DE2448299A1

DE2448299A1 - Mehrschichtige, bindefaedengebundene spinnvliese

Info

Publication number: DE2448299A1
Application number: DE19742448299
Authority: DE
Inventors: Lueder Dipl Ing Gerking; Ludwig Dipl Chem Dr Hartmann; Paul F Dipl Chem Dr Maahs; Ivo Ruzek; Eberhard Schaefer
Original assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Current assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1520927A; DE2448299B2; JPS5164077A; DE2448299C3; US4093763A

Description

Lutravil Spinr-v.'.ies GmbH & Co.

Unser Zeichen: O0Z0O588/OIO29 Gr/lSo

67OO Ludwigsha

nachträglich geändert

Mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvliese"*

ΙΟ. 1974

Es ist bekannt, Spinnvliese als Tuftingträger für Teppiche zu verwenden.

In der deutschen Auslegeschrift 1 655 583 ist bereits ein Spinnvlies als Tuftingträger beschrieben. Es wird ein Trägermaterial für Tufting-Teppiche aus einem Spinnvlies aufgebaut, dessen Fäden mit einem Spektrum von Bindefestigkeiten gebunden sind, wobei jedoch durch die Ma.terialdicke hindurch dieses Spektrum

gleicht

der Bindefestigkeiten /ist.Das Spektrum der verschiedenen Bindefestigkeiten soll dabei bewirken, daß die Fadenbindungen mit den geringeren Festigkeiten sich beim Tuften lösen und das Polgarn umschließen, während die Fadenbindungen höherer Festigkeiten den mechanischen Zusammenhalt ergeben. Dadurch, daß jedoch dieses Spektrum von Bindefestigkeiten durch die Materialdicke hindurch auf beiden Seiten des Teppichs gleichmäßig vorhanden ist, ergibt sich der Nachteil, daß d ie der Polschicht zugewandte Oberseite des Trägermaterials einen hohen Prozentsatz an Fäden niederer Einbindung enthält, so daß beim späteren Gebrauch des Teppichs diese Fäden aus dem Verband herausgelöst werden und an die Sichtseite des Teppichs gelangen.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 760 811 ein Tuftingträger bekannt, der aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei eine anisotrope Faserlagerung der Schichten im Gesamtverband des Vlieses gewählt wird, um den verschiedenen Festigkeitsbeanspruchungen beim Tuftvorgang zu genügen. Es zeigt sich jedoch, daß dieser schichtweise anisotrope Aufbau insofern schädlich ist, als bei der Einbindung des Tuft-Polgarns durch den Besohichtungsvorgang der der Beschichtungsseite zugewandte Teil des Vlieses von der Beschichtungsmasse durchdrungen wird, so daß die verschiedenen Schichten anisotrop gelagerter Fasern verschiedenartig von Binder umhüllt werden. Dies

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~ 2 - Ο»Ζ. 0588/01029

führt dazu, daß das Liegeverhalten solcher Teppiche durch stark ausgeprägte Anisotropie des Teppichs verschlechtert wird.

Die Erfindung betrifft nun mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvliese dieser Art aus endlosen Polyestersystemfaden, die über die Fläche im wesentlichen isotrope Festigkeitsparameter aufweisen, so daß keine bevorzugte Richtung vorhanden ist, und deren Flächengewicht zwischen 100 und 150 p/qm liegt und die im ungetufteten Zustand über einen spezifischen Festigkeitsparameter A verfügen, wobei A als

Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in ρ

A =

Flächengewicht in p/qm

definiert wird und die, nachdem sie mit einem gekräuselten PA-Endlosgarn mit einem Gesamttiter von 2 700 dtex getuftet sind, wobei die Nadelteilung 0,397 om und die Stichdichte 0,32 cm betragen, über die Festigkeitsparameter B und C verfügen, wobei B als

Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in p, gemessen entlang der Tuftreihen

B =

Flächengewicht des Spinnvlieses in p/qm

und C als

Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in p, gemessen quer zu den Tuftreihen

Flächengewicht des Spinnvlieses in p/qm

definiert werden, wobei die Bindungen zwischen den das Spinnvlies aufbauenden Polyestersystemfäden, sowohl in ihrer Anzahl als auch in ,ihrer Größe und Gestaltung, über die Dicke des Flächengebildes hindurch deutlich abgestuft sind, so daß sich beide Seiten des Spinnvlieses durch die Fadeneinbindung wesentlich voneinander unterscheiden, wobei

a) der Festigkeitsparameter A mindestens einen Wert von I30 einnimmt,

609817/0996 " ³ "

- 3 - O₉Z. 0588/01029 ,

b) der Festigkeitsparameter B einen Wert ^ 0,9 A, jedoch mindestens einen Wert von 14O einnimmt

c) der Festigkeitsparameter C einen Wert ^ 0,8 A, jedoch mindestens einen Wert von 120 einnimmt.

Unter der Bezeichnung mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvliese sind also solche Spinnvliese zu verstehen, bei denen in Schichten abgestuft, durch die Materialdicke hindurch eine differenzierte Bindung vorliegt, so daß sich beide Seiten des Spinnvlieses (Ober- und Unterseite) durch die Fädeneinbindung wesentlich voneinander unterscheiden.

Die Bindungen zwischen den das Spinnvlies aufbauenden Polyesterfäden sind in ihrer Größe und Gestaltung durch Dicke des Flächengebildes deutlich abgestuft. Eine vorteilhafte Abstufung der Festigkeiten des mehrschichtigen Spinnvlieses besteht darin, daß das Material gespalten in zwei in der Dicke gleichen Schichten folgende Eigenschaften der beiden Schichten aufweist:

a) Die Reißkraft der hart verfestigten Schicht beträgt mindestens das 2-fache derjenigen der weichverfestigten Schicht;

b) die Dicke der hartverfestigten Schicht beträgt mindestens das 1,2-fache derjenigen der weichverfestigten Schicht.

Besonders vorteilhafte Eigenschaften weist ein solcher Träger-Vliesstoff auf, bei dem die Biegesteifheit, gemessen in der Richtung von der.Weichseite her, mindestens das 1,5-fache, besser jedoch mehr als das zweifache von derjenigen beträgt, die in Richtung von der harten Seite her gemessen wird, wobei die Biegefestigkeit der hartverfestigten Schicht nur in zwei in der Dicke gte ichen Schichten gespaltenen Vlieses mindestens das 2-fache derjenigen der weichverfestigten Schicht beträgt.

Die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Spinnvliese werden als TrÄgermäterialien für die Herstellung von Tufting-Teppichen eingesetzt. Derartige Trägermaterialien müssen bei der Herstellung von Tufting-Teppichen mehrere Stufen der Verarbeitung

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durchlaufen, wobei die einzelnen Verarbeitungsstufen sehr verschiedenartige Ansprüche an das Trägermaterial stellen₀ Bei den Verfahrensstufen der Tuftteppich-Herstellung handelt es sich insbesondere um den Tuftvorgang, bei dem das Polgarn durch einen NadelVorgang in das Trägermaterial eingebracht wird, einen Färb- oder Bedruckungsvorgang, die Einbindung der Polfäden durch einen Beschichtungsvorgang sowie eine zusätzliche Rückenausrüstung durch Aufbringung von z„ B₀ Doppelrücken, Präge- oder Kompaktschaum₀

Der erste Verfahrensschritt bei der Teppichherstellung, der Tuftvorgang, stellt bereits für jedes Flächengebilde, das als Träger verwendet werden soll, eine erhebliche Beanspruchung dar, da durch das Einstechen einer Vielzahl von Tuftnadeln in den meisten Fällen eine erhebliche Beanspruchung des Trägers hervorgerufen wird, wobei bei herkömmlichen Materialien ein Festigkeitsabfall zu beobachten ist„ Da die Abnahme der mechanischen Festigkeiten jedoch bei einem als Bodenbelag sehr hoch beanspruchten Material schädlich ist, war es die Aufgabe, einen Tuftingträger zu finden, der den Tuftvorgang ohne erheblichen Abfall der Reißfestigkeiten übersteht.

Ein zweites, mit dem Tuftvorgang verknüpftes Problem besteht darin, das Polgarn im Trägermaterial genügend zu verankern, damit bei den nachfolgenden Verarbeitungsstufen, etwa der Färbung oder Bedruckung kein Herauslösen dieser Polgarnschlingen auftritt. Die Verarbeitungsvorgänge des Färbens und Beschichtens fordern ein Trägermaterial, das den rein mechanischen Zugbeanspruchungen ohne große DimensionsVeränderungen Stand hält» Dies ist besonders wichtig bei der Herstellung geometrisch gemusterter Teppiche, die bei ungleichmäßigen Verzügen eine Verzerrung der Musterung ergeben,, Weiterhin sollte ein Trägermaterial für Tufting-Teppiche möglichst auch unter Einwirkung höherer Temperaturen dimensionsstabil sein, um die nachfolgenden Trocknungs- und Beschichtungsvorgänge ohne eine Schädigung zu überstehen.

Diese vielfältigen Forderungen der Verarbeitung zu vereinen,

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- 5 - OeZo 0588/01029

war insofern schwierig, als sie sich gegenseitig zum Teil widersprechen, denn es zeigte sich, daß für eine gute Polgarneinbindung eine gewisse Elastizität des Trägers benötigt wird, damit sich der Träger nach dem Tuftvorgang um das Polgarn schließt, während die mechanischen Eigenschaften, die zur Dimensionsstabilität führen, eine derartige Elastizität eher ausschließen.

Es hat sich erfindungsgemäß gezeigt, daß es wesentlich wirkungsvoller ist, ein isotropes, aus endlosen Polyesterfäden aufgebautes Spinnvlies als Tuftingträger zu verwenden, das keine bevorzugte Paserausrichtung der Einzelschichten aufweist, bei dem jedoch eine Differenzierung der Bindefestigkeiten durch die Dicke hindurch vorgenommen wird» Überraschenderweise zeigte sich nämlich, daß durch diese gezielte Variation der Bindungsfestigkeiten der einzelnen Schichten des Spinnvlieses dieses Trägermaterial verschiedene Aufgaben bei der Teppichherstellung und im fertigen Teppich übernehmen kann. Es ist dabei jedoch wichtig, daß die Paserrichtung und Lagerung der Einzelschichten durchaus isotrop ist. Lediglich die Abbindung der Fäden wird durch die Dicke hindurch abgestuft.

Erfindungsgemäß zeigte es sich, daß dieses so aufgebaute mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvlies aus endlosen Polyesterfäden mit durch die Materialdicke hindurch abgestufter Verfestigung als Tuftingträger dann besonders geeignet ist, wenn die beim Tuftvorgang als Einstichseite benutzte Oberfläche eine geringere Verfestigung aufweist als die dem Polgarn zugewandte Gegenseite. Es zeigte sich, daß dadurch die Noppeneinbindung des Polgarns in das Trägervlies wesentlich verbessert wird, da die losere Vliesseite die Polgarnschiingen durch Umschlingung besser festhalten und die nachträgliche Einbindung des Polgarns z. B. mit Dispersionen erleichtert wird. Die hohe Verfestigung an der Gegenseite, d. h. an der dem Polgarn zugewandten Seite verbessert die mechanischen Eigenschaften z. B. während der Verarbeitung, insbesondere den Anfangsmodul des Tuftteppich-Zwischenproduktes, so daß beim Färben oder bei der Beschichtung nur geringe Verzüge auftreten. Die Isotropie durch Symmetrie der Faserrichtungen, die sich durch vergleichbare

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Festigkeiten in Längs- und Querrichtung äußert, schützt den Teppich vor Dimensionsänderungen, die sich, insbesondere bei der Herstellung von geometrischen Musterungen, sehr schädlich auswirken würden. Im fertigen Teppich sorgt die stark eingebundene Oberseite dafür, daß keine Fäden des Tuftingträgers herausgelöst werden und sich mit dem Polgarn vermis chen₀ Es zeigt sich, daß dieser Materialaufbau, insbesondere bei der Herstellung von Vlies aus Endlosfäden möglich ist, da hierbei die Differenzierung der verschiedenen Festigkeitsschichten bis hin zu sehr geringer Einbindung von Oberflächen möglich ist, da aufgrund des Aufbaus aus Endlosfäden diese noch genügend festgehalten werden, während beim Aufbau aus Kurzfasern ein Herauslösen von Einzelfasern erfolgt.

Beim Aufbau des Vlieses ohne eine derartige Differenzierung der Bindungen durch die Dicke hindurch, ergeben sich bei guter Einbindung zu starke Perforationen beim Tuftvorgang und bei zu geringer Einbindung zu starke Verzüge bei der Verarbeitung. Beim anisotropen Aufbau des Vlieses* wie dies, wie oben beschrieben, schon vorgeschlagen wurde, bei der durch entsprechende Faseria-» gerung in der Verarbeitungsrichtung besonders hohe Festigkeiten verursacht werden, werden durch den Tuftvorgang dieser verschiedenen Schichten infolge Perforation so stark verändert, daß ein Festigkeitsabfall in der Querrichtung durch den Tuft« Vorgang erfolgt. Dies ist jedoch äußerst unerwünscht, da dadurch wiederum bei der weiteren Abarbeitung DimensionsVeränderungen auftreten.

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß eine hohe Isotropie der Festigkeiten nach den verschiedenen Seiten hin (z. B-. in Längsund Querrichtung) notwendig ist, während sie durch die Dicke des Materials hindurch unerwünscht ist. Überraschenderweise zeigte sich auch, daß dieser differenzierte Aufbau nicht nur für die Verarbeitung des Teppichs von großem Vorteil ist, sondern daß auch die Eigenschaften des fertigen Teppichs sehr stark dadurch verbessert werden, insbesondere das Liegeverhalten des Teppichs wird sehr positiv beeinflußt, da durch Vermeidung von Verzugsvorgängen bei der Verarbeitung ein erwünschtes flaches

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- 7 - O₀Z₀ 0588/01029

Auslegen des Teppichs beim Gebrauch erzielt wird»

Abbildungen 1 und 2 zeigen die verschiedenen Oberflächen des erfindungsgemäßen Vlieses, wobei der Differenzierungsgrad der Abbindung sehr gut ersichtlich ists

Die hartverfestigte Vliesseite (Abb. 1), auch Polseite genannt, zeigt eine wesentlich höhere Anzahl von Verschweißstellen der Fasern als die weichverfestigte, das ist die Nadeleinstichseite des Vlieses (Abb. 2).

Abbildung j5 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vlieses ο Aus dieser Abbildung sind die Unterschiede in der Morphologie und Anzahl der Bindungen sehr gut ersichtliche

Abbildung 4 zeigt drei Kraft-Dehnungs-Diagramme eines erfindungsgemäßen Vlieses» Das Diagramm 1 stellt das Kraft-Dehnungs-Verhältnis beim Reißen des ganzen Vlieses dar» Das Diagramm 2 beschreibt das Reißverhalten der hartverfestigten Schicht eines in zwei in der Dicke gleichen Schichten gespaltenen Vlieses und das Diagramm 5 das Reißverhalten der weichverfestigten Schicht. Aus dem Verlauf der Diagramme 2 und jj ist ersichtlich, wie sich die beiden Schichten in dem Vlies ergänzen.

Ein mehrschichtiges, bindefädengebundenes Spinnvlies kann z. B. gemäß den deutschen Offenlegungsschriften 1 56O 80I oder 2 240 437 hergestellt werden. Derartige mit Hilfe von Bindefäden gebundene Spinnvliese werden durch gleichzeitiges Ausspinnen von System- und Bindefäden hergestellt. Die Differenzierung der Bindungen der verschiedenen Schichten kann einerseits dabei so durchgeführt werden, daß ζ. Bo gemäß DOS 1 560 801 eine hohe Konzentration an Bindefasern in der einen Oberfläche erfolgt„ Eine höhere Konzentration an Bindefilamenten kann auch durch Einstellung feinerer Titer erfolgen; dies führt zu einer Erhöhung der Kontaktpunkte bei der Bindung. Eine höhere Abbindung kann aber auch durch ein stufenweises Verfestigen des Spinnvlieses durchgeführt werden, d. h. die Differenzierung des Vliesaufbaus kann sowohl durch Variation der

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8 - ^--JLA, 0588/01029

I naohträgüch I

Fasermischungen als auch durch Variation der Äbbi"ndüng"qTbindungen erhalten werden« Die Variation der Abbindungsbedingungen bzwο Verfestigungsintensität kann so erfolgen* daß eine der Vliesoberflächen höheren Temperaturen ausgesetzt wird als die andere. Die schwächer abzubindende Seite kann auch vor der Hitzebehandlung mit wäßrigen Medien behandelt werden, um so zu einer abgestuften Einwirkung bei der Verfestigung zu kommen«

Beispiel 1

Für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Spinnvlieses wird eine Spinnanlage verwendet, die aus einer Mehrzahl von Spinnstellen besteht. Jede Spinnstelle hat zwei Spinndüsen (A und B) länglicher Form mit reihenförmig angeordneten Spinnbohrungen, die parallel zueinander angeordnet sind» Die einzelnen Spinnstellen der Spinnanlage haben zueinander einen Abstand von 400 mm, wobei die länglichen Spinndüsen der gesamten Anlage parallel und in Schräganordnung über einem Auffangband angeordnet sind, ähnlich dei in der deutschen Offenlegungsschrift 1 5Ö0 790 gezeigten Schiefwinkelanordnung₀

Die Spinndüse A dient zum Verspinnen von Systemfäden und umfaßt 64 Bohrungen, deren Kapillaren-Durchmesser 0,5 mm und Kapillarenlänge 0,75 mm beträgt. Die Bohrungen sind in zwei gegenseitig versetzten Reihen über eine Länge von 280 mm angeordnet.

Die Spinndüse B dient zum Verspinnen von Bindefäden und hat 32 über die Länge von 280 mm gleichmäßig in einer Reihe verteilte Bohrungen mit demselben Kapillaren-Durchmesser und derselben Kapillaren-Länge wie die Spinndüse A₀

Alle Spinndüsen A der Spinnanlage werden zum Spinnsystem A zusammengefaßt und von einem Spinnextruder mit Polyester-Schmelze versorgt, wobei jede Spinndüse mit einer Splnnpumpe versehen wird«

Ebenfalls werden auch alle Spinndüsen B zu einem Spinnsystem B

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zusammengefaßt und über einen Spinnextruder mit Co-Polyester-Schmelze versorgt.

Die durch die beiden Spinndüsen jeder Spinnstelle gebildeten Fäden werden unterhalb der Spinndüse auf einer Strecke von 150 mm quer zu der Fadenlaufrichtung mit Luft angeblasen und anschließend in der Form einer länglichen Fadenschar zusammengefaßt, in der beide Fadenkomponenten gleichmäßig vermengt werden, durch den Kühlschacht geführt und einem aerodynamischen Abzugsorgan zugeleitet»

Das aerodynamische Abzugsorgan stellt einen Abzugskanal länglicher Form dar, dessen Länge JOO mm und Breite 6 mm beträgt₀ Dieser Abzugskanal wird auf beiden Längsseiten mit einem Druckluftabzugsschlitz versehen^ der sich über die ganze Länge von 300 mm ausdehnt und der an eine Druckluftkammer angeschlossen wird. Durch die Einstellung des Luftdruckes wird die Luftgeschwindigkeit im Kanalprofil variiert und somit die Fadenabzugsbedingungen gesteuert.

Die aus den unteren Luftkanalmündungen austretenden Fadenscharen, die jeweils aus sehr gut vermengten und parallel zueinander laufenden Polyester- und Copolyester-Fäden bestehen, werden dann mittels einer Schwenkvorrichtung in eine periodische Pendelbewegung gebracht und einem sich quer zu der Pendelrichtung bewegenden endlosen Metallsiebband zugeführt. Durch das Aufprallen der Fadenscharen auf das Siebband wird ein Wirrvlies gebildet. Die Treibluft, mit der die Fäden abgezogen werden, wird unter dem Siebband abgesaugt.

Unmittelbar hinter der in der Bewegungsrichtung liegenden Umlenkwalze des endlosen Siebbandes wird ein Kalander angeordnet, dessen Arbeitsteil aus zwei unterschiedlich beheizten Walzen besteht. Die Aufgabe dieses Kalanders ist, eine ausreichende, über die Dicke des Vlieses hindurch jedoch unterschiedliche Vorverfestigung des Vlieses zu erreichen. Zu diesem Zweck wird die obere Kalanderwalze auf eine niedrigere Temperatur beheizt als die untere.

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Das vorverfestigte Vlies wird dann einseitig mit einer wäßrigen Dispersion aus Dimethylpolysiloxan und Hydroxymethylpolysiloxan, wobei die beiden Komponenten bei höherer Temperatur polymeri~ sierbar sind., besprüht, so daß im wesentlichen nur die obere bereits leichter vorverfestigte und mehr offene Seite des Vlieses mit der Dispersion benetzt wird_e Das so vorverfestigte und besprühte Vlies wird dann dem eigentlichen Verfestigungsapparat zugeführt. Dieses Gerät besteht aus einer Siebtrommel mit um«= laufendem Endlossiebbando Das Vlies wird in den Spalt zwischen der Siebtrommel und dem umlaufenden Siebband eingeführt und so während der Verfestigung über die Fläche gehalten und an die Trommel angepreßt,, wobei die weiche und mit der Avivage benetzt® Seite der Trommel zugewandt isto Von der Siebseite her wird das Vlies mit heißer Luft durchströmte

Das so verfestigte Vlies weist eine deutlieh unterschiedliche Verfestigung über die Dicke des Vlieses aufο Die härtere^ stärker verfestigte Seite ₉ die über die auf eine höhere Temperatur beheizte Kalanderwalze läuft, in der die Sprühvorrichtung der Avivage abgewandt ist und somit im wesentlichen nicht benetzt wird, und die anschließend der Luftzufuhr Im Verfestigungsapparat zugewandt ist, weist eine sehr hohe Abriebfestigkeit auf. Dagegen ist die andere Vliesseite, die leichter vorverfestigt und mit der Avivage beaufschlagt wird, nur sehr leicht verfestigt, so daß sich einzelne Fäden durch Reiben bis zu einer gewissen Länge abziehen lassen.

Die Spinnbedingungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt;

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- 11 Tabelle 1

o.z. 0588/01029.

Spinnsystem A

Polyäthylen-

terephthalat

Spinnsystem B Polyäthylenterephthalat- co-adlpat

relo Viskosität im o-Chlorbenzol (2 Ge wichtsteile)
-Phenol (3 Gewichts teile)

1,36

1,40

Schmelztemperatur
/o_cj

290

270

0,385

0,100

Padengeschwindigkeit (m/min)

ν - am Lochaustritt O	70	37
v_ - im Abzugskanal	5OOO	4800
Luftgeschwindigkeit im Abzugskanal (m/min)	I3OOO	13000
Padenwerte:
Titer (dtex)	12	6,5
Festigkeit (p/dtex)	3,4	3,1
Dehnung ($)	90	110
Kochschrumpf (?°)	4	15

Das Polyäthylenterephthalat hat vor dem Verspinnen eine relative Viskosität von 1,36, gemessen als 0,5 ^ige Lösung in einem Gemisch von o-Dichlorbenzol (2 Gewichtsteile) und Phenol (3 Gewichtsteile). Bei dem Co-Polyester handelt es sich um PoIyäthylenterephthalat-Co-Adipat mit 20 % Adipinsäure mit einer relativen Viskosität von 1,39. Der kristalline Schmelzpunkt beträgt 200⁰C.

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" ¹² -

' - 12 - ■ Ο»Ζ. 0588/01029

Das Flächengewicht des Wirrvlieses wird während der Herstellung auf 135 g/m eingestellt» Die obere Walze des Vorverfestigungskalanders wird auf eine Temperatur von 95°Ci, die untere auf 115^OC beheizt. Der Lineardruck beträgt 50 kp/cm Breite.

Der Auftrag der Avivage wird über die Sprühvorrichtung so ge~

ρ steuert, daß auf die obere Seite pro m 0,10 g eines Hydroxymethylpolysiloxans und 0,15 g Dimethylpolysiloxan aufgetragen werden»

Die Temperatur der Heißluft im Verfestigungsgerät wird auf 205°C eingestellt, wobei das Vlies über 60 Sekunden der Duroh-

strömung ausgesetzt wird mit einer Menge von 1,9 cbm/m /see Siebfläche ο Das fertige Vlies weist folgende physikalische Werte auf;

Tabelle 2

längs quer

Bruchlast (kp)
Bruchdehnung {%)

Durchstichwiderstand (kp) gemessen von der weichen Seite

gemessen von der harten Seite

Biegesteifheit (kp/cm ) gemessen von der weichen Seite

gemessen von der harten Seite

Linearschrumpf in heißer Luft bei 16O⁰C 00

22,0	21,5
45	42
0,560	0,560
0,680	0,680
15,8	8,63
3,6	4,24

Die Bruchlast bei dem ungetufteten Vlies wird nach DIN 53 857 gemessen; bei dem getufteten Material wird auf ähnliche Weise verfahren, wobei die Prüflinge einmal entlang den Tuftreihen

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und zum anderen quer zu den Tuftreihen entnommen werden»

Zur Prüfung des Durchstichwiderstandes wird eine eigene Prüfmethode entwickelt* bei der Tuftingträger in einer Form eines 5 cm breiten Streifens mit einer Reihe von Singer-Nadeln (Typ GY 0637) ohne Garn gelocht werden_o Der Durchstichwiderstand, den das Material leistet^ wird über einen elektronischen Meßkopf ermittelt, in einem Rechner gespeichert und als Mittelwert aus etwa 600 Einstichen ausgewertet.

Bei der Biegesteifheit wird ebenfalls eine eigene Prüfmethode angewandt, bei der die Kraft gemessen wird, die zum Durchbiegen eines Prüfstreifens benötigt wird« Dabei wird das Material sowohl in Maschinenlaufrichtung der Produktionsanlage (Längsrichtung) als auch in Querrichtung zum Produktionslauf eingespannt« Um die Unterschiede in der Verfestigung des Materials über die Dicke zu prüfen, wird die Prüfung einmal von der weichen Seite des Vlieses (Einstichseite der Tuftnadeln) und zum anderen von der harten Seite durchgeführte

Der Linearschrumpf wird auf einem DIN A 4-Prtifling gemessen, der in einem auf die Prüftemperatur eingestellten Trockenschrank horizontal freiliegend über 10 Minuten der Einwirkung der heißen Luft ausgesetzt ist.

Außerdem wird das fertige, verfestigte Vlies einer Extraktionsanalyse im Wasser unterzogen, bei der festgestellt wird, daß nur ein genau nicht meßbarer Bruchteil der aufgetragenen Silikon-Komponente in den Extrakt übergeht. Dadurch wird die wichtige Voraussetzung geschaffen, daß das Material während der kontinuierlichen Färbung keinen nachteiligen Einfluß auf die Schaumbildung in der Farbflotte ausüben kann.

Der spezifische Festigkeitsparameter A des ganzen Vlieses wird durch Dividieren der Bruchlast durch das Flächengewicht (135 g/m ) errechnet und beträgt in Längsrichtung I63 und in Querrichtung 159.

Zur weiteren Feststellung der Festigkeitsunterschiede über die

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Dicke des Vlieses hinweg werden mehrere 5 cm breite Prüflinge in 2 in der Dicke gleichen Schichten gespalten.

Bei den gespaltenen Prüflingen wird in Anlehnung an DIN 53 857 die Bruchlast bestimmte Die dabei gemessenen Werte sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt _s wobei es sich immer um den Mittelwert aus 10 Messungen handelt?

Tabelle 3

	weichverfestigte Schicht	hartverfestigte Schicht
Bruchlast (kp)	2,2	20,9
Dicke (mm)	0,446	0,36
Dichte (g/cm')	0,1316	0,1808

Das gemäß Beispiel 1 hergestellte Vlies wird als Tuftingträger eingesetzt, wobei auf einem Tuftstuhl mit einer Nadelteilung von 0,397 cm und einer Stichdichte von 0,32 cm gearbeitet wird. Zum Einsatz kommt dabei ein gekräuseltes PA-Endlosgarn mit einem Gesamttiter von 2 900 dtex (DuPont Nylon 876). Die Tuft» maschine wird mit Singernadeln (Typ GY 0637) ausgerüstet. Während des Tuftvorganges wird das Material mit seiner weichen Seite (Einstichseite) den Tuftnadeln zugewandt. Das so getuftete Zwischenmaterial weist die in der Tabelle 4 zusammengefaßten physikalischen Eigenschaften auf:

Tabelle 4

längs quer

Bruchlast (kp) Bruchdehnung {%) Weiterreißfestigkeit (kp) Festigkeitsparameter B Festigkeitsparameter C

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24,	5	22,	0
51		53
18
181
		148
			15

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Für die Bestimmung der Weiterreißfestigkeit wird eine eigene Prüfmethode entwickelt, bei der ein Prüfling 20 χ 15 cm in der Mitte entlang der längeren Kante über eine Länge von 10 cm eingeschnitten wirdο Dieser Prüfling wird dann in ein Dynamometer eingespannt, so daß sich die eingeschnittene Kante senkrecht zu der Belastungsrichtung befindet. Bei der Belastung der Probe wird die maximal benötigte Kraft abgelesen. Der Prüfling wird entlang der Tuftreihen eingeschnitten.

Die Teppichbahn weist sowohl während der Haspelkufenfärbung als auch beim Färben auf einer kontinuierlichen Anlage eine sehr gute Dimensionsstabilität auf. So beträgt der Breitenverlust während der Verarbeitung lediglich J5 % der Ausgangsbreite. Auch über die ganze Fläche hinweg zeichnet sich die Teppichbann mit einer sehr guten Dimensionsstabilität aus. So beträgt bei einer streng geometrischen Musterung, die auf den Teppich aufgedruckt wird, die größte Abweichung von einer Geraden weniger als 1 cm über eine Breite von 4θ4 cm.

Die thermische Stabilität des Materials ist so gut, daß die Trocknungstemperatur nach dem Färben bzw. Drucken auf 170⁰C angehoben werden kann, wobei diese lediglich durch die thermische Stabilität des Teppichgarnes und die eingesetzten Farbstoffe eingeschränkt wird.

Die Beschichtung des Teppichs erfolgt wie üblich in zwei Stufen.. In der 1. Stufe werden die Garnschlingen mit einer Latex-Dispersion eingebunden, die mittels zwei hintereinander geschalteten Pflatschvorrichtungen aufgetragen werden. Diese Vorbeschichtung wird in einem Trockner vorvulkanisiert. Die aufgetragene Menge beträgt 800 g/m , bezogen auf die Trockensubstanz.

In der zweiten Stufe wird die Rückseite mit einem 4 mm dicken Latexschaura versehen und die Beschichtung ausvulkanisiert. Der Verlauf der Beschichtung ergibt ebenfalls einen Nachweis für die ausgezeichnete Flächenstabilität der Teppichbahnen, obwohl

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in dem Trockner bei einer Temperatur von 16O°C gearbeitet wird.

Der fertige Teppich zeichnet sich, nachdem er auf einer glatten Unterlage über eine Länge von 20 m ausgelegt wird, durch ein sehr planes und störungsfreies Liegeverhalten aus. Bei der fertigen Ware werden Pestigkeitswerte erreicht, die in der Tabelle 5 zusammengefaßt sind;

Tabelle 5

längs quer

Bruchlast (kp) 39 35

Bruchdehnung {%) 53 38

Weiterreißfestigkeit (kp) 16

Im folgenden werden Vergleichsversuche aufgeführt, durch die gezeigt wird, daß Materialien, bei denen die erfindungsgemäßen Parameter nicht eingehalten sind, nicht den hier gestellten Anforderungen entsprechen.

Vergleichsversuch 1

Es werden dieselben Vorrichtungen verwendet und unter gleichen Bedingur^en gearbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben. Lediglich die Lufttemperatur in dem Verfestigungsapparat wird auf 200⁰C eingestellt. Das so angefertigte'Vlies hat die folgenden in Tabelle 6 zusammengefaßten Kennzeichen:

	Tabelle	6	längs	quer
		15,5	15,0
Bruchlast (kp)		46	46
Bruchdehnung {%)
Durchstichwiderstand	(kp)	0,420	0,420
gemessen von der weichen Seite	17/0998 .	- 17 -

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- 17 - ο. Ζ .0588/01029

längs quer

gemessen von der harten O 480 0 480 Seite * '

Festigkeitsparameter A 110 115

Nachdem der Vliesträger auf die gleiche Weise getuftet wird, zeigt sich, daß das Material keine ausreichende Stabilität während der Haspelkufenfärbung hat, da der Breitenverlust et· wa 1O % der Ausgangsbreite beträgt.

Die Festigkeitswerte des getufteten Materials sind in der Tabelle 7 wiedergegeben:

Tabelle 7

längs quer

Bruchlast (kp) 26,5 24

Bruchdehnung {%) 6j> 65

Festigkeitsparameter B I96

Festigkeitsparameter C I78

Obwohl das nach den Bedingungen dieses Beispiels angefertigte Vlies einen deutlich schichtweisen Aufbau aufweist, reicht der Festigkeitsparameter A nicht aus, um dem getufteten Zwischenmaterial eine ausreichende Dimensionsstabilität in der Naßveredlung zu verleihen.

Vergleichsversuch 2

Es wird auf gleicher Vorrichtung und unter den gleichen Bedingungen gearbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben. Lediglich die siIikonhaltige Avivage wird erst nach dem Verfestigungsapparat

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auf die Fertigware aufgetragen, wobei die Zusammensetzung und auch die Menge gleich bleiben.

Die Festigkeitswerte dieses Vliesträgers sind in der Tabelle 8 zusammengefaßt:

Tabelle 8

längs quer

Bruchlast (kp) Bruchdehnung Durchstichwiderstand (kp)

gemessen von der weichen Seite

gemessen von der harten Seite

Biegesteifheit

gemessen von der weichen Seite

gemessen von der harten Seite

Festigkeitsparameter A

25	25
30	32
1,266	1,266
1,398	1,398
17,4	6,7
16,9	6,9
185	185

Als weiche Seite ist in Tabelle 8 - ähnlich wie in Beispiel 1 die Seite bezeichnet, die der Kalanderwalze mit niedrigerer Temperatur zugewandt ist.

Nach dem Tuften mit der Standard-Tufteinstellung - wie in Beispiel 1 beschrieben - wird festgestellt, daß der Schlingenhalt des Materials so schlecht ist, daß es während der Weiterverarbeitung leicht zum Ausziehen der einzelnen Garnschlingen kommt.

Die getuftete Ware weist Festigkeiten auf, die in der Tabelle angegeben sind:

- 19 609817/0998

- 19	Bruchlast (kp)	mm	qu
Tabelle	Bruchdehnung {%)	9	14
	Weiterreißfestigkeit	längs	43
Festigkeitsparameter B	17
Pestlgkeitsparameter C
12	105
126

2448293

ο. ζ. 0588/01029

Die aus diesem Halbmaterial hergestellten Teppichbahnen haben eine sehr geringe Einreißfestigkeit, die ein Verspannen verhindert.

Das nach den Verfahrensbedingungen dieses Beispiels angefertigte Vlies weist nur geringe Unterschiede in der Verfestigung der einzelnen Vliesschichten über die Dicke des Vlieses auf.

Nach der teilweisen Entschichtung werden an dem Rest des Vlieses Festigkeitswerte erreicht, die nach der Umrechnung als Festigkeitsparameter A unterhalb der Werte des Originalvlieses liegen.

Auch die geringen Unterschiede bei der Biegesteifheit weisen im wesentlichen gleichmäßige Verfestigungen über die ganze Dicke des Vlieses auf.

- 20 -

6 098 1-7/09 9 5

Claims

Patentansprüche

Mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvliese aus endlosen Polyester-Systemfäden, die über die Fläche im wesentlichen isotrope Festigkeitsparameter aufweisen, so daß keine bevorzugte Richtung vorhanden ist, und deren Flächengewicht zwischen 100 und I50 p/qm liegt und die im ungetufteten Zustand über einen spezifischen Festigkeitsparameter A verfügen, wobei A als

Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in ρ

A =

Flächengewicht in p/q

definiert wird und die, nachdem sie mit einem gekräuselten Polyamid-Endlosgarn mit einem Gesamttiter von 2 700 dtex getuftet sind, wobei die Nadelteilung 0,397 cm und die Stichdichte 0,32 cm betragen, über die Festigkeitsparameter B und C verfügen, wobei B als

Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in p, gemessen entlang der Tuftreihen

_{B =}

Flächengewicht des Spinnvlieses in p/qm

und C als

'Bruchlast eines 5 cm breiten Streifens in p, gemessen quer zu den Tuftreihen

Fiächengewicht des Spinnvlieses in p/qm

definiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindungen zwischen den das Spinnvlies aufbauenden Polyester-Systemfäden, sowohl in ihrer Anzahl als auch in ihrer Größe und Gestaltung, über die Dicke des Flächengebildes hindurch deutlich abgestuft sind, so daß sich beide Seiten des Spinnvlieses durch die Fadeneinbindung wesentlich voneinander unterscheiden, wobei

a) der Festlgkeitsparamster· A mindestens einen Wert von 130 e i rmi mrnt _s

^OQR17/n^QS =21-

\) U -ν,ί U i / / KJ ν \J i-J

21 - O.Z.0588/01029

b) der Festigkeitsparameter B einen Wert von ^ 0,9 A, jedoch mindestens einen Wert von 14O einnimmt und

c) der Festigkeitsparameter C einen Wert vonä 0,8 A, jedoch mindestens einen Wert von 120 einnimmt.
2. Mehrschichtige Spinnvliese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material gespalten in zwei in der Dicke gleichen Schichten folgende Eigenschaften der beiden Schichten aufweist!

a) Die Reißkraft der hart verfestigten Schicht beträgt mindestens das zweifache derjenigen der weichverfestigten Schicht*

b) Die Dichte der hartverfestigten Schicht beträgt mindestens das 1,2-fache derjenigen der weichverfestigten Schicht.
3. Mehrschichtige Spinnvliese nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegesteifheit in p/qm, gemessen in Richtung von der weichen Seite, mindestens das 1,5-fache, vorzugsweise jedoch das mehr als 2-fache von derjenigen beträgt, die in Richtung von der harten Seite her gemessen wird, wobei die Biegefestigkeit der hartverfestigten Schicht nur in zwei in der Dicke gleichen Schichten gespaltenen Vlieses mindestens das zweifache derjenigen der weichverfestigten Schicht beträgt.

4» Mehrschichtige, bindefädengebundene Spinnvliese aus endlosen Polyester-Systemfäden, die Über die Fläche im wesentlichen isotrope Festigkeiten aufweisen nach Anspruch 1 bis'3, hergestellt in einem Spinnsystem mit gruppenförmig nebeneinan-

aus denen der geordneten Längsspinndüsen/parallele Fadenscharen von

a) Systemfäden aus einem spinnbaren Polyester, vorzugsweise Polyethylenterephthalat mit einer Fördermenge von 4 bis 7 g/min pro DÜseribohrung

und

b) Bindefäden aus einem Copolymeren mit einem Schmelzpunkt von 16O°C bis 2JJO⁰C, vorzugsweise einem Copolyester

ausgesponnen werden, wobei die Filamentenzahl der System^fä-

- 22 B09B17/0996

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den zu derjenigen der Bindefäden in einem Verhältnis von j5 s 2 bis 5 : 2 zueinander steht und wobei die Padenscharen unterhalb der Spinndüse abgekühlt und in einem aerodynamischen Abzugskanal einer länglichen Form von einem Gasstrom erfaßt und mit einer Padengeschwindigkeit von 2000 bis 10000 m/min verstreckt und mittels einer Schwenkvorrichtung auf einem von unten abgesaugten Auffangband zu einem Wirrvlies abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Wirrvlies nachträglich durch einen Kalander vorverfestigt, dessen obere Walze auf eine Temperatur von 80 bis 12O⁰C und untere Walze auf eine Temperatur von 90 bis 130⁰C, jedoch auf eine um mindestens 1O⁰C höhere Temperatur als die obere Walze beheizt wird, anschließend in einer Sprühvorrichtung mit einer Avivage, deren wesentlicher Bestandteil ein Dimethylpolysiloxan ist, versehen und schließlich in einem flächenfixierten Zustand mittels einer Strömung von heißer Luft und/oder Wasserdampf bei Temperaturen von 16O°C bis 230⁰C verfestigt wird.

Lutravil Spinnvlies GmbH & Co. Zeichn.

609817/0998

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