DE2207725A1 - Faserstruktur und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Inmont Corporation, 1133 Avenue of the Americas,

New York, N.Y. Ioo36/ V.St.A.

"Faserstruktur und Verfahren und Vorrichtuna zu ihrer Herstelluno¹·

Priorität; 19. Februar 1971? V.St.A.; Anmelde-Nummer: 116 792

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen und neuartige Produkte, die nach diesem Verfahren hergestellt werden können.

Es wurde bereits vorgeschlagen (z.B. US-PSen 3 232 819 und 3 325 322) , leder- oder stoffartige Faserstrukturen dadurch herzustellen, daß man pneumatisch eine Lösung eines elastomeren Polyurethans in einem flüchtigen Lösungsmittel versprüht, die entstehenden Tröpfchen zu klebrigen Teilchen teilweise trocknet, während man sie mit Hilfe eines Gasstromes kräftig

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rregen eine Formfläche vorwärtstreibt, und das Versprühen fortsetzt, um eine Struktur von haarfaserirren Teilchen abzuscheiden. Die entstehende Struktur wird in den Patentschriften derart beschrieben, daß sie einen Anwuchs unrectelmä.nia aeformter, knotiaer Teilchen aufweist, die wahllos übereinander und sich kreuzend anoeordnet sind. Die zusammenoesetzten festen faserinen Teilchen haben LSnaen überwiegend im Bereich von 2oo bis 25oo yum und Durchmesser überwiegend von lo.um oder weniaer. Dieser Anwuchs wächst zu einer gleichförminen, luftdurchlässioen Struktur zusammen.

Ebenso wie das gerade beschriebene Verfahren schafft auch die Erfinduno stoff- oder lederartiae, luftdurchlässige Strukturen aus Losunoen eines el as tomer en Polyurethans in einem flüch tigen Lösunosmittel. Diese Strukturen sind jedoch viel fester und zäher als diejenigen, die nach den bekannten Sorühverfahren heraestellt sind, und weisen zusätzlich andere unoewnhnliche und sehr erstrebenswerte Eioenschaften auf, die nachfolnend vollständiaer beschrieben v/erden.

Ein Aspekt der Erfinduna ist schematisch in den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnuncren daroestellt. Bezuaszeichen 11 bezeichnet eine radialsvn»metrische, oben offene Schale (oder "Glocke"), die um eine vertikale Achse 12 rotiert. Die elastomere Polyurethanlösung wird der Mitte der Schale zugeführt und durch die Zentrifugalkraft als Schicht (die von der Mitte der Schale nach außen zunehrend dünner wird) in Richtuna der

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Schalenkante und über .sie hinan=; in die urftebende Atrosnh>'re vorw-irtsnetri oben. Dir; Schale tr"nt eine hohe elektrostatische Ladunn. Di ο unaehonlo Atnnnnh-nre ist ir wesentlichen in Ruhe; flor Vornan^ wird bci.snielsweise in einen Raun ni t Einrichtungen ^r"ir Niedornoschvindi"keits-Lu^tabzun cuisneführt, up dan Aufstauen von LöBunasnitteldänn-Fon zu verhindern. Aber es ist nirgendwo ein auf da·? Polvurothannateri al Gerichtetes rtebl^se voraesehen.

Über der Schale befindet sich ein endloses Band 13, das kontinuierlich pit relativ lannnar>er Geschwind-ia-c^it um Walzen 15, 16 herum annetrieben wird. Das Band 13 ist elektrisch aeerdet. Fs kann beisnielsveise aus einen¹ Aluniniupschim bestehen.

Die kombinierte Wirkuna der Zentrifuaal- und elektrostatischen Kräfte bevjirkt zusai^ren r"it der teilweisen Verdannfuna des flüchtiaen I.önunasnittels die Ausbilduna langer Polyurethan— fasern, die in Pichtunrr des Bandes annezoaen v;erden. Diese Fasern (die aus den Material entstanden sind} das unter der Firkuncr der Zentri ^unalkraft herausaeschleudert wurde und sich in wesentlichen tangential zurc Unfann der schnell rotierenden Schale bev.'eat) vertoi len sich auf den Band und werden dort in in wesentlichen aerarl'T Lanr alinoschieden, d.h. in schwach nekrünn.teni Verlauf dessen Kr'innunrrsradius relativ nroß, axit über 4 cr^ und in nllneneinen über 7 cn, ist. Fr> wurde in einen tvoisehen Fall (in den das Band 13 aiierdinas in Ruhe war und die Position der rotierenden Schale 11 während des Verfahrens nicht bewegt wurde) auf aos". Band eine rinaförnicre Faserstruktur nit einer

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äußeren Durchmesser von etwa 762 γρ (3o inches) und einen inneren Durchmesser von etwa 4o6 mm (16 inches) crzeuat. In diesem Fall befand sich die Oberkante der Schale 11 (die einen Durchmesser von 152 mm (6 inches) hatte und mit 9oo UpM rotierte) 457 mm (18 inches) unter der horizontalen unteren Oberfläche des Bandes.

Wenn die iösunasmittelhaltiaen Fasern sich auf dem Band verteilen, haften sie daran, behalten aber ihre Faserforn bei. So wird eine Faserstruktur aufgebaut. Nacheinander gebildete Fasern haften an den Oberflächen der schon abaeschiedenen Fasern an mehreren voneinander entfernten Kontaktpunkten. Wenn Band und Achse der rotierenden Schale stationär sind, so wird, wie bereits anaedoutet, eine rinaförmine Struktur aufgebaut, in der die Fasern hauptsächlich in einer allgemeinen Richtuna ausaerichtet sind, d.h. in Umfanasrichtuna des Rinaes. Trotz dieser Ausrichtung besitzt das Material beträchtliche Festinkeit in der Ouerrichtuno; die Festigkeit in der (radialen) Querrichtung lierTt tyoischerweise in der GröRenordnuna der Hälfte der Festiakeit in Umfannsrichtunn (Länosrichtuna) der rinaförmiaen Struktur. Wird das Hand bewegt, die Achse der rotierenden Schale ober in Ruhe nehalten, wird ein Schichtmaterial erzeuat, bei dem die Faserrichtuna an den Rändern im wesentlichen länasaeri chtet ist, in zv;ei oarallelen Streifen (in der Nähe jedes Randes einer) ouer- und. länasaerichtet ist und in der mittleren Zone des Schichtmaterials im wesentlichen queraerichtet ist. Dabei ist die Dicke dos Schichtmaterials in den Bändern aröRer als an den Rändern oder in der Mitte.

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Eine ähnliche Struktur bildet sich, wenn das Band in Ruhe bleibt und die vertikale Achse der rotierenden Schale vor und zurück läncTS einer geraden und ebenen horizontalen Strecke beweat wird.

Eine isotroOere Struktur wird erzexiat, wenn man die Schalenachse in der beschriebenen Weise in Querrichtuna hin- und herbeweat und zugleich das Band beweat. In diesem Fall ist die erzeuate Struktur mit Ausnahme zweier relativ schmaler Streifen entlang den Rändern im wesentlichen isotroD. Diese Streifen können, wenn aewünscht, vom Hauntteil des Schichtmaterials auf irgendeine geeignete Art aboetrennt v/erden. Auch zwei oder mehr im Abstand anaeordnete, querbewegbare Schalen können verwendet werden. Zusätzlich kann eine Anordnuna verwendet v/erden (Fia. 2) , bei der die Länge der Querbewecrung der Schale oder der Schalen derart ist, daß sich an jedem Ende der Querbewegung die Abscheidung der Fasern über die Ränder des beweaten Bandes hinaus erstreckt, wobei geeignete Vorsorge für das Aufnehmen der überschüssiaen Fasern betroffen ist. So kann an jedem Fnde der Querbewegung die Rotationsachse der Schale direkt unter dem Rand des beweaten Bandes liecren, und es können stationäre oder beweate, aeerdete zusätzliche Sammelflächen 17 an beiden Rändern des Bandes vorhanden sein, um die überschussinen Fasern aufzunehmen und zu verhindern, daß sie sich am Rand oder auf der entaecrencresetzten Seite des Bandes ansammeln.

Eine isotronere Struktur kann auch durch Verwendung von mehreren

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im Abstand anaeordnetcn, stationären Schalen erzcunt worden. Die Schalen sind vorzuasweise in einen Abstand anneordnet, der etwa aleich oder größer als die kombinierten Radien der von den einzelnen Schalen erzeugten rinaförminen Anordnunnen der Faserabscheiduna sind. So befinden sich z.B. benachbarte Schalen mit ihren Achsen vorzugsweise in einem Abstand von mindestens 762 mm (3o inches) (beisoielsweise etwa 914 oder 965 mm [36 oder 38 inches]), um eine Deformation der Abscheidungsanordnung durch die überlaaerung der benachbarten elektrostatischen Felder möglichst oering zu halten. Die Verwendung eines geringeren Abstandes crehört jedoch zum Bereich der Erfindung.

Die ringförmige Anordnung der Faserabscheidung kann durch die Verwendung von Luftströmen oder durch oeeitrnetes Anbringen eines oder mehrerer elektrisch oeladener Körper in der Nähe der Schale geändert werden. Sie traaen elektrische Laduno des bleichen Vorzeichens und im allgemeinen derselben Größe wie die Schale. Die besten Eroebnisse sind allerdincrs ohne solche Behelfsmittel erreicht worden. Man kann auch sanfte Luftströme verwenden, die die bewegten Fasern nicht zerreißen oder verwickeln, aber beim Verdunsten des Lösunasnittels oder dem Richten und Führen der Fasern behilflich sind.

Die angeleate Soannuno und der Abstand zwischen Schale und Band sind vorzugsv/eise derart, daß im wesentlichen das ganze der Schale zuoeführte Material die Bandfläche erreicht. So

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wurden bei einer Lösuna von 15% von elastorcerem Polyurethan in Tetrahydrofuran bisher sehr nute Fraebnisse erzielt, wenn sich das Band im Bereich von etwa 343 bis 635 nn (13,5 bis 25 inches) (vorzuaswcise etwa 457 bis 5o8 raü £l8 bis 2o inches} ) über den Rand der Schale befand und die Snannuna in einen Bereich von etwa 5o bis 12o kV (vorzugsweise etwa 9o bis loo kV) laa. So wurde beisnielsweise bei Verwenduna einer einziaen stationären Schale nit einen Randdurchnesser von 152 T^n (6 inches) und einer Drehzahl von 9oo Upm der Anteil

Band der Fasern,die sich nicht auf einen/von 152 cn (6o inches) Breite bei anaeleater Snannumf von 9okV !sammelten, nerkbar, wenn sich das Band etwa 584 nn (23 inches) oberhalb des Schalenrandes befand. Der Abstand sollte natürlich nicht so kurz sein, daß eine merkliche elektrische Laduna (z.B. ein Funke oder eine Sorühentladuna) die Atnosnh'nre zwischen aeladener Schale und acerdeten Band übersorinat. Bei den obenaenannten Tests laa der Soannunasnradiont vorzuaswcise ir¹. Bereich von etwa 1,58 bis 3,15 kV/cm (4 bis 8 kV/inch) , wenn r>an den Abstand Schale / Band direkt rißt. Fs sollte vorzugsweise kein oeerdeter Körner wesentlich niher als das Fand an der Schale sein, im eine nöalicho Λη:>. iehunn (Inr Fasern an einen solchen F"roer pöalichst norinrr zu halten.

Der McchanisnuR der Bilduna und Abschoidnna der Fasern ist nicht völlia aeklärt. Die Rotation der ,Schale verteilt die PoIyurethanlösuna zu einen dünnen, in wesentlichen nleichförrviaen FiIn auf der Innenseite der Schale. Fs wird aniennrron, daß un-

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ter der Wirkuna des elektrostatischen Feldes dieser Film eine Reihe einzelner Ansätze, Zunnen oder Kunnon ausbildet, die sich von den scharfen Schalenrand nach außen erstrecken. Ohne elektrisches Feld (d.h. bei Soannuna O) bewirkt die Rotation der Schale, daß die Lösuncr in Form von Tröpfchen horizontal nach außen abschleudert wird. Einiae von ihnen haben kurze, fadenartiae Enden, wie es in Fia. 3 zu sehen ist. Diese arobe Abbildunq der Anordnuna ist dadurch hergestellt, daß man ein Platt normales Schreibnanier kurzseitiq in einem Abstand von einicren dreißia Zentimetern von der Schale in die SOrühstrecke schwarz pigmentierten Polyurethans hält, das aus einer Schale mit 152 mm "(6 inches) Durchmesser und einer Drehzahl von 9oO UnM kommt. Die schwarzen Flecke sind die Tröpfchen, die alle an dem Paoierblatt anhaften; das durchschnittliche Gewicht eines g_etrocknetenTröpfchens beträat in diesem Reisoiel etwa o,2 ma. Die Fasern können durch Auseinanderziehen der Tröpfchen entstehen, die die Schale verlassen haben und sich durch die Luft beweaen. Der nachstehend"im Beisniel 1 anaesorochene bandartioe Fasernuerschnitt würde anzeiaen, daß die Faserausbilduna zustandekommt, während die Tröpfchen in flachaedriickter Laae sind, oder möalicherweise direkt ^us den vorsorinnenden Zunaen entsteht. Die Tatsache, daß die Fasern mit einer Orientierung abgeschieden werden, die im allgemeinen in Umfanasrichtuna der obenaenannten rinaförmiaen Anordnunn lieat, kann anzeigen, daß sie direkt aus den in Umfancisrichtunn beweaten vorsnrinnenden Zunaen entstehen. Tn jedem Fall wird beobachtet, daß trotz der Länne der Fasern und ihrer wirbeligen Anordnuna kein Verwickeln oder Zusammendrehen der Fasern anzutreffen ist. Die bandartiaon

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Fasern scheinen ohne wesentliches newenseitiaes Verdrehen flach abrrelerrt zu werden. Der bandartine Querschnitt kann für die aerade Ausbilduna der abaesehiedenen Fasern verantwortlich .sein, v/eil es sehr viel schwieriaer ist, ein Band in seiner Ebene zu biegen als eine runde Faser desselben Gewichts pro Lrinae zu bieaen. Der bandartine Ouerschnitt kann auch für ein rascheres Verdampfen des Lösunasmittels verantwortlich sein. Zualeich kann er ein besseres Aneinanderhaften der Fasern verursachen, weil eine bandartine Faser, die flach auf einer ähnlichen darunter befindlichen bandartinen Faser abaeschieden wird, eine arößere Flache r>it enaem Kontakt mit der unteren Faser hat als runde Fasern.

Die Polyurethanlfisuna kann der Schale mit einem nroßen Bereich von Zufuhraeschwindiakeiten zucreführt werden. So wurden beispielsweise Zufuhraeschwindinkeiten ipi Bereich von etv;a 113 bis 4 25 α /min (4 bis 15 ounces/min) pro Schale mit Erfοία bei einer 35%iaen Lösuna von Polyurethan in Tetrahydrofuran verwendet,

Während das Verfahren die Herstellung von Faserorodukten mit hohen Geschwindiokeiten aestattet, aibt man am besten anaemessene Zeit zwischen aufeinanderfolaenden Abscheidxmnen, um aewisses Verdunsten des L^simasmittels von den abaeschiedenen Fasern zu ermftalichen.

Durch Einstellen der Pandaeschwindiakeit in Beziehung z\tr Geschwindiakeit der Querbewegung, der Zufuhrgeschwindigkeit der Lösuna und der Flüchtiakeit des Lösunasmittels kann

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nan die Dichte (und nhysikalische Eigenschaften) dos Produkts durch einfache Vorvernuche in Licht der Lehre der Erfindung steuern. Besonders nützliche, bisher oernR der Erfindung hergestellte Produkte hatten Dichten (Nachheizen in einen Ofen, um restliche Lösunasnittel zu entfernen, z.P. bei 99°C (21o° Fahrenheit) Lufttenneratür für Io min) in Pereich von etwa o,l bis o,5 oder 0,6 q /ecm, meistens im Bereich von etwa o,2 bis o,4 g/ccm.

Die Rotationsneschwindinkeit der Schale und ihr Durchmesser können auch in weiten Grenzen variiert v/erden. So sind bisher sehr oute Ergebnisse mit Schalen mit Durchmesnern im Bereich von 51 bis 2o3 mm (2 bis 8 inches) bei Geschwindiakeiten im Bereich von 9oo bis 36oo UnM erzielt worden. Im allnemeinen werden Geschwindinkeit und Form der Schale vorzugsweise so newählt, daß die Urfancrscreschwindiakeit des Randes (von dem das Material in die Atmosnhäre abneneben wird) mehr als etwa 76 m/min (3ooo inches/min) beträat.

Das frisch produzierte Material enthalt allgemein restliches Lnsunasmittel, wie es z.B. durch den Geruch des frisch produzierten Materials anaezeiat wird. Die Lösunasnittelmenfre in diesen frischen Material lieat in allgemeinen unter etwa 15%, z.B. unter etwa lo%. Bei Laaeruncr wird das flttchtirre Lösungsmittel im allnemeinen praktisch vollständirr verdammt. Normalerweise wird es vornezogen, diese Verdamnfunn durch Erhitzen zu beschleuniaen, z.B. in einem Ofen bei etwa 9o bis 12o°C. Solches Erhitzen kann ein newisses Schrumnfen des Produktes verursachen,

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das norpialorweine wesentlich unter linear etwa lo% lie

Das Pane!, auf den die Fasern nesannelt vrerflon, kann perforiert sein; z.R. wurde ein Alumini'mdraht«itter verwendet (so wie es ^ür Drahtglas benutzt wird, z.P. Nr. 8 Draht, Nr.12 Hitter). Das Fand kann auch in wesentlichen undurchlässia sein, z.B. aus einer Reihe von Metallnlatten oder aus Folie bestehen. Tn jeden Falle wird ein kontinuierliches, in v^Tesentlicheli nleichförnines pehichtnaterial erzenat, dessen Fasern iraendwelche Durchbreche überbrücken. Obwohl die FUi ::he des Faserschichtnaterial.s, die in Kontakt nit den Gitter war, häufio das Git~ ternuster einrronrnat bekonnt, "■!.■»erbrncken so die Fasern selbst die Öffnungen des Gitters ure bilden eine struktur, die in v/esentlichen aleichf^rrua ist >ru^:' ^l-:c;:'.^rie Orientierur.n zeiot, die nit den o^^enen Ftollon mi·¹ ^oη "ruhten ^a^ ^r*i.tter?· in Reziehuna steht, nie Struktur ^ öl ^t also nicht dor' ^slit^r;"^" ·■.; -^; t-~. .·

Poi VervendxinfT eines Pamelbanr'e¹'· rit alntter, ^flachar Obe¹'™ fläche, wie einer Flache au^f rrlnn^endcr Al?!r\l:iiijrT^t"ol ie, kann nan ein Faser^rodukt herstellen, O.a^Ki (nachdep e^ vnn der Pane abaezonen v;urde) nu* der Pel te, die in Kontakt nit der «flatten Handfläche \-rr\r, eine relativ al^nzende Oberfläche (ein "nasses Aussehen") aufweist. Fin Teil des l^simasnittelhaltiaen Fasei— naterials, der zuerst die Oberfläche de^ Fanden erreicht, scheint a«^f ci&r Oberfläche zu fliegen und einen sehr dünnen und durchlass!non FiIn (in allaeneinen diskontinuierlich) zu bilden, der durch die Fasern verstärkt wird. Das durch fortnesetzte Faserablaaoruna erzeuate Fndnrodukt kann beliebia dick

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sein, aber dieser Effekt v/ird auch bei sehr dünnen Strukturen beobachtet. So hat bei einen durchscheinenden Produkt, das in Kontakt mit einer Sammelfläche aus Aluminiumfolie oebildet und davon abaezoaen wurde, bevor eine dickere Faserstruktur aufcrebaut wurde, eine Fläche ein olänzendes, "nasses" Aussehen, während die andere Fläche stumpf erscheint. Es ist vei— ständlich, daß Fasern, die nachfoloend im Verlauf des Verfahrens

,werden
aufgebrachten den bereits abneschiedenen Fasern auf dieser

stumpfen Fläche an voneinander entfernten Kontaktpunkten anhaften. Einen ähnlichen Glanzeffekt kann man erhalten, wenn man das stumnfflächiae Schichtmaterial mit einer heißen, blatten Fläche behandelt (z.B. indem man Wärme von einer Heizplatte durch ein Blatt "Ablöspapier" mit einer nicht haftenden Oberfläche aufbringt). Man verursacht so ein bearenztes Fließen des Fasermaterials an der betreffenden Oberfläche und erzeuat ein qlänzendes Produkt mit "nassem Aussehen", das aber ein hohes Maß von Durchlässigkeit besitzt.

Es versteht sich von selbst, daß die betreffende Samnelfläche kein elektrischer Leiter sein muß. So wurde z.B., nachdem

Dicke

eine Faserschicht gewisser/ schon auf dem Band abaeschieden worden war, ein Blatt Schreibpapier auf der bereits abaeschiedenen Faserschicht anaebracht. Das störte die weitere Abscheidung der Fasern nicht, und die Faserstruktur wurde direkt auf und anhaftend an dem Papier oebildet. Tn ähnlicher V⁷eise kommen bei der Herstelluna der meisten Produkte nach der Frfinduno· die abaelcoten Fasern überhaupt nicht in Kontakt mit dem ceerdeten Band, sondern werden stattdessen auf der Schicht der

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vorher abgeschiedenen, elektrisch isolierenden Fasern abgeschieden.

Anstatt die Faserstruktur auf einem im wesentlichen flachen Band zu erzeuaen, kann nan andersartioe Sammelflächen verwenden. Beispielsweise können endlos aestaltete Kleidungsstücke oder Teile von Kleidunasstücken durch direkte Faserabscheidung auf einer creeianeten dreidimensionalen Form erzeugt werden (Fia. 4). Die Form oder eine andere Sammelfläche kann aus Metall, z.B." einem Drahtnetz, bestehen. Oder sie kann aus einem elektrisch isolierenden Material.(z.P. Pappe) bestehen, das eine leitende Beschichtung träat (wie eine Beschichtung mit einem im wesentlichen leitenden Graphitaehalt, oder eine im Handel erhältliche "Ransprep"-Beschichtung, wie sie in den Artikeln von Miller und Spüler: "Electrostatic Coating Process" beschrieben wurde, die in "Paint and Varnish Production" Juni und Juli 1964 erschienen). Die Form kann sich während des Verfahrens drehen (Fig. 4). Eine solche Drehung kann mit relativ hoher Geschwindigkeit erfolaen, so daß die Form während der Abscheidung einer 5 mm (o,2 inches) dicken Faserschicht viele Male, z.B. tausendmal oder mehr, rotiert. Oder sie kann mit relativ lanasamer Geschwindinkeit erfolgen, so daß nur eine, zwei oder einige Drehunaen wHhrend der Ausbilduna einer solchen Schicht stattfinden. Für eine Form in den Abmessunaen eines Kleidunosstückes (Fig. 4) verwendet man häufig vorteilhaft eine rotierende Schale mit relativ kleinem Durchmesser (z.B. 51 mm [2 inches} ) für eine optimale Faserabscheidung. Das Kleidunasstück kann leicht von der unreael-

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mHßiaen Form abaezoaen oder abaeschält werden. Weil es hoch elastisch ist, dehnt es sich während dieses Vornannes, aewinnt aber seine formgemäßo Gestalt rasch zurück.

Während die Erfinduna sich darauf bezieht, daß die Lösunor einer rotierenden "Schale" oder "Glocke" zuaeführt wird, vmrden auch bei Verwenduna einer flachen, kreisförmia rotierenden Scheibe anstelle der Glocke nute Resultate erzielt. Andere Einrichtungen, um auf die Lösuno Zentrifuaalkraft auszuüben, liegen für Fachleute nahe. Geeignete Schalenr-Konstruktionen werden in den US-PS 2 8o9 9o2; 2 764 712 und 2 784 114 sowie in den obengenannten, von Miller und Spüler veröffentlichten Artikeln gezeigt.

Das bei dem Verfahren verwendete Lösungsmittel hat bei der Anwendunastemperatur, die am vorteilhaftesten etwa Raumtemperatur beträgt, vorzugsweise eine relativ hohe Flüchtiakeit. Ein besonders aeeignetes Lösungsmittel ist Tetrahydrofuran, das eine Verdampfunnsrate von mehr als 4o (im Vergleich zu DiäthylHther, dessen Verdampfunasrate zu loo gesetzt wurde), insbesondere 47, besitzt. Tetrahydrofuran hat eine relative Dielektrizitätskonstante (bei 2o°C) unter Io, insbesondere 7,58; einen Dampfdruck bei 2o°C von über loo mm Ha, insbesondere 143 mm Ha; einen Siedenunkt von 66°C; ein Molekularaewicht von 72 und einen errechneten Löslichkeitsoarameter von 9,15. Die Lösung ist vorzugsweise im wesentlichen frei von Wasser. Das Tetrahydrofuran ist jedoch bei dem Verfahren so flüchtig, daß sich bei Luft mit hoher relativer Feuchtiokeit (z.B. Luft bei

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24°C (75°Fahrenheit) und 7o% relativer Feuchtiakeit) das auf dem Band nebildote Produkt naß anfühlt, und zwar als Folae von Feuchtinkeit, die wenen des kühlenden Effektes der Lnsunnsmittelverdamo^una auch hier kondensiert. Das Verfahren arbeitet jedoch nut sowohl in Anwesenheit solcher Feuchtinkeit als auch bei trockenerer Luft. (Es sei angemerkt, daß Tetrahydrofuran mit Wasser mischbar ist, während Polyurethan in Tetrahydrofuran-Wasser-Gemischen, die wesentliche Anteile an Wasser enthalten, unlöslich ist.) Andere flüchtiae Lösunasmittel können allein oder in Mischunn mit Tetrahydrofuran verwendet werden. Das im soeziellen Fall zur Anwendung könnende Lösunasmittel wird natürlich von der Löslichkeit des sneziellen Polyurethans abhänaen, das für das Verfahren ausgewählt wurde. Solche Lösungsmittel (z.P. Azeton) sind Fachleuten wohl bekannt. Es aeh^rt außerdem zum Pereinh der Fr^indunn, dem flüchtinen Lösungsmittel einen kleineren Anteil eines Lösungsmittels mit niedrinorer Flüchtinkeit zuzumischen {z.B. 5%χ-.von ΤΤ,Ν-Diinethylformanir¹ ) , das zu einem aroP-en Teil in den abaeschiedenen Fasern vorbleibt und dann entfernt wird (wie durch Verdampfen in einem O^en oder Extraktion mit einen wässricren ^Medium) . Auch kann die Flüchtigkeit von weniqer flüchtinen Lörumasmitteln dadurch nesteinert werden, daß man das rresamte Verfahren in neheizter Atnosnhäre oder unter subatmosnhärischen Druck durchführt.

Die Konzentration dor Lösunn ist vorteilhaft derart, daß das den Rand der schnell rotierenden Schale verlassende Material eine relativ hohe Zähiakeit aufweist. Daher zieht man es nor-

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malerv/Gi.se vor, die L^suna der rotierenden Fchnle nit einer Viskosität oberhalb etwa 5oo cV zuzuführen (z.P. etv/a looo cP) Bei Verwenduna von Schalen mit so aroflen Abmessungen, daß beträchtliche Lösunasmittelverdhmpfuna während des Materialtransnorts zum Schalenrand auftritt, können aerinaere Viskositäten annestrebt werden, um den Lösunasmittelverlust auszugleichen. Typischervreise enthält die der Schale zuaeführte Lösuna etwa 5 bis 2o% feste Anteile. Die Zähigkeit des Materials nimmt bei Verdampfen des Lösunasmittels rasch zu. So beträ.at z.B. die Zähigkeit einer 15%i"en Lösuna von Polyurethan in Tetrahydrofuran, v/ie in Beispiel 1 verwendet wird, typischerweise etwa looo cP, während eine 16,2%iae Lösuna davon eine Viskosität in der Nähe von 25oo cP, eine 2o%iae Lösuna eine Viskosität von lo.ooo cP, eine 25%iae eine Viskosität im Bereich von 4o.ooo bis 5o.ooo cV und eine 3o%iqe Lösuna eine Viskosität von etwa 9o.ooo cP oder mehr besitzt.

Die bei der Durchführuna.der Erfinduna verwendeten Polymerisate sind vorzuasweise von löslichen, thermoplastischen, elastomeren Typ. Sie sind, wenn überhaupt, wenia vernetzt und leiten wahrscheinlich ihre mechanischen Eiaenschaften in erster

Linie eher von Wasserstoffbrücken-BindungskrSften als von chemische Vernetzung her. Polyurethan ist vorzugsweise ein faserbildendes Material mit Grenzviskosität von mehr als o,6 , vorzuasweise mehr als o,8 (z.B. etwa o,9 bis 1,4). Ein bevorzuater elastomerer Typ besteht aus Einheiten mit Urethan-Bindunaen und dazwischen befindlichen länaeren Einheiten, die beispielsweise Polyester-oder Polyäther-Charakter haben können. Die

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Urethan-Bindunaen sind vorzugsweise von aromatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten abaeleitet, wie Dinhenylmethan-ρ,ρ'-diisooyanat oder Methylen bis (4-Cyclohexylisocyanat). Sie bilden wahrscheinlich die spaenannten "harten" Einheiten bzw. Seamente in den polymeren Molekülen, während die anderen Seamen te (z.B. die Polyester-oder Polyäther-Secrmente) flexibel oder "v/eich" sind. Polyurethane von diesem Tyn sind bekannt. Sie können beispielsweise heraestellt werden durch Reaktion eines Polyesters oder Polväthers mit Hydroxylendgruppe und relativ niedrioem Molekularoewicht (z.B. mit einem Molekulargewicht unter ^ooo- vorzugsweise zwischen 4oo und 3ooo, z.B. 8oo-25oo) mit einem Diisocyanat und einem difunktionellen KettenverlMnrrerer mit niedriaem Molekularoewicht wie einem Glycol, Diamin oder Aminoalkohol.

Nachdem die Faserstruktur auf der Sammelf Wehe erzeucrt worden ist, kann sie leicht von ihr entfernt werden (wie durch mechanisches Abziehen) und vielen mnalichen Nachbehandlunaen unterworfen werden. So kann ihre Abriebfestigkeit durch Glätten der Oberfleiche erheblich qesteioert v/erden, wie etwa durch deren Behandlung mit Lösunasmittel oder Quellmittel (Beispiel Ib), . wobei die Menae des Lösungsmittels oder Cuellmittels nicht ausreicht, um die Hauotfaserstruktur zu zerstören. Typischerweise besitzt das Material nach einer solchen Behandluna eine Abriebfestigkeit von mehr als 5ooo Zvklen (z.B. erheblich mehr als lo.ooo Zyklen) nach Messuna mit einem "Fyzenbeek"-Tester, während die Abriebfestiakeit vor einer solchen Behandluna unter looo Zyklen (z.B. unter 4oo Zyklen) lieaen kann. Die Oberfläche

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kann auch gealiittet und die Abriebfestigkeit rresteirfert v;erden durch Behandlung mit einer oeheizten Flache, besonders mit einer blatten oeheizten Fläche (Ende von Beisoiel 7) , oder durch Auf-' brinnen einer alatten, t>olymeren Beschichtunn, die aus demselben Polyurethan (Beispiel 6) oder aus einen anderen Polyurethan oder aus irgendeinen anderen Beschichtunnsnaterial bestehen kann, wie denjenioen, die oer»einhin für das Beschichten von gewebten oder nicht newebten Stoffen oder Leder verwendet werden. Die Faserstruktur kann auch rrefSrbt (Beisoiel 6) oder bedruckt sein, wie etwa mit einer herkömmlichen Druckpaste für Textilien, um ihr dekorative Wirkungen zu verleihen. Sie kann durch Hitze und Druck(Beispiel 3)in irgendeinem gewünschten Oberflächenmuster geprägt (bossiert) und auch durch Hitze und Druck zusammengedrückt und verdichtet werden. Sie kann auf andere Materialien auflaminiert werden, oder einige Stärken des gleichen Typs von Faserstruktur können durch Hitze, Kleber oder andere geeignete Techniken geschichtet bzw. laminiert werden. Die Oberfläche der Faserstruktur kann abgerieben werden (wie durch maschinelle Sandstrahlen bei Temperaturen, die nicht zu einem Anschmelzen der Fasern führen), um ihr ein gerauhtes oder wildlederartiges Aussehen mit vorstehenden Fasern zu verleihen. Ein solches Abreiben kann auch einer Glättungsbehandlung der Oberfläche (z.B. mit Lösungsmittel, Hitze oder beiden) und/oder einer Verdichtung- oder Zusammendrück-Bö-? handlung folgen.

Die erfindungscjemäßen Faserstrukturen können in verschiedenen Dicken hergestellt werden, von einem durchscheinenden, sehr

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dünnen Schichtmaterial bis zu einer relativ dicken Struktur. So wurden Dicken ab I,o2 mm (o,o4 inch) ohne Schwierigkeit heraestellt, \ind die Anzeichen deuten darauf hin, daß beträchtlich nröfiere Dicken, z.B. 2,5; 5,1; 12,7 mm (o,l; o,2; o,5 inch) oder mehr, auf dieselbe Art heraestellt werden können, z.B. durch einfache Fortsetzuncr des Faserabscheidevoraanas über länaere Zeit. Allaemein findet die Erfindung ihre nützlichste Anwendung bei der Herstelluna von Faserstrukturen mit Flächennewichten oberhalb von 17,9 a/am (15 cr/square yard), vorzunsweise oberhalb von 35,8 a/qm (3o a/sauare yard), und im besonderen vorzuasweise oberhalb von 7o,2 a/qn> (6o a/sauare yard) . Die produkte (auch wenn sie relativ dünn sind und Flächencrewichte am unteren Ende dieses Bereiches besitzen, wie etwa das o,23 mm (o,oo9 inch) dicke Material in Beisniel 13 mit einem Flächenaewicht von etwa 51,4 σ/qm (43 ci/sq yd)) haben sehr nute SteDoeinenschaften und sehr hohen NahtreiRwiderstand. Sie können daher für die Herstelluna von Kleidunasstücken, Polsterbezucrsstof fen (z.P. luftdurchläsniaen Autositzbeznaen) usv/. mit herkömmlichen Zuschneide- und Nähtechniken eingesetzt werden. Pie lassen sich auch durch Hitze leicht verschweißen, und so können bekannte Verschv/eißtechniken (z.P.. solche, die mit Hochfreauenzheizuna arbeiten) anstelle von oder zusammen mit Nähen verwendet werden. Die Schnittkanten des Materials haben, wenn überhauOt, sehr aerinae Neiauna zum Ausfranzen. An herstellbaren Kleidunasstücken aibt es z.B. Jacken, Blusen, Golf Jacken, Schi Jacken (v/o die qerinae Wärmeleitfähigkeit des Materials vorteilhaft ist), Socken und andere Strumpfwaren (z.B. dünne, laufmaschenfeste, nachaiebiae Strümpfe).

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Wie bereits anaedeutct, können Kleidunasstücke aus Schichtmaterjal der neuen Faserstrukturen mit herkömmlichen Zuschneide- und Nähtechniken (oder durch Zuschneiden und durch Heißverschweißen) und auch direkt heraestellt werden, wie in der in Fig. 4 gezeigten Art. Auch ein Teil des Kleidungsstücks kann direkt heraestellt werden, und andere, auf andere Art erzeugte Teile des Kleidunqsstücks können daran anaefüat werden, wie z.B. durch Nähen, Kleben oder Verweißen unter Hitze. Z.B. kann eine Struktur oemäß der Fia. 4 unter Benutzuna einer Form, die dreidimensional wie ein weiblicher Rumof gestaltet ist, erzeuat werden. Danach können am Material Armlöcher zugeschnitten und A'rmel daran befestigt v/erden.

Die Dicke der Faserstruktur kann innerhalb der Struktur.durch Verwenduna aeeianeterweise aeformter und angeordneter Sammelflachen variiert werden. Bei Verwendung der Form qemäß Fin. 4 bildet sich beispielsweise eine dickere Laoe an den Schulterteilen der Form, die der rotierenden' Schale während des Verfahrens näher lieaen und deshalb die Tendenz haben, mehr Fasern anzuziehen. So können Kleidungsstücke mit an vorbestimmten Stellen einaebauter Polsteruna direkt erzeuat v/erden. Die Dicke der Abscheidung kann auch durch Verwendunq einer Reihe von Schalen, zu denen die Polymerisatlösuna mit verschiedenen Geschwindigkeiten zuaeführt wird, aesteuert werden. Beispielsweise, wie in Fig. 4A aezeiat, läßt sich eine lanaärmeliae Jacke oder Bluse dadurch herstellen, daß eine Sammelform 21 sich horizontal (in der Zeichenebene und in Richtuna des Pfeils) oberhalb von drei rotierenden Schalen bewegt, von denen sich eine unter der Achse 22 des Rumpf-

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teils 23 und die anderen zwei unter den I*⁷eastrecken der Krir<elteile 24 und 25, z.B. etwa in der Mitte zwischen Handaelenk und Schulter, befinden. Dann wird die Form 21 im? I8o um ihre /\chse aedreht und horizontal über die aleichen Schalen entaenenaesetzt der Pfeilrichtuncf zurückaeführt. Dieser Vorhang wird so oft wiederholt, bis die oewünschte Dicke entstanden ist, wobei die Zuführaeschwindiakeit der Polymerisatlösuna zu jeder der Schalen unter den ^rmeltsilen wesentlich crerinaer als die Zuführqeschwindiqkeit zur Schale unter dem Rumpfteil ist. Die Form 21 kann im wesentlichen flach und horizontal sein.

Das erfindunqsqemäße Verfahren führt zur Erzeuquno von festen Faserstrukturen , die mit aerincrer Größenänderuna trocken crereiniqt werden können (etwa mit herkömmlichen Trockerireinicumaslösunqen wie z.B. Perchloräthylen). Sie lassen sich aber auch in Wasser mit Waschmitteln waschen.

Zusammenqesetzte Strukturen können durch Verwencluna einer creeianeten Sammelfläche erzeuat v/erden, die einen Teil des Endproduktes bilden sollen. Beispielsweise kann ein Hetallteil wie etwa eine aus Blech bestehende Maschinenhaube oder ein Kofferraumdeckel eines Autos als Sarrielflache verwendet xv'erden· Auf ihr kann die Faserstruktur direkt abcreschieden werden, so daß sie eine isolierende, Geräusch absorbierende oder d.ännfende Schicht auf dem unteren Teil der Haube oder des Kofferraumdeckel bildet. Sammolflachen mit Durchbrochen lassen sich verwenden, da (wie oben bemerkt) die lanzen Fasern die Durohbrüche überbrükken können. Sniralfedcrri (deren -aiiieina^clerfGl^anae Windungen

c ΰ h B 4 ■? t ί 1 ο :«

beispielsweise 12,7 mn (ο,5 inch) Abstand haben) können beispielsweise als formartiae Sammelflachen dienen, so daß die Faserstruktur eine schlauchartiae, Geräusch absorbierende oder dämpfende Umhülluna um die Federn bildet. Auch Ladeflächen von Kombiwanen können direkt darauf abaeschiedene Fasern aufweisen. Die Faserstrukturen können auch aanz allaemein als Wandverkleidunaen verwendet v/erden.

Die folqenden Beispiele sollen die Erfinduno weiter erläutern. Als Druck herrscht dort immer der atmosDhärische, wenn nicht anders angegeben. Alle Teile sind Gewichtstellt·, wenn nicht anders angegeben.

Beispiell

(a) Die in den Fiq. 1 und 2 dargestellte Vorrichtuna wird verwendet . Jede Schale hat einen Durchmesser von 152 mm (6 inches) und rotiert mit 9oo UpM, der Rand jeder Schale befindet sich 4 57 mm (18 inches) unter dem endlosen Fand. Das Band ist aeerdet, während die Schale an einer positiven Spannuno von loo kV liegt. Das Band wird kontinuierlich angetrieben und bewegt sich horizontal mit einer Geschwindiokeit von 2,7 m/min (9 feet/min), während sich jede Schale horizontal (in einer Richtuna senkrecht zur Bewenunasrichtuna des Pandes) mit einer Geschwindiakeit von 29,3 m/min (96 feet/min) hin und zurück über eine Strecke von 189 cm (78 inches) beweat. Die Schalen sind 914 mm (3 feet) voneinander entfernt und auf einer credachten Linie angeordnet, die parallel zur Bevmounasrichtunn des Bandes verläuft (diese Linie

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wird natürlich vor und zurückbeveat, wie anaedeutet) . Das Rand hat 152 cn (6o inches) Breite und eine Hesamtlänne von etwa 64o ein (21 feet) , so daß die Länae jedes horizontalen Bandabschnitts (das ist die Länae zwischen den beiden Fndv;alzen 15, 16) etwa 3o5 cn (Io feet) beträat.

Eine 15%iae Lösuna von elastomere^ Polyurethan in Tetrahydrofuran ("THF") mit aelbem Pianent (in einer solchen Menae, daß das Verhältnis von Polyurethan zu Pianent etwa 13,4 : 1 beträat) ,wird jeder Schale mit einer Geschwindiakeit von etwa 19o a/nin (6,7 ounces/nin).(Die Gesamtzuführaeschwindiakeit beträqt somit etwa 38o a/min fl3,4 ounces/min] ) .

Der Voraana v;ird 57 Minuten lana fortaesetzt, um ein Faserschichtmaterial auszubilden, das dann vom Rand entfernt und für etwa 15 Min. in einen Ofen nit Luftzirkulation bei etwa 99°C (21o Fahrenheit) qelcat wird, wobei das restliche Lösunasmittel verdamnft.

(b) Eine Flachseite des Schichtmaterials (die Seite, die nicht mit dem Band in Berührunq war) wird leicht mit einem Nebel von TIIF besorüht; das verursacht eine Kräuselunq der besprühten Oberfläche (wahrscheinlich als Folae von Quellen und damit verbundenem Länaen der Fasern, die nahe der Oberfläche sind). Das THF wird dann entfernt, indem man das Material in einen Heißluftofen mit einer Lufttemoeratur von etwa 99°C (21o° Fahrenheit) für etwa Io Min. leat. Mit dem Verdunsten des THF verschwindet die Kräuseluna. Diese THF-Behandluna verleiht dem Schichtmaterial ein qlat-

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teres, aber noch stumpfes Aussehen, das im wesentlichen frei von qeleaentlich hervorstehenden Faserteilen ist, vertieft die Farbe etwas und erhöht die Abriebfestiakeit beträchtlich. Die behandelte Fläche wird dann an der Oberfläche leicht mit einem Siliconoel besnrüht (z.B. Dimethvlsilicon) .

Fiauren 5 bis 9 sind Ansichten von Ausschnitten der THF-behandelten Fläche bei zwei verschiedenen Vergrößerunoen, während Fin. Io und 11 Ansichten von Ausschnitten der Fläche sind, die in Berühruncj mit dem Band oebildet wurde. Man sieht, daß die meisten Fasern cierade sind und Breiten im Bereich von etwa Io bis 50.Um haben, obwohl ein kleinerer Anteil an oder nahe der Oberfläche bis zu etwa loo ,um breit ist.

Obwohl die Fasern im allaemeinen an den Kontaktounkten nicht aufqeweicht scheinen und einzeln ihre strukturelle Identität an den Kreuzunrrsstellen behalten, haben sie tatsächlich das Bestreben, an solchen Kreuzunosstellen fest aneinander zu haften. Die meisten Fasern haben einfasriae Strukturen, aber es gibt auch Verzweigunqsstellen, an denen eine einzelne Faser sich in zwei oder mehr Fasern mit kleineren Abstand mit keiner sichtbaren Aufspaltuna innerhalb des betreffenden Faserköroers zu teilen oder zu verzweiaen scheint. Diese verzweigten Strukturen können ihren Ursprung in seitlicher Vereinicruna von im wesentlichen parallelen Fasern mit kleinerem Abstand haben. In ähnlicher Weise können mindestens einine der breiteren Fasern aus solchen Vereiniaungen stammen. Ein kleiner Anteil des Materials ist in der Form flacher, im wesentlichen nichtfasrioer Ansammlungen 31 vorhanden,

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die Breiten bis hinauf zu etwa 4oo ,um haben. Im allnemeinen sieht man jedoch, daß die creraden Fasern, die etwa in derselben Schichthöhe im Schichtmaterial liefen und bis auf einiae Grad (15 Grad) parallel sind, meist in einen Abstand von mindestens zweimal der Faserdicke liegen (z.B. etwa 3 bis 2o mal ihre Dicke oder mehr).

Untersuchuncr der Fasern unter einem Stereomikroskop zeiat, daß sie weithin eine bandartige Struktur besitzen, wobei die breiten Faserflächen im allaemeinen zueinander und zu den Flächen des Schichtmaterials parallel sind. Das wird durch die Untersuchung eines vom Schichtmaterial abgeschnittenen, typischen Faserendes bestätiat. Sein Querschnitt hat die Form eines Hundeknochens (z.B. ist die Form etwa so OO }_f dessen Breite etwa das Doppelte der maximalen Dicke beträat.

In Fiq. 11 sieht man bei 32, 33, 34 die Drahteindrücke des Bandes, auf dem die Struktur aebildet wurde. Wahrscheinlich wurden die Fasern, die als allererste auf dem Band auftrafen, lokal an einiaen ihrer Berührungspunkte mit dem Band etwas deforniez*t. Diesem anfänglich abaeschiedenen Fasern überbrückten die freien Stellen zwischen den Drähten des Bandes und dienten als Basis, auf der die anderen Fasern nachfolgend abaeschieden wurden.

(c) Die THF-behandelte Oberfläche des Materials wird qebüaelt, um ihr eine glattere und etwas alänzenrle Oberfläche zu verleihen. Dazu wird das Material mit der THF-behandelten Fläche nach oben auf eine feste Unter lane oolent, ein Bitttt herhönnuichss _s Glänzendes Ablöspanier auf die obere Oberfläche des Fesei:scil:.icht^a~

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terials aeleat und die Anordnung mit einem heißen elektrischen Handbüaeleisen (herkömmlicher Konstruktion mit der Heizeinrichtuna an der ebenen Fläche, v/ie es normalerweise für das Büaeln von Baumwolltextilien verwendet wird) gebüoelt, so daß die V⁷ärme durch das Ablöspapier hindurchdrinat. Man läßt dann die Anordnung abkühlen und zieht das Ablöspapier, das nicht an dem Faserschichtmaterial anhaftet, ab. Fig. 12 ist eine Mikrophotoaraphie der oberen Oberfläche des entstandenen aebüaelten Faserschichtmaterials und Fig. 13 ist eine Mikrophotographie seiner unteren Oberfläche. Man sieht, daß eine wesentliche Verbindung und Verbreiterung an der oberen Oberfläche stattgefunden hat, die trotz ihres Glanzes noch eine hohe Porosität aufweist, während die Struktur der unteren Oberfläche im wesentlich ungeändert bleibt (einzelne Deformationen 36, 37, 38, die wie diejenigen in Fi<r. 11 auf die Drähte des Bandes zurückgehen, auf dem die Struktur gebildet wurde, sind in Ficr. 13 deutlich zu sehen) . (d) Das Verfahren wird wie im Beispiel la durchaeführt, außer daß die Zuführaeschwindia etwa 21o g/min (7,4 ounces/min) beträgt.

Beispiel2"

Das Verfahren wird wie im Beispiel la und Ib durchaeführt, außer daß die Zuführaeschwindiakeit pro Schale etwa 19o g/min (6,7 ounces/min), das Gewichtsverhältnis von Polyurethan zu Pigment etwa 8,4 : 1 und die veraanaene Zeit 45 Min. beträat.

Beispiel3

(a) Das Verfahren wird wie im Beispiel la und Ib durchaeführt, außer daß die Lönuna mit einem Gemisch von roten, schwarzen, gelben und violetten Piamenten versehen ist, und ein bräunliches,

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purpurfarbiaes Material eraibt. Das C-ewichtsverhältnis von Polyurethan zu Piament lient bei etwa Io : 1 und die vernannene Zeit beträat 55 Min.

(b) Das Material wird dann in einen feinen Ledernarbenmuster acpräat. Zu diesem Zweck läßt nan es den Spalt zwischen einer geheizten metallenen Prägewalze und einer Gummiwalze mit einer derartiaen Geschwindigkeit passieren, daß das Schichtipaterial für weniaer als eine Minute (z.B. 1/2 Minute)mit der creheizten Walze in Perühruna ist, deren Oberflächentemneratxir etwa 121°C (25o° Fahrenheit) beträat. Pia. 14 ist eine Mikrophotoaranhie der aeprnaten bzw. bossierten Oberfläche und Fia. 15 ist eine Mikrophotographie der aeaenüberliegenden Fläche. Der Präaevoraana macht das Material insaesamt beträchtlich dünner (reduziert seine aesamte Dicke etwa um 2o%) und aibt ihin ein nichtfaserartiaes Aussehen (für das unbev/affnete Aune) . Die Oberfläche, die an der Pränewalze anlaa, besitzt eine Iederartine Karbuna, die dem Narbenrnister dieser Walze entspricht. Mikroskopische Untersuchuna dieser Oberfläche (V7ie in Fia. 14 abaebildet) zeint, daß Vereiniauna der Fasern nur lokal an den Vertiefunaen des Narbenmusters (die den Frhebunaen der Präaev/alze entsprechen) stattnefunden hat, v/ährend die Fasern in den Pereichen zwischen solchen Vertiefunnen ihre Faserstruktur und ihr aerades Aussehen behalten. Wahrscheinlich hilft- die lokale Binduna, die aus der Vereiniauna in c\en Vertiefungen entsteht, die aanze Struktur in ihreⁿ dünneren kompakten Zustand stabil zu erhalten. Unter dem Mikroskop zeiat die aeaenüberlieaende Oberfläche (Pin. ]5), wenn überhaupt, oeringe Veränderunaen.

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Beispiel 4

Das Verfahren wird wie in Beispiel la und Ib durchgeführt, außer daß die Lösuna mit schwarzem Pinment versehen ist, das Polyurethan zu Pigmentverhnltnis etwa 13 : 1 beträgt und die vernanqene Zeit 52 Min. beträqt.

Beispiel 5

Das Verfahren wird entsprechend Beispiel 4 durchgeführt, außer daß die Zuführaeschwindiakeit auf etwa 198 q/min (7,ο ounces/ min) rresenkt wird (verglichen mit etwa 21o σ/min (7,4 ounces/ min) in Beisoiel 4 , daß das Polyurethan zu Piqment-Verhältnis etwa 8 : 1 beträqt und die veraanaene Zeit 53,5 Min. beträqt.

Beispiel 6

Das Verfahren v/ird gemäß .Beispiel la durchgeführt, außer daß nur eine Schale verwendet wird, die Zuführgeschwindiokeit zu dieser Schale etwa 224 q/min (7,9 ounces/min) beträqt, die Schale sich mit ihrem Rand 495 mm (19,5 inches) unterhalb der Unterseite des Bandes befindet, ihre Querqeschwindiqkeit 47,6 m/min (156 feet/min) beträat, die SDannunq 9o kV beträot, die Bandqeschwindiqkeit 5,ο m/min (16,5 feet/nlin) beträgt und die vernanaene Zeit 47 Minuten beträat. Das Polyurethan enthält keine Piomente. Nach Verdunsten des Lösungsmittels wird das Material durch Eintauchen in eine Lösunq eines isonroDanollöslichen Farbstoffs in Isoorooanol bei einer Temperatur von

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6o°C (14o° Fahrenheit) hellbraun gefärbt und bei einer Lufttemoeratur von 99°C (21o° Fahrenheit) vier Minuten lang getrocknet. Eine Seite des gefärbten Materials wird dann mit einem Nebel einer braun-pigmentierten, 25,5%igen Lösung des aleichen Polyurethans in einer Lösunasmittelmischuna (die aus 5o% N,N¹-Dimethylformamid, 35% Cyclohexanon und 15% Aceton besteht) besprüht. Die piamentierte Lösuna enthält etwa 19 Teile Pigment auf loo Teile Polyurethan. Das Sprühmittel wird leicht aufgetragen, so daß es die Oberfläche nicht-vollständig bedeckt und kleine verteilte dunklere Flächen entstehen, die einen Ton-in- ■ Ton-Effekt eraeben. Fia. 16 ist eine Mikrophotographie der besprühten Oberfläche und Fig. 17 eine Mikrophotographie der gegenüberliegenden Oberfläche. Fia. 16 zeigt die örtliche Ablageruna des nichtfaserigen, pigmentierten Polyurethans und die wahrscheinlich damit erfolgte Vereinigung" einiger der durchsichtigen, unpigmentierten Fasern an der Oberfläche.

Beispiel 7

(a) Das Verfahren wird gemäß Beisniel la durchaeführt, außer daß eine einziae Schale vorhanden ist (die mit derselben Geschwindiakeit, nämlich 29,3 m/min (96 feet/min) auer bewegt wird)., das Rand stationär ist, die Zuführaeschwindtgkeit etwa 91 g/min (3,2 ounces/min) betraat und die veraanaene Zeit nur 5 Min. beträat. Es wird eine Mischung verwendet, die durch Mischen von 4,5 kg (Io lbs)der 15%igen Polyurethaninsana in TRF mit 57 q einer gelben Pigmentoaste (die etwa 3o% Piament enthalt, das in etwa 7o% eines Ester-Weichmachers von dem Tyo verteilt ist, der nor-

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malerv;eise zum Plastifizieren von Polyvinylchlorid verwendet wird) hergestellt ist.

(b) Nachdem etwa 46o q der in Beispiel 7a beschriebenen Mischung verbraucht sind, wird der Rest der Mischung mit weiteren 2,7 kg (6 lbs) der 15%igen Polyurethanlösung verdünnt und aus der entstandenen Mischung unter denselben Bedingungen wie bei Beispiel 7a ein Faserschichtmaterial erzeuot.

(c) Nachdem etwa 46o g der in Beispiel 7b beschriebenen Mischuna verbraucht sind, wird sie weiter mit 4,5 kg (Io lbs) der 15%igen Polyurethanlösuna und 166 σ einer Paste vermischt, die etwa 3o% eines blauen Pigments in etwa 7o% eines Ester-Weichmachers (vom selben Typ wie in Beispiel 7a) enthält. Etwa 1.4 8o σ der entstandenen Mischung werden für Versuche zur Schichtmaterialbilduno verwendet. Danach v/erden Ao g einer Paste hinzuaefügt, die etwa 15% eines schwarzen Pigments in etwa

eines

85%/Ester-Weichmachers (vom Typ, der normalerweise zum Plastifizieren von Polyvinylchlorid verwendet wird) enthält. Die so gebildete Mischuna wird zur Herstellung eines arünen Faserschichtmaterials unter den Bedingungen von Beispiel 7a verwendet, außer daß die Zuführgeschwindigkeit etwa 181 σ/min (6,4 ounces/min) und die veraanoene Zeit 8 Minuten beträgt.

(d) Nachdem etwa 1.48ο α der unmittelbar oberhalb beschriebenen Mischuncr für Versuche zur Schichtmaterialbilduna verwendet worden sind, v/erden weitere 4o σ der oleichen 15%iaen schwarzen Pigmentpaste zum Rest dieser Mischung hinzuaefüqt. Die so ge-

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bildete Mischuna wird zur Herstolluna eines anderen (dunkler) arünen Faserschichtmaterials unter den Berlinaunaen von Beisniel 7a verwendet, außer daß die Zuführaeschwindiakeit etwa 2Io a/min (7,4 ounces/min) und die veraanaene Zeit 8 Min. beträat.

(e) Nachdem etwa 1.54o α der unmittelbar oberhalb beschriebenen Mischuncf für Versuche zur Schichtmaterialbilduna verwendet worden sind, v;erden zusätzlich 8o σ der aleichen schwarzen Paste zum Rest der Mischunq hinzuaefüat. Ftwa weiter 1.9oo α der entstandenen Mischuna werden für v/eitere Versuche zur Schichtmaterialbilduna verwendet, und schließlich werden v/eitere 8o η der aleichen schwarzen Piamentpaste zu. der Hischuna hinzuaefüat, die noch übriableibt. Die so hergestellte, nun schwarzfarbiae Mischuna v;ird für die Herstellung eines Faserschichtmaterials unter den aleichen Bedinaunaen v;ie in Beispiel 7d verwendet, außer daß die veraanaene Zeit etwa 7 Min. beträat.

Alle Faserprodukte werden erhitzt, um restliches TIIF wie in Beispiel la zu entfernen. Das Faserschichtmaterial aus Beisniel 7b wird einer zusätzlichen Behandlung unterzoaen, die ihm eine alatte und etwas glänzende Oberfläche verleiht. Zu diesem Zweck wird das Faserschichtmaterial mit einer Fläche nach oben flach auf eine feste Unterlaae aeleat, ein Blatt herkömmliches alänzendes Ablösnaoier auf die obere Oberfläche des Faserschichtmaterials aeleat und die Anordnuna mit einen heißen elektrischen Handbüaeleisen (von herknnnlicher Konstruktion mit der Heizeinrichtuna an der ebenen Fläche, die normalerweise zum Püaeln von Baumv/olltextilien verwendet v/ird) aebüaelt, so daß die Wärme

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durch dar; Ablöspapier hindurchdringt. Der Anordnunq wird dann Gelegenheit zum Auskühlen aeaeben und das Ablöspapier, das nicht an dem Faserschichtmaterial anhaftet, entfernt. Das Bücreln verdichtet das Material und ändert es von einer sehr weichen Struktur, die sich wie Sämischleder anfühlt, in eine, die einem Plastikfilm ähnelt. Wenn die obere Oberfläche auch alänzend

sich

ist und/bisher qlatt anfühlt, wie die eines Films aus Plastikmaterial, zeigt die mikroskopische Untersuchung dieser Oberfläche (Fia.18), daß die fasricre Struktur erhalten neblieben ist/ Die untere Oberfläche des gebüaelten Materials ist stumpfer als die obere Oberfläche. Unter dem Mikroskop (Fin. 19) zeiat sie ebenfalls eine feine Faserstruktur. In diesem Fall zeigt die untere Oberfläche (wahrscheinlich die Oberfläche, die auf dem Drahtgewebeband gebildet wurde; man beachte die Drahteindrücke bei 38,39) mehr Flächen mit zusammengeschmolzenen oder dicken Fasern als die obere Oberfläche. Es wird anoenommen, daß sich diese während der anfänalichen Faserabscheiduna auf dem Band gebildet haben. Man sieht auch, daß die Fasern insgesamt im alloemeinen dünner sind als die in den Fia. 5 bis 11 gezeigten. Das beruht wahrscheinlich auf der niedrigeren Zuführgeschwindigkeit des Polymerisats zur rotierenden Schale (wodurch sich ein dünnerer Film der Lösuna auf der Schalenoberfläche ausbildet! bei der Herstellung der Struktur der Fia. 18 und 19. Wie in Beispiel 1 erscheinen die Fasern jedoch weitgehend abgeflacht und ihre Breiten lieaen im Bereich von etwa dem 2- bis 4-fachen ihrer Dicke. Obwohl das Material sich alatt anfühlt und erscheint, ist es in hohem Maße (Mikro) porös und hat sehr hohe Gasdurchlässigkeit.

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Es versteht sich, daß die Produkte wegen der Zuaaben von Piamentpasten in einem Weichmacher verschiedene Menaen an Weichmacher enthalten. Speziell der Weichmacher in den Piamentpasten ist eine Mischuna von "Paraplex G-5o" (ein sehr bekannter polymerer Polyester-Weichmacher mit einem Molekularaewicht von 2.2oo und einer Verseifunaszahl von 5oo) und "Paraplex G-62" (epoxidiertes Sojabohnenoel) in einem Verhältnis von etwa 2,2 : (G-5o : G-62). Die Pigmentpasten enthalten etwa 5o% Pigment, lediglich die schwarze Paste hat nur etwa Io bis 15% Picrment.

Beispiel 8

Das Verfahren wird/cremäß Beispiel la durchgeführt, außer daß eine einzige Schale vorhanden ist, die sich mit einer Geschwindiakeit von 33,8 m/min (111 feet/min) quer bewegt und mit 1.8oo UpM rotiert, das Band stationär ist, die Zuführgeschwindiakeit etwa 334 g/min (11,8 ounces/min) beträgt, die Spannung 9o kV beträgt, die veroanoene Zeit etwa 5 Min. beträgt und eine unpigmentierte, 15%iae Polyurethanlösuna in THF verwendet wird.

Beispiel 9

Das Verfahren wird gemäß Beispiel la durchoeführt, außer daß eine einzige Schale vorhanden ist, die sich in Querrichtung mit einer Geschwindigkeit von 33,8 m/min (111 feet/rain) beweat und (wie in Beispiel 1) mit 9oo UpM rotiert, sich der Rand der Schale 572 mm (22,5 inches) unterhalb des Bandes befindet, die Band-

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geschwindigkeit 5,ο m/min (16,5 feet/min) beträgt, die Spannunq Ho kV beträgt, die Zuführgeschwindigkeit etv/a 4 33 g/min (15,3 ounces/min) beträgt, die vercianaene Zeit etv/a 5 Min. beträgt und eine unoigmentierte, 15%iae Polyurethanlösung in THF verwendet wird.

Beispiel Io

Beispiel 9 wird wiederholt, außer daß die Spannung 9o kV beträgt, die Entfernuna zwischen Schalenrand und Band 4 57 mm (18 inches) beträgt, die Zuführaeschwindigkeit etwa 221 g/min (7,8 ounces/min) beträqt und die vergangene Zeit etwa 4o Minuten beträgt.

Beispiel 11

Das Verfahren wird gemäß Beispiel la durchgeführt, außer daß drei im Abstand angeordnete Schalen vorhanden sind, die alle mit 9oo UpM um stationäre vertikale Achsen rotieren, die Bandgeschwindigkeit 21,3 m/min (7o feet/min) betrMat, die Zuführgeschwindigkeit pro Schale etv/a 17o a/min (6 ounces/min) beträgt, die Spannung 9o kV beträat und die vergangene Zeit etwa 4o Min. beträgt. Zwei Schalen haben Durchmesser von Io2 mm (4 inches) und die dritte hat einen Durchmesser von 152 mm (6 inches). Die drei Schalen sind in gerader Linie auf einem Sammelrohr angebracht. An dessen beiden Enden befinden sich die Io2 mm-Schalcn, die 152 mm-Schale in der Mitte. Der Achsabstand benachbarter Schalen beträgt etwa 889 mm (35 inches). Die Leitung, auf der

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die Schalen anaebracht sind, verläuft schräq zur Bewecrunasrichtunq des Bandes, so daß sich die 152 mm-Schale unter der Mitte des Bandes und die Io2 mm-Schalen näher an den qeqenüberlieqenden R-indern des Bandes befinden.

Das entstehende Produkt ist über seine Breite nicht qleichförmiq dick, sondern hat drei aetrennte dickere Zonen, die sich länns des Produkts in Abständen von seinen Rändern erstrecken, die mit dem Ort der Schalenachsen zusammenhännen.

Beispiel 12

Beispiel 11 wird wiederholt, außer daß die Ränder der Schalen sich 419 mm (16,5 inches) unterhalb des Bandes befinden und die Laqe der Schalen während der Produktion periodisch qeändert wird. Das erqibt ein Produkt mit qleichförmigerer Dicke über der Breite, und die verqannene Zeit ist kürzer als in Beispiel 11.

Beisniell3

Das Verfahren wird aemäß Beisoiel la durchaeführt, außer daß eine einziqe Schale mit einem Durchmesser von 51 mm (2 inches) und einer Drehzahl von 9oo UoM vorhanden ist, deren Rand 47o mm (18,5 inches) unterhalb des Bandes lient, die Bandgeschwindiakeit 5,1 m/min (16,6 feet/min) beträgt, die Geschwindigkeit der Ouerbewequna 32,9 m/min (Io8 feet/min) beträat, die Zuführgeschwindiqkeit etwa 187 g/min (6,6 ounces/min) beträgt, das Ma-

lösung terial eine unpigmentierte, 15%iqe Polyurethan/in THF ist und

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die vergangene Zeit etwa 55 Minuten betränt.

Beispiel 14

Das Verfahren v/ird aemäR Beispiel la durchgeführt, außer daß eine einzige Schale mit 152 mm (6 inches) Durchmesser und einer Drehzahl von 9oo UoM vorhanden ist_R deren Rand 495 mm (19,5 inches) unterhalb des Bandes lieqt, die Bandgeschwindigkeit 5,1 m/min (16,6 feet/min) beträot, die Geschwindigkeit der Querbeweaung 47,6 m/min (156 feet/min) beträot, die Zuführgeschwindiakeit etwa 184 g/min (6,5 ounces/min) beträot, das Material eine unoigmentierte, 15%ioe Polyurethanlösung in THF ist und die vergangene Zeit etwa 45 Minuten beträgt.

Beispiel 15

Während eines Durchganos wird,wie in Beispiel 5 beschrieben,ein Stück Schreibpanier flach auf dem Faserschichtmaterial angebracht, das sich auf dem Band ausbildet (und auf dem Faserschichtmaterial mit herkömmlichem, durch AnDressen befestiabarem Abdeckband befestiot). Das Panier wandert mit dem Faserschichtmaterial oberhalb der beiden querbewegten Schalen vorbei und nimmt an einer vollen Umdrehunn des endlosen.. Bandes teil. Polyurethnnfasern werden deshalb auf der freien Oberfläche des Panierblattes eibgeschieden und haften sehr fest daran. Fig. 2o ist eine verarößerte Aufnahme eines 25,4 mm (1 inch) lanqen Teils des auf dem Paoier befindlichen Produkts, und Fia.2l ist eine vergrößerte Aufnahme eines Teils von Io2 χ Io2 mm

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(4x4 inch ). Man erkennt auf diesen Auf nahinen deutlich, daß die meisten Fasern lang und im wesentlichen crerade sind und dass es, wenn überhaunt, sehr wenicre freie Faserenden aibt. Die abaeschiedenen Polyurethanfasern können langsam und sorgfältiq vom Papier abgeschält v/erden und neben eine sehr dünne, durchscheinende Polyurethanfaserbahn (die normalerweise noch einicre anhaftende Paoierfasern träat), die reversibel in einer oder beiden Richtungen gedehnt werden kann. Während einer solchen Dehnung bleiben die übereinanderliegenden Polyurethanfasern an den Kontaktpunkten aneinander haften und verteilen so die Dehnkraft von einer Faser auf die andere. Fig. 22 ist eine vergrößerte Aufnahme einer solchen Bahn, während sie um etwa loo% in einer Richtung gedehnt gehalten wird. Fig. 23 ist eine vergrößerte Aufnahme einer derartigen Bahn, während ihr mittlerer Teil um etwa loo% in beiden Richtungen oedehnt gehalten wird. Die Fläche dieses mittleren Teils nimmt so etwa das Vierfache ihrer ungedehnten Originalfläche ein (Entfernen der Bahn von dem Papier wird erleichtert, wenn man das Papier zuerst anfeuchtet) .

In diesem Fall war das Papier zur Preparation des Materials für die Photoaraphie, die in Fia. 22 abaebildet ist, annefeuchtet, und die abaeschiedene Polyurethanfaserstruktur wurde von dem feuchten Papier abaeschält. Danach wurde ein Stück Faserstruktur an einem Ende an einer Unterlaae mit Hilfe eines Streifens von druckbefestiabarem, durchsichtiaem Klebeband festgelegt, und in einem Abstand von etwa 25,4 mm (1 inch) von dem ersten Streifen wurde ein anderer paralleler Streifen eines solchen Bandes auf

209845/1168

dem Faserstück anaebracht. Dann wurde von Hand aezoaen, der Abstand zwischen den beiden Bandstreifen auf etwa 5o,8 mm (2 inches) verarößert und durch Befestiguna dieses zweiten Bandstreifens an der Unterlaae in diesem Abstand aehalten. Nach dem Photograohieren dieser Struktur (Fig. 22) wurde ein zweiter Satz von zv/ei kurzen parallelen Streifen Klebeband in einem Abstand von etwa 25,4 mm (1 inch) in rechtem Winkel zu (aber nicht übereinanderlienend) dem ersten Satz Bandstreifen am gedehnten Faserstück angebracht. Die Streifen des zweiten Satzes wurden dann von Hand auseinandergezogen, bis der Abstand zwischen ihnen etwa 5o,8 mm (2 inches) betrug. Dann wurden diese Streifen in dieser Lage an der Unterlaae befestigt. Der mittlere Teil des Stücks wurde so etwa loo% sowohl länas als auch quer gedehnt (eine Flächenveraröfleruno von etwa 3oo%). Die oedehnte Struktur ist in Fig. 23 zu sehen. (Der zweite Satz von durchsichtigen Bandstreifen ist am oberen und unteren Ende in Fig. 23 zu sehen. Wecten des Einfallswinkels des Lichts und der Art der Unterlage, die aus einem Stück weißem Papier bestand, sind auch Schatten von vielen Fasern auf dieser Aufnahme zu sehen. Die Fasern selbst können aber von ihren unscharferen,helleren Schatten leicht unterschieden v/erden)..

Beispiel 16

Beispiel 9 wird wiederholt, außer daß die Schale einen Durchmesser von 3o5 mm (12 inches) hat und in Querrichtung mit 24,7 m/min (81 feet/min) beweqt wird (die Länoe der puerbewegung beträgt in diesem Fall 914 mm [36 inchesj ), die Spannung

20984 5/1166

9o kV beträort, die Randaeschwindiakeit 4,3 m/min (14 feet/min) beträat, die Zuführaeschwindiakeit etwa 312 σ/min (13 ounces/min) beträqt, eine unpinmentierte, 15%iae Lösuno den aleichen Polyurethans (mit einer kleinen Menae blauen Farbstoffs) verwendet v.'ird und die Zeit derart ist, daß eine kleinere Gesamtmenge
des Polymerisats abaeschieden wird. Ficr. 24 und 25 sind Mikrophotographien von Ol^erflächenausschnitten des Materials. Das
Produkt hat weniaer geradejfond mehr aekräuselte Fasern und mehr filmartiae Flächen als die anderen Produkte. Es wird angenommen, daß eine weniaer wünschenswerte Faserausbilduna eine Folcre übermäßiaer Verdampfung von Lösunasmittel und damit einer starken
Viskositätszunahme ist, die während des länaeren Wenes der Lösuna auf der Schale mit crrößerem Durchmesser dieses Beispiels ein-· tritt. Es wird angenommen, daß eine solche Verdampfuna durch Anbrinaen aeeigneter Einrichtunaen zum Reduzieren der Verdamnfuna verhindert v/erden kann. Als solche Einrichtuna kann ein Schirm über der Schale dienen, der oberhalb des Materials im Inneren der Schale eine lösunqsmittelreiche Atmosphäre aufrecht erhält, wobei der Schirm auf derselben Spannung aehalten wird wie die
Schale.

Alle Materialien der vorstehenden Beisniele zeilen sehr aute
Wasscrdanofdurchlässigkeit. Sie sind nut durchlässia für Gase, v/as durch die Tatsache deutlich wird, daß ein menschlicher Ziaarettenraucher den Rauch durch sie hindurchblasen kann. Die Produkte v/eisen nuten Reißwiderstand auf und zeiqen hervorraaende Nahtreißfestiakeiten. Wie früher aufaezeint, widerstehen sie
herkömmlichen Lösunqsmitteln für die Trockenreiniquna mit kleiner

209845/1166

Größenänderung. Wenn beispielsweise das Produkt aus Beispiel Ib in ein Rechteck von 14o mm χ 38 mm (5,5 inches x 1,5 inches) zerschnitten und für 25 Minuten in Perchloräthylen aeleat wird_? mißt am Ende das nasse Rechteck etwa 149 mm χ 39,5 mm (5 7/8 inches χ 1 9/16 inches). Nachdem das Rechteck für 25 Minuten zum Austreiben der Flüssigkeit in einen Ofen mit einer Lufttemperatur von 66°C (15o° Fahrenheit) nelegt wurde, mißt das trockene Rechteck etwa 137 mm χ 36,5 mm (5 3/8 inches χ 1 7/16 inch).

Die folaende Tabelle I cjibt die Eraebnisse der physikalischen Tests von Proben der Schichtmaterialien wieder, die in den vorgenannten Beispielen produziert worden waren. Die Untersuchunaen zur Zugfestigkeit, Dehnbarkeit und Reißenergie wurden mit einem ■ herkömmlichen "Instron" Tischtester (Serie 123, Model Dl-53) gemäß ASTM D882 an Proben (aus dem Schichtmaterial herausgeschnitten) ausgeführt, die Io2 mm (4 inches) lang und 12,7 mm (o,5 inch) breit waren. Die Proben wurden derart in die Backen des Testers eingespannt, .daß die anfänaliche Probenlänae zwischen diesen Backen 61 mm (2,4 inches) betrug. Die Dehnungsgeschwindigkeit betrug looo%/min, d.h. 61o mm/min (24 inches/min) für die Länge von 61 mm (2,4 inches). Weil das Schichtmaterial im alloemeinen weich zusammendrückbar ist, ist eine präzise Angabe seiner Dicke schwer möglich. Und um Schichtmaterial unterschiedlichen Flächenaewichts miteinander veraleichen zu können, sind die Ergebnisse in Werten der aesamten Kraft oder der Gesamteneraie dividiert durch das Flächenaewicht des Schichtmaterials (aemessen in der Fbene des Schichtmaterials) angeaeben. Die Messunaen wurden an Proben ausaeführt, die in zwei Richtungen in der Ebene

209846/1166

des Schichtmaterials herausoeschnitten wurden, die rechtwinklia zueinander laaen. Die Werte in der einen Richtung sind unter "M" und die der anderen Richtuna unter "T" angegeben. Für die Beispiele 1 bis 5 sind zwei rein von Testergebnissen ("R" und "L") wiedergegeben, die sich auf Proben beziehen, die an verschiedenen Stellen auf der rechten und der linken Seite der Schichtmaterialien entnommen sind. Die Reißtests sind Zungenreißtests (ALCA E-Io) und mit demselben "Instron"-Tester durchgeführt. Alle Versuchsproben wurden bei 23°C und 44% relativer Luftfeuchtiokeit gehalten.

Man sieht, daß die Zuakraft pro Einheit Flächennewicht mindestens etwa 88 kp/g/cm^ (3o lbs/a/inch ) und, besonders bei den bevorzugten, gleichmäßiger abgeschiedenen Schichtmaterialien, im

2 2

allgemeinen einiaes mehr als 176 kp/cr/cm^ (6o lbs/a/inch ) beträgt. Man sieht weiter, daß die aesamte Reißenergie pro Einheit Flächengewicht im allaemeinen mindestens etwa 297 cm kp/

2 ")

q/cm (4o inch lbs/a/inch^) und vorzuasweise um einiaes mehr als 743 cm kp/g/cm² (loo inch lbs/a/inch²) beträgt. Die Werte der gleichförmigsten Proben betraaen mindestens etwa 4o% der entsprechenden Werte eines Films, der aus der gleichen polymeren Lösuna durch Veraießen der Lösung und sorafältiges Verdampfen des Lösungsmittels heraestellt ist. Sie übertreffen die Werte für Faserstrukturen weit, die nach dem bekannten Verfahren (das am Reainn dieser Anmelduna beschrieben \<mrde) des pneumatischen Versprühens einer Polyurethanlösung erhalten werden.So zeigt konkret ein etwa o,25 mm (o,ol inch) dicker, aeaossener Film den gleichen unpiamentierten Polymerisats, der eine Rruchdehnuna

20904 5/1166

von etwa 36o % hat, eine Zugkraft pro Einheit Flächengewicht

2 2

von etwa 469 kp/g/cm (16o lbs/g/inch ) und eine Gesamtreiß-

energie pro Einheit Flächengewicht von etwa 245o cm kp/g/cm

2
(33o inch lbs/g/inch ).

209845/116

Ungefähre Beispiel Dicke

mm

(inch)

Flächengev/icht

g/m'

(g/inch²)

Ib

o,64

(o,o25)

217

(o,14)

2	o,51
3a	o,64
4	o,64

(o,o2)

(0,025)

(o,o25)

186 228 259

(o,147)

(o,167)

o,64

(o,o25)

212

(o,137)

6	o,76	(o,o3)	3οο	(ο,193)
7a	o,25	(o,öl)	98	(ο,ο631)
7b gebüg.	o, 25	ic, öl)	98	(ο,ο631)
7c	o,25	(ο,öl)	164	(ο,1ο6)
7d	o, 25	(ο,öl)	161	(ο,1ο35)
7e	o,25	(ο,öl)	115	(ο,ο743)
8	o,51	(ο,ο2)	195	(ο,126)
9	o,76	(ο,ο3)	129	(ο,ο83)
Io	o,51	(ο,ο2)	Ϊ75	(ο,113)
11	I,o2	(ο,ο4)	419	(ο,27)
12	o,51	(ο,ο2)	197	(ο,127)
13	o,25	(ο,οΐ)	52	(ο,ο334)
14	o,51	(ο,ο2)	125	(ο,ο8ο5)
16	o,51	(ο,ο2)	1ο3	(ο,ο665)

TABELLE I

- 43b -

209845/1166

Beispiel	R	Zugkraft qewichtn	T	pro Flächen einheit	T	Rißenergie pro Flnchenqewichtseinheit	kp/g/cm	T	(inch	lbn/g,
	L	2 kp/g/cm	167		( 57)	m		13,8	M	T
	R	M	267	(lbs/g/inch2)	( 91)	M	,5	15,1	(182)	(186)
Ib	L	252	197	M	( 67)	13	,9	lo,8	(214)	(2o3)
	R	298	192	( 86).	(65,6)	15	,3	lo,4	(139)	(145)
2	L	22o	148	UoI)	(5o,5)	Io	,7	12,9	(144)	(14O)
	R	22o	3o4	( 75)	(lo4)	Io	,3	13,ο	(179)	(174)
3a	L	242	2ol	( 75)	(68,7)	13	,4	lo,8	(153)	(175)
	R	215	185	(82,5)	(63)	11	,8	lo,o	(118)	(145)
4	L	26o	2o2	(73,4)	(69)	8	,3	lo,6	(138)	(134)
		193	?58	(88,7)	(88)	Io	,1	13,9	(15o)	(142)
5		22o	197	(66)	(67)	11	,3	lo,3	(139)	(187)
	7b gebüg.	193	132	(75)	(45)	Io	,6	4,5	(169)	(138)
6	7c	234	167	(66)	(57)	12	,7	7,ο	( 77)	( 61)
7a	7d	147	Io6	(8o)	(36)	5	,8	4,7	( 65)	( 94)
	7e	141	lo3	(5o)	(3 5)	4	r6	5,1	( 48)	( 63)
	8	85	94	(48)	(32) '	3	r2	5,5	( 57)	( 69)
9	82	144	(29)	(49)	4,	,1	5,9	( 69)	( 74)
Io	88	135	(28)	(46)	5,	,9	6,7	( 66)	(79)
11	114	152	(3o)	(52)	4,	r2	7,3	(llo)	( 9o)
12	149	164	(39)	(56)	8,	,1	9,6	( 42)	( 98)
13	91	173	(51)	(59)	3,	,8	8,4	( 65)	(129)
14	94	138	(31)	(47)	4,	,2	5,1	(151)	(113)
16	2o2	185	(32)	(63)	U1	,5	8,6	( 88)	( 69)
	161	88	(69)	(3o)	6,	,5	3,3	(155)	(116)
	211	(55)	Hi	,2	( 3o)	( 44)
	7o	(72)	2,
	(24)

TABELLE I

- 43c -

COPY

209845/1166

- «Wc -

	R r	Rißverlänqerung	T	Zerreißkraft	pro	M	T	(lbs/g/inch )
Beispiel	L		314	Flächengewichtκeinheit	41,ο	41,9	M T
	R	• M	3o9	kp/g/cm	42,5	39,6.	(14,O) (14,3)
	L	3o6	316	32,2	33,7	(14,5) (13,5)
Ib	R	3o6	313	. 32,5	32,5	(11,o) (11,5)
	L	263	312	36,3	■ 33,7	(11,1) (11,1)
2	R	279	3o2	45,4	38,4	(12,4) (11,5)
	L	2ol	297	31,6	34,6	(15,5) (13,1)
3a	R		285	33,-4	33,4	(lo,8) (11,8)
	L	271	271	39,3	44,8	(11,4) (11,4)
4		28o	294	36,ο	. 39,ο	(13,4)· (15,3)
		281	3lo	31,3	33,1	(12,3) (13,3)
5		286	211	39,2	35,2	(lo,7) (11,3)
		3o6	241	21,7	2o,8	(13,4) (12)
6		244	244	. 23,7	26,4	( 7,4) ( 7,1)
7a		221	268	14,9	11,7	( 8,1) ( 9)
7b gebüg.		235	28o	2o,2	22,ο	( 5,1) ( 4)
7c		287	267	3o,5	34,8	( 6,9) ( 7,5)
7d		296	319	29,6	29,ο	(lo,4) (11,9)
7e		256		28,4	32,5	(lo,l) ( 9,9)
8		3o4	326	23,7	28,7	( 9,7) (11,1)
9		279	288	34,6	3o,2	( 8,1) ( 9,8)
Io		277	219	55,6	58,6	(11,8) (lo,3)
11		32o	3o8	47,7	44,5	(19) · (2o)
12 '		27o	234	25,2	24,9	(16,3) (15,2)
13		344	C 8,6) ( 8,5)
14	225
16

TABELLE I

209845/1 166

- 44 -

Die Spannuna-Dehnuna-Poren der Produkte aus den vorstehenden Beispielen sind im allgemeinen der Form nach denen ähnlich, die an Filmen des aleichen Polymerisats aufgenommen werden. Aber diese Produkte zeiaen nicht einen solch niedrigen Dehnungswiderstand (wie es in der relativ sanften Steioung der Kurve des Films zum Ausdruck kommt) im Bereich von 5o bis 15o% Dehnuno, wie es bei den Filmen aefunden wird. Die folgenden numerischen Vergleiche (die leicht auf Millimeterpapier aufgetragen v/erden können) geben die Gestalt typischer Kurven an. (Die unten für die verschiedenen Kurven anaeoebenen Ordinaten haben nicht notwendiaerweise die bleichen Einheiten von Kurve zu Kurve. Alle Ordinatender jeweiligen Kurve wurden mit einem konstanten Faktor multipliziert, der im Fall der betreffenden Kurve so oewählt war, daß alle Ordinaten bei 5o% Dehnuncr auf einen Viert von etwa ¹¹Io" transformiert sind, um Veraleiche zu erleichtern) .

Ordinate proportional der Spannung

Verlänneruna Film	8	Beispiel Ib	Beispiel 14
25%	Io	7	6
5o%	12,5	Io	Io
loo%	15,5	16	15
15o%	21	2o	21
2oo%	32	26	28
25o%	48	36	39
3oo%	53	49	52
32o%	6o	54	56
35o%

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Der oben erwähnte "Wyzenbeek" Abriebtest wird mit einem herkömmlichen Präzisions-Verschleißtestaerät (Wyco Tool Co., Model TCl, Verhältnis 2o : 1) unter Verwendung von Proben von 2o3 mm (8 inches) χ 51 mm (2 inches) ausaeführt. Die Proben werden auf schweres Gewebeband aufoeklebt und in der Testvorrichtuna \inter 2,7 kp (6 lbs) Zuakraft und o,9 ko (2 lbs) anaeleater Last einaespannt. Fieaeltuchaewebe -^* 8 dient als Abriebmittel. Fortgesetztes Reiben der unbehandelten Oberfläche der Faserstruktur erzeuat Zusammenballen oder Ablösen von Oberflächenfasern.

Die bei. Beisniel 3b verwendete Prägewalze ist eine Metallwalze, deren aesamte qeradzylindrische Außenfläche kleine, unrenelmäßia aestaltete, ausaezackte oder Oolyetrische Senkunaen aufweist, die in der Größenordnunn von 1 mm quer cremessen sind. Die Begrenzunaen der Senkunnen sind sehr dünn (weniaer als o,l mm breit) und bilden auf der aesamten Oberfläche der Walze ein zusammenhänaendes Netz, das in der Oberfläche eines imaainären aeraden Kreiszylinders lieat, der koaxial zur Walze anaeordnet ist. Mit anderen Worten, es ist ein "erhabenes" Netz dünner Linien vorhanden, dessen. Bereiche zwischen den Linien ausgehöhlt sind und ausaerundete Senkunaen bilden.

Das in den vorstehenden Beisnielen verwendete Polyurethan wird wie folnt vorbereitet. Zu 78,3 Teilen Tetrahydrofuran ("THF")

vorrichtung werden in ein T^eaktionsgefäß mit Rühr-/¹'^ Teile 1,4-Butandiol, 11,8 Teile flüssiaes Polycanrolacton mit Hydroxyl-FndaruODen ("Niax Polyol D 540",FiIt einem Molekularaewicht von 1.25o) und

20984R/1166

- 46 -

schließlich 7,9 Teile niphenylmethan-D,p'-diisocyanat hinzugegeben. Nach orundliehen Vermischen werden ο,οι Teile Dibutvlzinndilnurat (als 2o%ine Lösunq in THF) zuqeneben. Die Reaktion wird unter wasserfreien Bedinaunaen unter Stickstoff durchgeführt. Die Temoeratur steint weaen der exotermen Reaktion, und das Gemisch wird außerdem aeheizt, um das Re.aktionsgemisch unter Rückfluß zu halten (bei etwa 65°C). Es werden Analysen auf-NCO-Gehalt cremacht, und nach einiaen Stunden Reaktion unter Rückfluß erreicht der-NCO-Gehalt einen im wesentlichen konstanten Wert. Dann v/erden o,2 Teile 1,4-Butandiol, die dem überschüssiaen-NCO stöchiometrisch äquivalente Menae, zugeaeben. Die Zähiakeit der Lösunq steigt, und wenn sie etwa 4.5oo cP (nach Messung bei 25°C mit einem "Brookfield" Viskosimeter) erreicht, wird die Reaktion durch Zuqabe von o,ll Teilen 1,4-Butandiol beendet. 3o Minuten später wird das Gemisch allmählich auf eine Temperatur von ungefähr 38°C abgekühlt. Dann wird die Lösung mit 8,7 Teilen THF verdünnt und auf Raumtemperatur abaekühlt. Die Viskosität beträgt nach Abkühlen und Laaern etwa looo cP (nach Messung bei 25 C wie oben), die intrinsische oder Grenzviskosität etwa o,9 bis 1.

Die Grenzviskosität (intrinsische Viskosität "I.V.") wird in stark verdünnter Lösuno in analvsenreinem Dimethylformamid ermittelt, das durch Lagerunn unter einer Stickstoffatmosphäre oberhalb eines Molekularsiebs (Linde 5A) sorgfälticr oetrocknet wurde. Es werden vier Messunaen bei 25°C an vier, ungefähr reaelmäßia abaestuften Konzentrationen durchaeführt, und die Grenzviskosität und der Polymerisat-Lösungsmittel-Wechselwirkunqsparameter bestimmen sich nach der Huacrins Gleichung:

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worin ί^5ί> die snezifische. Viskosität, C die Konzentra tion in σ/loo ml und [ O ] die intrinsische oder Grenzviskosität ist.

Zur Herstelluna eines Polyesterpolyurethans einen Polyester einer Hydroxycarbonsäure (z.B. ein Polycanrolacton), ein Poly-, ester eines Glycols und einer Dicarbonsäure (z.B. Adipinsäureäthylenglycolester ^d-^: Adipinsäure-!/4-Butandiolester) oder einen aus diesen KomnonenttVOen gemischten Polyester verwenden. Beispiele für andere Dicarbonsäuren, die stattdessen

oder zusätzlich zu Adipinsäure verwendet werden können, sind: Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure,

Azelainsäure, Sebacinsäure oder aromatische Säuren, wie Phthal säure oder Terephthalsäure. Beispiele für andere Glycole, die zur Herstellung des Polyesters verwendet v/erden können , sind 1,6-IIexandiol und 1,8-Octandiol. Die vorteilhaftesten Polyester sind aliphatische Polyester, bei denen die „

-C-O-

Gruopen durch aliphatische Ketten getrennt sind, die im Durchschnitt etwa 3.bis 6 Kohlenstoffatome lang sind.

Typische Polyether, die. die weichen Segmente in dem elastomeren Polyätherpolyurethan bilden, haben normalerweise alipha tischen Charakter. Ein Typ hat die Formel H (RO) H, worin R ein divalenter Alkylenrest, wie die Tetramethylen-, Kthylen- oder Propylen-Gruppe ist und "n" den Grad der Polymerisation angibt.

2098ΛΒ/1166

Ein bevorzugtes Diisocyanat ist Diphenylmethan-p,p'-diisocyanat, aber es können auch andere Diisocyanate an sich oder in Mischuna damit verwendet werden. BeisDxele für andere Diisocyanate sind 2,4-Toluoldiisocyanat » D,o'diphenyldiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat und Methylen- bis-(4-cyclohexylisocyanat).

Ein bevorzugter Kettenverlänoerer ist Tetramethylenglycol. Andere Kettenverlänaerer können als solche oder in Mischung verwendet werden. Beispiele für derartiae andere difunktionelle Kettenverlängerer sind andere zweiwertiae Alkohole, wie flthylenglycol, Aminohydroxy!verbindungen wie 2-Amino-Xthanol, Diamine wie Äthylendiamin oder Wasser. Die Men<re an Kettenver Innererer ist vorzugsweise derart, daß ein thermoplastisches Produkt mit hoher GrenzviskositMt entsteht.

In der bevorzugten Klasse der Polyesterpolyurethane, die mit Diphenylmethan-p,p'-diisocyanat heraestellt sind, wurden solche mit Stickstoffgehalten im Bereich von 3,5 bis 4,5%, vorzugsweise yon etwa 4% (z.B. 4,1%), als besonders geeignet erkannt.

Das Polyurethanmaterial hat vorzuasweise einen Schmelzpunkt von mindestens loo°C, vorzugsweise mehr als 15o°C, z.B. etwa 17o bis 2oo°C oder noch mehr, wie es durch Differentialthermoanalyse oder Differentialabtastcalorimetrie gemessen v/erden kann) . Die Rißverlängeruna beträat mindestens etwa 3oo% .

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Das Polyurethanmaterial kann aus Polyurethan allein bestehen.

Es aehört auch zum Bereich der Erfinduna, Polyurethanmaterialien

laren zu verv/enden, die Gemische von Polyurethanen und anderen höhermoleku-Polymerisaten, wie Vinylchloridnolymerisat (z.B. die Vinylchloridmischpolymerisate, die als Bakelite "VYHH" oder "VAGII" bekannt sind und Vinylacetat als Comonomer enthalten) oder die Gerische eines aunmiartioen Mischpolymerisats eines konjuaierten Diolefins und Acrylnitril sind (z.B. das Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat, das als "Hycar Io31" bekannt ist). Die rienae eines derartigen anderen höhermolekularen Polymerisats liegt im allaemeinen unter 'Ό1 (z.B. lo% oder 2o%) des cresamten Gemischaewichts.

Während die Erfinduncr bisher am vorteilhaftesten mit inaktivierten thermoplastischen Polyurethanen von hohem Molekülaewicht ohne weitere Polymerisation nach der Bilduna der Faserstruktur verwendet wurde, nehört es ebenso zum Bereich der Erfinduna, das endaültioe ?1olekularaewicht herzustellen, nachdem die Fasern abaeschieden v/urden, und zwar in einer weiteren chemischen Reaktion, wie Kettenverlänaern und/oder Vernetzen des Polymerisats nach der Abscheiduna. Verfahren für derartige weitere chemische Reaktionen sind in der Polyurethantechnik sehr bekannt. So kann man beispielsweise Fasern eines Polymerisats abscheiden, das "blockierte" Tsocyanatgruopen als Endaruopen hat und mit dem ein geeianeter Anteil eines Kettenverlänaerungs- oder Vernetzunasmittels vermischt ist. Dann kann man die Isocyanatorunpen "freinachen", wie durch Erhitzen der Faserstruktur, wobei die freinemachten bzw. nicht blockierten

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Isocyanataruopen mit dem Kettenverlnnqerunas- oder Vernetzunasmittel reaaieren. Oder das KettenverlHncrerunos- (z.B. Hydrazindämpfe) oder Vernetzunqsmittel kann während des "freimachenden" Schritts der Faserstruktur für eine solche Reaktion zugeführt werden. (Blockiermittel für Isocyanatgrur>pen und blockierungslösende (unblockino) Temperaturen sind auf den Seiten 11 bis 13 des Buches "Polyurethane Technoloay", herausgeqeben von Paul F. Bruins, publiziert 1969 bei Interscience Publishers, aufgeführt, und eine solche Beschreibung ist durch Zitat einbezoaen) .

Es gehört auch zum Bereich der Erfindunq, allgemein andere, faserbildende, wasserunlösliche Elastomere anstelle des Polyurethanmaterials zu verwenden. Solche Elastomere sind bekannt. Siehe z.B. der Artikel über "Elastomers, Synthetic" in Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 5 (1966), John Wiley & Sons, und besonders verschiedene Arten von Elastomeren, die auf den Seiten 4o6 bis 4 2o dort aufaeführt sind. Besonders geeignet sind die dort aufgeführten Elastomere, die löslich sind und keine nachfolqende Vulkanisation benötiqen, um hohe Zuqfestigkeiten zu erreichen.

Eine durch Zitat mit einbezoqene Diskussion der chemischen Natur, der Produktion und der Eigenschaften thermoplastischer Polyurethane findet sich auf den Seiten 197 bis 214 von "Polyurethan Technoloqy", herausaeaeben von Paul F. Bruins, publiziert 1969 bei Interscience Publishers.

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Die Polymerisate können einen oder mehrere Stabilisatoren crecien Abbau, z.B. Stabilisatoren aeaen Hydrolyse, Stabilisatoren gegen .Licht, Antioxydantien usw. enthalten. Solche Stabilisatoren sind bekannt. Siehe z.B. der Abschnitt über "Compounding Thermoplastic Polyurethanes", der auf Seite 2o8 des vorher genannten Buches "Polyurethane Technoloay" beginnt.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Faserstruktur, dadurch gekennzeichnet , daß sie hauptsächlich aus lanaen, im wesentlichen geraden, kreuz- und querlieoenden elastomeren Polyurethanfasern besteht, die sich in wesentlichen parallel zur Oberfläche der Struktur erstrecken und an den Kreuzungsstellen autogen miteinander verbunden sind.

   2. Faserstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Fasern s^;i!:recht auf die Oberfläche gesehen an den verbundenen Kreuzungspunkten im wesentlichen dieselbe ist, wie an den freien Teilen der Fasern.

   einem der

   4. Faserstruktur.nach/Ansprüche 1 bis 3, dadurch α e -

   kennzeichnet , daß die Faserbreiten wesentlich größer sind als die Dicken.und daß die Faserbreiten in Ebenen liegen, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche sind.

   5. Faserstruktur nach einem der AnSDrüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Rißverlänoeruno mehr als 2oo% beträgt.

   ³. Faserstruktur · t dadurch gekennzeichnet , daß sie hauptsächlich aus lanzen, im wesentlichen geraden elastomeren Fasern besteht, die sich im wesentlichen Parallel zur Oberfläche der Struktur erstrecken, und daß die Fasern in allen Richtungen kreuz-und querliegen

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   und an den Kreuzuncrsstellen die Faserbreite an autdcrenen Verbin dungsstellen nicht wesentlich 'indem.

   6. Faserstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Zugkraft nro Einheit Flächenaewicht und die aesamte Rißeneraie pro Einheit Flächengewicht mindestens etwa 4o£ der entsprechenden V^Terte eines dünnen Films aus dem aleichen Elastomer betrafen.

   7. Verfahren zur Herstellung von schichtf firmieren Faserstrukturen

   nach einem der Ansprüche 1'bis 6,

   dadurch gekennzeichnet , daß die Lösung eines löslichen Elastomers in einem flüchtigen Lösuncismittel ein ec

   zu um eine Achse rotierenden Oberfläche zucreführt wird, dort/einem

   CTe-FiIm/bildet, von dort durch Zentrifuaalkraft weaaewirbelt wird, und daß tinter der Einwirkung ein elektrostatisches Potential zwischen dem Film und einer Sammelfläche ^aus

   werden,

   der Lösung elektrisch geladener Fasern aebiltet/die auf die Sammelfläche in einer Faseranordnung anaezogen werden, die bezüglich der Drehachse ringförmig ist.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch aekennzeichn e t , daß als Elastomer ein thermoolastisches elastomeres Polvurethan mit einer intrinsischen Viskosität von mehr als o,7

   wird und
   verwendet / die Sammelfläche quer zur Achse orientiert wird derart,, daß sich die Fasern auf der Sammelfläche . verteilen und dort in im wesentlichen oerader Laae abaeschieden werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch σ e k e η η -

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   zeichnet , daß auf dem Wea der Lösuna von der rotierenden

   Oberfläche zur Sammelflächf da«? Lösungsmittel in einem solchen wird

   Maß verdampft^ daß die abaeschiedenen Fasern genügend Lösungsmittel enthalten, um sie mit Fasern zu verbinden, die vorher im Verlauf des Verfahrens auf der Sammelfläche abgeschieden wurden.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die der rotierenden Oberfläche zugeführte Lösung eine Viskosität von mehr 5oo cP aufweist.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis Io, dadurch gekennzeichnet , daß die rotierende Oberfläche (11) auf einem positiven Potential von mindestens etwa 5o kV gehalten und die Sammelfläche geerdet wird.

   12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Wea der Lösung von der rotierenden Oberfläche zur Sammelfläche das Lö-

   wi rd

   sunasmittel in einem solchen Maß verdampft/» daß die abgeschiedenen Fasern genüaend Lösungsmittel enthalten, um sie mit Fasern zu verbinden, die vorher im Verlauf des Verfahrens auf der Sammelfläche abaeschieden wurden.

   13. Verfahren nach einem der Ansorüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Lösuna etwa 5.bis 2o% in Tetrahydrofuran gelöstes Polyurethan enthält und daß das

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   Polyurethan ein Polyesterpolyurethan mit einer intrinsischen Viskosität von mindestens o,9 ist.

   14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß solche Bedingunaen herrschen, daß das Elastomer bandartiae Fasern ausbildet, deren Breite wesentlich qrößer als ihre Dicke ist, und daß die Fasern auf der Sairmelfläche mit ihren Breitseiten in Ebenen abgeschieden werden, die im wesentlichen zu der Sammelflache (13) und zueinander parallel sind.

   15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Sammelfläche derart bewegt ,daß die ringförmige Anordnuna die Sammelfläche überstreicht.

   zur Ausführuna des Verfahrens

   16. Vorrichtung/nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelfläche (13) ein bewegtes, endloses Band mit einer im wesentlichen flachen Seite ist, die senkrecht zur Achse (12) lieat, und daß die Achse (12) stationär ist.

   zur Ausfüh.Kuna des Verfahrens

   17. Vorrichtuna^ach Anspruch 15, dadurch α e k e η η -

   zeichnet , daß die Sammelfläche (13) ein bewegtes, endloses Band mit einer im wesentlichen flachen Seite ist, die senkrecht zur Achse (12) lieat, und daß die Achse (12) in einer

   Richtuna quer zur Bewenunqsrichtung der San»melflache (13) beweqbar ist.

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   18. Verfahren nach einem der Ansnrüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre bei Ablauf des Verfahrens im wesentlichen ruhend aehalten wird.

   nannten Verfahren 19_# Vorrichtunn zum Ausführen eines der vorne/ _t dadurch gekennzeichnet , daß die rotierende Oberfläche (11) einen äußeren, kreisrinnförmigen Rand aufweist, über den der Lösunasfilm fließt, und daß die Rotationsgeschwindigkeit derart ist, daß sich der Rand mit einer Umfangsneschwindiakeit von mehr als etwa 76,2 m/min (3ooo inches/min) bewegt.

   fahrensansnrüche

   20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ver/ , dadurch

   gekennzeichnet , daß das Verfahren zur aufeinanderfolgenden Abscheidung von Fasern fortgesetzt wird, bis die abgeschiedene Faserstruktur mindestens etwa 35,8 a/m (3o g/ sq yd) liegt, und daß dann ein flüchtiges Lösungsmittel für das Elastomer auf eine Fläche der Faserstruktur in solcher Menae angewendet wird, daß es sie alättet und ihren Abriebwider stand erhöht, aber zur Zerstörung der Hauptfaserstruktur nicht ausreicht.

   21. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 2o, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern auf einem dreidimensionalen Körper abereschieden werden, dessen Oberfläche die Sammelfläche bildet, und daß Körner und Achse (12) relativ zueinander bewegt v/erden, wodurch eine durchoehende, hohle Faserstruktur rinas auf dem Körner abacschieden wird.

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   22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch σ e k e η η zeichnet , daß die hohle Faserstruktur von dem Körper abaezonen wird.

   23. Verfahren nach einen der Ansprüche 7 bis 22, dadurch

   crekennzeichnet , daß ein zu beschichtender Heaen-

   verwendet wird,
   stand als Sammelfläche die Fasern in lösungsmittelweichem Zustand abaeschieden werden, damit sie an · dem zu beschichtenden Gegenstand und danach an den bereits auf den Gegenstand abaeschiedenen Fasern haften, und daß das überschussiae flüchtige Lösunasmitcel entfernt wird, während die aboeschiedene Faserstruktur an dem Gegenstand haften bleibt.

   24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch g e k e η η -

   der
   zeichnet , daß als/Geaenstand. ein metallener Körper aus

   geformtem Blech verwendet wird.

   25. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedene Faserstruktur von der Sammelfläche (13) entfernt wird|und daß durch Erhitzen der Struktur restliches flüchtiaes Lösungsmittel entfernt wird.

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