DE2236286B2 - Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk - Google Patents

Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk

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DE2236286B2 DE19722236286 DE2236286A DE2236286B2 DE 2236286 B2 DE2236286 B2 DE 2236286B2 DE 19722236286 DE19722236286 DE 19722236286 DE 2236286 A DE2236286 A DE 2236286A DE 2236286 B2 DE2236286 B2 DE 2236286B2
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00Other non-woven fabrics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

Die Erfindnng betrifft ein vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk mindestens zweier sich winklig kreuzender faseriger Bahnen.
Der Ausdruck »faserige Bahn« bezeichnet eine Bahn, die der Breite des in Faserstreckrichtung zu Fasern gezogenen Films nach auseinandergespreizt worden ist, wobei die einzelnen Fasern nicht voneinander getrennt, sondern durch abzweigende Fasern miteinander verbunden sind und dadurch eine netzartige Struktur bilden, welche im Zusammenhang mit F i g. 1 noch genauer beschri; ben wird.
Der Ausdruck »Vliesstoff« bezeichnet ein Material, welches dadurch hergestellt wird, daß mindestens zwei zu Fasern gezogene und da-in auseinandergespreizte Bahnen übereinandergelegt und dann durch Erhitzen unter Druck miteinander verschweißt werden.
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.
3) In einem weiteren Versuch werden mindestens zwei faserige Bahnen dadurch miteinander verbunden, daß sie unter Druck auf ihren Erweichungspunkt erhitzt werden.
4) Wieder in einem anderen Versuch werden zwisehen zwei faserigen Bahnen Polymergarne, -fäden, -bänder, deren Schmelzpunkt alle 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 Enveichungs- oder 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 Trocknangsstufe; 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 wählend 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 Rahnen, 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 übereinandergelegten Bahnen infolge des geringen Bindungsvermögens eines Polyolefins, das eine geringe Oberflächenaktivität aufweist
Insbesondere beschreibt die belgische Patentschrift 7 09 438 ein Verfahren zur Herstellung eines filbrillierten Vliesstoffes, bei dem das als Punkt 1) genannte Nadelungsverfahren verwendet wird. Gemäß diesem Verfahren werden Filme, die mc'ekular orientierbar sind, einachsig gestreckt und anschließend werden diese Filme aufeinander gelegt. Zwischen diese einzelnen Filmschichten, die molekular orientiert sind, kann eine Schichtfolie, die eine thermoplastische, klebefähige Komponente enthält, gelegt werden. Anschließend wird diese Vielzahl von auseinandergelegten Filmschichten entweder zuerst durch Erhitzen verschmolzen und anschließend durch Nadeln fibrilliert oder die auseinandergelegten Filmschichten werden zuerst durch Nadeln fibrilliert und anschließend wird das entstehende Produkt verschmolzen. Für den Fall, daß das Fibrillieren zuerst ausgeführt wird, ist es auch möglich, die Schichtfolie, die eine thermoplastische klebfähige Komponente enthält, nach dem Fibrillieren zwischen die aufeinandergelegten Schichten zu bringen und anschließend das entstehende Produkt durch Erhitzen unter Druck zu verbinden. Die belgische Patentschrift 7 11 571 beschreibt ein Nadelungsverfahren, bei dem die Vereinigung von zwei Schiebten mittels Hitze und Druck erfolgen kann.
Gegenüber den Produkten gemäß dieser beiden belgischen Patentschriften zeigen die Vliesstoffe, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, sprunghaft verbesserte mechanische Festigkeiten. Ein weiterer Vorteil der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Vliesstoffe besteht darin, daß die Fibrillierung keine Aufweitung, also keine Volumenvergrößerung der Fibrillate bewirkt, während
dies nachteiligerweise beim Fibrillieren durch Nadeln der Fall ist
Die deutsche Auslegeschrift 11 49 325 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Flächengebildes, das eine offene Netzwerkstruktur zeigt Hierbei dient als Ausgangsprodukt zur Herstellung dieser Flächengebilde eine Kunststoff-Folie. Diese Kunststoff-Folie wird in einer Richtung so lange gereckt, bis die Folie eine fadenartige Struktur erhält Anschließend wird die Folie zu einem netzartigen Fadengebilde aufgespalten und gegebenenfalls gespreizt Verschiedene dieser Flächengebilde können vor oder nach dem Fibrillieren miteinander verbunden werden und es findet demgemäß eine Laminierung statt Diese Laminierung kann mit Hilfe von hierfür an sich bekannten Mitteln vorgenommen werden, wie zum Beispiel mit Bindemittel, durch Warmverschweißen oder mit Quellmitteln.
Zum Stand der Technik ist ferner die österreichische Patentschrift 16 767 zu nennen, die sich auf eine Verstärkung von Papier und Pappe bezieht, gekennzeichnet durch Einlagen aus übereinanderliegenden Schichten von gerade gestreckten, in der Längs- bzw. Querrichtung des Papiers (oder der Pappe) r^georaneten, miteinander nicht verwebten Fäden, Gespinsten oder Fasern, von welchen jeder Längsfaden jeden Querfaden je einmal rechtwinklig kreuzt, derart, daß das Papier (oder die Pappe) sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung gegen Zugbeanspruchung verstärkt wird.
Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches vliesstoffverstärktes Papier der eingangs genannten Gattung zu schaffen, wobei auf die Verwendung von zusätzlichen Adhäsivstoffen verzichtet werden kann und trotzdem eine erstaunlich hohe Bindungsstärke zwischen mindestens zwei solcher Bahnen des Vliesstoffes gegeben ist und überdies beim Aufwickeln zu einer Rolle kein Verkleben stattfindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Bahn ihrerseits ein solches polymeres Laminat darstellt, dai aus einer, einer einachsigen Streckorientierung unterworfenen Schicht und einer damit einstückig bei der Extrusion verbundenen, eine Kkbefunktion ausübenden zweiten Schicht mit niedrigerem Erweichungspunkt besteht und die Bindung zum Papier so durchgeführt ist, daß die zweite(n) Schicht(en) mit niedrigeren Erweichungspunkt mit der äußeren Papierschich». bzw. den äußeren Papierschichten in Kontakt ist (sind).
Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand der Figuren weiterhin eriüutert:
Fig. 1 ist eine bildlich dargestellte perspektivische Ansicht ehier faserigen Bahn mit netzartiger Struktur;
F i g. 2 ist eine bildlich dargestellte perspektivische Ansicht von Fig. 1;
Fig.3 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig.2 und zeigt eine andere Art einer faserigen Bahn, wobei die Breite der Fasern geringer ist als bei der faserigen Bahn von Fi g. 2;
Fig.4 ist eine Draufsicht auf den Vliesstoff, der aus zwei übereinandergelegten vorstehend dargestellten faserigen Bahnen mit netzartiger Struktur besteht.
In Fig. 1 ist eine mit A gekennzeichnete Polymerschicht mit einem höheren Erweichungs- oder Schmelzpunkt und eine mit B gekennzeichnete Polymerschicht mit einem niedrigeren Erweichungs- oder Schmelzpunkt dargestellt. Die dargestellte faserige Bahn ist ein aus zwei Polymerschichten A und B bestehendes Schichtgebilde. F i g. 2 zeigt die faserige Balm A + 5als perspektivische Gesamtansicht
In F i g. 4 wird außer der Bahn A + 3 eine andere ähnliche faserige Bahn gezeigt, die aus einer Polymerschicht A' und einer Polymerschicht B' besteht Entsprechend bezeichnet A' ein Polymer mit einem höheren Erweichungs- oder Schmelzpunkt und B' ein Polymer mit einem niedrigeren Erweichungs- oder Schmelzpunkt In diesem Fall brauchen die Polymer-
schichten A und A'und B und B'jeweils nicht aus dem gleichen Material zu sein. In Fig.4 liegt A' + B'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. 5'haben muß, so daß ein elastischer Dehnungseffekt erzielt wird. Andererseits soll Polymer B bzw. B' ein größeres Bindevermögen unter einem bestimmten Druck bei der verwendeten Verbindangstemperatur haben.
Das als Polymer A oder A' verwendbare Polymer kann ein Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyacrylonitril, 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 Weise gestreckte Film in einer quer zur Streckrichtung verlaufenden Richtung auseinandergezogen 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 S oder fl'kann Polyäthylen, Äthylen-Vinyl-Mischpolymer, Äthylen-Acrylsäur^-fviischpolymer, sämtlich geringer Dichte, oder jedes andere Polymer wie thermoplastischer Gummi, der wenig oder gar keinen elastischen Dehnungsei'fekt aufweist oder sonst
ίο 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 Temoeratur unter einem bestimmten Druck bindet. Mit anderen Worten: Soweit ein Polymer den vorstehend genannten Erfordernissen entspricht, kanr es entweder als Polymere A, A 'oder als B, B'verwendet werden.
Die Dicke jeder Schicht kann unterschiedlich sein und richtet sich danach, in welchem Maße man die Fasern
hu auseinanderziehe·, will; sie hängt ferner von der gewünschten Bindungsstärke oder Zerreißfestigkeit ab. Der solchermaßen hergestellte Vliesstoff hat die folgenden Vorteile: Er besitzt ;ine hohe Zerreißfestigkeit sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des
hi Stoffes. Er hat ein geringes Gewicht und weist eine ausgezeichnete G&fdurchiässigkeit sowie eine große Bindungsstärke an den Berührungsflächen beider Netzwerke auf, und er klebt nicht fest.
Der Vliesstoff, der aus einem mehrschichtigen Filmlaminat besteht, wurde durch Erhitzen unter Druck mit Papierbögen verbunden, 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 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 Reibtingsverfahren oder ein Verdrehungsverfahren angewendet.
Ein Vliesstoffbogen kann aus mehr als zwei schmalen Streifen bestehen, bei denen Teile oder Ränder einander überlappen.
Der faserige Film kann in beliebigem Maße auseinandergespreizt werden, ie nach Erfordernissen.
Des weiteren müssen die Bahnen nicht unbedingt im rechten Winkel, sondern können in jedem gewünschten Winkel übereinandergelegt werden.
Beispiele zur Herstellung von Vliesstoffen.
Beispiel 1
Ein Extruder mit einer Schraube von 150 mm Durchmesser 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 Rundform extrudiert, so daß die beiden Polymerschichten durch Verschmelzen, während sie durch die Form extrudiert werden, miteinander zu einem einzigen zweischichtigen Film verschweißt wurden und dann aus der Form an die Luft extrudiert wurden, 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 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 70 μ starken Schicht Polyäthylen großer Dichte und einer anderen etwa 20 μ starken Äthylen-Acetatvinyl-Mischpolymerschicht; die Gesamtstärke betrug etwa 90 μ. Dann wurde der erhaltene zusammengesetzte Film einachsig gestreckt, und zwar auf eine Länge, die etwa neunmal größer war als die ursprüngliche Länge, und es v. urde eine Breite von etwa 600 mm und eine Stärke von etwa 30 μ 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/cm2 erhalten wurde. Es wurde festgestellt, daß das so hergestellte Flimlaminat weniger dazu neigte, unregelmäßige Netzstrukturen zu bilden, als der aus den Polyäthylen 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 7,5mal größer als die des mt Ai.liäsivstoffen hergestellten Stoffes) und nicht klebte wenn er zu einer Rolle aufgewickelt wurde.
Beispiel 2
Zwei Extruder mit je einer Schraube von 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, wobei die Polyäthylen-Charge in zwei Schichten in der Form geteilt wurde, so daß die drei geschmolzenen Polymerschichten, während sie durch die Form extrudiert wurden, in der Form zu einem einzigen dreischichtigen Film verbunden wurden und dann wurde dieser Film aus der F'orm in die Luft extrudiert. Unmittelbar danach wurde das Filmlaminat gepreßt, so daß eine Breite von etwa 1800 mm erhalten wurde, wobei die Polypropylenschicht etwa 80 μ und jede der beiden Schichten Polyäthylen geringer Dichte etwa 20 μ stark war; die Gesamtstärke betrug etwa 120 μ. 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 40 μ starkes Filmlaminat 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 1300 mm erhalten wurde. Zwei Netzwerke dieses auseinandergezogenen Films wurden übereinandergelegt und dann bei 1200C unter Druck miteinander verbunden, so daß ein Vliesstoff eines Gewichts von etwa 323 g/cm2 erhalten wurde. Wie in Beispiel 1, so wurde »uch 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 Bindung?rtärke auf und klebte nicht beim Aufwickeln zu einer Rolle.
Ferner wurde der auf diese Weise hergestellte Vliesstoff auf beiden Seiten mit je einem Bogen Kraftpackpapier beschichtet Dieses vliesstoffverstärkte Kraftpackpapier wies bei Versuchen eine außerordentlich große Bindungskraft, Zerreiß-, Einreiß- und Kerbschlagfestigkeit auf.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk mindestens zweier sich winklig kreuzender faseriger Bahnen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bahn ihrerseits ein solches polymeres Laminat darstellt, das aus einer, einer einachsigen Streckorientierung unterworfenen Schicht und einer damit einstückig bei der Extrusion verbundenen, eine Klebefunktion ausübenden zweiten Schicht mit niedrigerem Erweichungspunkt besteht und die Bindung zum Papier so durchgeführt ist, daß die zweiten) Schichten) mit niedrigerem Erweichungspunkt mit der äußeren is Papierschicht bzw. den äußeren Papierschichten in Kontakt ist (sind).
DE19722236286 1971-07-24 1972-07-24 Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk Expired DE2236286C3 (de)

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