DE2236286B2 - Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen Netzwerk - Google Patents
Vliesstoffverstärktes Papier mit einer Verstärkung aus einem offenen NetzwerkInfo
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- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING 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
- D04H13/00—Other 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.
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.
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)
- 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).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00377387A US3800057A (en) | 1972-07-24 | 1973-07-09 | Electrically heated furnace utilizing ceramic heating elements |
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JP5986975B2 (ja) * | 2013-10-18 | 2016-09-06 | Jxエネルギー株式会社 | 不織布及び強化積層体 |
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- 1971-07-24 JP JP5535771A patent/JPS524672B1/ja active Pending
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1972
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- 1972-07-24 DE DE19722236286 patent/DE2236286C3/de not_active Expired
- 1972-07-24 NL NL7210181A patent/NL7210181A/xx unknown
Also Published As
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---|---|
JPS524672B1 (de) | 1977-02-05 |
FR2147134B1 (de) | 1975-03-07 |
GB1386438A (en) | 1975-03-05 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |