DE1920836A1

DE1920836A1 - Spot-gebundene Vliesstoffe und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1920836A1
Application number: DE19691920836
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gaertner; Peter Petersik
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1969-04-24
Filing date: 1969-04-24
Publication date: 1970-11-12
Also published as: AT315125B; CH1053569A4; FR2039426B1; ES370308A1; NL6910668A; NL156459B; BE749089A; CH571604B5; FR2039426A1; JPS507180B1

Description

Carl Freudenberg 11. März 1969

694 V/einheim/Bergstr. Dr. Z./so - -ßH ^>β4η Q c

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Spot-gebundene Vliesstoffe und Verfahren zu deren Herstellung

Bei der Herstellung von Vliesstoffen werden bekanntlich lose Faservliese mit Latex gleichmäßig imprägniert. Beim anschliessenden Trocknen sammelt sich das Bindemittel in Form von Lamellen oder Schwimmhäuten an den Kreuzungspunkten zweier Fasern, wie aus der Figur 4 der US-Patentschrift 2 719 802 deutlich zu sehen ist. Das Bindemittel - meist Latex - wird durch die Einwirkung von Hitze beim Trockenen gleichzeitig vulkanisiert. Die so hergestellten Vliesstoffe, die im Handel unter der Bezeichnung VLIESELINE erhältlich sind, zeichnen sich besonders durch ihre Sprungelastizität aus« Sie werden daher bevorzugt als Einlage- und Versteifungsstoffe bei Kleidern verwendet.

Aus der US-Patentschrift 2 545 952 ist es ferner bekannt den Latex - oder aber auch ein anderes Bindemittel mit ähnlichen Eigenschaften v/ie Kasein, Leim, natürliche Harze usw. - nur punktförmig mit Hilfe einer entsprechend gravierten Walze auf das zunächst lose Vlies aufzudrucken. Das zunächst nur punktförmig auf die Vliesoberflache aufgedruckte Bindemittel sinkt dann langsam in das Innere des Vlieses, so daß eine Bindewirg auch in den Bereichen unterhalb des aufgedruckten Latex-

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Punktes festzustellen isst. Dieses Verfahren, das sich nur bei dünnen Vliesen bis zu 60 g/m eignet, ist auch in Deutscialand unter der englischen Bezeichnung "Spot-Bonding" bekannt. Siehe in diesem Zusammenhang auch DAS 1 098 903, 1 099 983, 1 106 285. und 1 062 204.

Die bislang bekannten spot-gebundenen Vliesstoffe sind wacher und saugfähiger als die gleichmäßig mit Bindemittel imprägnierten Vliesstoffe. Allerdings ist die Reißfestigkeit erwartungsgemäß gering» Sie werden daher meist zu Wegwerfartikeln weiterverarbeitet.

Es wurde nun gefunden, daß man die Reißfestigkeit spot-gebundener Vliesstoife ohne Beeinträchtigung der Weichheit und Saugfähigkeit wesentlich erhöhen kann, wenn man ein koagulationsfähiges Bindemittel punktförmig aufbringt und anschließend das Bindemittel auskoaguliert.

Bei der Herstellung der neuen spot-gebundenen Vliesstoffe, die das Bindemittel in koagulierter Form erhalten, wird das lose Faservlies zunächst mit einem sogenannten wärme-sensibilisierten Bindemittel gleichförmig nach bekannten Methoden - z.B. gemäß USP 2 719 802. imprägniert. ..Unter wärme-sensibilisiertsn Bindemitteln versteht man solche, bei denen das Bindemittel bei Erreichen einer bestimmten Temperatur, z.B. 40-60 C_? schlagartig in Form kleiner Kügelchen ausflockt. Sie sind heute unter Bezeichnungen wie Perbunan oder Acrylate (Polyacrylat-Latex) auf dem Markt.

Das so mit einem wärme-sensibilisierten Bindemittel gleichförmig imprägnierte Vlies überrollt man dann anschließend mit einer vorzugsweise 120 -. 420 0 heißen, gravierten Stahlwalze. Es ist verständlich, daß beim Überrollen nur die erhabenen Stellen 1 der Walze 2 auf das Vlies 3 drücken, wie aus der Figur I ersichtlich. Die von den erhabenenen Stellen 1 ausgehende Strahlungswärme · wirkt - wie Figur II zeigt - dann intensiv auf das Vlies und das darin gleichmäßig verteilte Bindemittel ein, wenn der Abstand

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Vlies/erhabene Stelle 1 am kleinsten ist, wenn also die Stelle 1 auf das Vlies drückt. Die in das Vlies einstrahlende Wärme - in Figur II mit - Punkten symbolisiert - ist so intensiv, daß schon nach etwa 1 See. in den Bereichen direkt unter der Stelle 1 Koagulation des Bindemittels eintritt. Von den benachbarten Stellen (Vertiefungen) strahlt zwar auch Wärme in das Vlies, jedoch kommt diese innerhalb einer Sekunde noch nicht recht zur Wirkung, da der Abstand von der Vertiefung zum Vlies 3 größer ist als der Abstand zwischen den erhabenen Stellen 1 und dem Vlies 3. Das Bindemittel im Vlies 3 unterhalb der Vertiefungen 4 würde also erst nach längerer Hitzeeinwirkung, z.B. 5 See. ebenfalls koagulieren. Da die Walze 2 jedoch nicht ortsfest angeordnet ist, sondern . über das Vlies 3 rollt, wird die Hitzeeinwirkung sowohl bei den Stellen 1'als auch 4' und 4¹¹ schon nach etwa 1 See. beendet sein. Es wird' daher nur das Bindemittel im Teil 1', nicht jedoch in den benachbarten Teilen 4' und 4'' koagulieren« Während des Abrollens der heißen Walze 2 auf dem gleichförmig imprägnierten Vlies 3 wird sich dieser Vorgang laufend wiederholen. Sofort - oder doch innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde - nach dem Aufdrücken einer erhabenen Stelle 1 auf das Vlies 3 wird das Bindemittel direkt unterhalb der Berührungsflächen im Vlies koagulieren, nicht jedoch in den unmittelbar benachbarten Gebieten=

Nach dem Abrollen der heißen Walze 2 liegt das Bindemittel im Vlies 3 teilweise in koaguliertem und teilweise in nicht-koaguliertem Zustand vor»

Die Figur III zeigt ein solches Vlies schematisch,, Man erkennt, wie sich Stellen 1' mit koaguliertem Bindemittel ablösen mit Stellen 4' und 4¹S in denen das Bindemittel in nicht-koagulierter Form vorliegt» Beim Koagulieren des Bindemittels aus einer Dispersion oder Emulsion fällt ersteres bekanntlich in Form von vielen kleinen Kügelchen aus, weswegen man auch oft von einer Kaviaroder Schrotku/relstruktur spricht. In der Figur III. wurde daher in Anlehnung an die tatsächlichen Verhältnisse die Struktur des koa~

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gulierten Bindemittels punktförmig eingezeichnet. Das nichtkoagulierte Bindemittel ist durch Striche wiedergegeben, die die lamellen gemäß USP 2 54-5 952 symbolisieren. Vfichtig ist nur j daß das Bindemittel nach dem Koagulieren unbeweglich geworden ist Während man z.B. aus einem Vlies das nicht-imprägnierte Bindemittel einfach durch Auswaschen entfernen kann, ist dies nach dem Koagulieren des Bindemittels nicht-mehr möglich,

Taucht man daher die in Figur III gezeigte Vliesbahn in fliessende s Wasser_f so wird nur das nicht-imprägnierte Bindemittel aus den Stellen 4" und 4'" herausgewaschen. nicht jedoch das bereits koagulierte Bindemittel aus den Stellen 1'.

Der nach dem Auswaschen resultierende Vliesstoff kann durch die Figur IV schematisch wiedergegeben werden. Es wechseln jetzt Stellen 1 ' mit koaguliertem Bindemittel -mit vollkommen binde- ' mittelfreien Stellen 4' und 4¹¹ ab« Ein solcher Vliesstoff ist sehr weich, elastisch und luftdurchlässig. -Bemerkenswert ist.": :.'■ auch sei ve hohe Wasseraufnähme. Gegenüber den bislang bekannten spot-gebunderien Vliesstoffen zeichnet er sich durch seine wesentlich besseren mechanischen Eigenschaften, wie insbesondere Reißfestigkeity aus, Er eignet sich vorzüglich zur Weiterverarbeitung auf Synthese-Leder, Haushaltsartikel, Bekleidung,-Täschnerwarej Einlagestoffe., Oberstoffe, Schuhmaterial, Autohimmel und Auskleidungen, Fußbodenbeläge etc.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das Auswaschen entfallen» In diesem Fall läßt man das zunächst gleichmäßig mit Bindemittel imprägnierte Vlies 3 durch ein Walzenpaar 5? 6 (siehe Figur 5) laufen, wobei beide Walzen mit Erhöhungen versehen sind α Die Walzen laufen dabei derart synchron, daß ein Walzenspalt eine Erhebung 7 der unteren Walze 6. z»Bo die beiden Erhebungen 8 und 9 der oberen Walze 5, in diese eingreift« wie aus Figur VI ersichtlich. Läuft nun das xmprägnierte Vlies 3

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durch den Spalt derartiger Stachel- oder Warzenwalzen, dann ist

natürlich die Druckverteilung ungleichmäßig. Dabei wird das Bindemittel aus den Stellen hohen Druckes abgedrängt in die Stellen, an denen der Druck gering ist. Anschließend findet dann die'Hitzekoagulation statt. Bei dieser Ausführungsform wird man die Walzentemperatur so niedrig wie möglich halten, denn es ist verständlich, daß erst die Verdrängung des Bindemittels erfolgen muß, bevor die Koagulation beginnt. Bei hohen Temperaturen der Stachel- oder Warzenwalzen könnte die Koagulation bereits vor oder während der Verdrängung erfolgen, was jedoch unbedingt zu vermeiden ist, da - wie schon oben ausgeführt - einmal koaguliertes Bindemittel ortsfest geworden ist. Es kann dann weder durch Druck noch durch Auswaschen entfernt ,verden.

Bei der anhand der Figuren I und II gezeigten Ausführungsform wird man die Temperatur der Walze 2 höher wählen, weil ja auch der Druck hier geringer ist und daher der Wärmeübergang nicht so intensiv sein kann. Der .Andruck sowie die Geschwindigkeit -der abrollenden Walze hängt ab von dem Muster und den Dimensionen der V/alze sowie von der Sensibilisierungstemperatur des Bindemittels im Vlies. Die jeweils optimalen Werte können aber auf einfachste Weise empirisch ermittelt werden. Die Mindest-Temperatur der Walze 2 muß natürlich so hoch sein, um bei gegebener Abrollgeschwindigkeit eine Koagulation des Bindemittels in den Stellen 1' unmittelbar unter der Erhebung 1 (siehe Pigur II) im Vlies 3 auszulösen= Die Temperatur darf andererseits nicht so hoch μοin, daß bei derselben Abrollgeschwindigkeit auch noch eine Koagulation in den benachbarten Teilen 4¹ und 4¹' induziert wird.

Während man bei der bislang üblichen spot-bonding Technik das Fiindernittol nur ort Lieh auf die Oberfläche eines Vlieses aufdruckt, unterscheidet sich das neue.Verfahren von bekannten auch Mad .arch, daß siunächot das Vlies - wie üblich - volLkornmen gleLohi'örrni/'; imprägniert wird, Dadurch wird erst die Verarbei-

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tung dichter Vliese möglich. Es ist verständlich, daß man.beim Aufdrucken eines Bindemittels nur dünne Vliese verwenden kann, da der aufgedruckte Bindemittelpunkt nur sehr wenig in das darunterliegende Vlies einsinkt. Ein tiefes Einsinken - möglichst bis zur Rückseite - ist aber gerade bei der spot-bonding Technik erforderlich, da ansonsten die sowieso schon sehwache Struktur noch delaminiert. Man bedruckte daher nach dem bekannten Verfahren nur dünne Vliese mit einem Gewicht bis zu 60 g/m .

Bei der gleichmäßigen Imprägnierung - wie sie auch beim erfindungsgemäßen Verfahren zunächst nach irgendwelchen der bekannten Methoden (siehe z.B. NONWOVEN FABi(IOS, Seite 25-28) erfolgt spielt die Vliesdicke keine Rolle. Es können ohne weiteres

Vliese mit einem Gewicht von 1000 g/m gleichförmig imprägniert werden. In diesen Vliesen kann dann erfindungsgemäß der' Binder an gewissen Stellen durch die gesamte Struktur zur Koagulation gebracht werden, während andere Stellen im Endprodukt " ■* dann bindemittelfrei bleiben.

Die erfindungsgemäße spot-bonding Methode i-st daher nicht - wie die bekannte spot-bonding Methode - auf dünne Vliese beschri'nkt.

Das erfindung.sgemäße Ausgangsvlies kann mit der Krempel oder ,alt dem Querleger oder sonstwie erzeugt worden sein. Es kann auch in genadelter Form vorliegen. Auch in Bezug auf die Paserzusammens.etzung sind keine Einschränkungen zu beachten. Man kann also sagen, daß jedes beliebige Vlies nach dem erfindungsgemässen Verfahren spot-gebunden werden kann.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Bindemittel müssen natürlich alle wärme-sensibilisiert eingestellt sein, d.h. sie müssen das zunächst in Dispersion oder Emulsion vorhandene Bindemittel büi Erreichen einer bestimmten Temperatur, meist zwischen 20 bis 90⁰C, in Form von "Schrotkügelchen" auakoagulieren lasuen.

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Claims

Pat entansprüche

Spot-ge"bundener Vliesstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in koagulierter Form vorliegt.
2. Verfahren zur Herstellung spot-gebundenor Vliesstoffe gemä.J3 Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein loses Faservlies nach bekannten Methoden zunächst mit einem koagulationsfähigem Bindemittel gleichförmig imprägniert, anschließend durch örtlich begrenzte Hitzeeinwirkung das Bindemittel an bestimmten Stellen koaguliert, worauf man das nicht-koagulierte Bindemittel entfernt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht-koagulierte Bindemittel durch Auswaschen entfernt,

4'ο Verfahren gemäß Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die örtlich begrenzte Hitzeeinwirkung durch Überrollen des imprägnierten Vlieses- mit einer oder zwei zueinander angeordneten gemusterten heißen Stahlwalzen vornimmt.

5« Verfahren zur Herstellung spot-gebundener Vliesstoffe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein loses oder vorverfestigtes Faservlies nach bekannten Methoden zunächst mit einem koagulationsfähigem Bindemittel gleichförmig imprägniert., dann dieses Bindemittel an örtlich begrenzten Stellen herausquetscht und endlich das nun an anderen ebenfalls örtlich begrenzten Stellen angereicherte Bindemittel du.-ch ',"ärmeeinwirkung koaguliert.

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