DE2305693A1 - Nicht-gewebte struktur - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf nicht-gewebte Strukturen, die durch Bindungen verfestigt und stabilisiert sind, welche
zwischen einander berührenden Pasern oder Päden ausgebildet sind, wobei das die Bindungen bildende Material sich
von mindestens einem Teil der Pasern oder Päden ableitet, aus denen die nicht-gewebte.: Struktur zusammengesetzt ist.
Es ist bekannt, nicht-gewebte Strukturen aus einem Gemisch von zwei verschiedenen Arten homogener Fasern herzustellen,
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ORIGINAL
wobei eine Art ("die bindefähigen Fasern") unter Bedingungen
klebrig gemacht werden kann, bei der die andere Art ("die nieht-bindefähigen Fasern") unbeeinflußt bleiben. So wurden
nicht-gewebte Strukturen aus Gemischen von natürlichen Fasern,
wie z.3. Wolle oder Baumwolle, und synthetischen Fasern, wie
z.3. Poly(£-caprolactam)-:fasern,' oder aus Gemischen von zwei
verschiedenen synthetischen Fasern, wie z.B. Poly(hexamethylenadipamid)-fasern
und Poly(£-caprolactain)-fasern, hergestellt. In den beiden obigen Fällen können die Poly(£-caprolactam)-fasern
bei Temperaturen von 2100C klebrig gemacht werden, bei welcher Temperatur die andere Faserart praktisch nicht beeinflußt
wird, so daß sie aneinander und auch an den nicht-bindefähigen
Fasern kleben, wobei beim Abkühlen Bindungen ausgebildet werden. '
Aus der GB-PS 1 073 182 ist es seit kürzerer Zeit bekannt,
eine Art von gebundener nicht-gewebter Struktur herzustellen, die als "melded" Strukturen bekannt sind. Derartige Strukturen
sind durch Bindungen verfestigt und stabilisiert, die zwischen einander berührenden Fasern oder Fäden ausgebildet
sind, wobei zumindest ein Teil derselben. Kompositfasern oder —fäden sind, die mindestens eine Komponente aufweisen, die
einen Teil der Oberfläche derselben bildet und die unter Bedingungen klebrig gemacht werden kann, welche die anderen
Komponenten weitgehend unbeeinflußt lassen. Das heißt also, daß die erstere Komponente zum Kleben veranlaßt werden kann.
Solche Kompositfasern (welche die bindefähigen Fasern sind)
können entweder alleine oder in Mischung mit anderen nichtbindefähigen
Fasern verwendet werden, die durch die Bindebehandlung unbeeinflußt bleiben. Die vorliegende Erfindung
befaßt sich mit solchen "melded" Strukturen, die aus einem Gemisch von Kompositfasern und nicht-bindefähigen Fasern bestehen.
309833/0887 ./.
Der Zweckmäßigkeit halber und für ein leichteres Verständnis wird in der vorliegenden Beschreibung (wenn es sich um "melded"
Strukturen handelt) nur von Zweikomponentenfasern gesprochen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß Heterofasern und Kompositfasern,
die mehr als zwei solcher Komponenten enthalten, vom Bereich der Erfindung nicht ausgeschlossen sind.
In der vorliegenden Beschreibung wird mit dem Wort "Paser"
sowohl ein kontinuierlicher Faden als auch eine Stapelfaser bezeichnet.
Die physikalischen Eigenschaften von gebundenen nicht-gewebten
Strukturen hängen in gewissem Ausmaß von der Anzahl der Zwischenfaserbindungen und somit auch vom Anteil der bindefähigen
Pasern im Gemisch ab. Bei einigen Endanwendungen, welche eine spezielle physikalische Mindesteigenschaft, wie z.B.
eine hohe Einreißfestigkeit, erfordern, können die Oberflächenabrieb eigenschaften und die ästhetischen Eigenschaften
der Struktur unzureichend sein, da der Anteil an bindefähigen Fasern, welche diese spezielle Eigenschaft ergeben,
zu klein sein kann, um alle Oberflächenfasern mit dem fiauptkörper der Struktur zusammenzuhalten und zu verbinden.
So wird also gemäß der Erfindung eine nicht-gewebte Struktur vorgeschlagen, die aus einem Gemisch von bindefähigen und
nicht-bindefähigen Fasern erhalten worden ist und aus einem Hauptkörper und aus Oberflächenschichten auf beiden Seiten
des Hauptkörpers besteht, wobei mindestens eine der Oberflächenschichten
einen höheren Anteil an bindefähigen Pasern als der Hauptkörper enthält.
In überraschender Weise wurde festgestellt, daß die physikalischen
Eigenschaften durch diese Oberflächen, die reich an bindefähigen Fasern sind, höchstens schwach beeinflußt
309833/0887 ,
werden und daß die Abriebeigenschaften und die ästhetischen -■
Eigenschaften stark verbessert werden.
Die Erfindung ist auf alle Typen von gebundenen nicht-gewebten Strukturen (ob es sich, nun um "melded" Strukturen oder
um andere Strukturen handelt) anwendbar, wie z.B. Strukturen, die aus Stapelfasern oder endlosen Fäden hergestellt sind,
genadelte Strukturen, getufftete Strukturen, mehrschichtige Strukturen und durch Nähen gebundene Strukturen.
Die erfiiidungsgemäßen Produkte können durch die verschiedensten
Verfahren hergestellt v/erden, deren Natur von, der Art
der Faser und de-r Art des herzustellenden Produkts abhängt. Beispielweise kann ein Stapelfaserprodukt dadurch hergestellt
werden, daß man zunächst eine erste Bahn aus einem G-enisch
mit einem hohen Anteil an bindefähigen Fasern und eine zweite Bahn mit einem niedrigeren Anteil an bindefähigen Fasern als
die erste Bahn erzeugt und hierauf die erste und die zweite Bahn miteinander laminiert. Die Bahnen können durch übliche
Verfahren hergestellt werden, wie z.B. Garnetieren, kreuzweises Legen oder luftabscheidung der Fasern.
Endlosfaserbahnen können üblicherweise unter Verwendung der
verschiedensten Vorrichtungen hergestellt werden, bei denen Fäden auf eine Sammeloberfläche abgelegt v/erden, wobei die
Vorrichtung zum Ablegen der Fäden, welche eine Oberfläche bilden sollen, mit einem höheren Anteil an bindefähigen Fasern
beschickt wird, als die andere Ablegevorrichtung.
Stapelfaserbahnen können auch dadurch hergestellt werden, daß man eine einzige nicht-gewebte Bahn, bei der ein hoher Anteil
an bindefähigen Fasern in der Nähe der Ränder der Bahn konzentriert
ist, kreuzweise legt. Wenn diese Bahn kreuzweise
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gelegt wird, dann stellt man fest, daß die Oberflächen der erhaltenen nicht-gewebten Zusammenstellung reich an bindefähigen
fasern sind.
Der Anteil an bindefähigen Fasern in den Cberflächenschichten
des Produkts hängt in großem Ausmaß von einem richtigen Ausgleich
zwischen der Wirtschaftlichkeix und der Notwendigkeit
der Herstellung einer Oberfläche mit einer hohen Abriebbeständigkeit
und einem guten Aussehen ab.
Vorzugsweise ist der Anteil an bindefähigen Pasern in der
Oberflächenschicht mindestens 20 $> höher als der Anteil an bindefähigen Pasern im Hauptkörper. Der Hauptkörper sollte mindestens 5 und vorzugsweise 25 $ bindefähige Fasern enthalten (siehe GB-PS 1 073 182).
Oberflächenschicht mindestens 20 $> höher als der Anteil an bindefähigen Pasern im Hauptkörper. Der Hauptkörper sollte mindestens 5 und vorzugsweise 25 $ bindefähige Fasern enthalten (siehe GB-PS 1 073 182).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von 0,6, bestirnt
gemäß ASTM - D1238 bei 190°C unter einer Belastung von
2,14 kg, und ein 6,6/6-Mischpolyamid (Gew.-Verhältnis 75 : 25X welches als 8,4 $-ige Lösung in 90 $-iger Ameisensäure eine relative Viskosität von 40 aufweist, werden in einem
Schneckenextruder von 7,5 cm Durchmesser bzw. in einem
Standardnylonschneckendruckschmelzer geschmolzen. Die geschmolzenen Polymere werden zu einer jeden von acht Packungen zugeführt, und zwar im Verhältnis von 75 Gew.-Teilen Polypropylen : 25 Gew.-Teilen Mischpolyamid. Der gesamte Polymerdurchsatz durch eine jede Packung ist 118 g/min. Sechs
der achx Packungen erzeugen 40 Polypropylenhomofäden und
42 Zweikomponentenfäden mit einem Polypropylen'csrn und einer
gemäß ASTM - D1238 bei 190°C unter einer Belastung von
2,14 kg, und ein 6,6/6-Mischpolyamid (Gew.-Verhältnis 75 : 25X welches als 8,4 $-ige Lösung in 90 $-iger Ameisensäure eine relative Viskosität von 40 aufweist, werden in einem
Schneckenextruder von 7,5 cm Durchmesser bzw. in einem
Standardnylonschneckendruckschmelzer geschmolzen. Die geschmolzenen Polymere werden zu einer jeden von acht Packungen zugeführt, und zwar im Verhältnis von 75 Gew.-Teilen Polypropylen : 25 Gew.-Teilen Mischpolyamid. Der gesamte Polymerdurchsatz durch eine jede Packung ist 118 g/min. Sechs
der achx Packungen erzeugen 40 Polypropylenhomofäden und
42 Zweikomponentenfäden mit einem Polypropylen'csrn und einer
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1,6/6- {Ιο : 25)-Mischpolyamidhülle, wobei das Kern /Hüll en-Volumenverhältnis
60 : 40 ist. Die anderen beiden Packungen erzeugen jeweils 80 Zweikomponentenfäden mit einen Poly- .
propylenkern und einer 6,6/6-Mischpolyamidhülle, wobei das
Xern/Hüllen-Volumenverhältnis SO : 20. ist. Alle Spinndüsenlöcher
besitzen die gleiche Größe. Die aus einer jeden Packung
extrudierten Fäden werden in Luft abgeschreckt und mit einen
Vers'treckverhältnis von 2,67 verstreckt, wobei die Oberfläche
der Verstreckrollen geriffelt ist. Die acht j?adenbündeln
werden elektrostatisch aufgeladen und jedes Bündel wird unmittelbar zu einer Schleuderpistole geführt, welche kontinuierlich
über einem sich vorwärtsbewegenden Band aus einem rostfreien" Stahldrahtnetz hin- und hergeführt wird. Die beiden
Packungen, welche 100 ^ Zweikomponentenfäden erzeugen, werden in die letzten beiden der acht Schleuderpistolen eingeführt.
Am Austritt der Pistole trennen sich die !Fäden voneinander.
Die Traversiergeschwindigkeit der Pistole ist 1,38 m/sec.
Die Breite dieser Bahn ist 4,3 m und ihr Gewicht beträgt 70 g/m . Die Bahn wird mit atmosphärischem Dampf behandelt,
um die Abnahme vom Drahtnetzförderer zu unterstützen, worauf sie dann gebunden wird, indem sie durch eine 0,3 m lange
Dampfkammer hindurchgeführt wird, während sie zwischen zwei
Förderbändern aus einem Textilstoff eingelegt ist. Die Dampfkammer
besitzt am Eintritt und am Austritt Dampfdichtungen, welche aus aufblasbaren Luftsäcken bestehen, wie es in der
G3-PS 1 001 508 beschrieben ist, die eine verdichtende V.rirkung
auf die Bahn ausüben. Sin Luftdruck von 3,30 kg/cm" wird auf den Dichtungen aufrechterhalten, und gesättigter
Dampf mit einem Druck von 1,54 kg/cm wird in der Dampfkammer aufrechterhalten, unter welchen Bedingungen die Mischpciyamidhülle
der Zweikomponentenfäden in der Struktur weich wird;. ■
und wobei sich -Bindungen zwischen einander berührenden Zveikomponentenfasern
ausbilden,, Abschließend wird das Produkt aufgewickelt.
30983370887 - ■ '
_7_ 2305633
Die Bahn besitzt eine Greiferfestigkeit (grab strength) von 25 kg sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der
Querrichtung.
lie Bahn wird auf der Seite mit dem kleineren Anteil an
Zweikcmponentenfäden mit einer viskosen Lösung eines nichtgehärteten vXaturguinmis beschichtet, die gleichmäßig mit Hilfe
eines Streichmessers auf die Bahn aufgebreitet wird. Hierauf wird der Gummi gehärtet.
Das Produkt ist ein elastisches Teppichunterlagenmaterial und es besitzt eine gute dimensioneile Stabilität und Zinreißfestigkeit,
und zwar auf Grund der gebundenen nicht-gevebten Bahn. Wenn es so gelegt wird, daß die Bahn zu oberst
ist, dann besitzt die Oberfläche eine hohe Abriebbeständigkeit.
Zum Vergleich wird ein ähnliches Teppichunterlagerunaterial
hergestellt, das durch eine "melded" Bahn verstärkt ist,
das die gleichen Anteile an Zweikomponentenfasern wie die oben beschriebene Paser aufweist, wobei aber nicht eine solche
Oberfläche reich an derartigen Fasern ist. Das Unterlagenmaterial besitzt eine gute dimensioneile Stabilität und Sinreißfestigkeit,
aber die obere Oberfläche wird rasch abgerieben, wobei sich Faden selbst von Hauptkörper des Materials
lösen.
Ein drittes Unterlagenmaterial, welches mit einem "melded" Material aus 100 % Zweikemponentenfäden verstärkt ist, besitzt
eine gute dimenaionelle Stabilität und Abriebfestigkeit, aber eine sehr niedrige Einreißfestigkeit.
309833/0887 J'
— ο —
Eine kreuzweise gelegte Baiin mit einem Gewicht von 68 g/m
wird aus einer Stapelfasermischung hergestellt, die zu 40 %
aus Nylon-66-fasern von 6 den und 63,5 mm Länge und zu 60 ^
aus Hülle/Kern-Heterofasern von 6 den und 63,5 mm Länge besteht,
wobei die letzteren einen Kern aus Nylon~66 und eine Hülle aus Nylon-6 im gleichen Verhältnis aufweisen. Die Bahn
wird etwas genadelt, um eine zusammenhaltende Struktur herzustellen.
Eine zweite kreuzweise gelegte Bahn mit einem Gewicht von 136 g/m wird ebenfalls aus einem Fasergemisch hergestellt,
das zu 70 io aus Nylon-66-fasern von 3 den und 51 mm Lange
und zu 30 io aus Heterofasern von 3 den und 51 ^^ Länge besteht,
wobei die Komponenten und die Anordnungen die gleichen sind wie beim ersten Gemisch. Diese Bahn wird ebenfalls leicht
genadelt, um eine zusammenhaltende Struktur herzustellen.
Die zweite Bahn wird auf einen sich vorwärtsbewegenden Eörderer
aufgelegt, und die erste Bahn wird oben auf die zweite Bahn gelegt. Die vereinigte Bahn wird dann zuerst durch einen
Kade!stuhl hindurchgeführt, in welchem sie mit feinen Nadeln
(36 Gauge) konsolidiert (laminiert) wird, worauf sie dann in einem Ofen mit Dampf und heißer Luft gebunden wird. In diesem
Ofen wird die Bahn 20 see lang in einer Atmosphäre aus 20 i>
Luft und 80 $> Dampf einer Temperatur von 225°C ausgesetzt.
Nach dem Durchgang durch den Bindeοfen wird die Bahn auf
Raumtemperatur abgekühlt und aufgewickelt. Das Produkt besitzt eine glatte, abriebbeständige Oberfläche. Die andere
Oberfläche ist verhältnismäßig weich. Das Material eignet sich.als Obermaterial für Slipper.
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Die Doppelbahnkonstruktion von Beispiel 2 wird wieder hergestellt,
aber diesmal wird ein Scrim aus gesponnenen Nylon-66-stapelfasern mit 18 Fäden/25 mm in der Kettentmd
der Schußrichtung zwischen die erste und die zweite Bahn gelegt. Die Struktur wird wie im Beispiel 2 gebunden.
Das Produkt ist demjenigen·-von Beispiel 2 ähnlich, besitzt
aber eine erhöhte dimensionelle Stabilität. .
Eine gebundene Bahn wird wie im Beispiel 2 hergestellt, aber unmittelbar nach dem Verlassen des Bindeofens wird fie durch
eine unbehandelte Kalanderpresse hindurchgeführt, wobei eine Rolle auf ihrer Oberfläche ein Prägemuster aufweist. Hierdurch
wird die Bahn in einem Muster verdichtet, das dem Prägemuster der Rolle entspricht.
Patentansprüche
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Claims (3)
1. Nicht-gewebte Struktur, die aus einem Gemisch von
bindefähigen und "nicht-bindefähigen Fasern tiergestellt ist,
und aus. einem Hauptkörper und aus Oberflächenschichten auf beiden Seiten des Hauptkörpers bestellt, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Oberflächenschicht einen höheren Anteil an bindefähigen Pasern als der Hauptkörper aufweist.
2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächenschichten, welche den höheren Anteil an bindefähigen Fasern enthalten, bis zu insgesamt 50 Gew.-^o der
nicht-gewebten Struktur ausmachen.
3. Struktur nach Anspruch 1 oder 2„ dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil der bindefähigen Fasern in der Oberflachenstruktur um mindestens 20 $>
höher liegt als der Anteil an bindefähigen Fasern im Hauptkörper.
4-. Struktur nacho einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die bindefähigen Fasern Kompcsitfasern
sind, die eine zum Kleben veranlaßbare Komponente enthalten, die mindestens einen Teil der Oberfläche der Fasern
bildet.
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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