung auf das Grundgewebe aufgesprüht oder auf andere Weise damit in Berührung gebracht und eine gleichmäßige Verteilung durch Vorrichtungen, wie Abstreifmesser und glatten Kalandrierwalzen, erzielt werden.

Wenn kein Grundgewebe verwendet wird, kann die Lösung zum Beispiel auf einer Walze verteilt und durch einen Walzenspalt zur Erzielung einer einheitlichen Dicke des erhaltenen lasermaterials geleitet werden. In diesem Fall können die Walzen abgekühlt werden, um das lasermaterial wenigstens zum Teil zu verfestigen, bevor es von den Walzen entfernt wird. Nach einem anderen Verfahren wird die Lösung über ein endloses Band oder dgl. verteilt und solange darauf gelassen, bis das Fasermaterial formbeständig ist. Bei Durchführung der vorliegenden Erfindung können auch andere bekannte Verfahren angewandt werden.

Das Lösungsmittel kann aus dem Polyamid durch übliche Mittel, am einfachsten durch Auslaugen entfernt werden. Da die meisten erfindungsgemäß verwendbaren Lösungsmittel wasserlöslich sind, ist es oft zweckmäßig, das Lösungsmittel durch Berührung des Jfasermaterials mit einem heißen Waeserbad zu entfernen.

Ein weiteres Mittel zur Entfernung des Lösungsmittels ist

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Verdampfung. Zur Vermeidung überhöhter Temperaturen, die wieder eine flüssige Phase schaffen würden, muß die Verdampfung jedoch unter einem Vakuum durchgeführt werden,und das Lösungsmittel muß schnell entweichen können.

Zu erfindungsgemäß brauchbaren Lösungsmittelttzählen mehrwertige Alkohole, von welchen Äthylenglykol, Propylenglykol und Glyzerin verwendet werden können und Triäthylenglykol besonders geeignet ist. Es ist auch möglich, bestimmte einwertige Alkohole zu verwenden, im ganzen sind sie jedoch im allgemeinen entweder weniger wirksam beim lösen der Polyamide oder sie sind etwas schädlich oder i^ anderer Weise unerwünscht.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyamide umfassen sämtliche synthetischen/Linear^i faserbildendäi Polyamide und ihre verschiedenen Homopolymerisate, Mischpolymerisate und Interpolymerisate. Von den bekannteren dieser Polymerisate, die in handelsüblichen Mengen leicht verfügbar sind, seien das Polymerisat von Hexamethylendiamin ^und Adipinsäure (Nylon 6/6)*, das Polymerisat von Hexamethylendiamin und Sebacinsäure (Nylon 6/10), das Polymerisat vonζ,-Caprolactam (Nylon 6) das Polymerisat von 11-Aminoundeoansäure (Nylon 11), das Polymerisat von Caprylactam (Nylon 8), das Mischpolymerisat

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oder Interpolymerisat von annähernd gleichen Anteilen . Hexamethylenadipinsäureamid, Hexamethyleneebaeinsäureamid und Caprolactam (im Handel unter der Bezeichnung Nylon 61 von DuPont), und Mischungen oder Gemische der °ben genannten Polymerisate und anderer erwähnt. Die Wahl des jeweiligen Polyamids sowie die Wahl des Lösungsmittels hängt von der für das Endprodukt gewünschten Härte und anderen physikalischen Eigenschaften ab. Beispielsweise liefert das °ben erwähnte Polyamidinterpolymerisat im allgemeinen ein weicheres Fasermaterial, was ^mit dem Niedrigeren Schmelzpunkt und den im allgemeinen nachgiebigeren Eigenschaften des Materials übereinstimmt. Andererseits liefert Nylon 6, das härter ist und einen höheren Schmelzpunkt hat, ein steiferes oder härteres Pasermaterial.

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- 8 - "
Beispiel

20 Gew.-^ eines Interpoiymerisates des Typs Nylon 6, 6/6 und 6/10 wurden in fein zerteilter Form 80 Gew.-^ Triäthylenglykol zugegeben. Die Mischung wurde auf ungefähr 150 175° C erhitzt ^und vorsichtig gerührt, bis das Nylon sich vollständig in dem Glykol gelöst hatte.

Zwei Stahlplatten von ^uJagefähr gleicher Größe wurden mit einem Formtrennmittel besprüht. Ein Tuch wurde über eine der Platten gespannt und die heiße Lösung über das Tuch gegossen und gleichmäßig darauf verteilt. Die andere Platte wurde darüber gelegt und beide Platten in eine hydraulische Presse gegeben, wo das mit der Lösung überzogene Gewebe einem Druck von ungefähr 7 at und einer Temperatur im Bereich von ungefähr 93 - 120⁰G ausgesetzt wurde. Nachdem die Platten 3 Minuten dieser Wärme und diesem Druck ausgesetzt waren, wurden sie durch zirkulierendes Wasser gekühlt und das Gewebe herausgenommen. Das mit dem Nylonüberzug versehene Gewebe wurde zuerst in Aceton und darauf in Wasser getaucht, um das Glykol zu entfernen. Nachdem d'as Material auf diese Weise ausgelaugt worden war, wurde es gespannt und getrocknet. Das erhaltene Fasermaterial war zäh, biegsam u_na. dampfdurchlässig. Die Erfindung ist im folgenden an Hand der

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- 9 Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen:

. 1 eine schematische Darstellung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen IPaeermaterials, bei dem eine Gewebeunterlage verwendet wird, und

3Pig. 2 eine der Mg. 1 ähnliche Darstellung des Verfahrens, bei dem jedoch keine Gewebeunterlage verwendet wird.

Gemäß Fig. 1 wird eine Lösung aus Glykol und Polyamid, wie in dem °ben erwähnten Beispiel beschrieben wurde, hergestellt, indem diese in einem Behälter 1, der mit Heizeinrichtungen 3 und einer Rühreinrichtung 2 zum vorsichtigen Hühren der Losung versehen ist, gemischt werden. Ein Fasertuch 5 wird kontinuierlich unter einer Sprüheinrichtung 4 durchgeführt, durch die die Lösung über das Tuch 5 verteilt wird. Ein Abstreifmesser 6 ist vorgesehen, das eine gleichmäßige Verteilung der Lösung auf dem Tuch gewährleistet, Nachdem das Tuch mit der Lösung bedeckt ist, wird es zwischen Kalandrierwalzen 7 geführt, wo eine geringere Temperatur herrscht, damit der Überzug erstarrt. Der durch die Walzen ausgeübte Druck dient ferner dazu, eine gleichmäßige Durchdringung des Tuches 5 mit der Lösung zu gewährleisten. Ferner kann ein Satz Prägewalzen 8 vorgesehen werden, der die Oberfläche des Gewebes mit einer gewünschten Struktur oder

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einem gewünschten Muster versieht.

Das Glykol wird aus dem Gewebe entfernt, indem es durch einen Auslaugebehälter 9 geleitet wird, der ein Heizelement 10 aufweist. Zweckmäßig enthält der Auslaugebehälter heißes Wasser.

Nachdem das Glykol aus dem Gewebe ausgelaugt worden ist, wird das Gewebe aus dem Auslaugebehälter 10 heraus und durch einen Trockenofen 11 geführt. Nach dem Trocknen wird es auf einer Aufnahmerolle 12 aufgewickelt.

Wie schon erwähnt wurde, ist es nicht unbedingt notwendig, die Polyamidlösung auf eine Gewebeunterlage aufzutragen. In diesem Pail besteht das fertige Pasermaterial nur aus dem feuchtigkeitsdurchlässigen Polyamid. Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gewebes ist in Pig. 2 dargestellt. Anstatt daß die Lösung auf eine Grundschicht gesprüht wird, wird die heiße Glykollösung auf ein endloses Band 15 gesprüht. Nachdem die lösung durch die Kalandrierwalzen 7 gelaufen und erstarrt ist, wird das Pasermaterial von dem Band 15 abgezogen ^und gelangt zwischen die Prägewalzen 8. Im übrigen gleicht die in Pig. 2 gezeigte Verfahrensweise der von Pig. 1.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Fasermaterial bestehend aus einem feuchtigkeitsdurchlässigen, nicht gewebten Polyamid.

2. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial unter dem Polyamid eine Grundschicht enthält.

3. Fasermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht aus einem Fasermaterial, vorzugsweise aus einem gewebten, gestrickten oder verfilzten Tuch, besteht.

4. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes aus einem feuchtigkeitsdurchlässigen nicht gewebten Polyamid, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyamid bei erhöhter Temperatur in einer Flüssigkeit, die bei Raumtemperatur als Nicht-Lösungsmittel, jedoch bei erhöhter Temperatur als Lösungsmittel wirkt, löst, eine Schicht dieser Lösung durch Verteilung derselben auf einer Oberfläche bildet, die schicht der Lösung zur Erzielung

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von Formbeständigkeit abkühlt und das Lösungsmittel aus der formbeständigen Schicht entfernt.

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung auf eine Temperatur abkühlt, bei welcher die Flüssigkeit ein Wicht-Lösungsmittel ist, wodurch eine feste Lösung entsteht, und das Lösungsmittel aus der festen Lösung entfernt.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel durch Auslaugen, vorzugsweise mittels heißen Wassers, oder durch Vakuumdestillation entfernt.

7. Verfahren nach Anspruch 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die formbeständige Schicht geprägt wird.

W 8. Verfahren nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die formbeständige Schicht von der Oberfläche entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem Fasermaterial, vorzugsweise aus einem gewebten, gestrickten oder verfilzten Tuch, besteht.

BAD ORIGINAL

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10. Verfahren nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mit der Lösung imprägniert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung unterstützt wird, indem die verteilte Schicht einem Druck unterworfen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 5-11, dadurch gekennzeichnet, daß als lösungsmittel ein mehrwertiger Alkohol verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Glykol, vorzugsweise Triäthylenglykol, verwendet wird.

Der Patentanwalt

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