DE1710589A1

DE1710589A1 - Nichtgewebte Textilstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1710589A1
Application number: DE19681710589
Authority: DE
Inventors: Johnstone Paul Legrand
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1971-12-09
Also published as: NL6802827A; US3616168A; FR1568192A; LU55580A1; GB1169661A; BE711571A; US3484916A

Description

Herstellung

Die Erfindung betrifft nichtgewebte Textiletoffe und ein Verfahren zu ihrer Herstellung,

Die nichtgewebten Textilstoffe werden aus einem Foliensatz gebildet, der aus einer Vielzahl von übereinander angeord« neten Lagen von Kunststoffolie besteht, die durch eine Nadel» oder Filzmaschine geführt werden, in der Widerhaken· nadeln durch den Foliensatz gestossen werden« Jede Folien» lage ist in einer Richtung verstreckt oder orientiert, wobei die Orientierungsachse der einen Folie vorzugsweise einen rechten Winkel mit den Orientierungsachsen der be« nachbarten Folien bildet. Während eine orientierte Folie in Richtung der Orientierungsachse eine hohe Festigkeit

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aufweist, ist diese in Richtung der quer dazu liegenden Achse ziemlich niedrig» Wenn deshalb die Folie genadelt wird, wird sie durch die Nadeln in kleinen Abständen in jeder Richtung von dem Nadelloch aus in parallel zu der Orientierungsachse liegenden Linien zersplittert» Jede Folienlage erhält so eine filigranartige Struktur aus parallelen Fäden, die in Richtung der Orientierungsachse verlaufen und die an den nicht zersplitterten Teilen der Folie zwischen jeweils zwei Nadelstichen zusammenhängen. Neben der Punktierung der Folie und der von den Nadellöchern ausgehenden Zersplitterung brechen die Nadel» widerhaken manche der Fäden, wobei Enden entstehen, die in den Textilstoff hineingeschoben werden und mit anderen Fäden und Fadenenden verfilzt werden, wodurch ein nichtgewebter Textilstoff entsteht.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung von nichtgewebten Textilstoffen mit verbesserter Festigkeit sowohl in seitlicher Richtung als auch zwischen den Folienlagen, wobei diese erhöhte Festigkeit auf sehr wirtschaftliche Weise und durch einen einfachen technischen Arbeitsgang erzielt wird«

Erfindungsgemass wird zunächst ein Foliensatz gebildet, indem eine Vielzahl von Kunststoffolienlagen übereinander

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gelegt wird, wobei eine oder mehrere dieser Lagen aus einer zusammengesetzten Folie bestehen, die aus gesonderten, jedoch dicht miteinander zusammenhaftenden Schichten aus zwei Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften besteht. Der Foliensatz wird dann genadelt und entweder gleichzeitig damit oder anschllessend daran auf eine Temperatur erhitzt, die weitgehende Schrumpfung der einen Komponente des Lagensatzes und eine minimale Schrumpfung der anderen Komponente des Lagen-* ^

satzes bewirkt, wodurch die Fäden dieser Komponente ge- ^

kräuselt werden« Dies führt zu einer festeren Verbindung dieser Fäden mit denen, mit denen sie verfilzt sind, und damit zu einer wesentlichen Erhöhung der Zugfestigkeit des nichtgewebten Textilstoffes.

Unter Berücksichtigung dieser sovle anderer Punkte, die sich aus der Erfindung ergeben, wird unter Bezugnahme auf

die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte Ausführung·form Jl

der Erfindung nachfolgend im einzelnen erläutert« Zn der _m

Zeichnung zeigen:

Fig· 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zur Herstellund des Srzeugnisses nach der Erfindung und

2 eine Teilansicht einer der Kunststoffolienlagen, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden, im Schnitt.

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In der Zeichnung ist in Fig« 1 eine Vorrichtung zur Durch« führung des Verfahrens und zur Herstellung eines nichtgewebten Textilstoffes nach der Erfindung dargestellt. Wenn auch die Anzahl der Folienlagen selbstverständlich schwanken kann, werden bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung fünf mit 1, 2, 3, 4 und 5 bezeichnete Lagen von identischen Folien verwendet, die jeweils von Rollen 6, 7t 8, 9 und 10 abgewickelt werden« Die einzelnen Folienlagen werden durch ein Paar gegenüberliegende Zuführungswalzen zusammengeführt, wobei die eine dieser Walzen angetrieben wird« Dadurch werden die Einzelfolien übereinander angeordnet und zu dem nachstehend mit 12 bezeichneten Foliensatz vereinigt.

Von den Zuführungswalzen 11 aus läuft der Foliensatz 12 zwischen die Bodenplatte 13 und die Abstreifplatte 14 einer Nadel- oder Filzmaschine, die auch eine Nadelstange 15 mit einer Vielzahl von Widerhakennadeln 16 enthält, welch letztere in üblicher Weise reihenweise entlang der Länge der Nadelstange 15 angeordnet sein können· Die Nadelstange 15 ist so ausgebildet, dass sie durch übliche, nicht dargestellte Mittel auf- und abbewegt werden kann, um die Nadeln 16 durch den Foliensatz 12 und durch fluchtende Löcher in der Abstreifplatte 14 und der Bodenplatte 13 zu stossen. Am Ende der Nadelmaschine ist ein Paar

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Ziehführungswalzen 17 vorgesehen, die den Foliensatz 12 und den daraus hergestellten nichtgewebten oder genadelten Textilstoff durch die Maschine befördern«

Gemäss der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird der genadelte Textilstoff 18 einer Wärmebehandlung unterworfen, die beispielsweise in einem Ofen 19 vorge«· nommen werden kann. Zur Beförderung des Textilstoffes

durch den Ofen 19 ist ein Paar von gegenüberliegenden U

Ziehführungswalzen 20 vorgesehen, von denen eine ange- A

trieben wird. Die Walzen 20 üben auf den Textilstoff 18 zwischen ihnen und den Walzen 17 vorzugsweise einen Zug aus, um nicht nur den Textilstoff innerhalb des Ofens durch Zug zu stützen, sondern auch, um die Längsschrumpfung des Textilstoffes zu kontrollieren«

Die Folien 1, 2, 3i ^ und 5 sind Jeweils einachsig orien« tiert. und wegen der solchen Folien anhaftenden geringen ,

Festigkeit in Querrichtung zur Orientierungsachse zer« splittern sie deshalb in beiden Richtungen von den Nadel» löchern ausgehend entlang der Orientierungsachse, wenn die Nadeln die Folie durchdringen. Durch aufeinander« folgende Nadelungen und Weiterbeförderung des Folien« satzes 12 zwischen jeweils zwei Nadelungen erhält jede ' Folie eine filigranartige Struktur aus einer Vielzahl von Fäden, die parallel zu der Orientierungsachse verlaufen

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und die mit benachbarten Fäden an den nichtzersplitterten Teilen zwischen aufeinanderfolgenden Nadelungen verbunden sind« Die Länge der durch die Nadellöcher ausgelösten
Zersplitterungen kann durch Einstellen des auf die Folie
zwischen den Führungswalzen 11 und 17 ausgeübten Zuges
gesteuert werden«

Wenn die Folien durch die Nadeln zu einer Filigranstruktur zersplittert werden, werden die Fäden durch die Widerhaken

^ der Nadeln regellos angeordnet und zerbrochen, wobei Enden

entstehen, die in benachbarte Folienlagen hineingezogen

werden· Auf diese Weise werden die Enden mit den Fäden und Enden anderer Folienlagen zur Bildung eines stabilen nicht« gewebten Textilstoffes gründlich verfilzt« Während die be» schriebene Vorrichtung der Einfachheit halber nur eine
einzige Nadelstange 15 enthält, die über dem Foliensatz 12 angebracht ist, kann selbstverständlich auch unterhalb des Foliensatzes 12 eine zweite Nadelstange angeordnet sein,
die aufwärts arbeitet«

P Die Richtungen, in denen die Orientierungsacheen der verschiedenen Folienlagen des Foliensatzes 12 angeordnet
sind, können verschieden sein, um unterschiedliche Wirkungen in dem Textilstoff hervorzurufen, d,h. insbesondere
zur Erhöhung oder Herabsetzung der Zugfestigkeit des Textil·· stoffes in einer beliebigen Richtung durch Verlegen der

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Orientierungeachsen von mehreren oder einigen Folien in die gewünschten Richtungen. Bei einer bevorzugten Ausfüh— rungsform bildet die Orientierungsachse einer Folienlage im wesentlichen einen rechten Winkel mit den Orientierungsachsen der benachbarten Lagen.

Erfindungsgemäss besteht der verwendete Foliensatz aus einer oder mehreren Lagen von zusammengesetzter Folie aus dicht zusammenhaftenden Einzelschichten aus zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien, wie in Fig. 2 durch 21 ™ und 22 dargestellt. Wenn auch die spezifische zusammen— m gesetzte Folie oder das Verfahren zu ihrer Herstellung nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, kann eine solche Folie beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die beiden Materialien oder Komponenten in geschmolzenem Zustand in die Spritzform einer Folien*· strangpresse in der Weise eingebracht werden, dass sie zwar übereinandergeschichtet, aber nicht vermischt, und gleichzeitig zu einer einzigen Folie extrudiert werden, % welche dann verstreckt und einachsig auf die übliche ^ Weise orientiert wird. Für die Zwecke der Erfindung ist nur erforderlich, dass die beiden Materialien oder Komponenten der zusammengesetzten Folie sieh deutlich unterscheidende Schrumpfeigenschaften bei derselben Wärmebehandlungstemperatur aufweisen. Sin Beispiel für eine geeignete Folie ist eine zusammenhängend ausgebildete, ein-

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achsig verstreckte Folie aus gesonderten Schichten aus Polypropylen mit unterschiedlicher Molekulargewichtsverteilung» aber gleichem Schmelzfluss, das bei einer Temperatur von etwa IkO C in dem Ofen 19 wärmebehandelt wird. Bei solcher Temperatur schrumpft die eine Schicht erheblich gegenüber der anderen, ausser in dem Fall, dass die Folie zwischen den Walzen 17 und 20 gespannt wird. Deshalb findet zwischen den beiden Schichten der Fäden eine ungleichmässige Schrumpfung statt, so dass diese gekräuselt werden, wenn sie in dem Ofen 1J? erwärmt werden*

Die Art und Weise, auf die der Textilstoff erwärmt wirdj kann ebenfalls unterschiedlich sein. Wenn auch die Wärmebehandlung bei der beschriebenen Ausführungsform in dein Ofen 19 vorgenommen wird, kann diese ebenso während der Nadelung des Textilstoffes stattfinden, wie beispielsweise durch Erwärmen des Textilstoffes durch Heizen der Bodenplatte 13 und der Abstreifplatte 14.

Die dem Textilstoff zuzuführende Wärmemenge wird zur Erzielung verschiedener Wirkungen gesteuert. Vom Standpunkt der verbesserten Festigkeit aus gesehen werden die einzelnen Enden ebenso wie Fäden selbst, wenn man sie kräuseln lässt, fester mit den Enden und Fäden verbunden, mit denen sie verfilzt sind. Das Kräuseln der Fäden be«

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wirkt auch eine Schrumpfung des Textilstoffes, was in gewissem Ausmass gesteuert werden kann, indem der Textilstoff unter Zug, wie beispielsweise unter durch die Walzen 17 und 20 ausgeübtem Längszug und unter durch einen (nicht dargestellten) Streckmechanismus ausgeübtem Querzug, gehalten wird» Deshalb ist es im allgemeinen wünschenswert, nur in begrenztem Ausmass zu kräuseln oder auch zur Steuerung der Schrumpfung während der Erwärmung den Textilstoff zu spannen. Wenn man nur die Oberfläche des Textilstoffes der Wärme aussetzt, werden nur die Fadenenden, die aus der Λ Oberfläche herausragen oder auf dieser liegen, gekräuselt, ^ was schliesslich diese Enden verknotet und damit ihren Widerstand gegen Herausziehen aus dem Textilstoff erhöht. Durch Spannen des Textilstoffes zur Steuerung der Schrumpfung und durch ausreichend durchdringende Erwärmung desselben werden durchweg alle ungespannten Enden und Fäden gekräuselt. Wenn ein ungespannter Textilstoff gründlich erwärmt wird, ergeben sich vollständige Kräuselung sowie erhebliche Schrumpfung«

Die Stoffe, aus denen die zusammengesetzten Folien gebil- ^

det sind, sind auf der Grundlage ihrer Verträglichkeit bei dem Folienformungsarbeitsgang sowie auf der Grundlage ihrer Schrumpfungseigenschaften ausgewählt. Bei der Folienformung müssen die Polymerisate, wenn das obengenannte Strangpress-

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verfahren angewendet wird, sich zum gleichzeitigen Extrudieren zu einer einzigen zusammengesetzten Schicht aus zwei verschiedenen zusammenhängenden Schichten aus Stoffen mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften eignen, und anschliessend einachsig orientiert werden. Beim Kräuseln müssen sich die Schrumpftemperaturen der beiden Polymerisate ausreichend unterscheiden, damit die unterschiedlichen Schrumpfungen mit guter wirtschaftlicher Ausbeute vorge-A nommen werden können. Die verwendeten Stoffe können bei- ^k spielsweise zwei Polypropylenpolymerisate mit unterschiedlichen Molekulargewichten und/oder Molekulargewichtsverteilungen sein, Noch allgemeiner gesagt, können als solche Stoffe Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen und Polybuten-.1, ferner Polyester wie Polyäthylenterephthalat und Poly-1,^-cyclohexylen-dimethylenterephthalat, sowie Polyamide wie 6,6-Nylon, 6,10-Nylon und 6<*»Nylon, und ausserdem Polystyrol, Mischpolymerisate aus Vinylidene Chlorid und Vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinyl-Chlorid, Polyäther wie Polyäthylenoxid und Polypropylenoxid u.dgl. verwendet werden.

RH/Ro

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Claims

WTiNtANWALT DIW_-ING. «CHARD MULLER-BÖRNER Aä PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEIN*ICH WEY

»E*LIN-DAHLEM PODiIELSKIALlEt rt *« ^f MÖNCHEN 22 . WIDENMAYERSTRASSE 4*

TELEFON: 7*2»tf ■ TELtGRAMME: PROPINDUS TELEFON: 225515 TELEGRAMME: PROPINbUS

BERLINER BANK AKTIENGESELLSCHAFT DEPKA * DRESDNER IANHAG MÜNCHEN DEPKA LEOfOLDSTR

BEiLIN-ZEHLENDORf - KONTO-NUMMER K123 KONTO-NUMMERiOMi

POSTSCHECKKONTO: BE«LIN-WE5T NUMMER«« POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN NUMMER SJ*5»

21 192

HERCULES INCORPORATED Ä

Vilmington, Delaware (USA) a

Patentansprüche ι

1« VerfÄhreii zur Herstellung von niehtgewebten Textilstoff en aus eine« Föliensatz, der aus einer Vielzahl von übereinanderliegenden Lagen von einachsig orientierter Kunst·« ■% stoffelitt besteht, wobei wiederholt eine Vielzahl von S Widerhakennadeln senkrecht durch den Foliensatz gestossen und dieser sswischen den Nadelungen weiterbefördert wird, wobei ferner durch die Nadelungen die Folie in Richtung parallel zu der Orientierungsachse zur Bildung von Fäden Una vvm Zerbrechen zumindest eines Teils dieser Fäden zersplittert wird und wobei sohlieaslioh die Enden der Fäden mit anderen Fäden und Snden verfilzt werden, dadurch ge-

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kennzeichnet, dass zumindest eine Lage des Foliensatzes eine zusammengesetzte Folie aus verschiedenen und dicht zusammenhaftenden Schichten aus zwei Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichen Schrumpfungseigenschaften bei Erwärmen ist, dass der genadelte Textilstoff auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der eines der beiden Materialien erheblich schrumpft, während das andere minimal schrumpft, wobei die Fäden zur Erhöhung ihres Widerstandes gegen Herausziehen aus dem Textilstoff gekräuselt werden.

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Textilstoffes zur Kräuselung der Fadenenden auf seine Oberfläche ausgeübt wird,

3« Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Textilstoff zur Steuerung seiner Schrumpfung während der Erwärmung unter Zug gehalten wird.

4. Nichtgewebter Textilstoff, hergestellt nach einem der Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von übereinanderliegenden Lagen aus einachsig orientierter Kunststoffolie, die eine Vielzahl von Nadelstichlöchern aufweist und zur Bildung von Fäden in beiden Richtungen entlang der Orientierungsachse von den Nadellöcliern ausgehend zersplittert ist und die eine

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Vielzahl von Enden aufweist, die aus diesen Fäden durch Zerbrechen derselben gebildet sind, wobei diese Enden mit anderen Fäden oder Enden zur Verbindung der Lagen der Folie zu einem nichtgewebten Textilstoff verfilzt sind und wobei diese Enden an der Oberfläche des nicht« gewebten Textilstoffes zur Erhöhung ihres Widerstandes gegen Herausziehen aus dem Textilstoff gekräuselt sind,

wodurch die Verfestigung der Enden in dem Textilstoff *

erhöht ist«, · ■

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