DE2141448A1 - Kalandrierverfahren für faser verbundene Flächengebilde - Google Patents

Description

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Anwaltaakte 21 363
Be/Reh

Monsanto Company St. Louis / USA

"Kalandrierverfahren für faserverbundene Flächengebild8"·

Diese Erfindung "betrifft ein Verfahren zur selektiven Verringerung der Luftdurohläaaigkeit von "non-woven*- Flächengebilden und im besonderen ein Verfahren, bei dem man ein, aus einem kontinuierlichen Faden autogen T#r-

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bundenes, beziehungsweise verklebte Nylon "non-woven¹* Plächengebilde (Paservliese) der Einwirkung von Druckwalzen unterwirft, wobei eine von diesen zur selektiven Verringerung der Luftpermeabilität des Paserflächengebildes erhitzt wird.

Das Kalandrieren von Paserflächengebilden iat seit vielen Jahren bekannt und ein häufig zur Änderung der Eigenschaften von Paserflächengebilden verwendetes Verfahren. Bei-

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spielsweiae ist in der US-Patentschrift 3 096 557 ein Verfahren zum Heiß-Naßkalandrieren von Paserflächengebilden beschrieben. Daa beschriebene Verfahren dient der Entfernung von Glanz von dem Paserflächengebilde, der Verstärkung der Hülle des Paserflächengebildes und Verringerung der Glätte, unter Bildung von vielen hervorstehenden Paserprotrusionen längs der Oberfläche des Paserflächengebildes. Während das beschriebene Verfahren für bestimmte Zwecke geeignet ist, ist es sehr teuer, da das Paserflächengebilde, bevor es in die Druckrollen eingeführt wird, vorbehandelt werden muß. Ebenso sind die Druckrollen in erster Linie aus Stahl, die schwierig zu handhaben sind, obgleich die Verwendung einer gepolsterten Walze erwähnt iat. Letztlich ist das beschriebene Verfahren nicht leicht auf die Paserfiächengebilde dieser Erfindung bei den angegebenen Temperaturen anwendbar, und die Vorbehandlung neigt dazu, daa Paeerflächengebildβ zu zerstören.

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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung dient der Steuerung der luftdurohlässigkeit eines Faserverbundenen Nylon-Flächengebildes?- 'wozu man im allgemeinen eine Bahn herstellt, die die oben erwähnten Nylonfäden autogen verbunden enthält, wobei die Fäden miteinander durch eine wesentliche Anzahl von Fadenüberkreuzungspunkten so verbunden sind, daß sie ein kohärentes "non-woven" Faserflächengebilde (Faservlies bzw« Wirrvlies) bilden, und daß man dann das Faserflächengebilde durch ein Walzenpaar leitet, wobei eine eine erhitzte, nicht zusammendrückbare Walze und die andere eine nicht erhitzte gepolsterte Walze ist. Durch das selektive Aufbringen von Wärme und Druck auf das Faserflächengebilde kann die Luftpermeabilität beispielsweise auf im wesentlichen Null verringert werden, sofern das Faserflächengebilde ein Gewicht von 68 g/m hat und die Temperatur der erhitzten Walze ungefähr 204°C und der Druck pro linear cm Walzenbreite im Bereich von 179 bis 358 kg gehalten wird.

Die Nylonfäden, die das zur Bearbeitung vorgesehene Faserflächengebilde enthält, sind autogen miteinander durch eine wesentliche Anzahl von Berührungs-Fadenüberkreuzungspunkten verbunden, wodurch eine in mehreren Hichtungen gegebene Formbeständigkeit erreicht wird. Die Festigkeit der Bindung erreicht die Festigkeit der Nylonfäden, die die Bahn bilden, so daß eine auf einen Teil des Faserflächengebildes ausgeübte. Kraft in e^inem bedeutenden Ausmaß

x) (spunbonded nylon fabric) _4_

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auf das gesamte Faserflächengebilde ausgedehnt wird. Unter "autogene Bindung" sind Bindungen zwischen Fäden zu verstehen, die ohne ein äußeres Bindemittel gebildet werden. Beispielsweise können zwei Fäden autogen miteinander durch Verwendung von Wärme verbunden werden, so daß die Fasern bei den Überkreuzungspunkten verschweißt werden. Autogene Bindung beinhaltet ebenso die Verwendung von Lösungsmitteln, weil nach Entfernung des Lösungmittels

" aus dem Faden, die die Fäden bildenden Polymerisate bei den Fadenüberkreuzungspunkten gemischt werden. Jedoch ist das bevorzugte Verfahren zur autogenen Bindung von Uylon-. fäden in der US-Patentschrift 3 516 900 beschrieben. Bei diesem Bindesystem verwendet man ein Halogenwasserstoffgas und im besonderen Chlorwasserstoffgas zur Bewirkung der Bindung. Die Fäden absorbieren das Chlorwasserstoffgas entlang der Oberflächen mit dem Ergebnis, daß die intermolekularen lasserstoffbindungen zwischen benachbarten

k Amidgruppen unterbrochen werden. Nach Desorbtion des Chlorwasserstoffs aus den Nylonfaden bilden sich erneut die intermolekularen lasserstoffbindungen zwischen den Amidgruppen verschiedener Fasern, wodurch eine Bindung bei den durch die Fäden gebildeten Überkreuzungspunkten erhalten wird. Die Desorbtion kann entweder durch Eintauchen des Fasergebildes in Wasser oder durch Erhitzen desselben auf Temperaturen über 43°C erfolgen.

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Während die Nylonfäden, die in dem Faserflächengebilde enthalten sind, vollständig unverstreckt, teilverstreckt oder vollständig verstreckt sein können, wurde festgestellt, daß teilverstreckte laden am wirksamsten auf das erfindungsgemäße Verfahren ansprechen. Die hohe Festigkeit von teilverstreokten Nylonfäden ist wesentlich höher als die Festigkeit niohtv'erstreckten Nylons. Weiterhin sind nichtverstreckte Nylonfäden zu plastisch, um leicht nach dem erfindungagemäßen Verfahren kalandriert zu werden. Vollständig verstreokte Nylonfäden sind zum Kalandrieren zu spröde, so daß bei dem erhaltenen Faserfläohengebilde das erfindungsgemäße Verfahren keinen wesentlichen Vorteil bilden !würde. <

Eine der Kalandrierwalzen ist normalerweise aus einer harten, nicht eindrüokbaren Oberfläche, die zudem, erhitzt wird, hergestellt. Diese Walze kann aus einer Stahllegierung, Kunststoff, Keramik hergestellt sein, oder sie kann mit einem Metall wie Chrom oder'Nickel überzogen sein. Die Oberfläche ist vorzugsweise Rostbeständig. Die zweite Walze ist aus einer verdichtbaren Zubereitung wie Baumwolle, Papier, Wolle, Maishülsen oder anderen Materialien hergestellt, die eine feste elastische Oberfläche gegen das Gewebe bilden, wenn, es gegen die erste Walze gepreßt wird. ,

Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung,

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INSPECTED

ein Wirtschaftliohea Verfahren zur selektiven Steuerung der Luftpermeabilität von Jaserverbundenen Nylonflächengebilden zur Verfügung zu stellen.

In den begleitenden Zeichnungen zeigt Figur 1 aohematisch .den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 eine schematisohe Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 3 eine graphische Darstellung, die die Vorteile eines Paserverbundenen Nylonflächengebildes gegenüber einem Faserfläohengebilde zeigt, insoweit das erstere dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde,

Figur 4 eine Zeichnung nach einer Mikrofotographie des Faserfläohengebildes vor der Behandlung und

Figur 5 eint Zeichnung nach einer Mifcrofotographie des Faserfläohengebildes zeigt, da» dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde.

Im wesentlichen können alle Polyamidinylonfasern zur Bildung von Pas erverbundenen Plächengebiilden dieser Erfindung verwendet werden. Zur Vereinfachung werden jedoch die Nylonfasern nachfolgend nur als Nylon6#6 bezeichnet, wobei diese durch Kondensieren von Hexamethylenadipamid und Adipinsäure hergestellt werden. Paserverbundene Flächengebilde (Wirrvliese) in nicht verbundenem Zustand, können nach vielen Verfahren hergestellt werden, wobei eines in -

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ORIGINAL INSPECTED

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der US-Pat ent schrift 3 338· 992 "beschrieben ist. Es wird eine Schmelzstrangpresse zum Verspinnen kontinuierlicher Nylonfäden verwendet. Die gebildeten Fäden werden dann abwärts, von der Strangpresse weg, mittels einem pneumatischen Sauggerät verstreckt, das weiterhin so angeordnet ist, daß die laden mitte'ls dem Luftstrom auf einem Förderband abgelagert werden. Die das Faserflächengebilde bildenden lylonfäden werden dann unter Bildung des kohärenten Faserflächengebildes dieser Erfindung dadurch verbunden, daß man sie durch eine Kammer leitet, die aktivierendes Chlorwasserstoffgas enthält. Die Nylonfäden absorbieren das Chlorwasserstoffgas, das sie dann nach der Entfernung des Gases bindungsfähig macht. Es wurden daher die Fäden permanent miteinander bei einer wesentlichen Anzahl von Fadenberührungs-Überkreuzungspunkten verbunden, wobei die Gasdesorbtion aus den Fäden entweder durch lärme oder mittels Wasser erfolgte.

Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Faserflächengebilde bzw. die hergestellte Bahn 11 zwischen den Kalandrierwalzen 12 und 13 hindurchgeleitet. Der auf die Bahn 11 ausgeübte Druck betrug 358 kg/linearer cm und weniger. Die lalze 12 war im gegebenen Falle als feste Stahlwalze ausgebildet und wurde auf Temperaturen von 204°C und weniger mittels irgendeinem herkömmlichen Verfahren, durch Gas oder elektrisch erhitzt. Die Walze 13 besitzt einen Stahlkern 15 und

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eine zusammendriickbare Außen8Ghicht_t die aus Baumwolle bestand«

unter Bezugiiahsie auf Figur 3 wurde <iie laiftpermeabilität bei Tier* ßeweben über einen iemperaturbereiah. in erster kinie iron 149 Ws 2Q4°ß gemessen. Per falsendruck wurde so eingestellt, daß 558 leg/linearer em Kraft auf das serfläßiieijgebilde aufgebracht wurden» ^MCerex^rt in einer Stärke Fon 54 und 6&g/m wurde mit "fieemay", "Pellon¹¹ und einer kontinu.ierlicb.en Nylpnfadenbalin, die ijiit einem Aoryl--&ätexbinde»itt©l verbunden war_t verglichen, Cerex ist ein farengeieiien der Monsanto Company und entspricht 'dem jPaserTerbundenen "non-woven"-Nylonfläehengebilde dieser Irfindung. Eeemay ist ein Warenzeichen von »I, E, PuPont de Nemours Go»" und entspricht einem Faserverbundenen Ϊ1ϋ~ chengebilde, das aus kontinuierlichen Polyesterfäden her-' gestellt ist, die mittels Wärme verbunden sind, Pellen ist ein *'nonwoven" -Faserflächengebilde aus Nylons tape If as erji und regenerierten Cellulos«fasern, die mittels einem SiIikonlatexbindemittel miteinander verbunden sind, Pellon ist das Produkt der »Pellon Gorp,, lew York". Vor dem Kalandrieren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, hatte das 34g/m Gerex eine Ijuftpermeabilität von 156mVMin./m und das 68g/m Gerex eine Luftpermeabilität von 125m /Min,/m, Das Beemay mit einer Stärke von 34g/m² hatte nichtkalandriert ©ine Luftpermeabilität von 228mVMin.m², die Nylon6.6 Faserverbundene Bahn mit dem Acryl-Latexbindemittel bei

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einer Stärke von 63g/m in nichtkalandriertem Zustand eine Luftpermeabilität von 310 nr/Min./m und Pellon hatte eine Luftpermeabilität von 84m /Min./m "bei einer Stärke von 68g/m . Es ist zu ersehen,' daß die anderen "non-woven" Bahnen hinsichtlich der Luftpermeabilität nicht in dem Ausmaß verringert werden können, wie die 3?as erverbundene ETylonbahn dieser Erfindung verringert werden kann, da entweder die ]?äden seibat nicht bei den angegebenen Temperaturen und Drücken zur Verformung neigen, oder daß das I*adenbindemittelsystem eine solche ladenverformung verhindert. Obgleich es klar ist, daß die Luftpermeabilität der anderen Easerflächengebilde entweder durch Erhöhen der Walzentemperatur oder durch Erhöhen des Drucks auf die Bahn verringert werden können, ist die Erhöhung des Drucks auf die Bahn nicht wirtschaftlich und bei höheren Temperaturen als 204⁰C beginnt die gepolsterte Walze, die zur genauen Steuerung der luftpermeabilität erforderlich ist, zu verkohlen und gegebenenfalls zu brennen.

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ORIGtMAL INSPECTS»

Claims (2)

- ίο - · Pat entansprüche

1. "Non-woven"-Faserflächengebilde mit gesteuerter Luftpermeabilität gekennze lohnet duroh eine Bahn von teilverstreckten Polyamidfasern, die autogen miteinander verbunden sind, wobei die Bahn kein höheres Gewicht als 68g/m aufweist und unter Wärme und Druck zur Erreichung einer luftpermeabilität von 0,3m vMin./m bis 30mVMin./m² kalandriert ist.

2. Paserflächengebilde gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kalandrierung bei Temperaturen unter dem Schmelzpunkt der Polyamidfaser durchgeführt wurde.

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ORIGINAL INSPECTS?

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