DE1900265A1 - Spinnvliese mit verbesserten Eigenschaften und Verfahren sowie Vorrichtung zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHON WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 2.1.1969 /

Celanese Corporation,

522 Έ1Ϊ th Avenue, Kew York, N.Y. 10036 (V.St.A.).

Spinnvliese mit verbesserten Eigenschaften und Verfahren sowie Vorrichtung zu ihrer Herstellung

(Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 16 35 479.3))

Gegenstand des Hauptpatents (Patentanmeldung

P 16 35 479.3) ist die Herstellung von Fadenmaterial nach einem Verfahren, bei dem ein geschmolzenes faserbildendes Material im wesentlichen axial durch eine Spinnöffnung gepresst wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den ausgepressten Fadenstrahl vor der Erhärtung des Fadens mit mehreren Gasströmen von hoher Geschwindigkeit in Berührung bringt, von denen sich jeder in einer Richtung bewegt, deren Hauptkomponente zur Spinnrichtung des Fadenstrahls einen 1C kleinen Winkel tangentialer Konvergenz bildet, und hierdurch den Fadenstrahl verstreckt, ohne daß das faserbildende Material an der Spinnöffnung erstarrt.

Das Hauptpatent betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung der Fasergebilde oder Vliesstoffe sowie die Vliesstoffe selbst.

Die Erfindung, die auf eine Verbesserung des Verfahrens und der Produkte des Haiiptpatents gerichtet ist, betrifft Vliesstoffe oder Spinnvliese mit verbesserten physikalischen Eigenschaften und ein Verfahren zur Herstellung dieser

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Spinnvliese.

Verschiedene Verfahren für die Herstellung von Flächengebilden aus Fasern oder Faservliesen direkt aus geschmolzenem faserbildende η Material oder aus lösungen vor. faserbildendem Material sind bereits vorgescnlageii wordene Im allgemeinen werden bei diesem Verfahren die Vliesstoffe hergestellt, indem ein faserbildendes Polymeres in flüssiger Form durcn eine Spinnöffn-xng gepresst wird, wobei ein Faden gebildet wird, der auf einer sich bewegenden Ober-P 10 fläche, z.B. auf laufenden Bändern odgl., in Form eines Vlieses aufgenommen wird. Verfahren dieser Art werde:, teispielsweise in den U.S.A.-Patentschrifteri 2 206 058, 2 382 290 und 2 810 426 beschrieben.

In neuerer Zeit sind Spritzsfinnverfahren und —vorrichtungen entwickelt worden, die die Herstellung von im wesentlichen endlosen Fäden mit verhältnismäßig hohen Produktionsgeschwindigkeiten ohne gleichzeitige Bildung von feinen Stückchen und anderen unerwünschten physikalischen Formen, a.B, sehr kurzen Fasern, ermöglichen» .Diese Spritzspinnverfahren und -vorrichtungen dienen zur Herstellung von Spinnvliesen,

die aus regellos angeordneten Fadenabschnitten bestehen, ' die unterschiedliche Kristallorientierung und unterschiedlichen Durchmesser über ihre länge aufweisen und an den Kreuzungspunkten miteinander verklebt sind. Diese Selbstverklebung und die in einen gewissen Maße vorhandene Verwicklung oder Verflechtung verleihen dem Spinnvlies einen wesentlichen Zusammenhalt und eine erhebliche Festigkeit. Bei diesen durch Spritzspinnen hergestellten Faservliesen oder Spinnvliesen wird durch die während des Spritzspinnens durch Wärmeeinwirkung und/oder Verklebung erfolgende regellose Verbindung und Verwicklung der Fäden die Notwendigkeit für anschließende unterschiedliche Verklebungsbehandlungen ausgeschaltet oder weitgehend verringert.

Die durch Spritzspinnen hergestellten Spinnvliese eignen

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sich für zahlreiche Anwendungen, jedoch sind ihre Eigenschaften nicht immer völlig zufriedenstellend. Für gewisse Zwecke ist eine wesentliche Zugfestigkeit erforderlich. Sei der Steigerung der Zugfestigkeit des Vlieses dürfen jedoch andere physikalische Eigenschaften nicht so verändert werden_f daß die Brauchbarkeit des Produkts als Ganzes verschlechtert wird. Beispielsweise dürfen die Fasern oder Fäden selbst nicht so streckfest gemacht werden, daß sie verspröden oder reißen, wenn sie verschiedenen Handhabungen oder Behandlungen, z.B. dem Vernadeln, unterworfen werden.

Zwar können die Pasern durch Einwirkung von Viärme oder durch Aufbringen von Klebstoffen, z.B. durch Aufsprühen, Eintauchen in ein Bad, oder durch Durchführung durch erhitzte Walzen miteinander verklebt werden, um die Festigkeit des nicht-gewebten Stoffs zu erhöhen, jedoch wird das Vlies durch diese und ähnliche Behandlungen steif und undurchlässig, was bei Anwendungen, bei denen es auf gute Drapierungseigenschaften und/oder Porosität ankommt, unerwünscht ist.

Faservliese und Vliesstoffe, die durch Spritzspinnen und nach anderen ähnlichen Verfahren hergestellt werden, sollten vorzugsweise einen solchen festen strukturellen Zusammenhalt und eine solche Stabilität haben, daß sie bei der manuellen oder maschinellen Handhabung oder Behandlung formbeständig und maßhaltig bleiben. Die Fasern oder Fäden selbst dürfen nicht so reckfest sein, daß sie verspröden oder leicht reißen, wenn sie ve schiedenen Behandlungen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften für einen bestimmten Endgebrauch unterworfen werden. Vliesstoffe, deren Zugfestigkeit zu gering ist, bleiben auf Grund ihres eigenen Gewichts ohne Rücksicht auf die ergriffenen Vorsichtsmaßnahmen während der Behandlung und Weiterverarbeitung nicht maßhaltige Im allge-

so,

meinen kann jedoch der Spritzspinnvorgang/geregelt und gesteuert werden, daß der gewünschte Grad der Selbstverklebung der klebrigen Fasern miteinander erreicht wird. Als Alternative und/oder zusätzlich kann ein Verklebungsmittel ver-

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wendet werden, um die gewünschte Haftfestigkeit zu steigern oder zu erreichen, damit ein fester struktureller Zusammenhalt erhalten bleibt.

Gegenstand der Erfindung sind Flächengebilde aus Fasern, z.B. Vliesstoffe und Spinnvliese, und Verfahren zur Herstellung dieser Vliesstoffe und Spinnvliese, die gute Drapiereigenschaften, verbesserte Zugfestigkeit und andere erwünschte physikalische Eigenschaften aufweisen, so daß sie für Zwecke, wie Zwischenfutter, Bänder, Kleidungsstücke " 10 von begrenzter lebensdauer, Einbandstoffe für Bücher usw. verwendet werden können.

Diese und andere Aufgaben, die die Erfindung sich stellt, werden gelöst, indem ein im wesentlichen kontinuierliches Fadenmaterial durch Spritzspinnen gebildet, eine Aufnahmefläche in einem Winkel quer zum Spritzweg des frisch gesponnenen Padenmaterials kontinuierlich bewegt und hierdurch ein Flächengebilde aus regellos angeordneten Fadenabschnitten abgelegt und das Flächengebilde in einer oder mehreren Richtungen gedehnt wird. Das im wesentlichen endlose Fadenmaterial im Flächengebilde hat vor der Dehnung

eine unterschiedlich starke Kristallorientierung und einen " variierenden Fadendurchmesser über seine Länge und wird während des Spritzspinnens an den Kreuzungspunkten zwischen¹ den Fadenabschnitten regellos mit sich selbst verklebt, wodurch unterschiedliche Längen gebildet werden, die dem Recken unterworfen sind. Während des Reckens werden die effektiven Längen unterschiedlichen Reckverhältnissen zwischen Null und dem Dehnungsverhältnis unterworfen, wodurch die anfängliche Kristallorientierung des Fadenmaterials in unterschiedlichem Grade verbessert wird.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den Abbildungen näher erläutert.

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Fig_e1 zeigt schematisch eine Auaführun₆-sform des Gesamtverfahrens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum biaxialen Recken.

Fig·3 ist eine Mikrophotographie, die die Fadenanordnung in einem Sptinvliea zeigt, das gemäß der Erfindung aus einer Spritzspinnzone abgelegt worden ist, vor der Reckung.

Fig.4 ist eine Mikrophotographie, die die Anordnung des Fadenmaterial nach der Reckung des Spinnvlieses in einer Richtung zeigt.

Fig. 5 ist eine weitere Mikrophotographie, die das in einer Richtung gereckte Spinnvlies in stärkerer Vergrößerung als in Pig.4 zeigt.

Fig,6 ist eine Mikrophotographie, die die Anordnung des Fadenmaterial nach biaxialer Reckung eines Spinnvlieses zeigt.

Fig.7 ist eine graphische Darstellung, die den Einfluß der Reckung eines Spinnvlieses aus Polypropylen in einer Richtung auf die Streifenzugfestigkeit veranschaulicht.

Die Erfindung ist in Verbindung mit der Herstellung von Spinnvliesen aus synthetischen, festen, hochmolekularen, faserbildenden Polymeren anwendbar. Alle organischen Polymeren, die durch Schmelzspinnen oder Lösungsspinnen verarbeitet werden können, sind für die Zwecke der Erfindung geeignet. Insbesondere werden Polyolefine, z.B. Polypropylen und Polyäthylen, verwendet. Ferner können Celluloseacetat und -triacctat, Polyamide, Polyacetale, Polyester, Acrylpolymere usw. mit entsprechend guten Ergebnissen und bestimmten Vorteilen verwendet werden. Natürlich können auch die verschiedensten Kombinationen von zwei oder mehr Polymeren verwendet werden, wobei as möglich ist, die Polymeren als einheitliche Materialien oder als gesonderte Pasern unter Verwendung mehrerer Spinnvorrichtungen zu spinnen,

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Das Spritzspinnen wird nach dein Verfahren und mit Hilfe der Vorrichtung durchgeführt, die Gegenstand des Hauptpatenta sind.

In Fig.1 ist eine Spritzspinndüse 2 schematisch dargestellt. Bevorzugte Spinndüsenkonätruktionen sind in der .Beschreibung des Hauptpatents beschrieben, auf die hier verwiesen wird. An dieser Stelle genügt die !feststellung, daß die bevorzugte Spritzspinndüse mit einer Öffnung, durch die das fadenbildende Material ausgepresst wird, sowie ferner mit

Ψ 10 mehreren Gaskanälen versehen ist, die um die Spinnöffnung angeordnet sind. Die Gaskanäle sind so geneigt, daß das Gas, z.B. Wasserdampf, längs allgemein konvergierender Wege gerichtet wird, deren Achsen die projizierte Achse der Spinnöffnung nicht schneiden. Während der Faden 4, der aus entweder geschmolzenem oder in einem Lösungsmittel weichgemachtem fadenbildendem Material hergestellt wird, aus der Spinnöffnung austritt, recken die mit hoher Geschwindigkeit ausßen Gaskanälen austretenden Gasströme den Faden 4 und schleudern ihn von der Düse hinweg, wodurch er regellos umhergewirbelt wird. Das aus der Spinnzone herausgeschleuderte Fadenmaterial weist eine Kombination von erwünschten Eigenschäften auf, die sich als besonders vorteilhaft für den Aufbau von Faservliesen erwiesen»

Der Fäden 4 ähnelt zwar in üblicher V/eise gesponnenen Fäden in dem Sinne, daß er die Form eines im wesentlichen endlosen Fadens hat, Jedoch zeichnet er sich durch verhältnismäßig allmähliche, in Längsrichtung verlaufende Schwankungen des Durchmessers und unterschiedliche Grade der Kristallorientierung aus, die sich durch die regellosen Schwankungen der Reckwirkung der Gasströme ergeben, file auf den frisch gesponnenen Faden auf treffen, Di&ss S hv/ankungen der Eigenschaften des Fadens sind von erheülicixer Größenordnung * Beispielsweise haben La:" einer typischen A^:asf"H?i'uri,gsform die dicksten Teile des Fadere mein* als die sefeafache Dicke der dünnsten Fadejiteiie, wobei, der Durchsc&aitt etwa das

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2,5-fache des Querschnitts der feinsten Fadenteile beträgt. Zusätzlich sind Oberflächeneffekte bei der Untersuchung des Fadens unter den Elektronenmikroskop festgestellt worden. Die Oberflächen der untersuchten, durch Spritzspinnen hergestellten Fäden waren etwas rauh im Vergleich zu den in üblicher Weise gesponnenen Fäden. Diese Oberflächenrauhigkeit kann vorteilhaft für den "Griff" and die Benetzbarkeit sein.

Die Auf nalime vorrichtung 6, die in Fig.1 als rotierende Trommel mit glatter OberfläcLe dargestellt ist, ist vor der Spritzspinndüse 2 angeordnet und nimmt das frisch gesponnene Fadenmaterial 4 auf. Während die Trommel 6 gedreht wird, wobei sich ihre Oberfläche quer zum Weg des wirbelnden Fadens 4 bewegt, entsteht ein Fasergebilde oder eine Bahn 8, in der der im wesentlichen endlose Faden 4 zahlreiche Hin« und Herbewegungen in Querrrichtung und Längsrichtung sowie in allen Zwischenrichtungen des Bandes macht. Diese Anordnung ist in der Mikrophotographie (etwa 65-fache Vergrößerung) von Fig.3 dargestellt,

Bei dieser Auwf lihrungsform der Erfindung ist die Trommel 6 so angeordnet, daß sie das Fadenmaterial 4 vor dessen vollständiger Erhärtung aufnimmt. Wenn das Fadenmaterial abgelegt wird, während Teile seiner Oberfläche noch etwas .Klebrig sind, findet eine wesentliche Selbstverklebung an den Kreuzungspunkten zwischen den sich berührenden Fadenteilen statt. Die Fadenteile von größerem Durchmesser kühlen sich langsamer ab als die Fadenteile mit kleinerem Durchmesser und sind daher als klebrige, in Form einer heißen Schmelze vorliegende Verbindungsstellen wirksam. Die regellose Verteilung dieser Stellen zusätzlich zu einer gewissen Verwicklung und Verschlingung des Fadens verleiht der Bahn 8 einen genügenden Zusammenhalt, um sie anschliessend gemäß der Erfindung behandeln zu können.

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liach der Legung wird das Spinnvlies 8 von der Trommel 6 ii.it Hilfe einer Holle 12, die α\'..ϊ 1 ;r !rondel 6 zusammenwirkt, auf ein endloses Band 1C überführt. Die Lahn 8 gelangt zu den Einzugswaisen 14, über eine erhitzte Bromsplatte 16 und dann zu den Abzugswalzen 18. Die Abzugswalzen 18 werden mit größerer Oberflächengeschwindigkeit als die Einzugswaisen 14 angetrieben, so daß das Spinnvlies 8 gereckt wird, während es über die erhitzte Brechplatte 16 läuft.

Wenn das Spinnvlies 8 als Ganzes gereckt wird, wird auf die einzelnen Fadenabschnitte zv/ischen den Verklebun_o-sstellen in verschiedener Weise eingewirkt, und verschiedene Abschnitte werden verschieden stark gereckt, so daß ihre Kristallorientierung unterschiedlich stark erhöht wird. Mit anderen Worten, durch jede gegebene Reckung des Spinnvlieses 8 als Ganzes werden dia Zinzelabschnitte des Fadens 4 mit unterschiedlichen Reckverhältnissen zwischen Null und.dem Dehnungsverhältnis der Bahn 8 gereckt.

Diese Wirkung wird am besten verständlich, wenn man sich erinnert, daß das Spinnvlies 8 unmittelbar nach seiner Legung durch eine regellose Orientierung des im wesentlichen endlosen Fadenmaterials, durch eine gewisse Verwicklung und Verschlingung des Fadens und durch eine regj.lose Verteilung der unter Wärmeeinwirkung entstandenen Verklebungspunkte gekennzeichnet ist. Durch die Reckung des Gesamtvlieses werden somit die verschiedenen Fadenabschnitte unterschiedlichen Zugbelastungen unterworfen. Einige dieser verwickelten, verschlungenen oder verklebten Fadenabschnitte können gleiten, sich auseinanderziehen oder reißen, wodurch Fadenabschnitte mit neuen effektiven Längen entstehen. Einige Fadenabschnitte werden keiner Zugbelastung unterworfen, während andere sehr stark gereckt werden.

Die Fadenabschnitte, die einer genügenden Zugbelastung unterworfen werden, werden in einem gewissen Maße gereckt, wodurch ihre Kristallorientierung und demzufolge ihre Zug-

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festigkeit verbessert wird. Las Reckverhältnis der einzelnen Fadenabschnitte variiert zwischen NuIl, wenn sie beispielsweise keiner wesentlichen Zugbelastung unterworfen werden, und dem Dehnungsverhältnis der Bahn 8 als Ganzes, d.h. die Reckung der Fadenabschnitte ist nicht stärker als die Dehnung des Spinnvlieses.

Hoch vor der Reckung ist das im wesentlichen endlose Fadenmaterial unterschiedlichen Verstreckungbkräften durch die Gasstrahlen der Spinndüse unterworfen worden, wodurch eine unterschiedliche Kristallorientierung längs des Fadens eintritt. Diese regellose Vorstreckung der Fadenabschnitte bei der Reckung des Spinnvlieses hat somit in noch stärkerem Maße eine unterschiedliche Kristallorientierung der Fadenabschnitte im Endprodukt zur Folge. Diese verstärkte Kri-Stallorientierung erwies sich als besonders erwünscht vom Standpunkt der Erzielung einer geeigneten Abstimmung zwischen Eigenschafter., wie Reißfestigkeit and Drapiereigenschaften des Materials, und der Reißfestigkeit der einzelnen Fadenabschnitte in einem Spinnvlies,

Eine weitere Folge des Reckens, das in Verbindung mit Fig.1 beschrieben wird, ist eine Änderung der Anordnung des Fadenmaterials innerhalb des SpinnvUeses 8. Diese iiirkung wird vMleicht am deutlichsten durch einen Vergleich der Mikrophotographie von Fig.3 mit den Mikrophotographien von Fig.4 und 5. Fig.3 zeigt das Spinnvlies unmittelbar nach der Legung bei einer ungefähr 65-fachen Vergrößerung, während Fig.4 und 5 die gereckten Bahnen bei 65-facher bzw. 144-facher Vergrößerung darstellen.

In Fig.3 ist die regellose Anordnung der Fadenabschnitte in der frisch abgelegten Bahn sehr deutlich erkennbar. Die Reckung der Bahn 8 dient jedoch einer Neuorientierung des Fadenmaterials, wobei eine allgemeine Ausrichtung der Fadenabschnitte in der Reckrichtung der Bahn erfolgt, wie in Fig»4 und 5 dargestellt. Trotzdem bleibt eine Netzwerkstruk~ tür erhalten, die bei diesen Darstellungen erkennbar ist.

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Wenn das Spinnvlies in Querrichtung gespannt wird, öffnet es sich, wobei es die Netzwerkstruktur nocn deutlicher erkennen läßt.

Die überwiegend parallele Ausrichtung der i'adenab schnitte in einem Spinnvlies, das in einer Richtung gereckt worden ist, ist besonders deutlich bei stark gereckten Vliesen. Zwar hat das in einer Richtung gereckte Vlies das Aussehen von getrennten Fäden, jedoch ist au bemerken, daü das Vlies aus einem im wesentlichen endlosen Faden besteht. Hit ande-

ren Worten; Die Dehnung des 3pinnvliese3 hat auf Grund der durch Wärmeeinwirkung entstandenen regellosen Vermlebungspunkte und der Verschlingung und Verwirrung des Badens u.a. die Wirkung, daß die Fadenabschnitte oder längen zwischen den verschiedenen Verklebungspunkten in paralleler. Gleichlauf gezogen werden«

Durch diese ausrichtende Wirkung auf die i'adenabschnitte in Verbindung mit der erhöhten festigkeit des Fadens, die sich durch die auf die einzelnen Fadenabschnitte .ausgeübte Reckwirkung ergibt, wird die Zugfestigkeit des Spinnvlieses 8 als Ganzes in der Dehnrichtung stark gesteigert. Eine weitere Wirkung der Dehnung kann darin bestehen, daß ein Teil der unter Wärmeeinwirkung entstandenen schwächeren Bindungen gelöst werden, wodurch die Geschmeidigkeit und die Drapierbarkeit des Produkts gesteigert werden. Das gedehnte Material ist ferner glatter und weicher als ein ungedehntes Spinnvlies.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist vom Standpunkt der apparativen Erfordernisse und der Kontrolle unö Einstellung der Produkteigenschaften sehr flexibel und anpassungsfähig. Beispielsweise hängt die Querschnittsform der Spinnöffnung der Düse 2 von der gewünschten feduüforai ab. Zur Zeit werden die üblichen runden oder ovalen Fäden bevorzugt_? Jedoch kommen auch andere M'ormec in Frage. Beispielsweise können dreilappige Fäden durch Spinnen des Materials durch Y-för«

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mige öffnungen hergestellt werden.

Die Aufnahmevorrichtung ist in Fig.1 in Form einer Trommel mit glatter überfläche dargestellt, jedoch kommen für die Zwecke der Erfindung auch Aufnahmevorrichtungen von anderer Form in Frage. Beispielsweise kann die Trommel durch ein endloses Band ersetzt werden, das durch einen Weg geführt wird, der das Spritzbild der Düse 2 schneidet. Ferner braucht die Oberfläche der Aufnahmevorrichtung nicht glatt zu sein. Beispielsweise ist eine poröse oder siebartige 1C Aufnahmeflache in gewissen Fällen erwünscht, um die Wahrscheinlichkeit einer Verschiebung der abgelegten Fadenabschnitte durch Gasbewegung zu verringern. Ebenso kann es in gawissen Fällen erwünscht sein, die Trommel oder sonstige Aufnahmefläche elektrostatisch aufzuladen.

Es ist ferner möglich, die Breite des abgelegten Vlieses 8 nach Belieben vorher zu bestimmen. Bahnen, die breiter sind als der Durchmesser an der Aufnahmezone des Spritzbildes aus der Düse 2 können in verschiedener Weise hergestellt werden. Beispielsweise können mehrere Spritzdüsen so angeordnet werden, daß sie das Fadenmaterial auf eine einzelne Aufnahmeflache in sich überlappenden Mustern ablegen, und/ oder die Spritzdüse und die Aufnahmevorrichtung können relativ zueinander in seitlicher Richtung hin- und herbewegt werden, so daß das Spritzbild über die Breite der Aufnahmevorrichtung hin- und herwandert. Bahnbreiten bis etwa 4,5 m kommen für Zwecke, wie Teppichrückschichten, in Frage.

Das Flächengewicht des Spinnvlieses kann durch Einstellen der Spinngeschwindigkeit an der Düse 2, durch Einstellung der Drehgeschwindigkeit der Aufnahmetrommel 6 und/oder durch Einstellung der Relativgeschwindigkeiten der Trommeln 14 und 18 eingestellt werden. Das Flächengewicht kann ^e nach dem vorgesehenen Verwendungszweck variiert werden. Gewichte von etwa 3,4 bis 1700g/m sind erzielbar. Flächengewichte von etwa 135 bis 170 g/m sind für Zwecke, wie Teppichrücktchichten, geeignet.

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Das durch Spritzspinnen hergestellte Spinnvlies kann in einer EJLchtung oder in mehreren Richtungen gedehnt werden. Fig.2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung, in der ein Mechanismus zur biaxialen Dehnung in einer luftbeheizten Kammer 20 arbeitet. Geeignete Klemmen 24 ergreifen das in der dargestellten Weise, und während die Klemmen in den durch die Pfeile X und Y angedeuteten Richtungen auseinandergefahren werden, wird das Spinnvlies 22 biaxial gedehnt.

Durch Fig.2 wird chargenweises Arbeiten veranschaulicht, jedoch kann das Spinnvlies gegebenenfalls auch biaxial durch ein kontinuierliches Verfahren gedehnt werden, bei dem das Vlies in Querrichtung gedehnt wird, während es über einen erhitzten Bremsschuh gezogen wird. Wenn das Spinnvlies in mehreren Richtungen gedehnt wird, finden die verschiedenen Dehnungen vorzugsweise gleichzeitig statte Aufeinanderfolgende Dehnungen in verschiedenen Richtungen sind jedoch ebenfalls mögliche Ferner müssen die mehrfachen Dehnungen nicht gleich sein. Beispielsweise ist ein Dehnungsverhältnis von zwei in einer Richtung und ein Dehnungsverhältnis von vier in einer anderen Richtung möglich.

Pig.6.zeigt eine Mikrophotographie (ungefähr 65-fache Vergrößerung) eines biaxial gedehnten, durch Spritzspinnen von Polypropylen auf die in Verbindung mit Fig.2 beschriebene Weise hergestellten Spinnvlieses. \I±e die Abbildung zeigt, hat das biaxial gedehnte Vlies eine Ifetzwerkstruktur, die sich aus der regellosen Anordnung und Verteilung der in der Yfärme entstandenen Verklebungspunkte ergibt. Das biaxial gedehnte Vlies hat erhöhte Zugfestigkeit in beiden Richtungen und ist geschmeidig, fällt gut und hat einen weichen Griff.

Hach der bisherigen Beschreibung und der Abbildung wird die Dehnung auf einem erhitzten Bremsschuh und in erhitzter luft vorgenommen, jedoch können auch ebenso gute Ergebnisse

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btii Verwendung von otrahlung3wärme, die beispielsweise durch Heizlampen abgegeben wird, oder durch wärmeleitende Medien, wie 7/asserdampf, erreicht werden.

Der Grad, bis zu dem die durch Spritzspinnen hergestellten dpinnvliese gemäß der Erfindung gedehnt werden, kann innerhalb weiter Grenzen liegen. Beispielsweise kann die Oberfläche des Spinnvlieses um einen Faktor bis zu 15 oder noch mehr vergrößert werden. Die gewählten genauen Bedingungen hängen natürlich von Paktoren, wie der Art des zu dehnenden Spinnvlieses, ab. Durch Spritzspinnen aus Polypropylen hergestellte Spinnvliese sind in einer Richtung mit guten Ergebnissen bei Dehnungsverhältnissen von 14 und in zwei Eichtungen bei Dehnungsverhältnissen von 3*5 in beiden Richtungen gedehnt worden. Natürlich sind noch höhere Verhältnisse erreichbar.

Der hier gebrauchte Ausdruck "Dehnungsverhältnis" ist das Verhältnis der Abmessung des gedehnten Vlieses in der Dehnrichtung zu dieser Abmessung des Spinnvlieses vor der Dehnung.

In gewissen Fällen erweist es sich als zweckmäßig, feste oder flüssige Zusatzstoffe mit dem Fadenmaterial des Spinnvlieses zu kombinieren. Beispielsweise kann die Absicht bestehen, ein oder mehrere Kittel zum Feuerfestmachen des Spinnvlieses o.dgl» zuzusetzen. Ferner können Bindemittel oder Weichmacher in Fällen verwendet werden, in denen sie gewünschte Eigenschaften herbeiführen.

Die Zusatzstoffe können nach verschiedenen Verfahren in das Fadenmaterial eingebracht oder darauf aufgebracht werden. Ein Zusatzstoff, der mit der Spinnmasse verträglich ist, kann in sie eingearbeitet und aus der Düse 2 versponnen werden. Die verschiedensten Zusatzstoffe können nach dem Spinnen nach bekannten Verfahren auf das Fadenmaterial aufgebracht werden. Ein getrennt abgesprühtes Zusatzmaterial kann mit dem Fadenmaterial in jler Zone in Berührung gebracht

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werden, in der das Fadenmaterial erstmals zum Spinnvlies abgelegt wird, oder dieser Zusatzstoff kann auf das abgelegte Spinnvlies vor oder nach der Dehnung aufgebracht werden.

Ss ist ferner möglich, das Spinnvlies gemäß der Erfindung

mit den verschiedensten polymeren und nicht-polymereη Materialien zu überziehen oder zu imprägnieren. Als nicht-polymere Materialien kommen natürliche Wachse, farbstoffe, Pigir.enfce usw. in Frage. Als typische Polymere, die zur Im— ψ 10 prägnierung oder zum Überziehen der Spinnvliese gemäß der Erfindung verwendet werden können, kommen beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und Polyisobutylen, Naturkautschuk und Synthesekautschuk, Polychloropren, chlorsulfoniertes Polyäthylen, Acrylharze, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und verschiedene andere Polymere una Interpolyn»ere von Vinylhalogeniden und Vinylestern in Frage. Die3e Polymeren können als Schmelze, als Lösung in einem Lösungsmittel oder als Dispersion aufgebracht werden.

Es ist möglich, Schichtstoffe herzustellen, wobei im allgemeinen die dichteren Spinnvliese gemäß der Erfinda/ig verwendet werden. Thermoplastische Massen können aus Lösungen, ) Schmelzen oder Dispersionen als Schicht auf die Oberfläche der Spinnvliese aufgebracht werden. Schichtstoffe können auch nach anderen Verfahren hergestellt werden, i..B« durch Kalandern, Tauchen, direktes Strangpressen einer Folie auf die Oberfläche, Vakuumverfestigung usw. Die Spinnvliese gemäß der Erfindung können auf I-letallfolien, Cellulose- oder Kunstpapiere, isotrope oder nicht-isotrope Folien aus thermoplastischen Polymeren und andere flexible ebene Oberflächen aufgebracht werden. Zur Steigerung der Haftfestigkeit des Spinnvlieses an anderen Schichten sind verschiedene Behandlungen möglich, beispielsweise die Verwendung von Klebstoffen, Bestrahlung, z.B. die Lepel-Behandlungen, Koronaentladung, Flammbehandlungen, wie sie allgemein bei Polyäthylen angewandt werden, und analoge Verfahren.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die physikalischen Eigenschaften von durch Spritzspinnen hergestellten Spinnvliesen durch zweistufiges Verstrecken verbessert, wobei zwischen den beiden Reckstufen eine Entspannung unter Wärmeeinwirkung, nachstehend als "Wäraerelaxation¹¹ bezeichnet, vorgenommen wird. Das gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung hergestellte Produkt hat eine höhere Reißfestigkeit als das einstufig verstreckte Produkt. Darüber hinaus können höhere Gesamtreckung und höhere Zugfestigkeiten als bei einstufigem Verstrecken erzielt werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Zugfestigkeit und die Drapiereigenschaften von Spinnvliesen, die aus einem im wesentlichen endlosen Fadenmaterial bestehen, in einer Weise verbessert, bei der erhöhte Reckverhältnisse zusätzlich zu einem entsprechenden Anstieg der Zugfestigkeit erzielt werden. Gemäß dieser Ausführungsform umfaßt die Erfindung ferner ein Verfahren zur Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der die Gesamtdehnung oder -verstrekkung vorgenommen werden kann, während die Gefahr des Reißens dee Spinnvlieses verringert wird.

Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Behandlung von Spinnvliesen ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Spinnvlies verstreokt, das aus ia wesentlichen endlosem Fadenmaterial besteht, das vor dem Verstrecken zum Zeitpunkt des Spritzspinnens unterschiedlich stark orientiert und durch Wärme regellos mit sich selbst verklebt worden ist, das verstreokte Spinnvlies unter Wärmeeinwirkung entspannt und ansohliessend erneut verstreckt, wodurch wenigstens ein Teil des Fadenaaterials weiter orientiert wird.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil das Fadenmaterial nunmehr schneller zu einer gegebenen größeren Fläche ausgezogen, verstreokt oder

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gedehnt werden kann, da das Verstrecken in wenigstens zwei Stufen vorgenommen wird, ohne daß der Versuch gemacht wird, die maximale Reckung in einer einzigen Stufe zu erreichen Wenn versucht wird, eine maximale Flächenvergrößerung in einer einzigen Reckstufe zu erreichen, erfolgt die Verstreckung mit einer geringeren Gesamtgeschwindigkeit, um das Material an schwachen Stellen nicht zu zerreißen. Im Gegensatz hierzu kann die Reckung gemäß der Erfindung schnell vorgenommen werden, weil in der ersten Stufe nicht "bis zum Maximum gereckt wird und die Reckung daher schneller erfolgen kann. Nach der Entspannung kann die zweite Verstreckung ebenfalls schnell vorgenommen werden, weil nach der eingeschobenen Wärmerelaxation die Gesamtreckung, die dann möglich ist, wesentlich über die ursprüngliche Streckgrenze, die nur etwa das 8- bis 12-fache beträgt (abhängig vom Polymeren, der Paserstruktur u.dgl.), hinausgeht. Durch die Erfindung wird somit ein Verfahren verfügbar, das eine Erhöhung der Gesamtreokung ermöglicht, während die Festigkeit der Faserbahn, gemessen als Kraft pro Flächeneinheit pro Gewicht, überraschenderweise erhöht wird.

Bei einem typischen Spinnvlies von mittlerem Titer hat der frisch gesponnene Faden einen Einzeltiter von etwa 12 bis 18 den bei einem Durchschnitt von etwa 15· Nach dem Verstrecken gemäß der Erfindung wird der Einzeltiter des Fadens auf etwa 1,5 bis 15 bei einem Durchschnitt von etwa 4 herabgesetzt. Bei Vliesen aus stärkeren Fäden pflegt der Titer pro Faden über einen weiteren Bereich zu schwanken, während im unteren Einzeltiterbereich von beispielsweise 0,5 bis 15 die Schwankungebreite normalerweise geringer ist. In einem Spinnvlies, das ein solches Fadenmaterial enthält, machen die Abschnitte von kleinerem Durchmesser einen größeren Anteil der Oberfläche pro Voluaeneinheit aus, während die Segmente mit größerem Durchmesser verhältnismäßig steif sind und dem Zerbrechen des Spinnvlieses widerstehen.

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Der durchschnittliche Einzeltiter dee Fadens "beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 30, insbesondere 3 bis 10. Der besonders bevorzugte Einzeltiter des gereckten Fadens beträgt im Durchschnitt 0,25 bis 3.

Während der frisch gesponnene Faden durch die Gasströme regellos von der Spinndüse hinweggeschleudert wird, wird eine Aufnahmefläche, z.B. die Oberfläche einer Walze, ein endloses Band, ein Sieb o.dgl., kontinuierlich so im Weg des herausgeschleuderten Fadenmaterials bewegt, daß das Fadenmaterial aufgenommen wird, ohne die regellose Anordnung der Fadenabschnitte zu zeretören. Die Bewegung der Aufnahmefläohe dient dazu, neue Teile der Oberfläche kontinuierlioh so in den Weg des Fadenmaterials zu bringen, daß der aufgenommene Faden eine Bahn oder ein Flächen gebilde bildet, das kontinuierlich aus der legungazone abgeführt wird. Die Spinngeschwindigkeit und die Geschwindigkeit der Aufnahmefläche werden vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, daß sichergestellt ist, daß das aufgenommene Spinnvlies das gewünschte Gewicht pro längenein- heit für den vorgesehenen Verwendungszweck des Spinnvlieses hat.

Die Aufnahme oder Legung des nioht-gewebten, durch Spritzspinnen gebildeten Fasermaterials in Form eines Fläohengebildes kann so eingestellt und geregelt werden, daß ein Spinnvlies von fast jedem beliebigem Gewicht beispielsweise im Bereich von etwa 3,4 bis 1700g/m oder mehr gebildet wird. Das jeweilige Gewioht, mit dem das Spinnvlies hergestellt wird, hängt von dem vorgesehenen Ver- wendungszweck ab. Wenn das Material beispielsweise als Teppiohrüokschioht verwendet werden soll, in der das gereckte Produkt zweckmäßig ein Gewicht von etwa 136 bis 170 g/m hat, kann das Fasermaterial ursprünglich im Gewiohtsbereich von etwa 340 bis 680 g/m² gelegt werden.

Beim anschließenden Reoken wird durch die Flächenvergröaserung das Gesamtgewicht pro Flächeneinheit stark verrin-

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gert, beispielsweise auf 34 bis 510 g/m . Produkte mit Flächengewichten von etwa 17 bis 1020 g/m oder mehr werden auf diese Weise hergestellt·

Bei der Einstellung des Gewichts des Vlieses kann auch der Grad der Selbstverklebung eingestellt werden, indem

der Abstand von der Spinnvorrichtung zur Aufnahmeoberfläche so verändert wird, daß der Faden bei einer Temperatur aufgenommen wird, bei der der faden durch die restliche Wärme und/oder das restliche Lösungsmittel genügend k 10 klebrig bleibt, um die gewünschte Selbstverklebung zu bewirken. Natürlich findet bei Verkürzung des Abstandes zwischen der Aufnahmezone und der Spinnöffnung eine verstärkte Verklebung statt, während durch Vergrößerung des Abstandes der Grad der Selbstverklebung verringert werden kann. Pur gewisse Zwecke, z.B. bei sehr fülli-gen Produkten im Gegensatz zu papierartigen Produkten, sind häufig Variationen der Verklebung erwünscht. Ferner kann eine zusätzliche Verklebung vorgenommen werden, z.B. durch Aufbringen eines geeigneten Bindemittels auf die Aufηahmefläche zusammen mit dem Fadenmaterial oder durch späteren Auftrag eines Binders.

t Bas Recken des hergestellten Faservlieses kann je nach

den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts in mehreren Sichtungen oder in einer Richtung erfolgen. Recken in mehreren Richtungen, das häufig in zwei, drei usw. Richtungen vorgenommen wird, ist häufig erwünscht, um im wesentlichen die gleiche Reißfestigkeit in mehreren Richtungen längs der Faserebene zu erzielen. Ferner werden durch Recken in mehreren Richtungen die Drapiereigensohaften oder die Geschmeidigkeit des Endprodukts in allen Richtungen verbessert. In gewissen Fällen, wenn beispielsweise der Endgebrauch größere Längsfestigkeit als Querfestigkeit erfordert oder die Drapierbarkeit in Längsrichtung nicht so wichtig ist, kann eine Reckung nur in

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einer Richtung bevorzugt sein. Diese Reckung in einer Richtung ist besonders erwünscht, wenn zwei oder mehr Vliesbahnen zu einem Endprodukt zusammengeschichtet werden, das hohe Festigkeit in mehreren Richtungen aufweist. Natürlich kann das Recken in zwei oder mehr Stufen erfolgen, in denen eine Längsreckung und eine Querreckung vorgenommen wird.

Das Recken kann bei Temperaturen im Bereich von Raumtemperatur (20°C) bis dicht unterhalb der Schmelztemperatur (Klebrigkeitstemperatur) des Polymeren vorgenommen werden. Vorzugsweise wird unter Wärmeeinwirkung gereckt, indem beispielsweise das Vlies über eine erhitzte Bremsfläche gezogen wird. Verschiedene Reckvorrichtungen sowie verschiedene bekannte Heizmethoden und -vorrichtungen können unter Erzielung entsprechend guter Ergebnisse angewandt werden. Beispielsweise kann die Beheizung durch Strahlungswärme, mit Hilfe von Gasen und Flüssigkeiten, durch Induktion u.dgl. vorgenommen werden. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Polymeren wird das Verstrecken im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von etwa 8O° bis 200⁰C oder mehr, vorzugsweise im Bereich von etwa 100° bis 150°C vorgenommen.

In der ersten Stufe wird das Faservlies vorzugsweise um etwa 25 bis 85 %i insbesondere um 50 bis 80 % seiner maximalen Rekkung (geraessen durch die Reckung, die erforderlich ist, um das Spinnvlies zu zerreißen) gedehnt oder gereckt. Diese Reckung kann mit hohen Geschwindigkeiten vorgenommen werden, weil keine Annäherung an die maximale Reckung erfolgt.

Die maximale Reckung in einer einzigen Stufe kann normalerweise in Abhängigkeit von der Faserstruktur, dem jeweiligen Polymeren, dem Titer des Fadens, dem Gewicht des Spinnvlieses u.dgl. bis zu ungefähr dem 12-fachen der ursprüng-

JO liehen Länge erfolgen. Auch höhere und/oder geringere maximale Reckungen können erreicht werden. Wenn die Reckung in mehreren Richtungen, z.B. biaxial vorgenommen wird, liegt die maximale Reekung in beiden Richtungen normalerweise im Bereich der j5- bis 5-fachen ursprünglichen Länge und Breite. Beispielsweise kann die ursprüngliche Fläche des Spinnvlieses unabhängig von der Reckrichtung insgesamt

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bis ungefähr auf das 15- bis 16-fache oder noch mehr vergrößert werden. Auch hier hängt die erzielbare Flächenvergrößerung von den jeweiligen Pasereigenschaften und den anderen oben genannten Eigenschaften ab.

Nach Beendigung der ersten Reckstufe wird das Spinnvlies unter Wärmeeinwirkung entspannt. Die Wärmerelaxation wird bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Polymeren, beispielsweise im Bereich von etwa 8o° bis 200⁰C, vorgenommen. Auch hier hängt die Temperatur vom jeweiligen Polymeren ab. Die Wärmerelaxation wird in verschiedenen Heizmedien, beispielsweise mittels Strahlungswärme, erhitzten Gasen oder Flüssigkeiten vorgenommen. Vorzugsweise wird hierbei die Vliesware mit überhitztem Dampf behandelt.

Die Dauer der Wärmerelaxation kann variiert werden in Abhängigkeit vom jeweils verwendeten Polymeren, vom Wirkungsgrad des Wärmeübergangs und der Zeit, die erforderlich ist, um das Vlies auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen. Normalerweise beträgt sie einige Sekunden bis mehrere Minuten oder mehr. Bei der Entspannung von beispielsweise Polypropylenfasern unter Verwendung von überhitztem Dampf erwiesen sich Zeiten von etwa 10 bis 45 Sekunden als geeignet. Die Wärmerelaxation hat eine leichte Schrumpfung zur Folge, deren Grad mit der angewendeten Temperatur variiert. Im allgemeinen treten Schrumpfungen von etwa 5 bis 15 % in der Reckrichtung auf, wobei die stärkeren Schrumpfungen bei den höheren Temperaturen stattfinden.

Nach Beendigung der Wärmerelaxation wird das Spinnvlies erneut gereckt. Dies geschieht normalerweise in der gleichen Weise wie in der ersten Reckstufe. Die zweite Reckung kann jedoch von der ersten Reckung abweichen. Wenn beispielsweise die erste Reckung im wesentlichen biaxial vorgenommen wird, kann es erwünscht sein, die zweite Reckung nur in einer Richtung vorzunehmen oder umgekehrt, wie dies für den jeweiligen Endgebrauch

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erwünscht iat.

Ss hat sloh gezeigt, daß nach der Wärmerelaxation die maximale Längung des ursprünglichen Spinnvlieses so steigt, daß Gesamtdehnungen bis zum 18-fachen der ursprünglichen Länge oder mehr nunmehr erzielbar sind. Dies entspricht einer Flächenvergrößerung bis zum ungefähr 20-fachen oder mehr der ursprünglichen Fläche. Darüber hinaus steigern diese Dehnungen die Festigkeit des Vliesmaterials über den Wert hinaus, der bisher bei entspr·- chenden Flächengewiohten erreichbar war. Die zweite Rekkung oder Dehnung wird somit vorgenommen, um die Flächengröße der Vliesware über die in der ersten Reokstufe erreichte Größe hinaus zu steigern, jedoch muß sie die Flächengröße nioht unbedingt auf das Maximum bringen, obwohl dies in vielen Fällen erwünscht ist.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, wobei die Beispiele 1 bis 6 die erste Ausführungsform der Erfindung, d.h. die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften durch einstufiges Becken, und die Beispiele 7 bis 9 die zweite Ausführungsform der Erfindung, d.h. die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften duroh Becken in zwei Stufen, beschreiben. In diesen Beispielen beziehen sich die Mengenangaben auf das Gewicht.

Beispiel 1

Mit einer Düse von 0,406 mm Durohmesser wurde Polypropylen ("Profax Type 64-23F*, Hersteller Hercules Company) bei einer Temperatur der Schmelze von 35O⁰O duroh Spritzspinnen verarbeitet. Der Faden wurde auf einer rotierenden Trommel aufgenommen, die sieh im Abstand von 46 om von der Düse drehte und Spinnvliese einer Dicke von etwa 1,6 in bildete. Diese Spinnvliese wurden zu Streifen von 89 mm Breite geschnitten, von denen einige als Vergleicheproben verwendet wurden.

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liner dieser Streifen wurde über einem erhitzten Bremsschuh, der eine Temperatur von 120°C hatte, gedehnt. Die Zuführungsgesohwindigkeit zum Bremsschuh, betrug 1,5 m/Min., während der Abzug mit höherer Geschwindigkeit erfolgte, die entsprechend dem gewünschten Dehnungsverhältnis gewählt war. Die Zugfestigkeitswerte der Streifen sind in Tabelle I genannt. Der Einfluß verschiedener Dehnungsverhältnisse auf die Zugfestigkeit dieser Streifen ist in Pig. 7 graphisch dargestellt.

Tabelle I Einachsig gedehntes Polypropylen

Probe I Probe II Vergleichs- einachsig probe gedehnt

Dehnungsverhältnis - 3

Temperatur des Bremsschuhes - 120⁰C

Grundgewicht, g/nr 97 g 71,4 g

Dehnung, $> 57,4 10

Zugfestigkeit des Streifens 0,84 kg/cm 2,86 kg/om

Zugfeatigk., Ib./in./oz./yd² 1,6 7

Die gemäß Beispiel 1 hergestellten gedehnten Streifen hatten nur eine Breite von 89 mm, bedingt durch die verfügbare Reckvorriohtung. Versuohe, bei denen breitere Vliese von Hand gereckt wurden, haben jedoch gezeigt, daß breite Bahnen mit entsprechend guten Ergebnissen gereckt werden können.

Beispiel 2

Zwei Stücke des einachsig gedehnten Materials entsprechend der Probe II von Tabelle I werden quer zueinander übereinandergeschichtet, indem ein Stück mit einer wäßrigen Emulsion von niedrigmolekularem Polyäthylen als Klebstoff besprüht, das zweite Stück so auf das besprühte Material gelegt wird, daß die Dehnrichtungen ungefähr einen rechten Winkel bilden, und die übereinander gelegten Vliese in eine auf etwa 120°0 erhitzte Presse gelegt werden, in

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der aie etwa 30 Sekunden unter einem Druck von etwa 907 kg gehalten werden. Die Polyäthylenemulsion enthält etwa 40 Gew.~# Polyäthylen. Sie wird in einer Menge von etwa 10 Grew.-^ des endgültigen Schichtstoffs aufgetragen. Dieser Schichtßtoff mit kreuzweise gelegten Lagen hat in allen Richtungen erhöhte !Festigkeit.

Beispiel 3

2 Stücke des einachsig gedehnten Materials entsprechend der Probe IIvon Tabelle I werden kreuzweise auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise geschichtet, wobei ein Schichtstoff erhalten wird, der ein Gewicht von etwa 158 g/m hat. In das Spinnvlies wird dann nach üblichen Tufting-Verfahren ein Plorgarn eingearbeitet, wobei ein Teppichmaterial erhalten wird, in dem das Spinnvlies als RUokactto'at dient.

Beispiel 4

Ein Stück des einachsig gedehnten Materials entsprechend der Probe II von Beispiel 1 wird mit einer wässrigen Polyvinylacetatemulsion beschichtet und dann an der Luft getrocknet. Die Emulsion enthält etwa 10 Gew.-^ Polyvinylacetat und wird in einer Menge von etwa 15 Gew.-$ dee beschichteten Produkts aufgetragen. Dieses beschichtete Produkt eignet sich beispielsweise besonders gut als Wandbekleidung.

Beispiel 5

Ein Stück des einachsig gedehnten Materials entsprechend der Probe II von Tabelle I wurde auf eine Polyäthylenfolie von etwa 50 u. Dicke geschichtet, indem das übereinandergelegte Material in eine auf etwa 90⁰C erhitzte Presse gelegt wurde, in der es etwa 2 Minuten unter einem Druck von 907 kg gehalten wurde. Dieser Schichtstoff aus dem gedehnten Spinnvlies mit einer coplanaren 3?olie eignet sich auf Grund seiner Längsfestigkeit und seiner Maßhaltigkeit als

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.1

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Bucheinbandmaterial.

Beispiel 6

Eine biaxiale Dehnung wurde in der in Pig,2 dargestellten Vorrichtung vorgenommen. Ein Spinnvlies aus Polypropylen, das unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen vor der Dehnung hergestellt worden war, wurde biaxial bei einem Dehnungsverhältnis von 3,5:1 in Längsrichtung und Querrichtung in Heißluft bei 11O⁰C gedehnt. Die Ergebnisse, die in Tabelle II für diesen nicht bis zum Optimum durchgeführten Versuch angegeben sind, lassen die erhöhte Zugfestigkeit it: jeder Sichtung erkennen. Das gleichmäßige Produkt hatte gute Drapierbarkeit, eine Eigenschaft, die für PasefVliese erwünscht ist. Es ist somit möglich, biaxial gedehnte Spinnvliese aus Polypropylen herzustellen, die gute Pestigkeitseigenschaften haben und die Notwendigkeit zur Herstellung von Schichtstoffen durch kreuzweise Schichtung von einachsig gedehnten Spinnvliesen ausschalten·

Tabelle II Biaxial aereckte Spii

Biaxial Mereckte Spinnvliese aus Polypropylen	Probe I Vergleichsprobe	Probe II biaxial gedehnt
	— -	3,5
Dehnungsverhältnis	mm	1100O
Lufttemperatur	99	20,4
Gewicht, g/m	57,4	16
Dehnung, #	0,84	0,43
Zugfestigkeit des Streifens, kg/cm	Zugfestigkeit des „ Streifens, Ib./in./025./yd 1,6	2,4
Beispiel 7

Mit der Vorrichtung und nach dem Verfahren des Hauptpatents wurde ein Spinnvlies, das ein Plächengewieht von 136 g/m hatte, aus Polypropylen hergestellt. Das Polypropylen wurde

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bei einer Temperatur der Schmelze von 350 G durch eine Düse gesponnen, die einen Durchmesser von 0,71 mn und die geometrische Gestalt hatte, die in der Beschreibung des Hauptpatents beschrieben ist. Eine Probe dieses Spinnvlieses, das pro Faden einen durchschnittlichen Titer von etwa 1o den hatte, der von etwa 3 "bis 18 den pro Faden variierte, wurde dann auf das 5-fache der ursprünglichen Länge gereckt, indem die Probe bei 124⁰C über einen erhitzten Bremsschuh gezogen wurde. Die erhaltene Probe wurde dann in zwei Teile

1C geteilt. Ein Teil wurde unter Dampfeinwirkung in einem Autoklaven bei 121⁰C entspannt« Der andere Teil wurde nicht der Wärmerelaxation unterworfen. Di.^j entspannte Probe und die nicht entspannte Probe wurden dann auf die doppelte Länge gereckt, so daß eine Gesamtreckung auf das 10-fache der ursprünglichen Länge erhalten wurde. Ein zweiter Teil des unter Wärmeeinwirkung entspannten Spinnvlieses wurde auf das 2,5-fache der nach der Entspannung erhaltenen Länge gereckt, so daß eine Gesamreckung auf da3 11-fache der ursprünglichen Länge mit einer entsprechenden Verminderung des Titers pro Faden erzielt wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse, ausgedrückt als Zugfestigkeit der verschiedenen geprüften Proben, sind in Tabelle III angegeben.

Tabelle III

Probe Zugfestigkeit Ur. Behandlung des Vlieses Ib,/in./oz./

1 Spinnvlies 5-fach verstreckt, Vergleichsprobe ohne Dampfbehandlung 13»1

2 Spinnvlies 5-fach verstreckt, Vergleichsprobe mit Dampf behandelt 10,7

3 Spinnvlies Hr.1 erneut 2-fach verstreckt 17,8

4 Spinnvlies Nr.2 erneut 2-fach verstreckt 19,3

5 Spinnvlies Nr.2 erneut 2,5-fach verstreckt 21,6

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Seispiel 8

Weitere Proben von Spinnvliesen, die einen durchschnittlichen l'iter von etwa 3 den prc Pad en "bei einei.i dehwankungsbereich von etwa 1 "bis 6 den pro Faden hatten, wurden au!" die in Beispiel 7 beschriebene V/eise hergestellt. Proben der Spinnvliese wurden auf die in Tabelle IV angegebene Weise behandelt. Hierbei wurden die Spinnvliese über einem erhitzten Bremsschuh bei 124⁰C 6-fach verstreckt. Die Proben 2 bis 5 wurden dann bei etwa 120⁰G entspannt. Die Proben 3 bis 5 wüx'den dann erneut auf unterschiedliche Uesaintdehnungen gereckt, worauf die .Festigkeit der Spiritvliese gemessen wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in labeile IV genannt· Die Probe ilr. 1 diente als Vergleichsprofce.

	!Tabelle IV	Zugfestigkeit des Vlieses o lb./in./oz./yd'1
Probe Nr.	Behandlung	9,5 10,7
1 2	Spinnvlies 6-fach verstreckt Spinnvlies 6—fach verstreckt und entspannt

3 Spinnvlies 6-fach verstreckt, entspannt und erneut auf. insgesamt das 10-fache der ursprünglichen Länge verstreckt 10,7

4 Spinnvlies 6—fach veretreckt, entspannt und erneut auf insgesamt die 12-fache ursprüngliche länge verstreckt 19,0

5 Spinnvlies 6-fach verstreckt, entspannt und erneut auf insgesamt die 14-fache ursprüngliche Länge verstreckt 20,2

Die Werte in Tabelle IV zeigen, daß die !Festigkeit der Spinnvliese nach dem erneuten Rechen zunimmt» Der liter der stärker gereckten Spinnvliese betrug im Durchscnitt etwa 0,5 den pro Paden bei einem Streubereich von etwa Q,25 bis 1,5 den pro Paden.

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In der gleichen Weise werden Spinnvliese hergestellt, die gleichzeitig in zwei oder mehr Richtungen gereckt werden. Beim Verstrecken in mehreren Richtungen wird die Dehnung längs jeder Achse auf etwa das 2-fache der ursprünglichen Größe des Vlieses vorgenommen. Nach dem Entspannen in der Wärme x^ird die Vl iesware erneut auf insgesamt das etxm 3,5- oder mehrfache der ursprünglichen Länge längs der Dehnungsachse oder stärker verstreckt. Auf diese Weise werden entsprechend gute Ergebnisse im Vergleich zu dem Recken in einer Richtung erhalten. Außerdem wird die Drapierbarkeit des gereckten Produkts in allen Richtungen verbessert.

Beispiel 9

Ein Spinnvlies wurde nach dem Verfahren des Hauptpaten-

]Jj> tes (Patentanmeldung P 16 35 ^79·3) und gemäß

Beispiel 7 hergestellt. Auch hier wurden Proben des Spinnvlieses zunächst auf die in Beispiel 7 beschriebene Weise 8-fach verstreckt, unter Wärmeeinwirlcung entspannt und erneut auf verschiedene Gesamtlängen gereckt. Die erhaltonen Ergebnisse sind in Tabelle V genannt.

Tabelle V

Probe Behandlung Zugfestigkeit

Nr. des Vlieses ₂

Ib./in./oz./yd

1 Spinnvlies 8-fach verstreckt 11,2

2 Spinnvlies 8-fach verstreckt und

entspannt 11,0

3 Spinnvlies 8-fach verstreckt, entspannt und erneut auf insgesamt das 10-fache verstreckt 15,2

4 Spinnvlies 8-fach versteckt, entspannt und erneut auf insgesamt das 13-fache verstreckt 19,7

5 Spinnvlies 8-fach verstreckt, entspannt und erneut auf insgesamt das 15,6-fache verstreckt 20,1

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Wie die Vergleichsprobe zeigt, die gemäß der Erfindung maximal verstreckt wurde, werden größere Gesamtdehnungen erreicht, wenn zusätzlich die Entspannung unter Wärmeeinwirkung vorgenommen wird, wobei höhere Zugfestigkeiten erzielt werden.

In der gleichen Weise können Spinnvliese, die nach dem

Verfahren des Hauptpatents (Patentanmeldung

P 16 J55 479O) sowie nach anderen bekannten Spritzspinnverfahren hergestellt worden sind, gemäß der Erfindung gereckt werden, wobei entsprechend gute Ergebnisse erhalten werden. Ferner können Spinnvliese aus den verschiedensten anderen polymeren faserbildenden Materialien, wie Polyamiden, Polyestern, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Acrylpolymeren, Gemischen dieser Polymeren und ähnlichen thermoplastischen Polymeren mit entsprechend guten Ergebnissen hergestellt werden.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Spinnvliese können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden. Mit geeigneten Beschichtungen und/oder als Schichtstoffe können sie für technische Anwendungen an Stelle der üblichen gewebten Stoffe, Folien und Papiere verwendet werden. Durch w Einarbeitung eines geeigneten Bindemittels mit oder ohne zusätzliche Prägung werden stoffartige Produkte erhalten. Die Spinnvliese gemäß der Erfindung können für die Herstellung von Filzen, lederartigen Materialien und wildlederartigen Materialien verwendet werden. Sie können zu mehrschichtigen Gebilden zusammengelegt und als solche dann vernadelt werden, wobei ein Substrat erhalten wird, das in poromeren Materialien verwendet werden kann. Mit hohem Bindemittelgehalt und durch Kalandern unter hohem Druck werden papierartige Produkte erhalten. Die Spinnvliese gemäß der Erfindung können als Zwischenfutter verwendet werden, das Kleidungsstücken Formbeständigkeit und/oder Steifigkeit verleiht.

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Claims (18)

- 29 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen durch Spritzspinnen eines im wesentlichen kontinuierlichen Fadenmaterials nach Patent (Patentanmeldung

P 16 35 479O), dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufnahmefläche in einem Winkel quer zum Spritzweg des frisch gesponnenen Fadenmaterials kontinuierlich bewegt und ein Flächengebilde aus regellos in allen Richtungen angeordneten Fadenabschnitten, die sich regellos kreuzen, ablegt, die Fadenabschnitte an den Kreuzungspunkten miteinander verklebt und das so entstandene Flächengebilde in mindestens einer Richtung mindestens einmal verstreckt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fadenmaterial in Form des Flächengebildes ablegt, während Oberflächenbereiche klebrig sind und ein Selbstverkleben der Kreuzungspunkte bewirken.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Verstrecken auf das Flächengebilde ein Bindemittel aufbringt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Flächengebilde verstreekt bis zu einer Oberflächenvergrößerung um einen Faktor bis etwa I5.

5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis K₃ dadurch gekennzeichnet, daß man das Flächengebilde in einer Richtung bei einem Dehnungsverhältnis im Bereich zwischen etwa 1 und I5 verstreekt und dabei den Einzelfaden mit Zugverhältnissen zwischen Null und dem Dehnungsverhältnis des Flächengebildes behandelt.

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Verstreckens die Anordnung des Fadenmaterials im Flächengebilde in Streckrichtung ändert.

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7·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Flächengebilde in mehreren Richtungen verstreckt.

8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß man das Flächengebilde in zwei im rechten Winkel angeordneten Richtungen verstreckt.

9·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß man ein Fadenmaterial aus einem Polyolefin, insbeson-F dere Polypropylen verwendet.

10.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9s dadurch gekennzeichnet, daß man das Verstrecken des Flächengebildes in zwei Stufen durchführt und zwischen den beiden Stufen das Material entspannt.

11.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das erste Verstrecken unterhalb des Maximums dunchführt.

12.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe um 25 bis 85 % der Maximal-

reckung verstreckt.

13·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man bei erhöhten Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Fadenmaterials verstreckt.

14.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen im Bereich zwischen 80° und 200°C verstreckt.

15.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Entspannen des einstufig verstreckten Flä-

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chengebildes bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Fadenmaterials und im Bereich zwischen 8O° und 200⁰C bewirkt.

16.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von überhitztem Dampf entspannt.

17.) Verfahren nach Anspruch 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß man uniaxial oder multiaxial verstreckt.

18.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Gesamtdehnung unter Steigerung der Flächenausdehnung um einen Betrag bis zum etwa 20-fachen der ursprünglichen Flächenausdehnung bewirkt.

19·) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine der Spinndüse (2) nachgeschaltete Aufnahmevorrichtung, vorzugsweise eine rotierende Trommel (6) sowie eine zwischen zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetriebenen Walzenpaaren (14, 18) angeordnete, erhitzte Bremsplatte (16).

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