DE2313873A1

DE2313873A1 - Leichter, abriebfester filmfibrillenvliesstoff und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2313873A1
Application number: DE2313873A
Authority: DE
Inventors: Philip Eugene Miller
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE2313873C3; US4091137A; US4152389A; JPS4912171A; JPS57149542A; IT1012052B; JPS5735302B2; FR2176874A1; GB1425116A; FR2176874B1; DE2313873B2

Description

E.I. DIT PONT DE NEMOURS AND .COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A.

Leichter, abriebfester Filmfibrillenvliesstoff und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft einen leichten- Vliesstoff mit einer Vielzahl von kleinen, durchsichtigen, verdichteten Flächen, die gleichmässig über seine Oberfläche verteilt sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung- desselben. Die Herstellung von Vliesen aus endlosen Netzen aus Filmfibrillenelementen ist in der USA-Patentschrift 3 169 899 beschrieben, gemäss der eine Lösung eines Polymerisats bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunkts des Lösungsmittels durch Entspannungsspinnen unter hohem Druck in einen Raum von niedrigem Druck versponnen wird, wobei sich an der Spinndüse ein dreidimensionales Netz aus Filmfibrillen bildet. Dieses endlose Netz wird mit Hilfe eines Umlenkorgans seitlich ausgebreitet und dann in mehreren Richtungen in einer sich überlappenden und schneidenden Anordnung auf einem vorrückenden Förderband abgelegt. Das Vlies kann verdichtet werden, indem man es zwischen zwei kalten Walzen hindurchführt.

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Oi)WOhI solche Textilvliese als solche vielen Verwendungszwecken zugeführt werden können, wird doch für einige Endverwendungszwecke ein gegen Abrieb und Entschichtung beständigeres Erzeugnis verlangt. Die USA-Patentschrift 3 4-78 141 beschreibt eine thermische Punktverdichtungsmethode zum Binden derartiger Filmfibrillenvliese. Die verdichteten Stellen der so entstehenden Vliesstoffe, die als Punktbindungen bezeichnet werden, bestehen aus zahlreichen kleinen Flächen, in denen die Filmfibrillenelemente unter Druck verdichtet und teilweise miteinander verschmolzen worden sind, wodurch in diesen gebundenen flächen das Lichtstreuvermögen vermindert und die Lichtdurchlässigkeit erhöht wird. Deshalb werden diese gebundenen Stellen.als-"durchscheinende Fenster" bezeichnet. Bei einer geeigneten nachträglichen mechanischen Erweichungsbehandlung werden die Filmfibrillenelemente zwischen den Stellen der Punktbindungen in mikroskopischem" Massstab "aufgeflockt" und erhalten dadurch mehr Beweglichkeit, so dass man einen weichen, drapierbaren Vliesstoff erhält, der infolge der restlichen Punktbindungen seine gute Widerstandsfähigkeit gegen Entschichtung und Abrieb beibehalten hat. Solche Vliesstoffe eignen sich für Wegwerfkleidungsstücke, Tuche und Vorhänge sowie auch als Schutzpackmaterial usw.

Bei vielen solchen Anwendungen .wird aber ein leichteres Erzeugnis verlangt, und dieses lässt sich nach der.Methode der thermischen Punktverdichtung nur bis hinab zu Fläehengewichten von ungefähr 44 g/m herstellen. Wenn man solche Vliesstoffe mit noch geringeren Flächengewichten herstellt, zeigen sie Schwankungen in der Lichtdurchlässigkeit und Lichtreflexion, die auf örtliche Ungleichmässigkeiten Im Flächengewicht der Vliesstoffe zurückzuführen sind, so dass solche Vliesstoffe, obwohl sie völlig ausreichende Zugfestigkeitseigenschaften aufweisen, wegen ihres Aussehens nicht abgesetzt werden können. Dies liegt daran, dass die Ungleichmässigkeiten wegen des geringen Flächengewichts der Vliesstoffe weniger Gelegenheit haben, sich gegenseitig auszugleichen,

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weil weniger Filmfibrillennetzschichten vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gleichmässige Aussehen von leichten Filmfibrillenvliesstoffeh aus thermoplastischen Polymerisaten zu verbessern.

Gegenstand der Erfindung ist ein leichter, abriebfester FiImf ibrillenvliesstof f, der über praktisch die ganze Fläche" mindestens einer Oberfläche hinweg mit einem Muster aus verdichteten Stellen versehen ist und sich dadurch kennzeichnet, dass das Muster aus 8 bis 155 kleinen verschmolzenen Bereichen ge cm besteht, deren Summe 3 bis 25 $ der Gesamtfläche der Oberfläche des "Vliesstoffs beträgt, und deren optische Durchlässigkeit mindestens 70 $ beträgt. Vorzugsweise hat der leichte Filmfibrillenvliesstoff ein Flächengewicht von 10 bis

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44 g/m , insbesondere von 20 bis 39 g/m . Vorzugsweise bestehl der Filmfibrillenvliesstoff aus linearem Polyäthylen.

Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser abriebfesten Filmfibrillenvliesstoffe durch Hindurchleiten des Filmfibrillenvlieses durch den Spalt zwischen zwei Walzen, von denen die eine eine erhitzte, harte, wärmeleitende Oberfläche aufweist, aus der harte Vorsprünge herausragen, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer Walze, die 8 bis

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155 harte Vorsprünge je cm mit einer Höhe von mindestens dem 1,2-fachen der Dicke des zu behandelnden Vlieses und mit einer an ihren Spitzen gemessenen Gesamtquerschnittsflache aufweist, die ausreicht, um das Vlies mit gemusterten Flächen zu versehen, deren Gesamtfläche 3 bis 25 ?° der Vliesfläche beträgt, und einer Gegenwalze, deren Oberfläche eine Shore-Durometerhärte gemäss Skala D von mindestens 70 aufweist, bei einem Druck zwischen den Walzen von mindestens 0,892 kg/cm je Prozenteinheit der gemusterten Fläche arbeitet, wobei die Kombination von Wärme und Druck ausreicht, um die Filmfibrillen zu verschmelzen und in der gemusterten Fläche durchsichtige Fenster zu erzeugen, ohne ein wesentliches Schmelzen der Filmfi-

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brillen in den restlichen Flächen des Vliesstoffs herbeizufuhren. Vorzugsweise werden die Vorsprünge um 30 "bis 40 C über den Schmelzpunkt des Vliesstoffs erhitzt. Es wird so viel Wärme durch die wärmeleitende Walze und ein solcher Druck zwischen den Walzen zur Einwirkung gebracht, dass die.Filmfibrillen an der Oberfläche des Vlieses unmittelbar unter den Vorsprüngen der ersten Walze zu durchsichtigen Fenstern verschmelzen, ohne in der restlichen Fläche des Vlieses zu schmelzen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine Endansicht einer Vorrichtung, um ein FiImfibrillenvlies mit einem Prägemuster zu versehen.

Fig. 2 ist ein vergrösserter Querschnitt durch einen Teil eines durch Prägen gemusterten Vliesstoffs.

Gemäss Fig. 1 wird das Filmfibrillenvlies 1 von der Rolle 2 abgezogen. Das Vlies ist im aligemeinen'0,07 bis 0,20 mm dick. Es läuft zwischen den Walzen 3 und 4 hindurch, wo es mit dem Prägemuster versehen wird, und der durch Prägen-verdichtete Vliesstoff 5 wird auf die Rolle 6 aufgewickelt. Die Prägewalze 3 hat eine wärmeleitende Oberfläche 7, die einstückig mit der Walze 3 geformt oder aus einem besonderen Mantel bestehen kann. Erhabene VorSprünge 8 drücken dem Filmfibrillenvlies bei seinem Durchgang zwischen den Walzen 3 und 4 (deren Antrieb nicht dargestellt ist) ein Muster auf. Die Oberfläche der Walze 4 hat eine Durometerhärte nach der Shore-Skala D von mindestens 70. Eine hohle Kammer 10 in der Prägewalze 3 wird mit Wasserdampf unter gesteuertem Druck gespeist. Die Temperatur der Walzenoberfläche wird durch Steuerung des Wasserdampfdrucks in der Kammer 10 geregelt. Die Prägewalze kann aber auch durch umlaufendes heisses Öl, durch eingebaute elektrische Widerstandserhitzer oder auf

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ähnliche, in der Technik bekannte Weise erhitzt werden.

Pig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen mit dem Prägemuster versehenen Pilmfibrillenvliesstoff 5, wie er mit der Vorrichtung gemäss Pig. 1 hergestellt werden kann. Die Bindungsbereiche 13 sind durchsichtige "Penster" in dem Pilmfibrillenvliesstoff, die sich unter der Wärme- und Druckeinwirkung beim Andrücken der Yorsprünge 8 gegen die Gegenwalze 4 gebildet haben. Die Pilmfibrillen auf der ersten Seite 15 des Pensters (der der erhitzten Prägewalze zugewandten Seite) sind miteinander verschmolzen und lassen sich in diesem Bereich nicht mehr trennen. Hieraus ergibt sich eine hohe .Abriebfestigkeit der ersten Seite des Yliesstoffs. Die Pibrillen auf der anderen Seite 16 des Pensters (der bei der Behandlung der Gegenwalze zugewandten Seite) sind nur schwach gebunden und tragen nicht viel zur Abriebfestigkeit der zweiten Seite des Yliesstoffs bei. Deshalb ist es häufig zweckmässig, den Yliesstoff nach der ersten Behandlung umzudrehen und einer zweiten Prägebehandlung zu unterwerfen, wenn auch die andere Seite des Yliesstoffs eine hohe Abriebfestigkeit erlangen soll. Man kann aber zu diesem Zwecke auch mit zwei Walzenpaaren arbeiten, wobei das zweite Walzenpaar die umgekehrte Anordnung aufweist wie das erste. Die zwischen den durch die Yorsprünge verdichteten Stellen liegenden Plächen 14 bleiben bei dem Prägevorgang praktisch unverschmolzen.

Als Ausgangsstoffe für die Erfindung geeignete Yliese bestehen aus endlosen Netzen aus Pilmfibrillenelementen, vorzugsweise in der kaltverdichteten Porm, wie sie nach der USA-Patentschrift 3 169 899 erhalten wird. Yliese mit Plächengewichten

von 10 bis 44 g/m werden bevorzugt, und Yliese mit Plächen-

gewiehten von 20 bis 39 g/m werden besonders bevorzugt. Die Pilmfibrillenelemente müssen aus einem thermoplastischen Polymerisat, wie einem Olefinpolymerisat, bestehen. Das bevorzugte thermoplastische Polymerisat ist lineares Polyäthylen.

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Ein überraschendes Ergebnis der Erfindung ist die Änderung im Aussehen des leichten Vlieses, wenn dieses durch Prägeverdichtung zu einem Vliesstoff verarbeitet wird, dessen verdichtete Flächen eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 70 $> aufweisen." Wenn der optische Kontrast zwischen dem verhältnismässig undurchsichtigen Hintergrund und den kleinen verdichteten Flächen gross genug wird (d.h. wenn die Lichtdurchlässigkeit der letzteren auf mindestens 70 $> erhöht wird), haben die erfindungsgemäss verdichteten Vliesstoffe eine viel grössere Gleichmässigkeit als die Ausgangsvliese_s und zwar nicht nur bei direkter Beobachtung im reflektierten oder im durchfallenden Licht, sondern sogar auf photographischen Reproduktionen. dieser Vliesstoffe.

Me Prägemuster müssen, wenn sie der Erfindung genügen sollen, einen bestimmten Charakter haben» Sie müssen aus vielen ein-

zelnen Bereichen, nämlich aus 8 bis 155 Bereichen je cm , bestehen, und die Gesamtfläche dieser verdichteten Bereiche soll 3 bis 25 i° der Gesamtfläche der durch Prägen verdichteten Oberfläche des Vliesstoffs betragen. Die einzelnen verdichteten Bereiche können bei einem gegebenen Erzeugnis sämtlich eine ähnliche Grosse und Form aufweisen. Mit der Massgabe der oben genannten Anforderungen an Dichte und prozentuale Bedeckung der Oberfläche können die verdichteten Bereiche die Form von Punkten, Kreisen, Dreiecken, geraden oder krummen Linienabschnitten usw. haben, und ein besonders bevorzugtes Muster besteht aus einer Anordnung von Bereichen in der Form von Kreuzen. Die Bereiche können in regellosen oder geordneten Abständen voneinander stehen_} müssen sich aber im wesentlichen über die ganze Oberfläche des Vliesstoffs in einer praktisch gleichmässigen Dichteverteilung erstrecken. Bevorzugt werden diejenigen Anordnungen, die, wenn das Vlies von beiden Seiten her verdichtet wird, nicht zur Ausbildung von Moire-Effekten führen, wenn auch ein gewisser Grad von Überlappung der Muster auf den beiden Seiten zulässig ist.'

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Ein "besonders "bemerkenswertes Merkmal der Erfindung liegt darin, dass man selbst dann, wenn die Prägeverdichtungsmuster allen anderen, o"ben genannten Anforderungen genügen, nur eine unbedeutende oder überhaupt keine Verbesserung in der Gleichmässigkeit des Aussehens erzielt, wenn man die Verdichtungsbedingungen nicht so einstellt, dass die durchsichtigen verdichteten Bereiche eine mittlere optische Durchlässigkeit- von mindestens 70 $ aufweisen. Optische Durchlässigkeiten der verdichteten Bereiche von mehr als 75 i° werden bevorzugt. Die mittlere prozentuale Durchlässigkeit wird nach dem folgenden Verfahren bestimmt: Man bedient sich eines gewöhnlichen Lichtmikroskops von geeignetem Vergrösserungsvermögen und, falls erforderlich, geeigneter Maskierungsvorrichtungen, so dass das Gesichtsfeld so stark eingeengt werden kann, dass es vollständig in einzelne verdichtete Bereiche fällt. Die durch das Mikroskop hindurchfallende Lichtmenge wird gemessen, indem man das Okular durch eine Photozelle ersetzt. Dann wird die Beleuchtungsintensität (Glühlampe) oder die Optik des Mikroskops oder aber die Empfindlichkeit des Messgerätes, mit dem die Leistung der Photozelle bestimmt wird, so eingestellt, dass man von der Photozelle eine geeignete Ablesung erhält, wenn keine Probe vorhanden ist. Hierauf wird ohne weitere Änderungen die Probe so in den Brennpunkt eingesetzt, dass das Licht nur durch einen einzigen verdichteten Bereich (oder einen

Teil desselben) hindurchgeht, worauf man wiederum die Lichtintensität mit Hilfe der Photozelle bestimmt. Das Verhältnis der zweiten Bestimmung zur ersten Bestimmung ist die prozentuale Durchlässigkeit. Die prozentualen Durchlässigkeitswerte von mindestens zehn verschiedenen, regellos ausgewählten verdichteten Bereichen werden berechnet, und der Mittelwert ergibt die mittlere optische Durchlässigkeit der verdichteten Probe.

Es wurde gefunden, dass aussergewöhnlich hohe Prägedrücke erforderlich sind, um eine ausreichende Verdichtung der Pilmfibrillenelemente der Vliese herbeizuführen, damit der erforder-

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liehe Mindestwert der optischen Durchlässigkeit der verdichteten Bereiche von 70 fo erzielt wird. Wenn man z.B.. metallische Prägewalzen verwendet, die mit einer Anordnung von Yorsprüngen versehen sind, welche den oben angegebenen Anforderungen an das Prägemuster genügen., müssen Walzenspaltdrüeke von mindestens 0,892 kg/cm je Prozenteinheit der gemusterten Oberfläche angewandt werden; mit anderen Worten: es ist ein Mindestdruck von 11 kg/cm für ein Prägemuster erforderlich, das 12 fo der Vliesstoffflache einnimmt. Drücke von 1,51 bis 2,86 kg/cm je Prozenteinheit der gemusterten fläche werden bevorzugt, besonders bei Walzendurchmessern von etwa 30 cm. Wesentlich höhere als die oben genannten bevorzugten Drücke erzeugen zwar auch noch geeignete durchsichtige verdichtete Bereiche, sollen aber im allgemeinen vermieden werden, da sie nicht nur zu einem frühzeitigen Versagen der G-egenwalzen führen, sondern auch leicht eine Durchlochung des Vliesstoffs zur Folge haben können. Abgesehen von dxesen hohen Walzendrücken muss die Oberfläche der Gegenwalze eine Härte von mindestens 70 auf der Shore D-Skala aufweisen; Härtewerte von 80 bis 9Q werden bevorzugt. Wesentlich härtere Oberflächen können zwar verwendet werden, erfordern aber übermässig enge Toleranzen hinsichtlich der Vollkommenheit und Gleichmässigkeit der Prägewalze und der Gegenwalze, wenn die Vorrichtung eine einigermassen gute Dauerhaftigkeit aufweisen soll und man eine gleichmässige Musterbegrenzung über den ganzen verdichteten Vliesstoff hinweg ohne Durehlochung des Vliesstoffs erzielen will. Das Shore-Gerät zum Messen der Durometerhärte wird von der Shore Instrument Manufacturing Co= ₉ Inco_S 20-25 Van Wyk Expressway, Jamaica, New York, ΜΌΥ. _s hergestellt. Der Durometertest ist in den ASTM-Prüfnormen D-1706-61 und D-1484-59 beschrieben» Unter diesen Bedingungen beträgt die Spaltbreite zwischen der Prägewalze und der Gegenwalze etwa 0,32 bis 0,64 cm, woraus¹ sich für Anteile der gemusterten Bereiche an der Gesamtfläche von 3 bis 25 f° (der Fläche der an die Spitzen der Vorsprünge angelegten imaginären Zylindertangente) ausserordentlich hohe Prägedrücke an den

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Yorderflächen der Vorspränge ergeben. Da ferner das Verdi clitungsverfahren gemäss der Erfindung bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt des Polyolefins durchgeführt werden muss, aus dem das Ausgangsvlies besteht, muss die Gegenwalze beträcht-.lich erhöhte Temperaturen aushalten. (Unter Umständen kann eine Kühlung der Oberfläche der Gegenwalze in Betracht korn-, men, um deren Lebensdauer zu verlängern, sofern die kühlere Oberfläche der Gegenwalze den Charakter des Verdichtungsmusters in dem Vliesstoff nicht beeinträchtigt). Schliesslich muss die Oberfläche der Gegenwalze auch elastisch"genug sein, damit sie auch bei hoher Temperatur und unter hohem Druck nicht selbst "geprägt" wird. Geeignete Gegenwalzen können hergestellt werden, indem man einen Stahlwalzenkern mit einem "Permavent"-Kautschukraantel (Warenzeichen der Stowe-Woodward Co.), mit einem gegossenen Polyamidmantel oder einem Mantel umgibt, der aus axial verdichteten "Uomex"-Platten (hochtemperaturbeständiges Polyamidpapier) besteht.

Der verschmolzene Zustand der Mlmfibrillen in den verdichteten Bereichen ist für die verbesserte Oberflächenbeständigkeit des Vliesstoffs verantwortlich. Die verdichteten Bereiche sollen so stark verschmolzen sein, dass, die verdichtete Oberfläche eine Abriebbeständigkeit aufweist, die mindestens als "gut" eingestuft wird.

Die Abriebbeständigkeit wird mit dem C.rockmeter-Prüfgerät CM-598 der Atlas Electric Device Company, Chicago, Illinois, bestimmt. Eine Probe wird in dem Crockmeter dem Abrieb an sich selbst unterworfen, bis die erste Oberflächenfaser herausspringt. Die-Abriebbeständigkeit wird als Anzahl der Prüftakte angegeben, die erforderlich sind, um Pasern von der Oberfläche des Vliesstoffs aufzurichten. Der Endpunkt wird visuell bestimmt. Die Abriebbeständigkeit wird als ausgezeichnet, gut, massig oder schlecht angegeben. Diese Angaben entsprachen einer Beständigkeit von mehr als 13» 8 bis 12, 4 bis 7 bzw. 3 oder weniger Prüftakten.

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Es wurde gefunden, dass das Verschmelzen der Filmfibrillen an der Oberfläche der verdichteten Bereiche gleichzeitig mit dem Verdichtungsvorgang erfolgen Brass* Obwohl man bereits durch KaltTerdichtung in Form der oben angegebenen Muster unter Anwendung von sehr hohen Walzenspaltdrücken und einer hinreichend harten Gegenwalzenoberfläche eine deutliche Verbesserung In der G-leichmässigkeit des Aussehens der Produkte erzielt, haben solche kaltverdichteten Vliese wegen ihrer schlechten Oberflächenbeständigkeit (geringen Abriebfestigkeit) nur eine beschränkte Brauchbarkeit. Offenbar lässt sich das Erzeugnis gemäss der Erfindung nur dadurch herstellen, dass man eine mit einem geeigneten Muster versehene Prägewalze verwendet, die auf eine so hohe Temperatur erhitzt ist* dass die Mlmfibrillen bei den- angewandten Prägedrücken und -dauern in den verdichteten Bereichen verschmelzen« Prägewalzen-Oberflächentemperaturen, die um 30 bis 4-0° 0 über dem Schmelzpunkt des thermoplastischen Vliesstoffs liegen, werden bevorzugt, wobei die höheren Temperaturen für höhere Durchgangsgeschwindigkeiten des Vlieses durch den Walzenspalt besser geeignet sind. Man darf natürlich nicht bei so hohen Temperaturen arbeiten, dass das Vlies unter den Enden der Walzenvorsprünge schmilzt und durchlocht wird. Die Höhe der einzelnen Vorsprünge über der Oberfläche der Walze soll mindestens das 1,2-fache der Dicke des zu verdichtenden Äusgangsvlieses betragen, damit die zwischen den Vorsprüngen gelegene Fläche des Vlieses nicht mit der heissen Walzenoberfläche in Berührung kommt und daher bei dem Verdichtungsvorgang im wesentlichen ungeschmolzen bleibt.

Erfindungsgemäss hergestellte Vliesstoffe können ohne weitere Behandlung verwendet werden, wenn nicht gerade ein äusserstes Mass an Weichheit verlangt wird. Wenn jedoch eine hochgradige Weichheit verlangt wird, kann man s.ie erzielen, indem man den verdichteten Vliesstoff einer Biegebehandlung unter Wasser, ζ,Β» in einer automatischen Waschmaschine, unterwirft. Eine andere Methode besteht darin, dass man den Vliesstoff durch

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eine mechanische Erweichungsvorrichtung, z.B. über eine Reihe von Walzen leitet, die Erhebungen oder Vorsprünge aufweisen, welche über den Vliesstoff hinwegstreichen, um ihn aufzulokkern. Es ist vorteilhaft, zum Herbeiführen des gewünschten Weichheitsgrades nur eine möglichst geringe mechanische Energie aufzuwenden, damit das Erweichungsverfahren einen möglichst geringen Einfluss auf die verdichteten Bereiche hat. Es wurde z.B. gefunden, dass man beim Erweichen durch Waschen Produkte von guter Weichheit erhält, die das ihnen durch das erfindungsgemässe Verdichtungsverfahren verliehene verbesserte Aussehen noch nahezu in vollem Umfange beibehalten haben.

Beispiel ' 1-

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines durch Prägen verdichteten Vliesstoffs gemäss der Erfindung, wobei das Prägemuster aus feiner Anordnung von kleinen einzelnen Kreuzen besteht. Ein Vlies aus einem endlosen Netz von filmfibrillen aus linearem Polyäthylen mit einem Flächengewicht von 34 g/m wird nach dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 169 899 hergestellt. Das Vlies hat infolge von "Fleckigkeitsfehlern" und "Stranghäufungsfehlern" ein verhältnismässig ungieichmässiges Aussehen. Der Ausdruck "Pleckigkeit" bezieht sich auf regellos auftretende Bereiche von unregelmässiger Form und unscharfer Begrenzung, besonders an ihren Umrissen, die verschiedene Grossen von etwa 0,65 bis 5 cm aufweisen und eine etwas höhere Lichtdurchlässigkeit aufweisen als ihre Umgebung, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass diese Bereiche zufällig ein etwas geringeres IPläehengewicht haben. Als "Stranghäufung" werden zu hohe Konzentrationen an ungefähr parallelen, ziemlich dicht beieinanderliegenden Strängen von lasermaterial von unregelmässiger Grosse in der G-rössenordnung von 2,5 bis 12,7 cm Länge bezeichnet, die regellos in dem Vlies auftreten und dadurch sichtbar sind, dass sie mehr Licht reflektieren und weniger Licht durchlassen als der Hintergrund.

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Das Vlies wird erst auf der einen und dann auf der anderen Seite durch Prägen mit einem Perkins-Zalander (86,4 cm) verdichtet. Die beiden erhitzten Prägewalzen haben Durchmesser von 25,4 cm, und ihre ganze Oberfläche ist mit einem. Muster von VorSprüngen in Form kleiner einzelner'Kreuze bedeckt, die von zwei 0,1 mm χ 1,4 mm messenden Armen gebildet werden, die sich im rechten Winkel miteinander schneiden· Der Schnitt^- punkt liegt in der Mitte des Querarms des Kreuzes und 0,3 mm vom oberen Ende des Längsarms des Kreuzes entfernt„ Die Kreuze sind in einem regelmässigen Huster so angeordnet, dass ihre längsarme auf einem Easter von parallelen Linien liegen, die Abstände von 1,3 mm voneinander haben. Längs' einer gegebenen Linie liegen die Kreuze in Abständen von 1,8 mm voneinander, wobei das obere Ende eines jeden Kreuzes in die gleiche Richtung weist. Die Kreuze in benachbarten Reihen (Linien) weisen in die gleiche Richtung, die deshalb als die Achse des Musters bezeichnet wird, sind aber längs dieser Linie um die Hälfte der Kreuzperiode gegen die Kreuze in der benachbarten Reihe (Linie) versetzt, d.h. die Querarme der Kreuze in einer gegebenen Reihe liegen in der Mitte zwischen den Querarmen der Kreuze in der benachbarten Reihe. Die Prägeoberfläche eines jeden Kreuzes ragt um 0,25 mm aus der Oberfläche der Prägewalze heraus. Bei der Anordnung der Kreuze auf der ersten Prägewalze ist das Muster achsparallel zur-Walzenachse, während das Muster auf der zum Verdichten der anderen Seite des Vlieses dienenden Walze mit seiner Achse auf der Walzenachse senkrecht steht. Jedes dieser Muster hat 43 Vorsprünge

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je cm , so dass die durch Prägen verdichtete Fläche etwa 12 fa der Vliesstoffoberfläche beträgt. Die Gegenwalze hat einen Stahlkern, mit einem Durchmesser von 25,4 cm, der von einem 1,27 em dicken "Permavent"-Kautschukmantel mit einer Durometerhärte von 82 auf der Shore D-Skala verkleidet ist.

Die beiden Prägewalzen werden mit Wasserdampf von 4,6 a tu erhitzt, und der Walzenspalt steht unter einem Druck von 30 kg/em oder 2,5 kg/cm je Prozent gemusterter Fläche, und

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das Ylies wird mit einer linearen Geschwindigkeit von 46 m/min verdichtet. Der verdichtete Vliesstoff zeigt eine bemerkenswerte Verbesserung in der Gleichmäßigkeit des Aussehens, indem die vorher zu bemerkende Fleckigkeit und Stranghäufung weder im reflektierten noch im durchfallenden Licht vorhanden sind. (Bei flüchtiger Betrachtung ähnelt der Vliesstoff wegen des Musters aus kleinen eingeprägten Kreuzen einem Gewebe). Die mittlere optische Durchlässigkeit der eingeprägten Kreuze wird mit einem mikroskopischen Gesichtsfeld von etwa 0,023 mm bestimmt und beträgt 78,2 ?6 (während die mittlere Lichtdurchlässigkeit des verhältnismässig undurchsichtigen Hintergrundes nur 14 $> beträgt). Die Abriebbeständigkeit der Probe wird mit zwölf Prüftakten als "gut" bewertet, was auf eine gute Verschmelzung der verdichteten Bereiche hindeutet.

Beispiel 2

Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit einem Ausgangsvlies,

dessen Flächengewicht nur 27 g/m beträgt, wobei die Prägewalzen mit Wasserdampf von 4,2 atü beheizt werden. Obwohl das Ausgangsvlies mindestens die gleiche Fleckigkeit und Stranghäufung aufweist, wie das 34 g/m schwere Ausgangsvlies des Beispiels 1, hat das verdichtete und heissverschmolzene Erzeugnis ein ausserordentlich gefälliges gleichmässiges Aussehen. Die verdichteten !lachen haben eine mittlere optische Durchlässigkeit von 70,0 ^.

Beispiel 3

Eine andere Probe gemäss der Erfindung wird aus einem ungleichmässigen Vlies, ähnlich demjenigen des Beispiels 1 her-

gestellt, welches jedoch ein Flächengewicht von 39 g/m aufweist. In diesem Falle arbeitet man mit einem anderen Prägemuster, das als "Boxcalf"-Muster bezeichnet wird. Dieses Muster besteht aus einer Anordnung von etwas gebogenen Linienabschnitten in einer etwas regellosen, aber im allgemeinen parallelen Anordnung bei einem mittleren seitlichen Abstand

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von 1 mm. Es entfallen ungefähr 16 dieser Linienabschnitte auf einen Quadratzentimeter, die gesamte verdichtete Fläche beträgt etwa 6 ?£, und das Muster ist so beschaffen, dass es den Eindruck eines Ledernarbens erweckt. Die Vliesoberfläche wird gemäss Beispiel 1 durch Prägen mit diesem Muster verdichtet, wobei jedoch die Achsen der Muster aufeinander senkrrecht stehen (d.h. die Linienabschnitte verlaufen auf der einen Seite ungefähr parallel zur Längsrichtung des Vliesstoffs und auf der anderen Seite ungefähr parallel zu seiner Breitenriehtung).

Die beiden Prägewalzen werden, mit Wasserdampf von 4»6 atü bzw. 4,92 atü beheizt. Die Gegenwalze ist ein Stahlzylinder mit einem "Nornex"-Mantel (hochtemperaturbeständiges Polyamidpapier) mit einer Oberflächenharte von 86 auf der Shore D-Skala. Zum Verdichten der beiden Seiten des Vlieses werden WaI-zenspaltdrücke von 21 kg/cm oder 5,57 kg/cm je Prozent gemusterter Fläche bei einer Lineargeschwindigkeit von 46 m/min angewandt. Der verdichtete Vliesstoff hat ein sehr gefälliges, gleichmässiges Aussehen (keine !leckigkeit oder Stranghäufung), und die verdichteten und verschmolzenen Bereiche haben eine mittlere optische Durchlässigkeit von 77,0 ?£.

Beispiel 4

Jüan arbeitet nach Beispiel 1, jedoch ohne Erhitzen der Prägewalzen. Obwohl das so erhaltene, verdichtete Vlies ein gleichmässiges Aussehen hat, sind die verdichteten Bereiche nicht verschmolzen. Das Erzeugnis hat nicht die erfindungsgemäss geforderte Oberflächenbeständigkeit, da es bei der Abriebprüfung nur drei Prüftakte aushält und als "schlecht" eingestuft werden muss.

Beispiel 5

Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit einer Gegenwalze, die aus einem Stahlkern von 25,4 cm Durchmesser mit einem 0,64 cm

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dicken Mantel aus ⁿGlossmate^w-Kautschuk (der Stowe-Woodward Company) mit einer Durometerhärte von nur 60 auf der Shore D-Skala besteht. Die Walzenspaltdrücke betragen 16 kg/cm bzw. 21 kg/cm, was 1,34 kg/cm bzw. 1,79 kg/cm je Prozent gemusterter Oberfläche entspricht. Obwohl der so verdichtete Vliesstoff ein verbessertes Aussehen hat, ist immer noch eine gewisse Fleckigkeit und Stranghäufung vorhanden. Infolge der Verwendung einer zu weichen G-egenwalze zeigen die verdichteten Bereiche nur eine mittlere optische Durchlässigkeit von 69 »6 $, und das Erzeugnis genügt daher den Anforderungen ge- · mäss der Erfindung gerade nicht mehr.

Wenn man diesen Versuch mit den gleichen Walzenspaltdrücken und unter den gleichen sonstigen Bedingungen mit dem einzigen Unterschied wiederholt, dass man die in Beispiel 1 beschriebene härtere Gegenwalze verwendet, erhält man ein vollständig zufriedenstellendes Erzeugnis, das allen Anforderungen der Erfindung genügt.

Beispiel 6

Das in Beispiel 1 als Ausgangsgut verwendete Vlies mit einem Plächengewicht von 34 g/m wird auf einer Seite durch Prägen mit einem "Rippen"-nnister aus parallelen Reihen von Punktbindungen versehen, die Einzelflächen von 0,38 mm χ 0,38 mm aufweisen und in jeder Reihe um 0,091 cm voneinander entfernt sind, während die einzelnen Reihen in Abständen von 0,158 cm voneinander stehen. Die Prägewalze wird mit Wasserdampf von 3,8 atü erhitzt. Dann wird, der Vliesstoff auf der anderen Seite mit Hilfe einer mit Wasserdampf von 3,5 atü erhitzten Prägewalze mit einem ^!lleinen^B-muster versehen. Als Gegenwalze dient ein Stahlkern von 25,4 cm Durchmesser mit einem 2,54 cm dicken "Hypalon¹¹-Mantel mit einer Härte von 70' auf der Shore B-Skala (also wesentlich weicher als eine Oberfläche mit einer Härte von 70 auf der Shore D-Skala). Beide Walzenspalte stehen unter einem Druck von 16 kg/cm, und der Vliesstoff wird mit einer linearen Geschwindigkeit von 46 m/min

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zwischen den Walzen hindurchgeführt. Obwohl der verdichtete Vliesstoff eine einigermassen.gute Oberflächenbeständiglceit aufweist (Abriebfestigkeit mehr als 30 Prüftakte auf der Leinenseite und 5 Prüftakte auf der Rippenseite), ist die Gleichmässigkeit seines Aussehens recht unbefriedigend. Die mittlere optische Durchlässigkeit der verdichteten Punkte des Rippenmusters beträgt nur 44-»7 $ (diese Punkte sind daher, wie bei den bisher bekannten Vliesstoffen, als "durchscheinende" Fenster zu bezeichnen), so,dass dieses Produkt ausserhalb der Grenzen der Erfindung liegt.

Beispiel 7

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Erzeugnisses gemäss der Erfindung bei hoher Erzeugungsgeschwindigkeit. Ein Vlies aus linearem Polyäthylen mit einem Flächengewicht von 34 g/m , ähnlich demjenigen des "Beispiels 1, wird mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Prägemuster versehen, mit dem Unterschied, dass die Prägewalzen Durchmesser von 45»7 cm haben und 1,78 m lang sind. Die Gegenwalzen bestehen aus Stahlkernen mit Durchmessern von 31»7 cm mit 1,27 cm dicken "Permavent"-Kautschukmänteln, die eine Härte von 80 auf der Shore D-Skala aufweisen. Die Prägewalzen werden durch 160° C heisses Öl erhitzt, welches durch ihre Wärmeaustauschkammern umläuft. Das Vlies wird mit einer linearen Geschwindigkeit von 160 m/min zugeführt und vorerhitzt, indem es um 120 des Umfanges der Prägewalzen geleitet wird, bevor es in den Spalt zwischen der Prägewalze und der Gegenwalze gelangt, der unter einem Druck von 35,7 kg/cm oder 3 kg/cm ^e Prozent der gemusterten Oberfläche steht. Die.Oberseite und die Unterseite der Vliesstoffe wird wiederum nacheinander durch Prägeverdichtung mit einem "Muster von Kreuzen" gemäss Beispiel 1 versehen, wobei die Achsen der Muster senkrecht aufeinander stehen. Der verdichtete Vliesstoff hat ein gleichmässiges Aussehen, während das Ausgangsvlies die oben beschriebene Fleckigkeit und Stranghäufung aufweist; das Produkt hat ferner eine gute Oberflächenbeständigkeit infolge der verschmolzenen, verdichteten Bereiche.

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Claims

E.I. du Pont de Nemours and Company NPD-415 Patentansprüche

1. Leichter, abriebfester Filmfibrillenvliesstoff, der praktisch über die ganze !Fläche mindestens einer Oberfläche hinweg mit einem Muster aus verdichteten Stellen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster aus 8 bis

2 kleinen verschmolzenen Bereichen je cm besteht, deren Summe 3 bis 25 $ der gesamten Fläche der Oberfläche des Tliesstoffs beträgt, und deren optische Durchlässigkeit mindestens 70 $> beträgt.

2. Verfahren zur Herstellung des abriebfesten Filmfibrillenvliesstoffs gemäss Anspruch 1 durch Hindurchleiten des Filmfibrillenvlieses durch den Spalt zwischen zwei Walzen, von denen die eine eine erhitzte, harte, wärmeleitende Oberfläche aufweist, aus der harte Yorsprünge herausragen, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer Walze, die 8

bis 155 harte Torsprünge je cm mit einer Höhe von mindestens dem 1,2-fachen der Dicke des zu behandelnden Vlieses und mit einer an ihren Spitzen gemessenen Gesamtquerschnittsfläche aufweist, die ausreicht, um das Vlies mit gemusterten Flächen zu versehen, deren Gesamtfläche 3 bis 25 i° der Vliesfläche beträgt, und einer Gegenwalze, deren Oberfläche eine Shore-Durometerhärte gemäss Skala D von mindestens 70 aufweist, bei einem Druck zwischen den Walzen von mindestens 0,892 kg/cm je Prozenteinheit der gemusterten Fläche arbeitet, wobei die Kombination von Wärme und Druck ausreicht, um die Filmfibrillen zu verschmelzen und in der gemusterten Fläche durchsichtige Fenster zu er-

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zeugen, ohne ein wesentliches Schmelzen der Filmfibrillen in den restlichen flächen des Vliesstoffs herbeizuführen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die VorSprünge υ des Vlieses erhitzt.

man die Vorsprünge um 30 bis 40° C über den Schmelzpunkt

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