DE1635583B1

DE1635583B1 - Gebundenes,flaechenhaftes Nonwoven-Material

Info

Publication number: DE1635583B1
Application number: DE19651635583
Authority: DE
Inventors: Shee Lup Jung; Joseph Claine Petersen
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1964-08-17
Filing date: 1965-08-17
Publication date: 1970-10-22
Also published as: BE668406A; NL138974B; NL6510732A; NL6510366A; DE1635582B1; DE1635583C2; GB1126990A; GB1122828A

Description

Die Erfindung betrifft ein gebundenes, flächenhaftes Nonwoven-Material mit einer Matrix aus künstlichen organischen Trägerfasern oder -fäden.

Derartige Vliesstoffe sind bekannt. So finden sich in einem Artikel von M ο ff et über neue Bindemethoden für Nonwoven-Materialien (Modern Textile Magazine, 1956, S. 62 ff.) Angaben über die Abhängigkeit der Festigkeit und anderer Eigenschaften von aus Trägerfasern und Bindefasern hergestellten Vliesstoffen von der Art der verwendeten Fasern, der Bindetemperatur und anderen Faktoren. Insbesondere ist in der genannten Arbeit der Zusammenhang zwischen der Bindetemperatur und der Art der entstehenden Bindung zwischen Trägerfasern und Bindefasern aufgezeigt.

Bisher ist man bestrebt gewesen, gebundene Vliesstoffe hinsichtlich ihrer sämtlichen physikalischen Eigenschaften möglichst isotrop zu gestalten. Eine solche Isotropie läßt sich z. B. hinsichtlich der Bruchfestigkeit der an dem Faserverband beteiligten Fasern durch Verwendung einer einzigen Art von Fasern ohne weiteres erreichen. Die Festigkeit der einzelnen Bindungen in dem gebundenen Vliesstoff wird jedoch immer gewissen Schwankungen unterliegen, weil es selbst bei sorgfältigster Steuerung der Bindetemperatur und des gegebenenfalls beim Binden angewandten Druckes nicht möglich ist, an jedem einzelnen Fadenkreuzungspunkt in mikroskopischem Maßstab genau identische Bindebedingungen einzuhalten. Grundsätzlich war man jedoch bemüht, Vliesstoffe herzustellen, bei denen die Gesamtbindung auf einer Vielzahl untereinander im wesentlichen etwa gleichstarker Individualbindungen beruht.

Eine Nonwoven-Teppichgrundlage ist zwar bereits aus der belgischen Patentschrift 644 588 bekannt; dieser eigengebundene Polypropylenvliesstoff kann jedoch nur in einem sehr engen Bereich von Bindungsbedingungen hergestellt werden, die praktisch schwer realisierbar sind, und das Produkt ist gegen Variationen der Tufting-Nadeln, wie Nadeln mit Graten, Widerhaken oder Fehlgrößen, sehr empfindlich.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß die Zahl der Bindungen in dem gebundenen Faservlies und die Bindungsfestigkeiten eine wesentliche Auswirkung auf die charakteristischen Eigenschaften von Grundlagematerial für Tuftingstoffe haben. Wenn die Tufting-Nadeln das Material durchdringen, werden die Fasern verschoben und um die Tuftinggarne herum ausgerichtet. Wenn die Bindungen zwischen den einzelnen Fasern nicht schwächer sind als die Fasern selbst, kommt es bei dieser Arbeit zu zahlreichen Faserbrüchen, was sich nachteilig auf die Zugfestigkeit des fertigen Teppichs auswirkt. Sind die Bindungen andererseits zu schwach, so können sich die Fasern zwar frei bewegen, und es kommt kaum zum Faserbruch; das Material hat dann aber eine zu geringe Raumbeständigkeit und schrumpft im Färbebottich sehr stark in der Querrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gebundenes flächenhaftes Nonwoven-Material zur Verfügung zu stellen, das auf Grund seiner physikalisch-technischen Eigenschaften besonders gut zur Verwendung als Grundlagenmaterial für Tuftingstoffe geeignet ist. Von Grundlagen für Tuftingstoffe wird folgendes verlangt: sie müssen nicht nur eine hohe Zugfestigkeit, sondern auch eine hohe Weiterreißfestigkeit haben, damit die Vliesstruktur beim Durchgang der mit Widerhaken versehenen Tuftingnadeln möglichst wenig geschädigt wird, weil sich eine solche Schädigung der Grundlage entscheidend auf die Festigkeit des fertigen Teppichs auswirkt. Es ist zwar aus der Nähtechnik bekannt, diese Schwierigkeit durch Verwendung besonders dünner Nadeln zu umgehen; eine derartige Problemlösung ist jedoch bei Tuftingstoffen nicht möglich, weil die Tuftingnadeln ungefähr alle die gleiche Dicke aufweisen. Ferner müssen Grundlagen für Tuftingstoffe so beschaffen sein, daß die fertige Ware eine gute Zugfestigkeit und eine gute Breitenbeständigkeit beim Färben im Bottich aufweist.

Das Erfordernis einer hohen Zugfestigkeit und Breitenbeständigkeit beim Färben spricht dafür, einerseits Fäden mit einer bestimmten Mindestfestigkeit zu verwenden, andererseits aber auch die Bindungen zwischen den Fäden nicht zu schwach zu machen. Das Erfordernis einer hohen Weiterreißfestigkeit andererseits spricht dafür, die Bindungen zwischen den Fasern nicht zu stark zu machen, damit beim Eindringen der Tuftingnadeln jeweils einzelne Bindungen leicht aufgehen können, während die übrigen intakt bleiben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Bedürfnis nach einem Nonwoven-Material, welches sich in bezug auf alle oben erörterten Gesichtspunkte besonders gut als Grundlagenmaterial für Tuftingstoffe eignet, befriedigt werden kann, wenn nicht nur die einzelnen Fasern eine bestimmte Mindestbruchfestigkeit aufweisen, sondern auch zwischen den Festigkeiten der am Vliesverband beteiligten Individualbindungen unter sich eine vergleichsweise große Streuung (Varianz) besteht, und wenn außerdem dem Vliesstoff in an sich bekannter Weise ein Gleitmittel beigefügt ist.

Von besonderer Bedeutung ist dabei die breite Streuung der Bindungsfestigkeiten, weil dadurch erreicht wird, daß einerseits genügend Bindungsstellen vorhanden sind, die bei mechanischer Beanspruchung aufgehen können, wodurch der Stoff eine hohe Weiterreißfestigkeit erhält, andererseits aber auch genügend feste Bindungsstellen vorhanden sind, die ein übermäßiges Eingehen im Färbebottich verhindern.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein gebundenes flächenhaftes Nonwoven-Material mit einer Matrix aus künstlichen organischen Trägerfasern oder -fäden mit einer Bruchfestigkeit von /b (g), wobei die Fasern in dem Flächengebilde pro 1 cm³ Vliesvolumen durch JV₆ Bindungspunkte miteinander verbunden sind, wobei die Bruchfestigkeit der einzelnen Bindungspunkte s_x (g) beträgt und wobei die durchschnittliche Bruchfestigkeit der Bindungspunkte S(g) ist und wobei das Quadrat der Abweichung (Varianz) der einzelnen Bindungspunktfestigkeiten S_x vom Durchschnittswert S den Wert

m - 1 hat und wobei die Faktoren

A = JV₆ · S (g· cm-³) und

_ A N_b-S , _3, B = -^- = -Λ— (cm"³)

fs

Kriterien für die Gebrauchseigenschaften des Materials sind, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Verwendung als Grundlagenmaterial für Tuftingstoffe die vorbezeichneten Parameter folgende Bedingungen erfüllen:

a) Bruchfestigkeit der Faser f_B in dem gebundenen, flächenhaften Material gleich oder größer als 7g,

b) Bruchfestigkeit der einzelnen Bindungspunkte s_x kleiner als f_B,

c) durchschnittliche Bruchfestigkeit S der Bindungspunkte größer als 0,9 g,

d) Quadrat der Bruchfestigkeitsabweisung σ² gleich oder größer als 4 g²,

e) Faktor A gleich oder größer als 5 · iff g/cm³,

f) Faktor B gleich oder kleiner als 9 · 10³ cm"³,

g) Beifügung eines polaren inerten Gleitmittels in einer Menge von 0,3 bis 5% des Vliesgewichts.

Die Streuung oder Varianz hat die aus der statistischen Analyse bekannte Bedeutung:

σ² =

(S - S_x)²

m-1

Hierin ist

O^ die Varianz,

S das arithmetische Mittel der Bindungsfestigkeiten,

S_x der gemessene Wert der einzelnen Bindungsfestigkeiten und

m die Zahl der Bestimmungen.

Unter der Faser-Bruchfestigkeit ist die Bruchfestigkeit der Trägerfaser in dem gebundenen, flächenhaften Material zu verstehen.

Die absolute Zahl der Bindungen in dem flächenhaften Material wird mit n_b, die Bindungskonzentration (Zahl der Bindungen je Kubikzentimeter) mit JV,, bezeichnet.

Die Bindungsfestigkeit wird folgendermaßen bestimmt: Eine Probe des gebundenen, flächenhaften Nonwoven-Materialsvon5 χ 0,32 cm wird ihrer Dicke nach in so viele (gewöhnlich 3 bis 10) Schichten zerlegt (entschichtet), wie sich ohne Verzerrung oder Zerreißen der Einzelstreifen erhalten lassen. Durch diese Maßnahme erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, daß sich ein einzelner Bindungsbruch verfolgen läßt, während die Wahrscheinlichkeit, daß gleichzeitig mehrere Bindungen brechen, sehr gering ist. Jede der Schichten wird in einem Instron-Zugfestigkeits-Prüfgerät bei einem Klemmenabstand von 2¹Z₂ cm und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,05 cm/Min, auseinandergezogen. Das Instrument ist dabei so eingestellt, daß 40 g der vollen Skalenbreite entsprechen, so daß man auf 0,1 g genau ablesen kann. Bindungen mit Festigkeiten unter 0,1 g werden nicht gemessen. Eine typische Meßkurve ist in F i g. 5 gezeigt. Die Maximalspannung F_n, ist die Spannung, die erreicht wird, bevor irgendeine Bindung bricht, d. h. bei der alle Bindungen verfügbar sind, um die Spannung aufzunehmen.

Für die maximale Bindungsfestigkeit gelten die folgenden Beziehungen:

F_m = Bindungszahl χ durchschnittliche Bindungsfestigkeit,

worin n_bi die Zahl der Bindungen mit der Festigkeit S₁ bedeutet.

Wenn man die Spannungs-Dehnungskurve der F i g. 5 über den Schemel F_n, hinaus verfolgt, sind weitere Scheitel zu beobachten. Der Unterschied im Spannungsgrad zwischen benachbarten Scheiteln kann auf den Bruch einer Bindung zurückgeführt werden und kennzeichnet daher die Festigkeit einer Bindung oder die Bindungseinzelfestigkeit.

Da

F_n, =

•*m —

n_biS_t,

ist, kann man an Hand einer Untersuchung der Spannungs-Dehnungskurve die Zahl der Bindungen und ihre Festigkeit errechnen. Wenn die beim Auszählen und Messen der Scheitel erhaltene Summation von n_biSi = F_1n ist, kann angenommen werden, daß die folgenden Scheitel der Kurve das firgebnis von Faserbrüchen sind.

Das wiederholte Abfallen der Belastung nach Erreichen der maximalen Spannung (F_m), das in der Abbildung mit S₁, S₂ usw. bezeichnet ist, kann auf den Bruch von einzelnen Bindungen zurückgeführt werden.

Beim Dehnen einer beim Entschichten erhaltenen Schicht verteilt sich die gemessene Spannung F auf die Bindungen, die die Spannung in dem spannungsbelasteten Abschnitt des Streifens aufnehmen. Das Spannungspotential eines solchen Abschnitts ist gleich dem Produkt der Zahl der Bindungen n_b, die die Spannung aufnehmen, und ihrer durchschnittlichen Festigkeit S. Wenn die auf die Schicht wirkende Kraft den Wert von n_bS für den schwächsten Abschnitt der Schicht überschreitet, beginnen an diesem Punkt Bindungen in dem Abschnitt zu brechen. Hieraus ergeben sich die auf F_n, in Fi g. 5 folgenden Scheitel. Jeder Scheitel stellt einen Bindungsbruch dar. Der Unterschied im Spannungsgrad zwischen benachbarten Scheiteln ist gleich der Festigkeit der Bindung, deren Bruch hier seinen Niederschlag gefunden hat. Man erfaßt diese tabellarisch, bis die Summe von n_biSi(n_bS) gleich der maximalen Spannung F_m ist, die für den von dem Bruch betroffenen Abschnitt der Schicht verzeichnet wurde. Die Schicht wird dementsprechend gedehnt, bis die Werte von n_bS und F_m die gewünschte Übereinstimmung ergeben.

Von dem Abschnitt mit dem Bindungsbruch werden vor und nach der Bindungsbruchprüfung photographische Mikroaufnahmen angefertigt, und durch Vergleich dieser Aufnahmen mißt man den Bereich der Zerstörung. Die Dicke der ursprünglichen Probe läßt sich leicht nach bekannten Methoden messen. Aus dem Bereich des Bindungsbruchs und der Dicke der ursprünglichen Materialprobe kann man das Gesamtvolumen der Probe errechnen, in dem der Bindungsbruch eingetreten ist.

Außerdem müssen aber auch noch die Bindungen ermittelt werden, die beim Entschichten gebrochen worden sind. Ein Maß für diese Bindungen erhält man, indem man die Proben in dem Instron-Prüfgerät bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,127 cm/

Min. entschichtet und die Zahl und Festigkeit der Bindungen verzeichnet, die in einem Bereich brechen, der gleich dem bei der oben beschriebenen Zugprüfung in Mitleidenschaft gezogenen ist. Diese Zahl wird

dann mit der Anzahl der durchgeführten Entschichtungen multipliziert. Aus den in den einzelnen Schichten sowie beim Entschichtungsvorgang bestimmten Bindungsfestigkeiten errechnet man die durchschnittliche Bindungsfestigkeit, die Zahl der Bindungen und die Varianz der Bindungsfestigkeiten. Aus dem Bereich des Bindungsbruchs, der Dicke der Probe und der Zahl der Bindungen, die gebrochen sind, kann die Zahl der Bindungen je Kubikzentimeter errechnet werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Diagramme der Fig. 1 bis 5 jeweils den typischen Verlauf von Kurven zeigen, wie sie bei einer sehr großen Zahl von Messungen beobachtet werden.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Breitenverlust beim Färben im Bottich von getufteten, flächenhaften Nonwoven-Materialien und der durchschnittlichen Festigkeit E der Bindungen in den ungetufteten Materialien;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Breitenverlust von getuftetem, flächenhaftem Nonwoven-Material beim Färben im Bottich und der Varianz σ² der Bindungsfestigkeiten bei den ungetufteten Materialien;

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Beziehung'zwischen dem Breitenverlust getufteten, flächenhaften Nonwoven-Materials beim Färben im Bottich und dem Produkt (N_bS) aus der Zahl N_b der Bindungen je Kubikzentimeter und der durchschnittliehen Bindungsfestigkeit S des ungetufteten Materials;

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Grab-Zugfestigkeit des getufteten, flächenhaften Nonwoven-Materials und dem durch die Faserbruchfestigkeit / dividierten Produkt N_bS bei dem ungetufteten Material;

F i g. 5 -zeigt eine typische Spannungs-Dehnungskurve, die bei der Bestimmung der einzelnen Bindungsfestigkeiten erhalten wird;

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung an einem gebundenen, flächenhaften Material gemäß der Erfindung die Trägerfasern 1 und die Bindungen 2.

Die Grab-Zugfestigkeit wird nach der ASTM-Prüfnorm D-1682-64 bestimmt. Sie ist ein Maß für die Festigkeit eines Stoffes von unbestimmter Breite. Die Bestimmung ist eine Nachahmung des Ergreifens des Textilstoffs mit beiden Händen und Auseinanderziehens, bis der Stoff zerreißt (vgl. auch Koch — S at Io w, Großes Textil-Lexikon, 1965, Band 1, Seite 538).

Im Sinne der Erfindung muß die Bindungsfestigkeit mindestens 0,1 g und die durchschnittliche Bindungsfestigkeit S mindestens 0,9 g betragen. Ist sie geringer als 0,9 g, so laufen die fertigen Teppiche beim Färben im Bottich zu stark ein (vgl. Fig. 1). Andererseits darf die durchschnittliche Bindungsfestigkeit natürlich nicht höher als die durchschnittliche Faserbruchfestigkeit sein. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Bindungsfestigkeit nicht mehr als etwa 40% der Faser-Mindestbruchfestigkeit von 7 g. Wie F i g. 1 zeigt, läuft die Probe A mit einer durchschnittlichen Bindungsfestigkeit von 0,55 g beim Färben im Bottich um 26% ein, während die Probe B mit einer durchschnittlichen Bindungsfestigkeit von 1,2 g beim Färben nur um 2,3% einläuft. Die beiden Proben haben ungefähr die gleiche Bindungskonzentration, Probe A 6,95 χ 10⁴ Bindungen/cm³ und Probe B 5,85 χ 10⁴ Bindungen/cm³.

Ferner müssen erfindungsgemäß die Festigkeiten der Einzelbindungen eine solche Verteilung aufweisen, daß die Varianz mehr als 4 beträgt. Wie F i g. 2 zeigt, nehmen die Breitenverluste beim Färben im Bottich unterhalb dieses Varianzgrades rasch zu. Diese Kurve gilt für untergebundenes Material mit einer Varianz unter 4, also einer engen Verteilung schwacher Bindungen. Bei übergebundenen Stoffen mit einer engen Verteilung sehr fester Bindungen (Varianz unter 4) ist die Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand zu gering. Die erfindungsgemäß geforderte breitere Verteilung der Bindungsfestigkeiten bietet auch den verfahrenstechnischen Vorteil, daß der Bindungsvorgang innerhalb weiterer Temperaturgrenzen durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß muß ferner das Produkt aus der Bindungskonzentration JV₆ und der durchschnittlichen Bindungsfestigkeit S mindestens 5 χ 10⁴ g/cm³ betragen. F i g. 3 zeigt den scharfen Anstieg des Breitenverlustes beim Färben im Bottich, wenn der Wert JV₆S unter 5 χ 10⁴ g/cm³ sinkt. Maßgebend ist hierbei das Produkt JV₆S, weil man um so weniger Bindungen benötigt, je höher die durchschnittliche Bindungsfestigkeit ist.

Schließlich gibt es im Sinne der Erfindung eine obere Grenze für das Verhältnis der Bindungsstärke, d. h. des Produkts aus Bindungskonzentration und durchschnittlicher Bindungsfestigkeit, zur Faserbruchfestigkeit; denn da es für die Weiterreißfestigkeit wesentlich ist, daß bei einer bestimmten mechanischen Beanspruchung eher Bindungen aufgehen als Fasern brechen, kann die Bindungsstärke um so größer sein, je höher die Fadenbruchfestigkeit ist. Daher gilt im Sinne der Erfindung, daß

N_h-S

nicht größer als 9 · 10³/cm³ sein soll. Wie F i g. 4 zeigt, nimmt die Grab-Zugfestigkeit des getufteten Erzeugnisses wesentlich zu, wenn der Wert

N_h-S

unter 9 · 10³/cm³ sinkt.

Die Bindungsfestigkeit läßt sich durch die Art der Herstellung der gebundenen Vliesstoffe nach Wunsch beeinflussen. So kann man z. B. beim Binden mehrere harzartige Bindemittel mit unterschiedlichen Eigenschaften verwenden, so daß man bei gleicher durchschnittlicher Bindungsfestigkeit eine weite Streuung der Festigkeiten der einzelnen Bindungsstellen erhält. Man kann aber auch mit einem einzigen Bindemittel arbeiten und die Größe der Bindungsstellen variieren, um zu dem gleichen Ergebnis zu gelangen. Schließlich ist es auch möglich, die Bindungskonzentration durch die angewandte Bindemittelmenge zu steuern. Das Bindemittel kann grundsätzlich aus Dispersion, aus Lösung, als Granulat oder Pulver oder in Form von Fasern angewandt und im Bedarfsfalle durch Wärme aktiviert werden.

Die Faservliese selbst können aus Stapelfasern, Endlosfäden oder Kombinationen beider bestehen. Die Produkte der britischen Patentschrift 932 482 werden bevorzugt. Besonders bevorzugt werden Vliese aus isotaktischen Polypropylenfäden, bei denen die Trägerfäden (A) stark und die Bindefäden (B) schwach

7 8

orientiert sind. Beim Erhitzen bilden sich drei Arten Spinndüse bei 220° C. Die Lochdurchmesser beider

von Bindungen aus, nämlich A-A, A-B und B-B. Da Düsen betragen 0,038 cm. Die Fäden aus der 30-Loch-

die beiden Polypropylenarten verschiedene Erwei- Spinndüse werden in fünf Umschlingungen um eine

chungstemperaturen haben, die sich aber gewöhnlich Zuführwalze geführt, die bei einer Oberflächentem-

um nicht mehr als 5 bis 10° C voneinander unter- 5 peratur von 118°C mit einer Oberflächengeschwindig-

scheiden, läßt sich auf diese Weise durch Temperatur- keit von 222 m/Min, umläuft, und von einer leer-

steuerung leicht die gewünschte hohe Varianz in den laufenden, in bezug auf die Zuführwalze verschränkten

Bindungsfestigkeiten erreichen, wobei im allgemeinen Walze mitgenommen, und laufen von der Zuführwalze

eine Temperaturtoleranz von 3° C, vorzugsweise von in fünf Umschlingungen um ein kaltes Walzenpaar

1°C, zugelassen werden kann. Die Bindefasern können io (Leerlaufwalze und Streckwalze), das mit einer Ober-

auch aus schwach orientierten Segmenten bestehen, fiächengeschwindigkeit von 785 m/Min, umläuft. Die

die sich längs des gleichen Fadens mit hochgradig Fäden von der 5-Loch-Spinndüse laufen zunächst um

orientierten Segmenten abwechseln, wobei die letzteren eine bei einer Oberflächentemperatur von 95° C mit

als Trägerfasern wirken. einer Oberflächengeschwindigkeit von 642 m/Min.

Die zur Verwendung für Tuftingstoffe bestimmten 15 rotierende Walze, wobei sie diese auf ihrem halben flächenhaften Nonwoven-Materialien gemäß der Er- Umfang berühren, und dann um eine kalte Streckfindung haben gewöhnlich ein Flächengewicht von 68 walze, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von bis 170 g/m², vorzugsweise von 102 bis 136 g/m². Der 779 m/Min, rotiert, und mit der sie ebenfalls auf 180° Titer der hochgradig orientierten Fäden kann im ihres Umfanges in Berührung stehen. Die Fäden von Bereich von etwa 3 bis 15 den liegen, muß aber natür- 20 beiden Spinndüsen laufen dann zusammen und werden lieh für eine Bruchfestigkeit von mindestens 7 g aus- so geführt, daß die schwach orientierten Fäden gleichreichen. Bei der Wahl des Titers der Grundfäden muß mäßig unter den stark orientierten Fäden verteilt auch ein möglicher Festigkeitsverlust beim Binden werden. Man beaufschlagt die Fäden elektrostatisch berücksichtigt werden. mit einer Korona-Entladungsvorrichtung, führt sie in

Als" Gleitmittel wird erfindungsgemäß ein polares 25 eine Abziehdüse und legt sie auf einem laufenden Band

inertes Gleitmittel in einer Menge von 0,3 bis 5% des zu einer Nonwoven-Schicht aus regellos verteilten

Vliesgewichts verwendet. Solche Gleitmittel sind z. B. Endlosfäden ab. Zur Gewinnung der Fadenschichten,

Methylhydrogenpolysiloxan, Dimethylpolysiloxan, die in der nachfolgenden Weise gebunden werden,

Äthylsilicat^-Äthylhexylsebaca^DioctylsebacatjAce- schneidet man aus diesem Produkt zwei Abschnitte

tyl-2-äthylhexylcitrat, raffiniertes Kokosnußöl, Ka- 3° heraus.

liumoleat, Kalium-n-octylphosphat, Diäthanolamin- Die beiden Vliesschichten werden gebunden, indem

salze von C₈- bis Q₂-AlkyI-hydrogenphosphaten und man sie unter mechanischer Druckeinwirkung zwi-

gemischte n-Octyl-ß-hydroxyäthylester der Phosphor- sehen einer porösen Metallplatte und einer massiven

säure. Polysiloxane werden bevorzugt. .. Platte, die beide mit Tuch belegt sind, mit einer Ge-

Da ein Teil des Gleitmittels immer ins Innere der 35 schwindigkeit von 9 m/Min, auf einer Strecke -yon

Fasern eindringt, ist die Gleitmittelmenge innerhalb 94 cm durch eine mit Wassersattdampf unter Uber-

des genannten Bereichs so zu bemessen, daß die für druck gefüllte Kammer führt. Die gebundenen Faden-

die Gleitwirkung erforderliche Menge an der Faser- vliese werden zur Vorbereitung für das Tuften in eine

oberfläche zurückbleibt. 4%ige wäßrige Dispersion eines Polysiloxans (Gleit-

Da die gleitmittelbehandelten Vliesstoffe dünner 40 mittel) getaucht, die 0,4% Natriumalkylarylsulfonat

hergestellt werden können als die herkömmlichen (oberflächenaktives Mittel) enthält, und dann zwischen

Jutegrundlagen, wird auf diese Weise ein größerer Teil zwei Walzen bei einem Druck am Walzenspalt von

der Florfasern wirksam ausgenutzt. 3,5 kg/cm² und einer Geschwindigkeit von 1,4 m/Min.

Da die gleitmittelbehandelten Endlosfaden-Non- abgequetscht und in einem Heißluftofen 45 Minuten

wovenmaterialien gemäß der Erfindung weniger stark 45 bei 93° C getrocknet. Dann werden die Fadenvliese

durch die Tuftingnadeln beschädigt werden, können unter den folgenden Bedingungen getuftet:

sie mit hoher Stichdichte (z. B. 4,7 bis 5,9 Stichen je cm) Abstand zwischen den Nadeln ... 0,48 cm

gleichmäßig getuftet werden. Geschwindigkeit

Beispiel 1 Maschinenhübe/Min 400

...-....,,, . ,· ⁵° Stiche/cm 2,8

Es werden zwei gebundene, flachenhafte Materialien „, _„_nn ,

(1Aund 15)hergestellt,indemmanzweiVliesschichten Vorgarn 5/UU üen^aus

aus 86% stark und 14% schwach orientierten Fäden „ J, ~.,"

aus isotaktischem Polypropylen mit einem Schmelz- η os a en

index von 12 (bestimmt nach der ASTM-Prüfnorm 55 Tufthöhe 1,11 cm

D-1238 bei 230°C unter einer Belastung von 2,16 kg) Florart Schlinge

unter verschiedenen Bedingungen bindet. Für die Die Einzelheiten der Schichtbindung, die Kennhochgradig orientierte Komponente werden die Fäden werte der gebundenen Vliesstoffe sowie die Eigenauf das 3,5fache verstreckt. Sie gaben dann einen schäften der getufteten Proben sind in Tabelle I zu-Fadentiter von 7,48 den und eine Festigkeit von 6° sammengestellt. Beide Proben zeigen eine beträchtliche 4,03 g/den. Für die schwach orientierte Komponente Grab-Zugfestigkeit (vgl. ASTM-Prüfnorm D-1682-64). werden die Fäden auf das 1,21 fache verstreckt; diese Die Probe IA ist untergebunden, und die Werte der Fäden haben einen Fadentiter von 7,73 den und eine Varianz und des Produkts N_bS liegen außerhalb der Festigkeit von 1,62 g/den. Grenzen, die erfindungsgemäß einzuhalten sind. Diese Schichtherstellung: Man erspinnt 86% der Fäden ⁶5 getuftete Ware zeigt einen unbefriedigenden Breitenmit einem Durchsatz von 18 g/Min, durch eine 242° C verlust beim Färben im Bottich. Die Probe 1B ist ein heiße 30-Loch-Spinndüse und 14% der Fäden mit Beispiel für ein flächenhaftes Nonwoven-Material einem Durchsatz von 3 g/Min, durch eine 5-Loch- gemäß der Erfindung.

009543/257

Tabelle I

Flächengewicht, g/m²

Bindungsbedingungen Wassersattdampfdruck,

kg/cm²

Bindungskontaktzeit, Sek.

Auf die Schicht ausgeübter mechanischer Druck,

g/cm² je g/m²

Kennwerte der gebundenen Vliesstoffe

Durchschnittliche _ Bindungsfestigkeit S, g..

Varianz σ²

Bindungszahl/cm³ · S(N_bS),

g/cm³

Faserbruchfestigkeit/, g..

N_bS ■ 3

—τ- je cnr

Eigenschaften der getufteten Proben

Grab-Zugfestigkeit*), kg..

Breitenverlust beim Färben

im Bottich, %

*) ASTM D-1682-64.

Probe

IA

136

4,6 6,2

1,56

0,98

2,75

3,42 · ΙΟ⁴ 24,2

1,4 ■

75 22

IB

130

5,3 6,2

1,56

1,04 5,35

11,5 · 24,0

4,79 ·

60 3,8

IO

20

3°

Beispiel 2

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wird ein gebundenes, flächenhaftes Material aus 86% stark und 14% schwach orientierten Fäden aus isotaktischem Polypropylen mit den folgenden Abänderungen hergestellt:

Temperatur der 30-Loch-Spinndüse 230° C Temperatur der 5-Loch-Spinndüse 224° C

Oberflächengeschwindigkeit der auf 118° C beheizten Walze 207 m/Min.

Oberflächengeschwindigkeit der Streckwalzen für die stark orientierten Fäden 823 m/Min.

45

Die Fäden von der 5-Loch-Spinndüse werden einer kalten Walze zugeführt, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 604 m/Min, rotiert, wobei die Fäden mit dieser Walze auf 270° ihres Umfanges in Berührung stehen.

10

Tabelle Il

Verstreckungsverhältnis

Fadentiter, den

Festigkeit, g/den

Stark

orientierte

Fäden

4,0 7,5 4,20

Schwach

orientierte

Fäden

55

8,0

1,5

60

Druck des Wassersattdampfs beim Binden: 6,7 kg/

Flächengewicht, g/m²

Eigenschaften des gebundenen Mafenäls

Durchschnittliche Bindungsfestigkeit S 2,41

Varianz σ² ^ _. 29,3

Bindungszahl/cm³ · S (N_bS) 56,1 · 10⁴g/cm³

Faserbruchfestigkeit/ 17,3

N_bS

32,4 · 107cm³

Die Eigenschaften dieses Materials sind in Tabelle II zusammengestellt. Das gebundene Fadenvlies wird gemäß Beispiel 1 mit einem Gleitmittel behandelt und getuftet.

65 Eigenschaften des getufteten Materials Grab-Zugfestigkeit, kg

Breitenverlust beim Färben im Bottich, %

Dieses gebundene Material ist stark übergebunden und zeigt nach dem Tuften einesehr schlechte Grab-Zugfestigkeit, weil der Wert —4— zu hoch ist.

Beispiel 3

Nach der Arbeitsweise des Beispiels 2 werden zwei Nonwoven-Schichten aus Endlosfäden aus isotaktischem Polypropylen mit der Abänderung hergestellt, daß man das Verstreckungsverhältnis der stark orientierten Fäden verändert. Die Verfahrensvariablen sind in Tabelle III angegeben. Vor dem Tuften werden die gebundenen Fadenvliese gemäß Beispiel 1 mit einem Gleitmittel behandelt. Die getuftete Probe 3 A weist eine gute Ausgewogenheit von Grab-Zugfestigkeit und Breitenverlust beim Färben im Bottich auf. Bei der Probe 3 B ist der Breitenverlust beim Färben im Bottich bei gleicher Zugfestigkeit zu hoch. Diese Kennwerte und die Eigenschaften der gebundenen Schichten sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle III

40 Stark orientierte Fäden

Zuführgeschwindigkeit, m/Min

Streckgeschwindigkeit, m/Min.

Streckverhältnis

Festigkeit, g/den

Fadentiter, den

Schwach orientierte Fäden Walzengeschwindigkeit, m/Min.

Festigkeit, g/den

Fadentiter, den

Wasserdampfdruck beim Binden,

kg/cm²

Tabelle IV

Probe

3A

222

824 3,7 3,5 7,4

604 1,56 8,8

4,9

3B

322

699 2,2 2,38 9,2

604 1,38 9,9

4,1

Flächengewicht, g/cm²

N_bS

Probe

3A

127 1,36 4,93 6,46 · ΙΟ⁴

3B

137 0,35 0,14 0,54 · 10*

Fortsetzung

N_hS

f

Grab-Zugfestigkeit im

getufteten Zustand, kg
Breitenverlust beim
Bottichfärben, %

Probe

3A

23,3 2,77 · 10³

2,3

3 B

17,7 0,30 · 10³

61

22

Fortsetzung

Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand,
kg

Breitenverlust
beim Bottichfärben, % ....

5,5

Probe 4B

56

4,3

4C

71

3,8

Beispiel 4

Nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 werden drei Nonwoven-Schichten aus Endlosfäden aus isotaK-tischem Polypropylen mit der Abänderung hergestellt, daß man das Verstreckungsverhältnis der schwach orientierten Fäden verändert. Die Verfahrensvariablen sind in Tabelle V angegeben. Vor dem Tuften werden die gebundenen Fadenvliese gemäß Beispiel 1 mit einem Gleitmittel behandelt. Die drei Proben genügen allen Anforderungen gemäß der Erfindung. Diese Kennwerte und die Eigenschaften der getufteten Materialien sind in Tabelle VI zusammengestellt.

Tabelle V	4A	Probe	4C
		4B

Stark orientierte Fäden	205		204
Zuführgeschwindig		215
keit, m/Min	784		784
Streckgeschwindigkeit,	3,5	784	3,8
m/Min	4,00	3,6	4,30
Streckverhältnis	8,3	4,10	7,4
Festigkeit, g/den		8,0
Fadentiter, den
Schwach orientierte
Fäden	240		426
Zuführgeschwindig		292
keit, m/Min	778		778
Streckgeschwindigkeit,	3,2	778	1,8
m/Min	3,68	2,7	2,12
Streckverhältnis	8,5	3,0	8,4
Festigkeit, g/den ....		8,0
Fadentiter, den	6,0		5,7
Wasserdampfdruck beim	6,2
Binden, kg/cm²

	Tabelle	Vl	Probe 4B	4C
	4A	144	136
Flächengewicht,	140	1,50 9,45 17,3 · 10⁴ 24,9 6,95 · 10³	1,41 6,71 10,7 · 10⁴ 23,1 4,64 · 10³
*E.....*	1,23 7,25 11,8 ■ 10⁴ 24,4 4,83 · 10³
σ²
*N_bE*

N„S
f

Beispiel 5

Nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 werden drei Nonwoven-Schichten aus Endlosfäden aus isotaktischem Polypropylen mit der Abänderung hergestellt, daß man die Menge der schwach orientierten Polypropylenfaden durch Veränderung ihrer Zahl variiert, während die Zahl der stark orientierten Fäden gleichbleibt. Die Verfahrensvariablen sind in Tabelle VII angegeben. Vor dem Tuften werden die gebundenen Fadenvliese gemäß Beispiel 1 mit einem Gleitmittel behandelt. Die getufteten Proben 5A und 5 B weisen eine gute Ausgewogenheit von Grab-Zugfestigkeit und Breitenverlust beim Färben im Bottich auf. Bei der Probe 5 C ist der Breitenverlust beim Färben im Bottich bei der gleichen Zugfestigkeit zu hoch, weil die Werte von σ² und N_bS zu niedrig sind. Diese Eigenschaften und die Struktureigenschaften der gebundenen Proben sind in Tabelle VIII zusammengestellt.

Tabelle VII

Schwach orientierte
Fäden, Gewichtsprozent

Wasserdampfdruck beim
Binden, kg/cm²

Flächengewicht, g/m² ..

5A

5,9

117

Probe 5B

25

5,2 133

5C

50

4,4 117

Tabelle VIII

S

N_bS

N_bS-

f

Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand,

kg

Breitenverlust
beim Bottichfärben, %

5A

1,49
4,73

12,0 · 10'
23,3

5,15 · ΙΟ³

3,8

Probe 5B

1,41 11,8

9,28 · 10⁴ 23,0

4,03 ■ 10³

68

4,0

5C

0,72 1,66

2,39 · 10⁴ 21,2

1,13 · 10³

52

32

Beispiel 6

Eine Nonwoven-Schicht aus 86 Gewichtsprozent stark und 14 Gewichtsprozent schwach orientierten Fäden aus Polyäthylenterephthalat wird, wie folgt, hergestellt. Man verspinnt Polyäthylenterephthalat (relative Viskosität 25,7) mit einem Durchsatz von 21 g/Min, durch eine 10-Loch-Spinndüse und mit einem Durchsatz von 3,44 g/Min, durch eine 4-Loch-Spinndüse. Beide Spinndüsen haben Lochdurchmesser von 0,010 cm und arbeiten bei 286° C. Die Fäden von der 10-Loch-Spinndüse werden in einer Umschlingung einem Paar verschränkter, kalter Zuführwalzen zugeführt, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 942 m/Min, arbeiten, und laufen dann in einer Umschlingung um ein Paar verschränkter Streckwalzen, die kalt mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 3970 m/Min, rotieren. Diese stark orientierten Fäden haben einen Titer von

5.2 den und eine Festigkeit von 4,37 g/den. Die Fäden von der 4-Loch-Spinndüse, die einen Titer von

5.3 den und eine Festigkeit von 1,60 g/den haben, werden an dem Walzensystem vorbeigeführt und durch Alsimagstifte voneinander getrennt. Die Fäden von beiden Spinndüsen laufen dann zusammen und werden mit einer Korona-Entladungsvorrichtung elektrostatisch beaufschlagt, in eine Abziehdüse geführt und auf einem laufenden Band zu einer Nonwoven-Schicht aus regellos verteilten Endlosfäden abgelegt. Die Fadenschicht wird verfestigt, indem man die auf einem Führungstuch abgestützte Schicht mit einer Geschwindigkeit von 0,206 m/Min, zwischen zwei Walzen hindurchführt, von denen die obere mit einem Sieb (48 μ Maschenweite) belegt und auf eine Oberflächentemperatur von 105⁰C erhitzt ist. Die Fadenschicht wird gebunden, indem man sie unter geringer mechanischer Druckeinwirkung zwischen zwei mit Polytetrafluoräthylen überzogenen Sieben (0,59 mm Maschenweite) auf einer Strecke von 61 cm mit einer Geschwindigkeit von 2,44 m/Min, durch eine Heißluftkammer von 246° C führt. Das gebundene Fadenvlies wird gemäß Beispiel 1 mit einem Gleitmittel behandelt und getuftet. Die Eigenschaften des flächenhaften Materials und des getufteten Produkts sind in Tabelle IX zusammengestellt. Der

—j—Wert zeigt, daß das Fadenvlies übergebunden ist, was eine geringe Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand zur Folge hat. Die Bruchfestigkeit der Fasern in dem gebundenen Material ist nämlich relativ

gering, was sowohl den hohen -~- -Wert als auch die

geringe Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand erklärt. Die Ergebnisse dieses Beispiels erläutern die Bedeutung, die der Rolle der Bruchfestigkeit der Faser in dem Fadenvlies nach dem Binden bei der

Berechnung von —j- zukommt. Vor dem Binden hatten die stark orientierten Fäden eine Faserbruchfestigkeit von 22,7 g (5,2 den/Faden χ 4,37 g/den). Berechnet man —~ unter Zugrundelegung dieser hohen

Bruchfestigkeit, so erhält man einen Wert von 6 · 10³/cm³, der innerhalb der erfindungsgemäß geforderten Grenzen liegt. Die bei der Bindung angewandte hohe Temperatur scheint aber zu einer gewissen Entorientierung der stark orientierten Fasern und damit zu einem Festigkeitsverlust geführt zu haben.

Beispiele 7 bis 9

Man arbeitet wie im Beispiel 6 mit der Abänderung, daß die Bindung in der Heißluftkammer im Beispiel 7 bei 244° C, im Beispiel 8 bei 238° C und im Beispiel 9 bei 193°C durchgeführt wird. Dabei fällt nur das Produkt des Beispiels 7 in den Rahmen der Erfindung. Beachtlich ist der hohe Breitenverlust der Produkte der Beispiele 8 und 9 beim Färben im Bottich (vgl. Tabelle IX).

Tabelle IX Beispiel

Flächengewicht, g/m²

S

σ²^.

N_bS

f

Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand, kg

BreitenVerlust beim Bottichfärben, %

*) Geschätzt.

144 1,83 5,64

13,5 · 9,2

14,7 ·

37 3,5 146
2,0
6,4

13,0 · 10⁴
20,9

6,2 · 10³

45
5,9

147
0,90

1,4

3,4 · 10⁴

1,6 · 10³*)

70
16

132

0,55

0,47
1,1 · 10⁴

0,5 · 10³*)

60

35

Die graphischen Darstellungen von Fig. 1, 2, 3 und 4 beruhen auf den Werten, die in den Beispielen 1 bis 8 erhalten werden, und weiteren kumulativen Werten, die bei anderen, ähnlichen, gebundenen, flächenhaften Nonwoven-Materialien erhalten worden sind. Dabei wurden die erhaltenen Werte aufgetragen und die am besten passenden Kurven gezogen, um die Beziehung zwischen den Eigenschaften des getufteten Materials und den Struktureigenschaften der gebundenen, flächenhaften Nonwoven-Materialien zu zeigen.

Beispiel 10

Man stellt auf einer Garnett-Krempel eine Stapelfaserschicht (Fasertiter 8 den) aus isotaktischem Polypropylen von 10 cm Faserlänge her und bindet bei einem Wasserdampfdruck von 5,5 kg/cm², wobei 15% der Fasern eine Festigkeit von 1,5 g/den, die

restlichen eine solche von 4,0 g/den aufweisen. Das gebundene flächenhafte Material wird mit einem PoIysiloxan als Gleitmittel behandelt. Das getuftete Material (Flächengewicht 122 g/m²) hat eine Grab-Zugfestigkeit von 44 kg und erleidet beim Färben im Bottich einen Breitenverlust von 5%. Das gebundene, flächenhafte Material hat die folgenden Kennwerte:

S = 1,3,
σ² = 5,5,
N_bS ^ 6,4 · 10⁴,

Beispiel 11

Dieses Beispiel erläutert die relative Unempfindlichkeit der gebundenen flächenhaften Nonwoven-Materialien gemäß der Erfindung gegen den Zustand der Tuftingnadeln im Vergleich mit den Ergebnissen, die man bei einer Nonwoven-Teppichgrundlage erhält, die durch Eigenbindung von Vliesstoffen aus Endlosfäden aus isotaktischem Polypropylen hergestellt wird. Dabei sind die Fadenvliese mit der einzigen Ausnahme einander gleich, daß das Fadenvlies gemäß der Erfindung durch Bindung eines Vliesstoffs aus einem Gemisch aus stark und schwach orientierten Polypropylenfäden, das Kontrollmaterial dagegen durch Eigenbindung eines Vliesstoffs aus Polypropylenfäden von gleichem Orientierungsgrad erhalten wird. Die stark orientierten Fäden in dem erstgenannten Fadenvlies haben den gleichen Orientierungsgrad wie die Fäden in dem Kontrollmaterial. Die Grab-Zugfestigkeit der gebundenen und mit Gleitmittel behandelten Fadenvliese nach dem Tuften mit neuen und mit beschädigten Nadeln sind nachfolgend für beide Versuchsreihen zusammengestellt:

Nadelzustand

A. Alle Nadeln mit neuen

Spitzen

Eine etwas rauhe Nadel
Eine stark rauhe Nadel
Zwei benachbarte, rauhe

Nadeln

Drei benachbarte, rauhe

Nadeln

Zwei rauhe Nadeln, die
durch drei, Spitzen aufweisende Nadeln
getrennt sind

B. Alle Nadeln mit neuen

Spitzen

Alle Nadeln rauh

Grab-Zugfestigkeit im getufteten Zustand, kg

Probe gemäß der Erfindung

68 68 67

65 65

69

58 36

Kontrollprobe

61

57 54

37 30

30

71 26

Beispiel 12

Es wird eine Nonwoven-Schicht aus Polypropylenfäden hergestellt, die aus abwechselnden, stark orientierten Abschnitten mit einem Titer von 7,02 den und einer Festigkeit von 4,11 g/den und schwach orientierten Abschnitten mit einem Titer von 15,5 den und einer Festigkeit von 1,74 g/den bestehen. Schichtherstellung: Die Polypropylenfäden werden mit einem Durchsatz von 18 g/Min, aus einer 235° C heißen 30-Loch-Spinndüse mit Lochdurchmessern von 0,038 cm ersponnen, einer auf 130° C beheizten und mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 222 m/Min, rotierenden Zuführwalze zugeführt, die drei in Winkelabständen von 120° angeordnete, 3,17 cm breite Nuten aufweist. Dabei berühren die Fäden diese Walze auf 220° ihres Umfanges. Von der Zuführwalze laufen die Fäden in drei Umschlingungen um ein Walzenpaar (Leerlaufwalze und Streckwalze), das kalt mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 784 m/ Min. rotiert. Die Fäden werden dann zu einem Vlies aus regellos verteilten Endlosfäden abgelegt.

Die Fadenschicht wird mit Wassersattdampf von 4,9 kg/cm² gebunden. Das gebundene Fadenvlies wird mit einem Gleitmittel behandelt und dann getuftet.

Die Kennwerte des gebundenen Vlieses sind nachfolgend zusammengestellt.

Flächengewicht 139 g/m²

Durchschnittliche Bindungsfestigkeit S 2,40 g _:

Bindungsfestigkeitsyarianz σ² 17,3

Bindungszahl/cm³ · S (N_bS) 7,59 · 10⁴ g/cm³ Fadenbruchfestigkeit / 25,7 g

^Ν·$ 2,95 · 10³/cm³

Beispiel 13

Dieses Beispiel erläutert eine Methode zur Bestimmung des Verhaltens von flächenhaften Nonwoven-Materialien beim Tuften durch Ermittlung der Zahl gebrochener Fäden beim Tuften mit einer Einzelnadel ohne Garn bei einer Nadelgeschwindigkeit beim Auftreffen von etwa 30,5 m/Min. Zur Erzielung vergleichbarer Ergebnisse wird bei allen Versuchen die gleiche, leicht abgestumpfte Nadel verwendet. Zum Vergleich verschiedener Gleitmittel werden die Prüfungen an Proben aus dem gleichen Nonwoven-Material durchgeführt. Die gebrochenen Fäden in den Tuftlöchern werden bestimmt, indem man das Fadenvlies in dem Bereich des Lochs in mindestens vier dünne Schichten zerlegt, die Schichten auf einem Objektträger unter Immersionsöl anordnet und die gebrochenen Fäden unter dem Mikroskop auszählt. Zur Verbesserung der Sichtbarkeit und Erleichterung des Auszählens ist polarisiertes Licht von Wert.

Als Probematerial dient ein Fadenvlies mit einem Flächengewicht von 108 g/m² aus orientierten 8-den-Fäden aus isotaktischem Polypropylen. Nach dem Behandeln mit einem Gemisch aus Methylhydrogenpolysiloxan und Dimethylpolysiloxan und dem Tuften hat dieses Material eine Grab-Zugfestigkeit (Querrichtung) von 50 kg.
Die Prüfungen werden, wie folgt, durchgeführt:

Man überzieht sechs 3,8 χ 13 cm große Proben des Fadenvlieses gleichmäßig mit einer größeren Menge Gleitmittel, als sie die Fäden schließlich absorbieren können. Ein oder zwei weitere Probensätze werden mit Gleitmittelmengen überzogen, die unter der Maximalabsorption liegen. Diese Proben werden dann, insoweit sie mit Polysiloxan behandelt worden sind, einige Sekunden bis zu einer Stunde im Ofen auf 100°C erhitzt. Man tuftet dann die Proben sofort

009 543/257

Claims

1 ΘΒ5

und bestimmt zum Zeitpunkt des Tuftens die auf der Oberfläche befindliche Gleitmittelmenge, die absorbierte Gleitmittelmenge und den beim Erhitzen eingetretenen Gleitmittelverlust. Um das Gleitmittel von der Fadenoberfläche zu entfernen, ohne wesentliche Mengen des absorbierten Gleitmittels zu extrahieren, werden die Proben 10 Sekunden mit Aceton {falls Mineralöl als Gleitmittel verwendet wird, mit Methyläthylketon) gewaschen. Der Faserbruch wird als Mittelwert für drei Löcher bestimmt. Ah Hand von graphischen Darstellungen der so erhaltenen Werte lassen sich die absorbierten Gleitmittehnengen und das Verhalten beim Tuften vergleichen.

Es zeigt sich, daß das Verhalten beim Tuften von der von den Fäden absorbierten Gleitmittelmenge und der Wärmebehandlung unabhängig, dagegen von der Menge des Gleitmittels auf der Fadenoberfläche abhängig ist. Die nachfolgend zusammengestellten Ergebnisse zeigen die nach der Wärmebehandlung absorbierte Gleitmittelmenge, die auf der Oberfläche benötigte Gleitmittelmenge, um die Zahl der gebrochenen Fäden je Loch auf 100 zu verringern,

und. die' Minimalzahl an gebrochenen Fäden je Loch bei höheren Konzentrationen des Gleitmittels an der Oberfläche. Ohne Gleitmittel ergeben sich mehr als 250 gebrochene Fäden je Loch.

Gleitmittel

Absorbiertes Gleitmittel, %, .. bezogen auf das fläctienhafte Material Für 100 gebrochene Fäden

auf der Oberfläche
benötigtes Gleitmittel, %

Minimalzahl
gebrochener Fäden*)

Dimethylpolysiloxah 0/7 0,2 45 (1,25%)

Dioctylsebacat...: 3,2 1,2 40 (3,0%)

2-Äthylhexylsebacat 3,1 1,4 60 (4,0%)

Acetyl-tri-2-äthylhexylcitrat .;.......: 2,8 1,5 70 (4,0%)

Kokosnußöl ..:...: 3,0 1,1 55

20% Kaliurnöleat......:............ 0 i,0 85 (2,0%)

80% Kaiium-n-octylphösphat

*) Die in Klammern angegebehen Werte bedeuten die Gleitmittelmengeti auf der Oberfläche bei der Minimalzahl gebrochener Fäden.

Bei weiteren Prüfungen mit einem ahnlicheii, aber stärker gebundenen, fiächenhafteri Nönwoven-Material von 102 g/m² Flächengewicht aus orientierten 8-den-Fäden aus isotaktisöheiii Pblypropjylen werden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Gleitmittel Absorbiertes Gleitmittel, %,
bezogen auf das
flächenhafte Material Für 100 gebrochene Fäden
auf der Oberfläche
benötigtes Gleitmittel, % Minimalzahl
gebrochener Fäden Öiiüethylpölysilöxati : ...
kbköshußöl...:..;....:...
2-ÄthylhexyisUicat ...........::.:./.
Mineralöl :.:. 0,5
3^6*) 0,55
2,8
2,7
**■» 70 (1,0%)
100 (2,6%)
90 (4,0%)
125 (4,0%)

*) Ungefähr 0,4% Mineralöl (bezogen auf aäs päfchehhäjte Material) gehen auch durch Verflüchtigung verloren. **) Der Fadehbhichgräd von IDO gebrochenen Fä'deh je Loch wird mit dem nicht polaren Mineralöl nicht erreicht.

Diese Ergebnisse zeigen das vorteilhafte Verhalten hat und wobei die Faktoren

der Polysiloxane als Gleitmittel:, Wie söwötü.die bb-

iiötigte Gleitmittelöieiige als auch die erreichte Mitii_: A. —

malzahl au gebrochenen Fädeti zeigt, ist. Mineralöl _ü- λ

weniger wirksam als die polaren Gleitmittel: 5b

Patehtansprucn:

Gebundenes flächenHaftes Kb'ti%dveE-Material ^{B =}

mit elfter Matrix atis kühstlicHeii organischen Trägerfasern oder -faderi niit eiäer Örtic|iifestigkeit νοη/_Β (g), wobei die Fasern iü dem FiäcHengebilde pro 1 cm³ Vliesvoiutiien d|ircri N_b Bindüngspunkte miteinander verbunden sind, wobei die Bruchfestigkeit der einzelnen Bindüngspünkte S_x (g) beträgt und wobei die durchschnittliche Bruchfestigkeit der Biridungspunkte §(g) ist und wobei das Quadrat der, Abweichung der einzelheh Bihdühgspünktfestigkeiten s_x vom Durchschnittswert S den Wert

Kriterien ftir die GebraüchseigensGhaftbn des Materials sniii, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Grundlagematerial für Tüftingstöffe die vorbezeichneten Parameter folgende Bedingungen erfüllen:

a) Bruchfestigkeit der Faser f_B in dem gebundenen, flächehhäfteii Material gleich oder

₍ größer älä .7 g, , .

b) Bruphfestigkeit 'der einzelnen Biiiduhgspüilkte S_x Mgiiier als Jb,

fc) durfchsciiHi|tiiciife .BtÜcBfest|gkeit S der Büidüngsp:ttiikte gtößer als Ö,!3 g,

ORtGiNAL

i ODD OÖD 19

d) Quadrat der Bruchfestigkeitsabweichung σ² gleich oder größer als 4 g²,

e) Faktor A gleich oder größer als 5 · 1O⁴ g/cm³,

f) Faktor B gleich oder kleiner als 9 · 10³ cm"³, g) Beifügung eines polaren inerten Gleitmittels in einer Menge von 0,3 bis 5% des Vliesgewichts.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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