DE2307681A1

DE2307681A1 - Non-woven spun fabric with binding filaments - mfd. by moving through hot bath to produce adhesion of binding filaments

Info

Publication number: DE2307681A1
Application number: DE19732307681
Authority: DE
Inventors: Lueder Dipl-Ing Dr Gerking
Original assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Current assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1974-08-29

Abstract

Non-woven fabrics bonded together by filaments, esp. spun non-woven fabrics comprising >=2 filament components, of which one acts as binder, are mfd. by introducing >=1 filament components of a copolyamide, which become adhesive in water at 60-100 degrees C, into the material, setting the non-woven by immersing it in hot water while it is held between two plates relative to which the water flows, squeezing the fabric, and drying. The advantages of hot immersion to produce adhesion of the binding filaments at relatively low temp. are obtd. while at the same time the use of a moving surface ensures that the fabric is not disturbed by surface friction.

Description

Verfahren zur Herstellung von mit Bindefäden gebundenen Spinnvliesen Bei der Herstellung von Vliesen aus Stapelfasern vermischt man häufig verschiedene Fasern um bestimmte Produkt eigenschaften zu erzielen. Im besonderen Falle mischt man Bindefasern unter die anderen Fasern (Strukturfasern), um mit ihnen durch Einwirkung von Wärme und meistens zusätzlich von Druck oder durch Anquellen oder Anlösen durch Feuchtigkeit oder durch chemisches Anlösen oder Anquellen eine Verbindung der Strukturfasern zu einem festen Vliesverband zu erhalten.Process for the production of spunbonded nonwovens bound with binding threads When producing nonwovens from staple fibers, different ones are often mixed together Fibers to achieve certain product properties. In the special case mixes one binding fibers under the other fibers (structural fibers) in order to interact with them by heat and usually additionally by pressure or by swelling or dissolving Moisture or a connection of the structural fibers through chemical dissolution or swelling to get a firm fleece bandage.

Diese Möglichkeiten sind auch bei Spinnvliesen gegeben, bei denen bekanntlich in einem Arbeitsgang die endlosen Fäden ersponnen, durch Luftströme verstreckt und zu einem Vlies abgelegt werden.These possibilities are also given with spunbonded fabrics in which As is well known, the endless threads are spun in one operation by air currents stretched and laid down to form a fleece.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Vliesen, vorzugsweise von Spinnvliesen, die mit Bindefäden verfestigt werden, wobei diese Fäden ihre Bindeeigenschaften durch Tränken in Flüssigkeitsbädern entwickeln. Gleichzeitig oder nachträglich kann die Verfestigung durch Wärme und/oder Druckeinwirkung erfolgen.The invention relates to a process for the production of nonwovens, preferably of spunbonded fabrics, which are consolidated with binding threads, these Threads develop their binding properties by soaking them in liquid baths. Simultaneously or the solidification can take place subsequently through the action of heat and / or pressure.

Es hat sich gezeigt, daß Fasern oder Fäden aus bestimmten Copolyamiden sehr gute Bindeeigenschaften in feuchter Wärme entwickeln. Beispielsweise hat ein Copolymerisat aus 50 Teilen Polyamid 6 auf der Basis Caprolactam und 50 Teilen Polyamid 6,6 auf der Basis AH-Salz bereits in warmem Wasser von über 600C eine ausreichende Klebefähigkeit für eine Vliesverfestigung, obwohl der Erweichungspunkt dieser Fäden in normaler Atmosphäre ei 100C liegt.It has been shown that fibers or threads made from certain copolyamides develop very good binding properties in moist heat. For example, has a Copolymer of 50 parts of polyamide 6 based on caprolactam and 50 parts of polyamide 6.6 on the basis of AH salt is already sufficient in warm water of over 600C Adhesiveness for a web consolidation, although the softening point of these threads in a normal atmosphere is about 100C.

Derartige Fasern oder Fäden können in bekannter Weise in trockener litze bei etwa 1800C als Bindefäden aktiviert werden. In einer mit Feuchtigkeit angereicherten Atmosphäre bis zum Sattdampf hin kann die erforderliche Bindetemperatur erniedrigt werden. Besonders gut entwickeln sich die Bindekräfte durch Tränken in heißem Wasser, wobei das Copolyamid rasch Feuchtigkeit aufnimmt, erweicht und klebrig wird. Durch ein anschließendes Zusammenpressen des Vlieses, beispielsweise in einem Walzenspalt, zwischen einer Stahl- und einer elastischen Walze, werden die Strukturfäden, die aus normalem Polyamid, Polyester, Polypropylen, Polyäthylen oder Polystyrol bestehen können, mit den Bindefäden in innige Berührung gebracht. Durch anschließendes Trocknen in bekannter Weise durch Heißgasströme, Strahlung oder Kontaktwärme an beheizten Flächen bzw. einer Kombination dieser Möglichkeiten, kann die Bindung ausgehärtet werden, ohne daß sie sich bei nachträglicher feucht-warmer Behandlung löst.Such fibers or threads can in a known manner in dry The braid can be activated as binding threads at around 1800C. In one with Moisture-enriched atmosphere up to saturated steam can be the required Binding temperature can be lowered. The binding forces develop particularly well by soaking in hot water, whereby the copolyamide quickly absorbs moisture, softens and becomes sticky. By subsequently compressing the fleece, for example in a nip, between a steel and an elastic one Roller, the structural threads, which are made of normal polyamide, polyester, polypropylene, Polyethylene or polystyrene can exist, with the binding threads in intimate contact brought. By subsequent drying in a known manner by means of hot gas flows, Radiation or contact heat on heated surfaces or a combination of these possibilities, the bond can be hardened without it becoming warmer afterwards Treatment solves.

Die eigentliche Aufgabe bei der Verfestigung von Vliesen mit Bindefasern oder -fäden, deren Verfestigung in Warmwasserbädern eingeleitet wird, besteht nun darin, das unverfestigte Rohvlies in das Wasserbad einzutauchen und es dann hindurchzuführen, ohne die Fäden in ihrer Lage zueinander zu verändern, d. h., den Vliesverband möglichst wenig zu verziehen.The actual task in the consolidation of nonwovens with binding fibers or threads, the solidification of which is initiated in hot water baths, now exists in dipping the unconsolidated raw fleece into the water bath and then passing it through, without changing the position of the threads in relation to one another, d. i.e., the fleece bandage if possible little to be forgiven.

Zieht man das Vlies über Führungsrlächen und Taucheinrichtungen durch das Bad, so ergibt sich durch die Reibung an diesen Flächen einerseits und durch die Reibung zwischen Vlies und Wasser andererseits immer ein Längsverzug. Das Vlies wird dabei in Längsrichtung orientiert und erhält in Längs- und Querrichtung deutlich unterschiedliche Eigenschaften. An den Taucheinrichtungen, wie Stäben oder mitdrehenden Walzen, lagern sich außerdem oft Teile der Bindefäden ab und es kommt wegen der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Vlies und diesen Führungsflächen zum Aufflusen des Fadenverbandes.If you pull the fleece through guide surfaces and immersion devices the bath results from the friction on these surfaces on the one hand and through the friction between fleece and water, on the other hand, always results in a longitudinal distortion. The fleece is oriented in the longitudinal direction and is clearly preserved in the longitudinal and transverse directions different properties. On the diving equipment, such as rods or rotating ones Rollers, parts of the binding threads are also often deposited and it comes about because of the Relative speed between the fleece and these guide surfaces for fluffing of the thread association.

Eine gewisse Abhilfe kann dadurch geschaffen werden, daß man das Vlies vorpreßt, also mit leichter Vorverfestigung durch das Wasserbad führt. Dies reicht aber in der Regel nicht aus, die genannten Nachteile zu vermeiden. Eine weitere Schwierigkeit tritt häufig durch die nicht sehr hohe Benetzbarkeit des Vlieses beim Eintauchen in das Bad auf. Die Abhilfe durch Netzmittel, die dem Wasser beigegeben sind, ist oft nicht erwünscht, da sich diese dann im Vlies befinden und bei der späteren Anwendung stören können, wenn sie nicht nachträglich wieder ausgewaschen werden.A certain remedy can be created by removing the fleece pre-presses, so it leads through the water bath with a slight pre-consolidation. This is enough but generally not enough to avoid the disadvantages mentioned. Another Difficulty often arises from the not very high wettability of the Fleece when immersed in the bath. The remedy is through wetting agents that are added to the water is often not desired, as these are then located in the fleece and with the Can interfere with later application if they are not washed out again afterwards will.

Das Vlies könnte man beispielsweise wie bei den bekannten Siebtränkmaschinen zwischen zwei Bänder bringen, die es dann durch das Wasser führen, oder es kann an eine ins Wasserbad tauchende Trommel durch ein mitumlaufendes Siebband gedrückt werden. Hierbei tritt aber auch eine" wenn auch geringe, Verschiebung der Fäden untereinander auf, da die beiden Führungsflächen, von denen mindestens eine perforiert sein soll, nie vollkommen die gleiche Geschwindigkeit haben. Zudem besteht der Nachteil, daß Fäden am Siebband anhaften können, selbst wenn es laufend gereinigt wird, und der Fadenverband aufgezogen wird.The fleece could, for example, be used in the same way as in the known sieve impregnation machines bring it between two ligaments, which then lead it, or it can, through the water pressed against a drum immersed in a water bath by a rotating sieve belt will. Here, however, there is also an "albeit slight shift" of the threads among each other, as the two guide surfaces, at least one of which is perforated should never be completely the same speed. There is also the disadvantage that threads can stick to the sieve belt, even if it is constantly cleaned, and the thread bandage is pulled up.

Es wurde nun gefunden, daß man mit Bindfäden gebundene Mischvliese aus zwei oder mehr Fadenkomponenten ohne die oben beschriebenen Nachteile herstellen kann, wenn man als Bindefaden mindestens eine Fadenkomponente aus einem Copolyamid, das in heißem Wasser über etwa 600C und unter 1000C Klebeeigenschaften entwickelt, einbringt, die Verfestigung des Vlieses durch Tränken in heißem Wasser an mitbewegten, durchströmten Flächen vornimmt und das Vlies anschließend abquetscht und trocknet.It has now been found that mixed fleeces bound with twine can be used made from two or more thread components without the disadvantages described above can, if at least one thread component made of a copolyamide is used as the binding thread, that develops adhesive properties in hot water above about 600C and below 1000C, brings in the solidification of the fleece by soaking in hot water on moving, flows through surfaces and then squeezes the fleece and dries.

Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, daß man zur Herstellung eines Vlieses mit hoher Querelastizität das Vlies nach dem Tränken in heißem Wasser in Längsrichtung verzieht und in diesem verstreckten Zustand durch Trocknen endgültig abbindet. Man kann andererseits erfindungsgemäß ein Vlies mit hoher Längselastizität herstellen, wenn man das Vlies in gestauchter Form auf die durchströmten FUhrungsflächen des Wasserbades bringt und es in dieser Stellung abbindet.Another embodiment of the invention provides that one for the production of a fleece with high transverse elasticity, the fleece after soaking in hot water warped in the longitudinal direction and finally in this stretched state by drying sets. On the other hand, according to the invention, a fleece with high longitudinal elasticity can be used produce when you place the fleece in compressed form on the flow-through guide surfaces of the water bath and sets it in this position.

Die Aufgabe, ein gleichmäßig hydrothermisch verfestigtes Vlies mit dem genannten Copolyamid als Bindefäden herzustellen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das unverfestigte Vlies auf wasserdurchlässige Führungsflächen gebracht wird und man das heiße Wasser zwangsweise durch das Vlies und eben diese Führungsflächen leitet. Dadurch wird das Vlies an die Führungsflächen gedrückt bzw. gesaugt. Es braucht im Wasserband keine Kräfte in Fahrtrichtung aufzunehmen und kann demzufolge nicht verschoben oder verzogen werden.The task of using a uniformly hydrothermally consolidated fleece Producing the above-mentioned copolyamide as binding threads is thereby achieved according to the invention solved that the unconsolidated fleece is brought to water-permeable guide surfaces will and one the hot water forcibly through the fleece and even guides these guide surfaces. This presses the fleece against the guide surfaces or sucked. There is no need to absorb any forces in the direction of travel in the water band and therefore cannot be moved or moved.

Dieses Durchströmen hat neben der Verhinderung des Verzugs in Längsrichtung auch noch den Vorteil, daß es einen möglichen Schrumpf in Querrichtung verhindert, dieser sich also nur kurz beim Eintauchen auswirken kann. Die Verweilzeiten in einem derartigen Wasserbad von etwa 80 bis 950C können für ein Vlies von 2 50 g/m2, welches einen Bindefadenanteil von etwa 20 ß Copolyamid hat und dieses Copolyamid aus 50 ß Caprolactam und 50 X AH-Salz hergestellt ist, unter 10 Sekunden liegen.In addition to preventing warping in the longitudinal direction, this flow through also has the advantage that it prevents possible shrinkage in the transverse direction, this can only have a brief effect when immersed. The dwell times in one Such a water bath of about 80 to 950C can be used for a fleece of 2 50 g / m2, which has a binding thread content of about 20 ß copolyamide and this copolyamide from 50 ß caprolactam and 50 X AH salt is produced, take less than 10 seconds.

Nach dem Verlassen des Wasserbades wird das Vlies zwischen Quetschwalzen, beispielsweise einer metallischen und einer elastischen Walze, abgequetscht, wodurch sich sein Wassergehalt von beispielsweise 350 ß auf knapp 100 % verringert. Hierbei werden die Bindefäden innig mit den Strukturfäden verbunden, und man kommt zu einem gut verfestigten Fadenverband. Durch den Grad der Abquetschung kann die Vliesverfestigung gesteuert werden. Nach dem Abquetschen ist die Verklebungseigenschaft der Bindefäden wesentlich verringert.After leaving the water bath, the fleece is placed between nip rollers, for example a metallic and an elastic roller, pinched off, whereby its water content is reduced from, for example, 350 ß to almost 100%. Here the binding threads are intimately connected to the structural threads, and you come to one well consolidated thread association. Due to the degree of squeezing, the nonwoven can be strengthened being controlled. After squeezing, the bonding properties are the binding threads significantly reduced.

Das Vlies wird dann einem der für Flächengebilde gebräuchlichen Trockner zugeführt und dort auf die gewünschte Endfeuchte von wenigen Prozent getrocknet. Anschließend kann es als fertiges Material aufgewickelt werden.The fleece is then used in one of the dryers commonly used for flat structures fed and dried there to the desired final moisture content of a few percent. It can then be wound up as a finished material.

Besondere Effekte hinsichtlich der Elastizität des Vlieses in Längs- und Querrichtung können bei diesem Verfahren recht einfach erzielt werden. Eine höhere Querelastizität und vor allem eine höhere Querdehnung kann man z. B. dadurch erreichen, daß das Vlies nach dem Verlassen des Quetschwerkes, aber auch schon zwischen Wasserbad und Quetschwerk durch einen entsprechend schnelleren Lauf des Jeweils folgenden Antriebs in Längsrichtung verstreckt wird. Die Copolyamidfäden sind dann so gut durchgequollen und aufgeweicht, daß sie eine große scherenförmige Verformung des Fadenverbandes gestatten, ohne daß die Fäden reißen oder sich aus der Verklebung lösen. Ist der Strukturfaden z. B. aus Polyamid 6, so läßt auch dieser Verformungen zu, die durchaus für das gesamte Mischvlies 50 /M und mehr Längsverzug möglich machen. Das erhaltene Produkt mit hoher Querelastizität, sog. "Stretcheffekt", ist fr die verschiedensten Fälle, wie Wundverbände, Handschuhe, elastische Streifen und dergleichen, verwendbar.Special effects with regard to the elasticity of the fleece in the longitudinal and cross direction can be achieved quite easily with this method. One higher transverse elasticity and above all a higher transverse elongation can be achieved, for. B. thereby achieve that the fleece after leaving the squeezing unit, but also between Water bath and squeezing mechanism through a correspondingly faster run of each following drive is stretched in the longitudinal direction. The copolyamide threads are then so well swollen and softened that it was shaped like a large scissor deformation of the thread association without tearing the threads or getting out of the bond to solve. Is the structure thread z. B. made of polyamide 6, this also allows deformations too, which make longitudinal warpage 50 / M and more possible for the entire mixed fleece. The product obtained with high transverse elasticity, so-called "stretch effect", is suitable for various cases, such as wound dressings, gloves, elastic strips and the like, usable.

Den entgegengesetzten Effekt, nämlich ein Vlies mit höherer Längselastizität und höherer Längsdehnung, kann man dadurch erzielen, daß man das Vlies den Führungsflächen im Wasserbad mit einer größeren Geschwindigkeit zuführt, so daß es gestaucht an diese gelangt, dort festgehaiten und in diesem Zustand die Verfestigung eingeleitet wird.The opposite effect, namely a fleece with higher longitudinal elasticity and higher elongation can be achieved by placing the fleece on the guide surfaces in the water bath at a greater speed so that it is compressed this arrives, is stuck there and in this state the solidification is initiated will.

Es wurde weiterhin gefunden, daß sich die Verfestigung im Wasserbad auch gleichzeitig sehr gut dazu eignet, das Vlies zu färben oder andere Substanzen aufzubringen, indem man diese kontinuierlich dem Wasser beimischt. Es gibt Farbstoffe, die die Verfestigung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen. Eine Einbringung von zusätzlichen, in Wasser dispergierten Bindemitteln, ist ebenfalls möglich. Hierdurch ist eine weitere Veränderung der Produkte bzw. deren Eigenschaften möglich. Die vorzugsweise als perforierte Trommel ausgebildete durchströmte Führungsfläche kann man ganz in die Flüssigkeit eintauchen lassen, wenn die Berührung mit Luft zum Anhaften der Farbstoffe oder Bindemittel an der Trommel führt.It was also found that the solidification in the water bath At the same time, it is also very suitable for dyeing the fleece or other substances to apply by continuously adding them to the water. There are dyes which do not or only insignificantly impair the solidification. A contribution of additional binders dispersed in water is also possible. Through this It is possible to change the products or their properties further. the preferably designed as a perforated drum through-flow guide surface can to be completely immersed in the liquid when it comes into contact with air for sticking the dyes or binders on the drum.

Es ist grundsätzlich ein Vorteil der Spinnvliese aus endlosen Fäden bei diesem Verfahren, daß sie sich im Unterschied zu Stapelfaservliesen nahezu ohne Verzug auch über längere Strecken, beispielsweise 20 cm, durchs Wasser führen lassen, bevor sie sich an die Führungsfläche anlegen und dann völlig gegen Verzug geschützt sind. Die Einführung des Vlieses in das Wasserbad erfolgt dabei vorteilhafterweise senkrecht von oben. Wegen der guten Verankerung der endlosen Fäden im Vliesverband kann die Trommel ganz mit Wasser bedeckt sein.It is basically an advantage of spunbonded fabrics made from endless threads in this process that, in contrast to staple fiber fleeces, they are almost without Allow the warpage to pass through the water over longer distances, for example 20 cm, before they lie against the guide surface and then completely protected against distortion are. The introduction of the fleece into the water bath takes place advantageously vertically from above. Because of the good anchoring of the endless threads in the fleece bandage the drum may be completely covered with water.

Das gesamte Verfahren kann nicht nur bei Copolyamiden Anwendung finden, sondern auch bei anderen Bindefäden, die z. B. nicht allein durch Wasser, sondern durch Zusatz von Lösungsmitteln oder allein durch diese Klebeeigenschaften entwickeln. Das Bad enthält dann das Lösungsmittel, das ebenso wie das Wasser das Vlies durchdringt, während dieses an den mitbewegten Führungsflächen gehalten wird.The entire process can not only be used for copolyamides, but also with other binding threads that z. B. not just by water, but develop adhesive properties through the addition of solvents or through these alone. The bath then contains the solvent which, like the water, penetrates the fleece, while this is held on the accompanying guide surfaces.

Beispiel Ein Spinnvlies von etwa 50 g/m2 Gewicht wurde aus 80 Gew.% Strukturfäden Polyamid 6 und 20 GewOX Bindefäden des genannten Copolyamids aus Je zur Hälfte Polyamid 6 und Polyamid 6,6 hergestellt. Die Fäden wurden aus Längsdüsen ausgesponnen und mit Luftströmen, die in Kanälen geführt wurden, abgezogen. Es waren abwechselnd Struktur- und Bindefadendüsen nebeneinander angeordnet. Die Fadenvermischung konnte einerseits durch Schwenken der Fadenscharen oberhalb des luftdurchlässigen Auffangbandes Jeweils in den Bereich der Nachbardüsen, oder durch Einführen zweier benachbarter Fadenscharen in einen Kanal vorgenommen werden. Das Rohvlies wurde senkrecht von oben in ein Wasserbad von 850C eingeführt, in dem sich eine perforierte Trommel drehte, deren Umfangsgeschwindigkeit der Fördergeschwindigkeit des Vlieses entsprach. Eine Umwälzpumpe sorgte für die Durchströmung der Trommel fläche mit Wasser, indem sie stirnseitig an der Trommel das Wasser absaugte und es durch ein Verteilersystem dem Wasserbad wieder zuführte. Die Verweilzeit des Vlieses im Wasserbad betrug 6 Sekunden. Anschließend wurde das Vlies bei einem Liniendruck von 15 kp/cm zwischen einer Stahlwalze und einer Walze mit Gummibelag gepreßt. Danach wurde es einem Trockner zugeführt, in dem es durch Warmluftströme von 1500C getrocknet wurde. Example A spunbonded nonwoven with a weight of about 50 g / m2 was made from 80% by weight Structural threads polyamide 6 and 20 GewOX binding threads of the copolyamide mentioned from Je half made of polyamide 6 and polyamide 6.6. The threads came from longitudinal nozzles spun out and withdrawn with air currents that were guided in channels. There were Alternating structure and binding thread nozzles arranged side by side. The thread intermingling could on the one hand by pivoting the thread sheets above the air-permeable Collecting tape in the area of the neighboring nozzles, or by inserting two adjacent thread sheets are made in a channel. The raw fleece was Introduced vertically from above into a water bath of 850C in which there is a perforated Rotated drum, the peripheral speed of which corresponds to the conveying speed of the fleece corresponded. A circulation pump also ensured that the drum surface was flowed through Water by sucking off the water on the front of the drum and pouring it through The distribution system was fed back to the water bath. The residence time of the fleece in the water bath was 6 seconds. The fleece was then subjected to a line pressure of 15 kp / cm pressed between a steel roller and a rubber-coated roller. After that it became fed to a dryer in which it was dried by hot air currents at 1500C.

Claims

1. Process for the production of nonwovens bound with binding threads, in particular spunbonded fabrics made of two or more thread components, one of which as Binding thread is characterized in that at least one thread component is made from a copolyamide that has adhesive properties in hot water above about 600C and below 1000C develops, brings in, the consolidation of the fleece by soaking in hot water is carried out on moving surfaces through which there is flow, and then the fleece squeezes and dries.

2. The method according to claim 1, characterized in that one for Increasing the transverse elasticity of the fleece after soaking in hot water in the longitudinal direction warped and finally sets in this stretched state by drying.

3. The method according to claim 1, characterized in that one for Increasing the longitudinal elasticity of the fleece in compressed form on the flow through Brings guide surfaces of the water bath and sets it in this position.