DE2058690A1 - Process for the production of random nonwovens with adjustable shrinkage behavior of the deposited threads - Google Patents
Process for the production of random nonwovens with adjustable shrinkage behavior of the deposited threadsInfo
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Description
METÄILGESEI&SCHAFT Frankfurt/Main, den 23.11.1970METÄILGESEI & SCHAFT Frankfurt / Main, November 23, 1970
Aktiengesellschaft -Schh/HSz-Aktiengesellschaft -Schh / HSz-
Nr. 6374 LÖNo. 6374 LÖ
Verfahren zur Herstellung von Wirrvliesen mit einstellbarem . Schrumpfverhalten der abgelegten Fäden.Process for the production of tangled nonwovens with adjustable . Shrinkage behavior of the filaments laid down.
(Zusatz zu Patent .... ... Patentanmeldung P 19 50 669.5)(Addition to patent .... ... patent application P 19 50 669.5)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wirrvliesen, bei dem Fäden aus thermoplastischen Kunststoffen aus Spinndüsen ausgepreßt, durch Treibmittel betriebene Abzugsdüsen abgezogen und dabei hochverstreckt und danach auf eine sich fortbewegende luftdurchlässige Unterlage abgelegt werden-.- -The invention relates to a method for the production of random nonwovens, In the case of threads made of thermoplastic plastics pressed out of spinnerets, drawn off nozzles operated by blowing agents and thereby highly drawn and then on one a moving, air-permeable surface must be placed -.- -
Es ist durch die verschiedensten Forschungsberichte über Schmelzspinnprozesse bei Polyester wie z. B. die Veröffentlichung von W. Roth und R. Schroth in "Faserforschung und Textiltechnik I960" bekannt, daß mit steigender Vororientierung bei noch nicht nachverstreckten Polyesterfilamenten der Fadenschrumpf, gemessen durch die im kochenden Wasser ermittelten Werte, ebenfalls zunimmt. Wird über eine bestimmte Abzugsgeschwindigkeit der Fäden, aus der Schmelze heraus verzogen, hinausgegangen und bleiben die Fäden im Bereich' feinerer Titer, so tritt der umgekehrte Fall zu dem oben geschilderten ein: das Schrumpfverhalten dieser Polyesterfäden nimmt mit weitersteigender Orientierung eine abfallende Tendenz an. Diese Filamente lassen sich schließlich kaum noch nachverstrecken.It is covered by various research reports Melt spinning processes for polyester such. B. the publication by W. Roth and R. Schroth in "Fiber Research and Textile Technology I960" known that with increasing pre-orientation not yet post-drawn polyester filaments the thread shrinkage, measured by the values determined in boiling water, also increases. If the threads are drawn out of the melt via a certain withdrawal speed, if the threads remain in the range of finer titers, the reverse of the case described above occurs: the shrinkage behavior of these polyester threads tends to decrease with increasing orientation. These filaments After all, they can hardly be re-stretched.
Alle zur Zeit bekannten Verfahren zur Herstellung von Vliesen aus Polyester arbeiten entweder mit nachverstreckten Stapelfasern oder Endlosfilamenten oder aber es wird die bekannte hohe Schrumpfv/irlcung der Polyesterfaser mit mehr als 100 % Schrumpf in XaUf genommen.All currently known processes for the production of nonwovens from polyester work either with post-drawn staple fibers or continuous filaments or the known high shrinkage effect of polyester fibers with more than 100 % shrinkage is used.
Bei einem Vlies führt ein solches Schrumpfverhalten zu einem Längen- und Breitenschrumpf von ca. 60 bis 70 %, d. h. die Fläche des Vlieses verkleinert sich um diesen Prozentsatz.In the case of a fleece, such a shrinkage behavior leads to a length and width shrinkage of approx. 60 to 70 %, ie the area of the fleece is reduced by this percentage.
209825/0879 .t _ 2 -209825/0879 . t _ 2 -
Das hat bei bestimmten Produktionsrichtungen eine unerwünschte Versteifung des Vlieses zur Folge, die sogar zur völligen Unbrauchbarkeit des Produktes führen kann.In certain production directions, this results in an undesirable stiffening of the fleece, which even makes it completely unusable of the product.
Ein ähnliches Verhalten zeigen auch Fäden aus anderen Kunststoffen, wie z. B. Polyamid.Threads made from other plastics also show a similar behavior, such as B. polyamide.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die vorgenannten Nachteile und die des Standes der Technik zu vermeiden und Vliesen, die nach dem eingangs genannten Verfahren erzeugt werden, schon bei der Vliesprodukt.ion...ein._der späteren Nachbehandlung„angepaß_te.s . Schrumpfverhalten zu geben.The invention has the object of the aforementioned disadvantages and to avoid those of the prior art and nonwovens that are produced by the method mentioned at the beginning Nonwoven product.ion ... a._the later post-treatment "adapted_te.s. To give shrinkage behavior.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Fäden während des Abziehens und Verstreckens in einem Medium von mehr als 80 geführt werden. Vorteilhaft wird dabei als Treibmittel für die Abzugsdüsen Luft oder ein anderes Treibmittel mit einer Temperatur von mindestens 80° verwendet und die Fäden und die heiße Luft werden besonders vorteilhaft in an die Abzugsdüsen anschließenden Führungsrohren geführt. Daa Verfahren nach-der-Erfindung kennzeichnet sich weiterhin dadurch, daß die Fäden aus Polyester oder Polyamid bestehen und daß eine Abzugsgeschwindigkeit der Fäden von mehr als 2 500 m/min angewendet wird.This object is achieved in that the threads during the drawing off and drawing in a medium of more than 80 be guided. It is advantageous to use air or another propellant with a propellant as the propellant for the exhaust nozzles Temperature of at least 80 ° is used and the threads and the hot air are particularly advantageous in to the draw-off nozzles subsequent guide tubes out. Daa method according to the invention is further characterized in that the threads consist of polyester or polyamide and that a take-off speed of the threads is applied at more than 2 500 m / min.
Fig. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen Schrumpf, Dehnung und Festigkeit in Abhängigkeit von der Treibmitteltemperatur bei Fäden aus Polyester.Fig. 1 shows the relationship between shrinkage, elongation and strength as a function of the blowing agent temperature for threads made of polyester.
Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren ist im einzelnen z. B. in der Patentanmeldung P 19 50 559.5 vom 8.10.1969 beschrieben, deren Offenbarung in dieser Hinsicht Bestandteil dieser Anmeldung sein soll.The method underlying the invention is in detail z. B. in the patent application P 19 50 559.5 of October 8, 1969 described, the disclosure of which is intended to form part of this application in this regard.
Wie die Figur zeigt, gibt es einen direkten Zusammenhang zwischen der Temperatur der Treibluft in den vorstehend genannten Abzugsdüsen und dem Schrumpfverhalten der damit produzierten Filamente und Vliese. Wie dargestellt, fallen mit steigenden Lufttemperaturen die Reißdehnungswerte der Filamente und Überraschenderweise ebenfalls die Schrumpfprozentzahlen, wobeiAs the figure shows, there is a direct relationship between the temperature of the propellant air in the above Draw-off nozzles and the shrinkage behavior of the filaments and fleeces produced with them. As shown, fall with increasing Air temperatures the elongation at break values of the filaments and surprisingly also the shrinkage percentages, where
20982S/0879 % ~ 3 ~20982S / 0879 % ~ 3 ~
' --20S8690*-.'--20S8690 * -.
«.· 3 —«. · 3 -
gleichzeitig die Fadenfestigkeit ansteigt. Durch das erzielbare Fixieren bei höherer Molekularorieritierung des einzelnen Polyesterfadens bleiben bei einer Hitzenachbehandlung des Vlieses die ursprünglichen Fadeneigenschaften, wie höhere Festigkeit und geringe Reißdehnung unter Beibehaltung des Titers erhalten.at the same time the thread strength increases. Due to the achievable fixing with a higher molecular orientation of the individual polyester thread If the fleece is subjected to post-heat treatment, the original thread properties, such as higher strength, remain and low elongation at break while maintaining the titer.
Zur Durchführung des Verfahrens wird vorteilhaft heiße und normal kalte Treibluft über ein Mischventil den Abzugsdüsen zugeführt. Zweckmäßigerweise liegt der Temperaturmischbereich zwischen 20 bis 160° C.To carry out the procedure, it is advantageous to use hot and normal cold propellant air is fed to the exhaust nozzles via a mixing valve. The temperature mixing range is expediently located between 20 to 160 ° C.
Die Figur gibt die textiltechnologischen Eigenschaften eines 1,8 den Endlosfilamentes aus Polyester wieder, wobei während des Abziehens unter sonst völlig gleichbleibenden Bedingungen nur die Treiblufttemperatur erhöht wurde.The figure gives the textile technological properties of a 1.8 the continuous filament made of polyester again, with during of peeling off under otherwise completely constant conditions, only the propellant air temperature was increased.
Es ist deutlich die- Abhängigkeit von Festigkeit und Dehnung: des Original- oder Virgin-Filamentes zur Temperatur zu erkennen. Gleichzeitig geht der Schrumpfwert zurück.It is clear the- dependence on strength and elongation: des Original or virgin filament to be recognized by temperature. At the same time, the shrinkage value decreases.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß„ man durch Erhöhung der Treiblufttemperatur bei Ansteigen der Fadenfestigkeit gleichzeitig eine bedeutende Schrumpferniedrigung schon bei der Filamentproduktion erzielt.The advantage of the method according to the invention is that " a significant reduction in shrinkage is achieved at the same time by increasing the blowing air temperature and increasing the thread strength already achieved during filament production.
Es ergab sich überraschenderweise, daß die Verbesserung des Fadenschrumpfverhaltens nicht nur bei Fäden aus Polyester, sondern auch bei anderen Kunststoffen, z. B. Polyamid, erreichbar ist. It was found, surprisingly, that the improvement in Thread shrinkage behavior not only with threads made of polyester, but also with other plastics, e.g. B. polyamide, is achievable.
Die folgenden Tabellen geben die Verbesserung des Schrumpfverhaltens bei Polyesterfäden wieder.The following tables show the improvement in the shrinkage behavior again with polyester threads.
Tabelle 1 Werte der OriginalfilamenteTable 1 Values of the original filaments
Treiblufttemperatur 0C 20 70 Titer den 1,7 1,Propellant air temperature 0 C 20 70 titer den 1.7 1,
Festigkeit g/den2,8 3, Dehnung % 82 81Strength g / den2.8 3, elongation% 82 81
Abzug m/min 3600 38Haul-off m / min 3600 38
. - 4 209825/0879 . - 4 209825/0879
4 _4 _
Werte der Filamente nach Schrumrpfprozeß 1. im Wasserbad 1. Schrumpf (30"/58° C) % 27 29 25 15 2 0,6Values of the filaments after the shrinkage process 1. in a water bath 1. Shrinkage (30 "/ 58 ° C.) % 27 29 25 15 2 0.6
Titer den 2,1Titer 2.1
Festigkeit g/den 2,2Strength g / den 2.2
Dehnung % 120Elongation % 120
Werte der Filamente nach Schrumi 2a. Schrumpf (3'/580C) % 51Values of the filaments according to Schrumi 2a. Shrinkage (3 '/ 58 0 C) % 51
Titer den 2,0Titer the 2.0
Festigkeit g/den 2,5Strength g / den 2.5
Dehnung % 130Elongation % 130
Werte der Filamente nach Schrumpfprozeß 2b. in Luft 2b. Schrumpf (5I/1OO°C) % 74 75 68 56 24Values of the filaments after the shrinking process 2b. in air 2b. Shrinkage (5 I / 100 ° C) % 74 75 68 56 24
Die Tabelle zeigt klar die Abhängigkeit vom Titer und damit Abzugsgeschwindigkeit, Festigkeit und Dehnung von der Temperatursteigerung der Treibluft.The table clearly shows the dependence on the titer and thus Pull-off speed, strength and elongation from the increase in temperature of the propellant air.
In diesem Versuch wurden alle- Filamente gruppenweise zunächst in einem Wasserbad 30 sec der Temperatur von 58° C ausgesetzt und die Längenschrumpfungen gemessen. Deutlich ist der progressive Schrumpfrückgang ab 100 C Treib Lufttemperatur zu erkennen.In this experiment, all filaments were initially exposed in groups to a temperature of 58 ° C. for 30 seconds in a water bath and the length shrinkage measured. The progressive shrinkage decrease from 100 C driving air temperature can be clearly seen.
Nach diesem Wasserbad wurden die Fäden durch Auslegung im Normklima getrocknet und auf ihre textiltechnologischen Werte geprüft .After this water bath, the threads were laid out in a standard climate dried and checked for their textile-technological values .
Danach wurden die gleichen Filamente erneut in ein Wasserbad von 58° C, jedoch bei 3 Minuten Verweilzeit, gelegt, getrocknet und geprüft. Es trat praktisch keine Veränderung der physikalischen Werte ein, obwohl der Längsschrumpf nochmals, vor allem bis zur 120° C-Gruppe, stark anstieg.The same filaments were then placed again in a water bath at 58 ° C., but with a residence time of 3 minutes, and dried and checked. There was practically no change in the physical values, although the longitudinal shrinkage again, above all up to the 120 ° C group, rose sharply.
Ein Teil der unter 3O"/58° C vorgeschrumpften Fäden wurde 5 Minuten lang bei 100° C bewegter Luft nachgetrocknet. Wenn auch hierbei die Schrumpfwerte höher lagen als die nach der 2. Wasserschrumpfung, so zeigte sich in der Verlaufskurve wiederum die Progressivität ab der 120 C-Gruppe.Some of the threads which had been pre-shrunk below 30 "/ 58 ° C. were used for 5 minutes after-dried for a long time at 100 ° C of agitated air. Even if the shrinkage values were higher than those after the 2nd water shrinkage, the progression curve showed again the progressivity from the 120 C group onwards.
209825/0879209825/0879
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
_ 5 —_ 5 -
% ■
%
schwindi gke i tAb3ugsge-
dwindling
im Wasser
(3O»/58°C)1. Shrinkage
in the water
(3O »/ 58 ° C)
schrumpf :after thermo
shrink:
Thermoschrunipf
in luft
(5"/1800C)daneöi 2nd so-called
Thermoshrink
in air
(5 "/ 180 0 C)
Die gefundenen Werte bestätigen die früheren Tendenzen.The values found confirm the earlier tendencies.
Die Filamente wurden wiederum bei 3"/58° C in Wasser vorgeschrumpft, der Längenschrumpf gemessen und danach in zwei Ab toilungen je einmal dem Kochschrumpf und einmal dem Thermoschrumpf unterworfen. Auch bei etwas gröberen Titern ist der Sprung in den Zahlen ab den Gruppen zwischen 130 und 140 C •au erkennen.The filaments were again pre-shrunk in water at 3 "/ 58 ° C., the shrinkage in length was measured and then subjected to boiling shrinkage and thermal shrinkage in two toilets. Even with somewhat coarser titers, the jump in the numbers from the groups is between 130 and recognize 140 C • au .
209825/0879 , 209825/0879 ,
^ BAD ^ BATH
Werte der Filamente nach dem Kochschrumpf:Values of the filaments after boiling shrinkage:
Kochschrumpf % 69 70 68 42 20Boiling shrinkage % 69 70 68 42 20
Titer den 5,7 5,6 4,8 2,4 2,4Titer the 5.7 5.6 4.8 2.4 2.4
Festigkeit g/den 0,6 0,5 0,6 2,1 2,0Strength g / den 0.6 0.5 0.6 2.1 2.0
Dehnung „ % 180 190 220... 120 100Elongation " % 180 190 220 ... 120 100
Doppelbrechung 0,0012 0,0014 0,0092 0,0336 0,0489Birefringence 0.0012 0.0014 0.0092 0.0336 0.0489
Auch diese Versuchsreihe zeigt die Schrumpfverringerung bei steigenden Temperaturen des Abzugsmediums.This series of tests also shows the reduction in shrinkage increasing temperatures of the extraction medium.
Um einen eventuellen Einfluß der heißeren Treibluft auch auf andere Polymere zu beobachten, wurde unter gleichen Bedingun gen ein Polyamidgranulat BS 07 eingesetzt.In order to observe any influence of the hotter blowing air on other polymers as well, the same conditions were used A polyamide granulate BS 07 is used.
Spinndüse 15 x 0,25Spinneret 15 x 0.25
Durchsatz 0,576 kg/hThroughput 0.576 kg / h
Material BS 07 GlanzMaterial BS 07 gloss
Troibluftdruck konstaTroib air pressure const
Treiblufttemperatur 0C 30 80 100 Werte der Originalfilamente nach Abzugsdüse:Propellant air temperature 0 C 30 80 100 Values of the original filaments after the take-off nozzle:
Titer den 1,7 2,4 1,9 -Titre den 1.7 2.4 1.9 -
Abzug m/min 3400 2400 3000Haul-off m / min 3400 2400 3000
Festigkeit g/den 5,0 4,1 5,4Strength g / den 5.0 4.1 5.4
Dehnung % 91 128 138Elongation % 91 128 138
209825/0879209825/0879
dem Kochschrumpf:Values of the filaments
the boil shrinkage:
beim KochschrumpfLength shrinkage values
with boiling shrinkage
Ersichtlicherweise verringert sich durch das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Polyamidfäden der Schrumpf beträchtlich.Obviously, the method according to the invention also reduces the shrinkage considerably in the case of polyamide threads.
- 8 209825/0879- 8 209825/0879
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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