DE2009904A1

DE2009904A1 - Verfahren zum Binden der Fasern einer ungewebten luftdurchlässigen Stoffbahn

Info

Publication number: DE2009904A1
Application number: DE19702009904
Authority: DE
Inventors: Gerald Albert Wilmington Del. McFarren (V.St.A.)
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1969-03-03
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1970-09-10
Also published as: BE746800A; FR2044692B1; FR2044692A1; US3575764A; SE356250B; NL7003029A; GB1243936A; JPS4828987B1

Description

Verfahren zum Binden der Fa'sern einer ungewebten luftdurchlässigen Stoffbahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Binden der Fasern einer ungewebten luftdurchlässigen Stoffbahn und zum Bilden von luftdurchlässigen Schichtstoffen»

Zum Festlegen der Fasern in ungewebten Stoffbahnen und zum Herstellen von Schichtstoffen aus mehreren Lagen derartiger Stoffbahnen werden endlose Filme oder Folien aus thermoplastischem Werkstoff verwendet. Die so bearbeiteten Erzeugnisse weisen zwar eine größere Stärke und Festigkeit aufι sind jedoch relativ steif und luftundurchlässig· Es ist auch bekannt, die Fasern durch eine netzartige Lage

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aus thermoplastischem Werkstoff abzudecken. Hieraus ergeben sich zwar ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Faltenwurf und Griffigkeit sowie Festigkeit, doch werden diese nur unter hohem Kostenaufwand gewonnen, da die Herstellung von derartigen thermoplastischen Netzen schwierig und teuer ist«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Binden der Fasern einer ungewebten Stoffbahn bzw· mehrerer dieser Stoffbahnen zwecks Herstellung eines Schichtstoffes vorzusehen, wobei die gewünschten Eigenschaften, ohne Verwendung der verhältnismäßig teuren offenen Netzlage, erreicht werden»

Die Lösung der gestellten Aufgabe wurde unter Erreichung weiterer Vorteile dadurch bewirkt, daß die Fasern und Schichtstofflagen mit einem thermoplastischen Binder gebunden werden, welcher einen unter einer die Fasern nachteilig beeinflussenden Temperatur liegenden Schmelzpunkt hat und eine über seine Gesamtheit mit einem Rastermuster versehene thermoplastische Folie ist, deren dünnste Stellen weniger als 0,05 mm (2 mils) und deren dickste Stellen wenigstens 0,15 mm (6 mils) stark ε' d_f wobei das Verhältnis der dünnen zu den dicken Stellen wenigstens 1$*f beträgt. Vorzugsweise werden Stärken von 0,015 mm (0.6 mils) bzw. 0,2 mm (8 mils) verwendet· Diese Voraussetzungen müssen vorhanden sein, wenn die luftdurchlässigen Erzeugnisse weich sein und einen guten Faltenwurf aufweisen sollen, wobei auch das Stärkenverhältnis vorzugsweise 1s12 betragen •oll. Jede der durch das Kastenmuster entstandene starke Stelle soll von der nächsten starken Stelle nicht weniger

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als 1 mm, jedoch nicht weiter als 25 nun entfernt sein·

Die ungewebten Stoffbahnen, deren Fasern gebunden und die zum Schichtstoff in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden sollen, können aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen, der üblicherweise verwendet wird« Beispiele dieser Stoffe sind gewebte, gestrickte und ungewebte Baumwolle, Wolle, Polyolefine, wie Polypropylen, regenerierte Cellulose, Celluloseacetat, Polyamide, Acrylate, Vinyle und Polyester· Xm Falle der ungewebten Stoffbahnen können kardierte, willkürlich und unwillkürlich gelegte Fasern enthaltene Stoffbahnen verwendet werden·

Eine beliebige zweiachsig oder gleichachsig orientierte thermoplastische Folie mit einem Rastermuster kann bei der Durchführung des Verfahrens verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die oben erwähnten Kriterien aufweist und einen Schmelzpunkt hat, der unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher die Fasern eines ungewebten Stoffes oder mehrerer Stoffbahnen, welche gebunden werden sollen, schmelzen oder auf andere Art qualitätsmindernd .beeinflußt werden« Demzufolge ist die Wahl des Werkstoffs für den thermoplastischen Film ,von den in den Stoffbahnen vorhandenen Fasern abhängig. Wenn z. B, Acetattrikot behandelt wird, muß der thermoplastische Werkstoff einen Schmelzpunkt aufweisen, welcher unterhalb von 190 C liegt· Andererseits können thermoplastische Werkstoffe mit einem weit höheren Schmelzpunkt verwendet werden, wenn Baumwolle behandelt wird. Die Wahl des richtigen thermoplastischen Werkstoffs

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für entsprechende Fasern oder Stoffbahnen läßt sich vom Durchschnittsfachmann leicht treffen* Bevorzugte thermoplastische Werkstoffe sind Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyamide, Äthylenkopolymere wie Äthylen» Propylenkopolymere, Äthylen-Vinylacetatkopolymere und Äthylen-Methylacrylatkopolymere.

Das oben beschriebene Rastermuster kann die unterschiedlichsten Formen aufweisen« Vorzugsweise wird ein solches verwendet, welches bei Erwärmung bis zur Schmelztemperatur gleichmäßig Tupfen und Kugeln bildet» Derartige Rastermuster sind beispielsweise in den Fig. 1 bis 8 dargestellt, Es zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil einer thermoplastischen Folie mit quadratischen Verstärkungen;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Muster gemäß Fig· 1)

Fig. 3 eine Draufsicht und Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines anderen Musters mit dreieckigen Erhebungen;

Fig. 5 eine Draufsicht und Fig. 6 einen Schnitt durch ein weiteres Rastermuster mit konischen Erhebungen;

Fig. 7 «ine Draufsicht und Fig. 8 einen weiteren Schnitt durch ein Rastermuster mit halbkugelförmigen Erhebungen.

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Dein Durchschnittsfachmann wird hierbei klar erkenntlich, daß unzählige Variationen des Rastermusters bei der Durchführung des Verfahrens verwendet werden können. Vie eingangs beschrieben wurde, ist dieses Muster eine Voraussetzung für die Bildung von gleichmäßig angeordneten Punkten oder Kugeln aus geschmolzenem Kunststoff, wenn die Folie erwärmt wird. Die verwendete Folie hat ein Gewicht von etwa 150 bis 1000 g/m .

Die verwendete thermoplastische Kunststoffolie für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf vielfältige Weise hergestellt werden, einschließlich durch Verformen eines glatten, schmelzflüssigen Films durch Hindurchführen zwischen zwei Stahlwalzen, von denen eine mit dem negativen Rastermuster versehen ist, welches im Film eingebracht werden soll« Die Orientierung eines solchen gemusterten Films kann auf bekannte Weise durchgeführt werden, wobei Laufrollen und ein Spannrahmen zum Strecken der Folie in zwei Richtungen und Abzugsrollen zum Strecken und Orientieren der Folie in einer Richtung geeignet sind. Andere Verfahren zum Vorbereiten der gemusterten, orientierten Folie sind dem Fachmann bekannt.

Wie bereite erwähnt wurde, enthält das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahreneschritt des Erwärmens des gemusterten Films während dichter Anlage an einem ungewebten Stoff oder zwischen Lagen solcher Stoffe, welche zu einem Schichtstoff verbunden werden sollen· Die Temperatur muß dabei ausreichend hoch sein, um den thermoplastischen Werkstoff zu schmelzen, jedoch nicht so hoch, daß die Fasern der zu bearbeitenden Stoffe beschädigt werden· Xm Falle des Bindens

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der Faaern in einer ungewebten Stoffbahn kann das Verfahren durch Erwärmen nur der ungewebten Stoffbahn in dichter Anlage mit dem gemusterten Film erfolgen. Venn mehrere Stoffbahnen verbunden werden aollen, wird die Folie zwischen diesen angeordnet.

Die Temperatur, auf welche die thermoplastische Folie in beiden Fällen erwärmt wird, hängt vom Schmelzpunkt der entsprechenden verwendeten Folie ab, sowie von dem ungewebten Stoff, der Strukturstärke, der Erwärmungsperiode derselben usw. Im allgemeinen beträgt die Temperatur zum Aufheizen derselben von etwa 125° C bis etwa 225° C und die Zeitperiode, während der das Material der Erwärmung ausgesetzt ist, dauert von etwa einer Sekunde bis etwa einer Minute. Um die Folie in dichter Anlage mit den zu bearbeitenden Stoffen zu halten, ist es vorteilhaft, wenn diese unter einem Druck von m:
des Aufheizene gehalten wird.

diese unter einem Druck von mindestens 0,01 kg/cm während

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auf unterschiedliche Welse durchgeführt werden. So können die Materialien z. B. nur in einer Presse oder im Spalt zwischen zwei Heizwalzen oder auf dem Mantel einer großen Ueizwalze oder durch direkte Gaserwärmung erheiz j, werden. Bei der Verwendung von heißen Gasen können die zu bearbeitenden Materialien zwischen Metallsieben gepreßt oder während einer kontinuierlichen Bearbeitung über eine perforierte oder Siebtrommel geführt werden, durch wrVche die heißen Gase strömen.

Für die gemäß der Erfindung verstärkten Stoffe besteht eine

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große Anzahl von Verwendungsmöglichkeiten. So können diese verstärkten ungewebten Stoffe z. B* als Verstärkungseinlagen, Filtereinsätze, Schattenspender für Pflanzenkulturen, Verstärkungslagen für gebauschte Strukturen und Einwegartikel verwendet werden, z. B. für Operationsbekleidungen, Bettlaken, Kissenbezüge, chirurgische Tücher usw.

Die nachstehenden Beispiele dienen der Erläuterung der Durchführung des Verfahrens.

Beispiel 1

Ein quadratisches Stück Folie mit einer Seitenlänge von 20 cm mit dem erfindungsgemäßen Muster aus isotaktischem Polypropylen mit einer Stärke von 0,012 mm an den dünnsten Stellen und 0,15 rom ein den stärksten Stellen entsprechend der Rasterung in den Fig. 1 und 2, mit einem Gewicht von Zk g/m und etwa 7 Erhöhungen/cm wurde zwischen gleichgroße Stücke gewebter Baumwolle mit einem Gewicht von etwa 90 g/m gelegt. Dia sich daraus ergebende mehrschichtige Struktur wurde 20 Sekunden lang mit einem veranschlagten Druck von 0,03 kg/cm unter einer Temperatur von IO3 C gegen eine glatte Metallfläche gepreßt. Der sich ergebende Schichtstoff war stark und luftdurchlässig und wies eine Schälfestigkeit (T-peel strength, A.S.T.M. No. I876) von etwa 400 g/25 mm Breite auf, wenn es unter Raumtemperatur anhand eines 25 mm breiten Teetstückes geprüft wurde.

Beispiel 2 Ein quadratisches, zweiachsig orientiertes,* gemustertes

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Folienstück mit einer Seitenlänge von 20 cm aus Polyäthylen mit einer hohen Dichte und der Musterung gemäß Fig· 7 und 8, einem Gewicht von etwa 15 g/m und mit etwa

10 Erhöhungen/cm wurde zwischen gleichgroße Stücke von 65 g/m schwerem Acetat-Trikot gelegt· Die Erhöhungen der thermoplastischen Folie wiesen einen Durchmesser von 1 mm auf und waren in 3 mm-Abstand zueinander angeordnet und 0_f375 mm stark. Der dünne Teil der Folie war zwischen 0,005 bis 0,01 mm stark. Diese mehrlagige Struktur wurde für eine Dauer von 15 Sekunden unter einem Druck von 0,1 kg/cm und einer Temperatur von &O5⁰ C gegen eine glatte Metallfläche gepreßt. Der sich ergebende Schichtstoff war stark und luftdurchlässig und wies gute Griffigkeit auf. Beim Abziehen der Schichten war zu erkennen, daß die thermoplastische Folie in kleine, in regelmäßigen Abständen angeordnete Kugeln verschmolzen war,

Beispiel 3

Ein gleichachsig orientiertes thermoplastisches Folienstück von 20 cm Seitenlänge aus Polyäthylen mit hoher Dichte und einem Muster gemäß den Fig· 7 und 8 mit einem Gewicht von etwa 20 g/m und 12 Erhöhungen/cm im Muster wurde zwischen gleichgroßen Stücken von Acetat-Trikot gemäß Beispiel 2 angeordnet· Die gemusterte thermoplastische Folie wurde quer zur Längsrichtung der Erhöhungen des Musters gebogen und wies 0,2 mm Stärke in den dünnen Teilen mit 0,375 mm starken Erhöhungen auf. Die Erhöhungen hatten 1 mm Durchmesser und waren 2,5 mm voneinander entfernt. Die sich ergebende Struktur wurde gemäß Beispiel 2

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initeinander verbunden. Der sich ergebende Schichtstoff war fest_f luftdurchlässig und griffig·

Beispiel k

Ein gleichachsig orientiertes, gemustertes thermoplastisches Folienstück mit 20 cm Seitenlänge aus Polyäthylen mit einer hohen Dichte und einem Muster gemäß den Fig. 7 und 8, einem Gewicht von etwa 16 g/m und etwa 2,5 Erhöhungen/cm* aufweisend, wurde in Anlage mit einem gleichgroßen Stück von Gewebe aus geordnetem Sisalfasern mit einem Gewicht von etwa 90 g/m gebracht. Der gemusterte thermoplastische Film wurde quer zur Längsrichtung des Musters gestreckt und wies 0)0175 mm Stärke in den dünnen Teilen mit 0,325 mm starken Erhöhungen auf. Die Erhöhungen hatten einen Durchmesser von 0,2 mm und waren in einem Abstand von etwa 4,5 mm zueinander angeordnet. Die sich ergebende Struktur wurde für 30 Sekunden mit einem Druok von

0,043 kg/cm gegen eine Metallfläche gedrückt, wobei eine Temperatur von 190° C angewendet wurde. Der sich ergebende gebundene ungewebte Stoff war luftdurchlässig und wies eine Zugfestigkeit von 2750 g/25 mm Breite in beiden Richtungen auf.

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Claims

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Patentansprüche

Vorfahren zum Binden der Fasern einer ungewebten,
luftdurchlässigen Stoffbahn und zum Bilden von luftdurchlässigen Schichtstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern und Schichtstofflagen mit einem thermoplastischen Binder gebunden werden, welcher einen unter einer die Fasern nachteilig beeinflussenden Temperatur liegenden Schmelzpunkt hat und eine über seine Gesamtheit mit einem Rastermuster versehene thermoplastische Fo).ie ist, deren dünnste Stellen weniger als 0,05 mm und deren dickste Stellen wenigstens 0,15 mm stark sind, wobei das Verhältnis der dünnen zu den dicken Stellen wenigstens 1»4 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Binder die Fasern einer ungewebten Stoffbahn luftdurchlässig gebunden werden·
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Binder die Fasern mehrerer Stoffbahnen luftdurchlässig zu einer Schichtstofflage gebunden werden·
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiachsig orientierte thermoplastische Folie β*·* Binder verwendet wird*

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5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3ι dadurch gekennzeichnet, daß eine einachsig orientierte thermoplastische Folie als Binder verwendet wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Binder eine thermoplastische Folie aus Polypropylen verwendet i wird. ™

7· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Binder eine thermoplastische Folie aus Polyäthylen mit hoher Dichte verwendet wird.

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