DE1704854A1

DE1704854A1 - Verfahren zur Herstellung von Vliesen oder Folien aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1704854A1
Application number: DE19671704854
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Dorschner; Dipl-Chem Dr Carduck Fra Josef
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1967-12-13
Filing date: 1967-12-13
Publication date: 1972-02-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Vliesen oder Folien aus thermoplastischen Kunststoffen Zusatz zum Patent (M 72 169 X/39a) Die Hauptanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vliesen oder Folien mit papierartiger oder textilähnlicher Beschaffenheit aus spinnbaren thermoplastischen Kunststoffen. In diesem Verfahren werden aus einem Spinnkopf Endlosfäden mittels einer Blasdüse durch Luft mit hoher Geschwind digkeit unter gleichzeitiger Verstreckung abgezogen und auf einem TransportbaR als Bahn regellos gelagerter Fäden abgelegt, die von einem Band, das unter 5 bis 500 atü Anpressdruck steht und die Walze zu 30 bis 80 % ihres Gesamtumfanges umschlingt, mit einer Einwirkungsdauer von 1 bis 30 sec hindurchgeführt wird.
Dabei wird die Temperatur der Walze des Druckbandes und/oder der Mitlaufbänder auf einer Temperatur gehalten, die 3 bis 50 0C unter dem Schmelz-und oder dem Schmelzbereich des verarbeiteten thermoplastischen Kunststoffes liegt.
Es wurde gefunden, daß nach diesem Verfahren besonders reißfeste Vliese oder Folien oder ähnliche Flächengebilde mit einer sehr geringen Restdehnung hergestellt werden können, wenn der thermoplastische Kunststoff durch Spinnlöcher von 0, 1 bis 1, 5 mm Durchmesser extrudiert wird und die dabei entstehenden Endlosfäden mittels einer pneumatischen Abziehvorrichtung bei Fadengeschwindigkeiten über 1000 m je Minute zweckmäßig von 1500 bis 8000 m/min bis zu einer Restdehnung über 150%, zweckmäßig von 200 bis 500% und einer Festigkeit von mehr als 2, 5 g/den abgezogen und in Fadenbündeln von 3 bis 50 Einzelfäden auf einer betten Unterlage zu einem Flächengebilde wirrer Fadenbündellagen abgelegt werden, worauf das Flächengebilde zwischen der rotierenden heizbaren Walze und dem Druckband verfestigt wird.
Diese Fäden werden erfindungsgemäß bündelweise in Gruppen von 3 bis 50 Einzelfäden zu einem Flächengebilde abgelegt, in dem die Fadenbündel wirr und regellos verlaufen, wobei innerhalb der Fadenbündel die Parallelität der Einzelfäden aber weitgehend erhalten bleibt.
Bei der Verfestigung dieses Flächengebildes zwischen der heizbaren rotierenden Walze und dem diese teilweise umspannenden mitlaufenden Druckband ist es von Vorteil, daß eine der pressenden Flächen, entweder der Mantel der rotierenden heizbaren Walze oder die Oberfläche des Druckbandes eine gewisse Elastizität, entsprechend einer Shore-Härte unter 90, aufweist.
Das Band kann selbst elastisch sein oder an seiner pressenden Fläche mit einer elastischen Auflage versehen sein. Andererseits kann die rotierende Walze an ihrem Mantel eine elastische Auflage > erhalten. Die Art des Auflagematerials ist, wie sich gezeigt hat, nicht von besonderer Bedeutung. Je nach der erforderlichen Temperaturbeständigkeit eignen sich Gummi, Filz, Papier, Kunststoff oder dergl.
Die erfindungsgemäß hergestellten Vliese oder Folien sind isotrop und haben in der Laufrichtung'in der sie aus der Verfesiging kommen, und quer dazu nahezu gleiche Zug- und Reißfestigkeiten. Außerdem sind sie nassfest. Die 2 Reißfestigkeit liegt über 1 kg/mm und kann Werte von 2 bis zu 25 kg/je mm errelche ;, Dabei ist die Restdehnung kleiner als 20 %. Diese Eigenmm schaften sind überraschend, wenn man in Betracht zieht, daß die Einzelfäden, aus denen die zu dem Flächengebilde abgelegten Fadenbündel bestehen, Restdehnungen über 150 % aufweisen.
Diese Eigenschaften beruhen darauf, daß in dem Flächengebilde die Fadenbündel zwar wirr verlaufen, daß aber in den Fadenbündeln die Einzelfäden weitgehend parallel liegen. An den Kreuzungsstellen von Fadenbündeln werden bei der Verfestigung durch Wärme und Druck Schnittpunktscharen, die auf annähernd geraden Linien liegen, verschweißt. Diese Schnittpunktscharen sind mehr oder minder regelmäßig aber ungerichtet über die Fläche des Vlieses oder der Folie verteilt.
Es hängt von den Verfahrensbedingungen der Verfestigung ab, ob aus dem aus Fadenbündeln bestehenden Flächengebilde ein Vlies mit sichtbar erhalten gebliebener Faserstruktur entsteht oder eine Folie, in der die sichtbare Faserstruktur weitgehend aufgehoben ist.
Zur Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich alle thermoplastischen Kunststoffe, die aus der Schmelze zu Endlosfäden versponnen werden können, beispielsweise Polyamide, Polyester, Polyolefine, Polyurethane, Polyimide und auch Copolymere.
Die erfindungsgemäßen Vliese und Folien können kontinuierlich in Breiten bis zu 5 m hergestellt werden. Dabei können Dicke, Flächengewicht und Oberflächenbeschaffenheit des Erzeugnisses unter Berücksichtigung des jeweils verarbeiteten Kunststoffes durch die Einzugsgeschwindigkeit der Verfestigungsmaschine und durch Druck, Temperatur und Verweilzeit, die darin angewendet werden, beeinflußt werden.
Die erzeugten Folien können dichte papierartige Beschaffenheit erhalten, können aber auch in einer durchlässigen textilartigen Qualität mit geprägter Oberfläche hergestellt werden, insbesondere, wenn mit dem Flächengebilde ein oder zwei Bänder mit strukturierter Oberfläche, beispielsweise Gewebe, zwischen dem Flächengebilde und der geheizten rotierenden Walze und bzw. oder dem mitlaufenden Druckband durch die Verfestigung geführt werden0 Aus der nach einer Mikrophotographie gefertigten Zeichnung in Figur 1 ist die dem erfindungsgemäßen Erzeugnis eigentümliche Struktur ersichElich.
Die verschweißten, etwa geradelinigen, ungerichtet über die Fläche der Folie oder des Vlieses verteilten Schnittpunktscharen sind darin mit a zeichnet.
Die nachfolgenden Beispiele mögen der eitehenderen Erläuterung der Erfindung dienen.
Beispiel 1 Nylon 6 von einer relativen Viskosität 2, 7 wird in einem Spinnextruder mit einer Schneckenlänge von 25 d aufgeschmolzen und über eine Spinnpumpe einer 300 Loch-Spinndüse zugeführt. Der Durchmesser der Spinnöffnungen beträgt 0, 25 mm. Die Spinntemperflur liegt bei 2750 C.
Die 300 aus der Spinndüse austretenden noch plastischen Einzelfäden werden von einer Luftejektorblasvorrichtung angesaugt, hierdurch ausgezogen und verstreckt. Die Luftgeschwindigkeit beträgt in der Luftejektorblasvorrichtung ca, 480 m/sec. und die Fadengeschwindigkeit wurde mit 58 m/sec. ermittelt. Der Vordruck der Luft war 6 atü.
Die physikalischen Eigenschaften der Einzelfasern waren folgende. Die Reißfestigkeit betrug 4, 1 g/den bei einem Titer von 1, 3 - 1, 4 den und die Restdehnung lag bei 218 %.
Die von der Blasvorrichtung kommenden Fäden werden in kontinuierlicher Weise auf ein sich vorwärtsbewegendes Drahtbandgewebe so in wirrer Form abgelegt, daß wenigstens ca. 10 - 15 Einzelfäden gebündelt in paralleler Lage sich befinden.
Unterhalb des Drahtgewebebandes befand sich eine Absaugung, die die auf das Band aulprallende Blasluft zum größten Teil absaugt.
Das auf dem Drahtgewebeband abgelegte Flächengebilde hatte ein Flächen-2 gewicht von 120 g/m . Dieses Flächengebilde wurde unter erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur verfestigt, in dem das Rohvlies zwischen einer auf 2100C erhitzten Stahlwalze und einem Gummiband von 82 Shore Härte geführt wird, das zu 3/4 des Stahlwalzenumfanges gegen die Stahlwalze durch 2 Andrückwalzen gepreßt wird, wobei der Preßdruck ca. 4, 5 kg/cm und die Verweilzeit 8 sec. betragen.
Das so erhaltene verfestigte Elächengebilde wies eine Rei#festigkeit von 4, 8 kg/mm2 bei einer Bruchdehnu@g von ca. 8% auf und hatte papierartiges Aussehen.
Beispiel 2 In dergleichen Weise wie im Beispiel 1 wurde Polypropylen verarbeitet.
Die Dichte des Polypropylens betrug 0, 906, der Schmelzindex 15 bei 230 0C und der Kristallitschmelzbereich 160 - 164 C. Die Spinntemperatur betrug 3150C.
Die Luftgeschwindigkeit, in der die 300 Polypropylen-Einzelfäden absaugenden Luftejektorblasvorrichtung lag bei 630 m/sec. und die Fadenabzugsgeschwindigkeit war 46 m/sec. Die Einzelfäden hatten eine Reißfestigkeit im Durchschnitt von 3, 8 g/den, bei einem Titer von 1, 8 bis 2 den und eine Restdehnung von 310 % Die Einzelfäden wurden zu einem Rohvlies so abgelegt, daß ca. 15-20 parallel gebündelt in wirrer Lage sich befanden. Das wie in Beispiel 1 hergestellte Rohvlies hatte ein Flächengewicht von 100 g/m2. Die Verfestigung erfolgte bei einer Walzentemperatur von 152°C bei einem Druck von 3, 8 kg/cm2 und einer Verweilzeit von 12 sec, wodurch eine Heißversiegelung erreicht wurde.
Das heißversiegelte Flächengebilde aus Polypropylen hatte eine Reißfestigkeit 2 von 3, 8 kg/mm bei einer Bruchdehnung von 12 %.

Claims

Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung von Vliesen oder von durchläßigen oder geprägten textilartigen oder dichten paplerartigai Folien aus Flächengebilden, die durch Ablegen von thermoplastischen Endlosfäden auf einer bewegten Unterlage hergestellt sind, durch Verfestigung unter Druckb ei erhöhter Temperatur, wobei das Flächengebilde aus thermoplastischen Endlosfäden bei lknperaturentdie unter dem Schmelzpunkt bzw. dem Schmelzbereich des verarbeiteten Kunststoffes liegen, zwischen einer heizbaren rotierenden Walze und einem die zu 30 bis 80 % ihres Umfanges umschlingenden unter einem Anpressdruck von 5 bis 500 atü stehenden, mitlaufenden Endlosband mit einer Einwirkungsdauer von 1 bis 50 sec. verfestigt wird, nach Patent (Patentanmeldung M 72 169 X/39a) dadurch gekennzeichnet, daß Fadenbündel von 3 bis 50 Einzelfäden, die aus Spinnlöchern von 0, 1 bis 1, 5 mm Durchmesser bei Fadengeschwindigkeiten von 1000 bis 5000 m je Minute zu einer Restdehnung von 150 bis 500 % bei einer Reißfestigkeit von mehr als 2, 5 g/den abgezogen sind, zu einem Flächengebilde abgelegt werden, welches anschließend verfestigt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Fadenbündeln bestehende Elächengebilde bei der Verfestigung zwischen Walze und Druckband einer elastischen Pressfläche mit einer Shore-Härte unter 90 ausgesetzt wird.
3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem aus Endlosfädenbündeln bestehenden Flächengebilde ein Band bzw. zwei Bänder mit strukturierter Oberfläche zwischen diesemund der Walze und bzw. oder dem Druckband durch die Verfestigung geführt werden.
4.) Vlies oder Folie, im wesentlichen bestehend aus Bündeln etwa paralleler Endlosfäden, die sich unregelmäßig kreuzen und an den Kreusungsstellen Punktscharen von Verschweiß8ngsstellen bilden, die über die Flächeneinheit unregelmäßig verteilt sind.

L e e r s e i t e