DE2236286A1

DE2236286A1 - Vliesstoff aus faserigen bahnen mit netzartiger struktur sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2236286A1
Application number: DE19722236286
Authority: DE
Inventors: Hachiro Saito; Sinzi Yamazaki
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1971-07-24
Filing date: 1972-07-24
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DE2236286C3; GB1386438A; DE2236286B2; FR2147134B1; FR2147134A1; NL7210181A; JPS524672B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vliesstoff aus faserigen Bahnen mit netzartiger Struktur sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ferner betrifft sie ein zusammengesetztes Material mit dem vorgenannten Vliesstoff als Kemmaterial. Dieser Vliesstoff bzw. dieses zusammengesetzte Material hat eine erstaunlich große Bindungsstärke, verglichen mit herkömmlichem Vliesstoff und zusammengesetztem Material ähnlicher Art. Bei dem vorliegenden Verfahren werden mindestens zwei übereinandergelegte faserige Bahnen mit netzartigem Gefüge durch Erhitzen und unter Druck mitteinander verbunden, wobei auf jede Art von Adhäsivstoff verzichtet wird.-

Zunächst sollen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung einige im Folgenden verwendete Begriffe definiert werden.

Der Ausdruck "faserige Bahn" bezeichnet eine Bahn, die der Breite des in Faserstreckrichtung zu Fasern gezogenen Films nach auseinandergespreizt worden ist, wobei di© einzelnen Fasern

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nicht voneinander getrennt, sondern durch abzweigende Fasern miteinander verbunden sind und dadurch eine netzartige Struktur bilden, welche im Zusammenhang mit Figur 1 noch genauer beschrieben wird.

Unter dem Ausdruck "übereinandergelegt" ist ein Zustand zu verstehen, bei dem ein netzartiges Gewebe über ein anderes gelegt ist und in diesem Falle mindestens zwei übereinandergelegte Netzwerke durch Erhitzen unter Druck an ihren Berührungsflächen miteinander verbunden worden sind.

Der Ausdruck "Vliesstoff" bezeichnet ein Material, welches dadurch hergestellt wird, daß mindestens zwei zu Fasern gezogene und dann auseinandergespreizte Bahnen übereinandergelegt und dann durch Erhitzen unter Druck miteinander verschweißt werden.

Der Ausdruck "zusammengesetztes Material" bezeichnet ein Material, rinn nun l'MDmon oder Bnhnon in mindoßtenn zwei Schichten b^nteht, die miteinander verbunden eind und ein Produkt ergeben, das aus einem Stück besteht, wobei eine der beiden Lagen aus Vliesstoff besteht.

Zahlreiche Versuche sind bisher unternommen worden, um einen Vliesstoff aus faserigen Bahnen mit netzartiger Struktur herzustellen, d.h. einen Vliesstoff, bei dem ein einachsig gestreckter Film in seiner Längsrichtung zu einer netzartigen Struktur gezogen und dann auseinandergespreizt wird und bei dem mindestens zwei dieser netzartigen Gewebe übereinandergelegt und dann in geeigneter Weise miteinander verbunden werden, so daß ein aus einem Stück bestehendes stoffähnliches Material erhalten wird. Folgende Versuche sind unternommen worden:

1) Ein Versuch ist als Nadelungsverfahren bekannt, das der Herstellung eines bauschigen Vliesstoffes dieser Art dient.

2) In einem anderen Versuch wird ein Adhäsivstoff verwendet, um mindestens zwei faserige Bahnen an ihren Berührungsflächen miteinander zu verkleben.

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3) In einem weiteren Versuch werden mindestens zwei faserige Bah nen dadurch miteinander verbunden, daß sie unter Druck auf ih ren Erweichungspunkt erhitzt werden.

4) Wieder in einem anderen Versuch werden zwischen zwei Bahnen Polymerfiarne _r -faden, «händer, deren Schmelzpunkte allo unter dem der zwei (oder mehr) miteinander zu verbindenden faserigen Bahnen liegen, oder ein Film mit netzartigem, gitter- oder leiterförmigem oder· porösem Gefüge angeordnet, und diese übereinandergelegten netzartigen Gewebe werden dadurch miteinander verbunden, daß sie auf eine Temperatur erhitzt werden, . die unter dem Erweichungs- oder Schmelzpunkt der miteinander zu verbindenden faserigen Bahnen, jedoch über dem Erweichungsoder Schmelzpunkt des vorgenannten Polymers oder Films liegt. Diese Versuche jedoch haben die folgenden Nachteile:

Der vorstehend erwähnte Versuch 1) erfordert eine komplizierte Apparatur; daraus ergeben sich höhere Produktionskosten bei einer geringeren Festigkeit des Vliesstoffes, die Produktionsrate ist sehr niedrig, und es können keine dünnen und leichten Vliesstoffe hergestellt werden.

Bei Versuch 2) kommt es leicht zum Festkleben an der Trockentrommel während der Trocknungsstufe; manchmal löst sich infolge dieses Festklebens an der Trommel auch eine Bahn von der anderen. Außerdem neigen diese Vliesstoffe während der Lagerungszeit, wenn sie zu einer Rolle aufgewickelt sind, dazu, aneinander festzukleben. Das geschieht besonders während der heißen Jahreszeit oder an einem heißen Tag. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Produktionsrate entsprechend der Trocknungskapazität einer Trocknungsvorrichtung eingeschränkt werden muß. -

Bei Versuch 3) kommt es zum Schrumpfen der faserigen Bahnen, wodurch die Festigkeit des Gewebes verringert wird.

Versuch 4) erfordert mehr Arbeitsstunden und außerdem eine komplizierte Apparatur, woraus sich hohe Produktionskosten ergeben; gleichzeitig verringert sich die Haftfestigkeit der übe.reinander-

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gelegten Bahnen infolge des geringen Bindungsvermögens eines Polyolefins, das eine geringe Oberflächenaktivität aufweist.

Demgemäß besteht das Hauptziel der vorliegenden Erfindung in der Herstellung eines Vliesstoffes aus faserigen Bahnen mit netzartiger Struktur, welcher ohne Verwendung von Adhäeivstoffen hergontellt worden kann und trotzdem eine erstaunlich hohe Binriungsstiirke zwischen mindestens zwei solcher Bahnen aufweist; damit verbunden ist das Verfahren zur Herstellung des genannten Vliesstoffes.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Herstellung eines zusammengesetzten Materials, welches den genannten Vliesstoff als Kernmaterial enthält, sowie das Verfahren zu dessen Herstellung.

Es ist festgestellt worden, daß die vorstehend genannten und ähnliche Ziele mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres erreicht werden können. Das vorliegende Verfahren besteht im wesentlichen in der Verwendung eines Mehrschichtenfilms, der aus mindestens zwei Schichten verschiedener Polymere besteht, welche erheblich unterschiedliche Erweichungs- oder Schmelzpunkte haben.

Der erwähnte Mehrschichtenfilm kann durch Verbindung von mindestens zwei Arten bereits geblasener Polymerfilme mittels Erhitzen oder mittels eines Adhäsivstoffes erhalten werden; jedoch wird der vorstehend genannte Mehrschichtenfilm vorzugsweise dadurch hergestellt, daß in eine T-Form oder eine Rundform mindestens zwei Polymerarten eingegeben werden, so daß die genannten zwei (oder mehr) Polymere in den Formen aneinandergeschmolzen werden. Dieses Verfahren eignet sich daher besonders für die Herstellung von Vliesstoffen, bei denen ein Polyolefin als Ausgangsstoff verwendet wird, da hierbei eine größere Bindungsstärke zwischen den Schichten erzielt wird als mit anderen Verbindungsmethoden.

Die Erweichungs- oder Schmelzpunkte dieser vorstehend genannten zwei (oder mehr) Polymerarten sollten erheblich voneinander abweichen, so daß es nicht zum Schrumpfen der faserigen Bahnen kommt, die übereinandergelegt und miteinander verbunden werden

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sollen, d.h. der Rrweichungs- oder Schmelzpunkt eines Polymers sollte hinreichend niedriger als der eines anderen Polymers sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieser Mehrschichtenfilm zunächst einachsig gestreckt und dann langgezogen und auseinandergespreizt, so daß eine netzartige Struktur entsteht. Dann werden mindestens zwei auf diese Weise hergestellte faserige Bahnen übereinandergelegt und unter Druck erhitzt und dadurch an ihren Berührungsflächen miteinander verbunden. Die Temperatur sollte so gewählt werden, daß die miteinander zu verbindenden faserigen Bahnen nicht schrumpfen. .

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden andere Bögen wie Papierbögen z.B. als äußere Lagen auf den genannten Vliesstoff geschichtet· Das auf diese Weise hergestellte zusammengesetzte Material weist eine erstaunlich große. !Festigkeit auf, vor- fO ionon mit herkömmlichem Mehrsehich'ten- oder Verbundpapier* Auch auf die Verwendung von Adhäsivstoffen jeglicher Art kann bei dem Verbinden in diesem Palle verzichtet werden·

Im Folgenden werden die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Pig· 1 ist eine bildlich dargestellte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäöen faserigen Bahn mit netzartiger Struktur;

Fig. 2 ist eine bildlich dargestellte perspektivische Ansicht von U

Pig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der von Pig. 2 und zeigt eine andere Art einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten faserigen Bahn, wobei die Breite der Pasern geringer ist als bei der faserigen Bahn von Pig. 2 ;

Pig. 4 ist eine Draufsicht auf den Vliesstoff, der aus zwei übereinandergelegten vorstehend dargestellten faserigen Bahnen mit netzartiger Struktur besteht·

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In Figur 1 iat eine mit A gekennzeichnete Polymerschicht mit einem höheren Erweichungs- oder Schmelzpunkt und eine mit B ^kennzeichnete Polymerschicht mit einem niedrigeren Erweichungn- ior Schmelzpunkt dargestellt. Die dargestellte faserige Bahn ist ein aus zwei Polymerschichten A und B bestehendes Schichtgebilde. Fig. 2 zeigt die faserige Bahn A + B als perspektivische Gesamtansicht.

In Fig. 4 wird außer der Bahn A + B eine andere ähnliche faserige Bahn gezeigt, die aus einer Polymerschicht A* und einer Polymerschicht B¹ besteht. Entsprechend bezeichnet A· ein Polymer mit einem höheren Erweichungs- oder Schmelzpunkt und B¹ ein Polymer mit einem niedrigeren Erweichungs- oder Schmelzpunkt· In diesem Fall brauchen die Polymerschichten A und A¹ und B und B¹ jeweils nicht aus dem gleichen Material zu sein. In Fig. 4 liegt A¹ + B¹ über der Bahn A + B.

Es ist zu beachten, daß das Polymer A bzw. A* einen erheblich höheren Erweichungs- oder Schmelzpunkt als das Polymer B bzw. B¹ haben muß, so daß ein elastischer Dehnungseffekt erzielt wird. Andererseits soll Polymer B bzw. B¹ ein größeres Bindevermögen unter einem bestimmten Druck bei der verwendeten Verbindungstemperatur haben.

Das als Polymer A oder A¹ verwendbare Polymer kann ein Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril, Polyvinylidenchlorid, Polyamid, Polyester, sämtlich großer Dichte, sowie andere thermoplastische Harze von Mischpolymeren, die zu den vorstehend aufgezählten Polymeren gehören, und andere Derivative von Faserstoffen oder kristalline Polymere sein, die sich zur Bildung eines Films eignen.

Der hier verwendete Begriff "elastischer Dehnungseffekt" bezeichnet die Fähigkeit eines Polymerfilms, einachsig zu einer Länge gestreckt zu werden, die um ein Mehrfaches oder -zigfach größer ist als die ursprüngliche Länge, und zwar bei einer Temperatur, bei der eine Ausrichtung der Moleküle möglich ist, so daß der Polymerfilm eine wesentlich höhere Festigkeit In der Streckrichtung sowie eine Eigenschaft aufweist, aufgrund derer der auf diese

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Weise gestreckte EiIm in einer quer zur Streckrichtung verlaufenden Richtung auseinandergeζogen werden kann.

Andererseits soll die Temperatur, "bei der die Polymere B und B' durch Erhitzen unter einem "bestimmten Druck miteinander verbunden werden, so sein, daß der elastische Dehnungseffekt der Polymere A und B nicht beeinträchtigt wird.

Als Polymer B oder B¹ kann Polyäthylen, Äthylen»Vinyl-Mischpolymer, Äthyien-Acrylsäure-Mischpolymer, sämtlich geringer Dichte, oder jedes andere Polymer wie thermoplastischer Gummi, der wenig oder gar keinen elastischen Dehnungseffekt aufweist, oder sonst jedes andere Polymer verwendet werden, welches den elastischen Dehnungseffekt des anderen Polymers, wenn "beide Polymere miteinander verbunden sind, nicht "beeinträchtigt und gleichzeitig "bei einer gegebenen Temperatur unter einem bestimmten Druck bindet. Mit anderen Worten: Soweit ein Polymer den vorstehend genannten Erfordernissen entspricht, kann es entweder als Polymere A, A¹ oder als B, B¹ verwendet werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht nur die Herstellung eines aus zwei Schichten bestehenden Pilms, son«- dern auch die Herstellung eines Mehrschichtenfilms betrifft.

Die Dicke jeder Schicht kann unterschiedlich sein und richtet sich danach, in welchem Maße man die Fasern auseinanderziehen will; sie hängt ferner von der gewünschten Bindungsstärke oder Zerreißfestigkeit ab.

Der solchermaßen hergestellte Vliesstoff hat die folgenden Vorteile: Er besitzt eine hohe Zerreißfestigkeit sowohl in Längsals auch in Querrichtung des Stoffes. Er hat ein geringes Gewicht und weist eine ausgezeichnete Gasdurchlässigkeit sowie eine große Bindungsstärke an den Berührungsflächen beider Netzwerke auf, und er klebt nicht fest.

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Ferner kann der erfindungsgemäße "Vliesstoff, der aus einem mehrschichtigen Filmlaminat besteht, allein oder als zusammengesetztes Material in Verbindung mit anderen Bögen wie Papier oder Tuch verwendet werden, wobei die Verbindung so durchgeführt wird, daß die Polymerschicht bzw. -schichten mit niedrigerem Erweichungspunkt mit der äußeren Papierschicht bzw. den äußeren Papierschichten in Kontakt sind.

Beim erfindungsgemäßen Auseinanderziehen des einachsig gestreckten Films zu einem Netzwerk kann eine Nadelungs- oder Schneidvorrichtung verwendet werden, oder der Film wird mit einer rotierenden Feile in Kontakt gebracht, oder es wird ein sogenanntes Reibungsverfahren oder ein Verdrehungsverfahren angewendet·

Ein erfindungsgemäßer Vliesstoffbogen kann aus mehr als zwei schma len Streifen bestehen, bei denen Teile oder Ränder einander überlappen.

Der faserige Film kann in beliebigem Maße auseinandergespreizt werden, je nach Erfordernissen.

Des weiteren müssen die Bahnen nicht unbedingt Im rechten Winkel, sondern können in jedem gewünschten Winkel übereinandergelegt werden.

Ein Extruder mit einer Schraube von 150 mm Purohmesser und ein Extruder mit einer Schraube von 90 mm Durchmesser wurden mit einer einen ringförmigen Schlitz von 800 mm Durchmesser aufweisenden Rundform verbunden. Dann wurde in den ersten Extruder ein Polyäthylen großer Dichte und in den letzteren ein Äthylen-Acetatvinyl-Mischpolymer eingegeben. Die beiden Chargen wurden aus dem jeweiligen Extruder durch die Form extrudiert, ao daß die beiden Polymerschichten durch Verschmelzen miteinander verschweißt wurden, und dann in die Luft, worauf sie geblasen wurden und ein Laminat mit einem gefalteten Durchmesser von 1800 mm ergaben. Es wurde festgestellt, daß es zweckmäßiger ist, das Polyäthylen großer Dichte

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und das Äthylen-Acetatvinyl-Mischpolymer zusammen und nicht das Polyäthylen großer Dichte allein zu blasen.

Der auf diese Weise hergestellte Film "bestand aus einer etwa starken Schicht Polyäthylen großer Dichte und einer anderen etwa 20ju. starken Äthylen-Acetatvinyl-Mischpolymerschicht; die Gesamtstärke "betrug etwa 90^ . Dann wurde der erhaltene zusammengesetzte Film einachsig gestreckt, und zwar auf eine Länge, die etwa neunmal größer war als die ursprüngliche Länge, und es wurde eine Breite von etwa 600 mm und eine Stärke von etwa .30^u. erzielt. Das gestreckte Filmlaminat wurde dann mit einer rotierenden Feile in Kontakt gebracht, wodurch der Film zu einem netzartigen Gebilde gezogen wurde; danach wurde der Film zu einer Breite von etwa 1800 mm auseinandergespreizt. Die beiden Netzwerke dieser faserigen Filme wurden übereinandergelegt und bei 100° C unter Druck miteinander verbunden, wodurch ein Vliesstoff eines Gewichts von etwa 21,6 g/cm erhalten wurde. Es wurde festgestellt, daß das so hergestellte Filmlaminat weniger dazu neigte, unregelmäßige Fetzstrukturen zu bilden, als der aus dem Polyäthy3si ..großer Dichte bestehende Film allein. Dadurch konnte der Film nicht nur stärker gestreckt, sondern auch weiter auseinandergespreizt werden. Es stellte sich heraus, daß der so hergestellte Vliesstoff eine weitaus größere Festigkeit hatte (die Bindungsstärke war etwa 5 bis 7f5mal größer als die des mit Adhäsivstoffen hergestellten Stoffes) und nicht klebte, wenn er zu einer Rolle aufgewickelt wurde.

Beisüiel_2

Zwei Extruder mit je einer Schraube mit 120 mm Durchmesser wurden mit einer T-Form verbunden, die mit einem 1900 mm langen Schlitz versehen war. In den ersten Extruder wurde Polypropylen und in den zweiten Polyäthylen geringer Dichte eingegeben. Die beiden Chargen wurden aus dem jeweiligen Extruder durch die Form extrudiert, so daß die beiden Polymerschichten darin durch Verschmelzen miteinander verbunden wurden, und dann in die Luft, und zwar so, daß die Polypropylenschicht auf beiden Seiten mit je einer Schicht Polyäthylen geringer Dichte beschichtet wurde. Unmittelbar danach wurde das Filmlaminat gepreßt, so daß eine Breite von etwa 1800 mm erhalten wurde, wobei die Polypropylensohicht etwa

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8OyU. und jede der beiden Schichten Polyäthylen geringer Dichte etwa 20 ju stark war; die Gesamtstärke betrug etwa 120ll . Dann wurde der Mehrschichtenfilm einachsig auf eine Länge gestreckt, die etwa 9mal größer war als die ursprüngliche Länge des Films. Dadurch wurde ein etwa 600 mm breites und etwa 40μ. starkes FiIm-Inm.inat erhalten, das dann mit einer rotierenden Feile in Kontakt gebracht wurde, um den Film in Fasern zu ziehen. Der auf diese Weise gefaserte Film wurde dann auseinandergespreizt, wodurch eine Breite von etwa 1800 mm erhalten wurde. Zwei Netzwerke dieses auseinandergezogenen Films wurden übereinandergelegt und dann bei120⁰O unter Druck miteinander verbunden, so daß ein Vliesstoff eines Gewichts von etwa 32,3 g/cm erhalten wurde. Wie in Beispiel 1, so wurde auch hier festgestellt, daß der so hergestellte Mehrschichtenfilm weniger dazu neigte, unregelmäßige Netzstrukturen in Längsrichtung zu bilden, als der Film aus Polyäthylen großer Dichte allein. Der so hergestellte Vliesstoff wies eine weitaus größere Bindungsstärke auf und klebte nicht beim Aufwickeln zu einer Rolle.

Ferner wurde der auf diese Weise hergestellte Vliesstoff auf beiden Selten mit je einem Bogen Kraftpackpapier beschichtet. Diesen vliesstoffverstärkte Kraftpackpapier wies bei Versuchen eine außerordentlich große Bindungskraft, Zerreiß-, Einreiß- und Kerb schlagfestigkeit auf.

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Claims

1) Vliesstoff aus faserigen Bahnen.mit netzartiger Struktur, der aus mindestens zwei faserigen Bahnen "besteht, welche übereinandergelegt und durch Erhitzen unter Druck an ihren Berührungsflächen miteinander verbunden sind, wobei die genannten Bahnen aus mindestens einer ersten und einer zweiten Schicht aus verschiedenen Polymerarten bestehen und die erste Schicht zur Erzielung des elastischen Dehnungseffekts bei einer bestimmten Temperatur gestreckt wird, während die zweite Schicht einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt-hat, der niedriger als der der ersten Schicht ist und" den elastischen Dehnungseffekt der ersten Schicht nicht beeinträchtigt, und bei Erhitzen unter Druck mit der zweiten Schicht einer anderen Bahn verbunden wird.

2) Zusammengesetztes Material, das aus mindestens einem Bogen des » nach Anspruch 1 hergestellten Vliesstoffes und aus mindestens einem Bogen eines anderen Materials besteht.

3) Vliesstoff nach Anspruch 1 und 2, dessen erste Schicht aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril, Polyvinylidenchlorid, Polyamid, Polyester oder anderen Polymeren großer Dichte, anderen Faserstoffderivaten oder kristallinen Polymeren besteht, die in Porm eines Pilms erhalten werden können.

4) Vliesstoff nach Anspruch 1 und 2, dessen zweite Schicht aus Polyäthylen, einem Ithylen-Vinylacetatmisehpolymer, einem Äthylen-Acrylsäuremischpolymer, sämtlich niedriger Dichte, oder irgendeinem anderen Polymer wie thermoplastischem Gummi, welcher wenig oder gar keinen elastischen Dehnungseffekt aufweist, oder sonst irgendeinem Polymer besteht, das den elastischen Dehnungseffekt der ersten Schicht nicht beeinträchtigt, wenn beide Schichten verbunden sind, und das gleichzeitig bei einer bestimmten Temperatur unter Druck bindet.

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5) Vorfahrnn zur Herstellung einen Vliesstoffen nach Anspruch t, wobei mindestens zwei faserige Bahnen übereinandergelegt und durch Erhitzen unter Druck an ihren Berührungsflächen miteinander verbunden werden.

6) Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten Materials nach Anspruch 2, wobei mindestens ein Bogen aus einem Material über einen anderen Bogen aus Vliesstoff nach Anspruch 1 gelegt und durch Erhitzen unter Druck mindestens zwei Bögen miteinander verbunden werden.

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