DE2456109A1

DE2456109A1 - Verfahren zum kontinuierlichen fixieren einer gelegeanordnung, bestehend aus einer vielzahl von garnartigen materialien

Info

Publication number: DE2456109A1
Application number: DE19742456109
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Kurihara; Yuki Kuroiwa; Shuichi Murakami; Hiroshi Yazawa; Masahide Yazawa
Original assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Current assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1974-11-27
Publication date: 1975-06-12
Also published as: US4411722A; FR2253117B1; JPS519067B2; JPS5083567A; FR2253117A1; IT1023317B; GB1464785A; DE2456109C3; DE2456109B2

Description

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Polymer Processing Research Institute Ltd./ Tokyo / Japan

Verfahren zm<\ Kontinuierlichen Fixieren einer Geiegeanorfnung, bestehend aus einer Vielzahl von garnartigen Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Fixieren einer Gelegeanordnung, bestehend aus einer Vielzahl von garnartigen Materialien.

Die Erfindung bezieht sich somit insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines non-woven Gewebes bzw. eines Laminates aus kreuzlaminierten Kett- und Schussbahnen aus solchen Geweben.

Unter dem Begriff Materialien, wie er nachfolgend verwendet wird, sind nicht nur voneinander unabhängige, lineare Produkte

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anorganischer oder organischer Art, wie Fadengarne, gesponnene Garne, Borsten, verstreckte Bänder (flache Garne) und Spaltgarne netzartiger Struktur, sondern auch teilgeschlitzte Folienbahnen in faserartigem oder schmalbandähnlichen Zustand, die unter Bildung einer netzartigen Struktur miteinander verbunden und aus einer uniaxial verstreckten Folie grosser Breite gefertigt sind. Handelt es sich um unabhängige, lineare Materialien, wird eine gewünschte Anzahl davon parallel in zylindrischer Form mit einem bestimmten Durchmesser angeordnet und in einer Richtung bewegt. Bei teilgeschlitzten Folienbahnen netzförmiger Struktur und grosser Breite wird die Bahn in Querrichtung um ein bestimmtes Vielfaches ihrer ursprünglichen Breite ausgebreitet und werden beispielsweise zwei oder mehr Schichten der erhaltenen Bahn parallel zueinander zu einer zylindrischen Form angeordnet. Ein mit Zentrifugalkraft arbeitendes Verfahren zum Herstellen einer zuckerflockenähnlichen Faserbahn besteht darin, dass man eine Polymerflüssigkeit aus einer Anzahl von kleinen öffnungen am Aussenumfang eines mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Gefässes durch Zentrifugalkraft ausstösst, die Polymerflüssigkeit in fasriger Form erstarren lässt und gegebenenfalls nach Aufschneiden die·geschaffenen, erstarrten Polymerfasern zur Herstellung der Bahn sammelt. Zur Fertigung eines non-woven Gewebes aus Bahnen mit beliebig verteilter Anordnung von nach diesem Verfahren hergestellten Fasern wurden zahlreiche Vorgehensweisen schon vorgeschlagen.

Demgegenüber soll durch die Erfindung ein dem Verfahren zur Herstellung von zuckerflockenähnlichen Fasern ähnliches Verfahren geschaffen werden, mit dem sich ein non-woven Gewebe direkt herstellen lässt.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man eine

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Polymerflüssigkeit in fasriger oder bürstenähnlicher Form auf die innere Oberfläche einer laufenden, länglichen Materiallage mit zylindrischer Anordnung ausstösst, wobei die ausgestossene Polymerflüssigkeit noch eine ausreichende Hafteigenschaft aufweist; die Polymerflüssigkeit haftet sukzessive in parallelen Reihen auf der inneren Oberfläche der laufenden Materiallage an und verbindet dadurch die länglichen Materialien in Querrichtung miteinander, so dass mittels der in mehreren Stufen anhaftenden, parallele!Fasern oder Bürsten aus der ausgestossenen Polymerflüssigkeit eine Netzstruktur gebildet wird; dadurch wird die Anordnung aus den länglichen Materialien zu einer Bahn fixiert, die dann aufgeschnitten, flachgelegt und abgezogen wird. Die erfindungsgemässen Erzeugnisse sind insbesondere hinsichtlich ihrer Struktur grundverschieden von solchen Produkten, die nach dem Zuckerflockenverfahren oder daraus gefertigten non-woven Geweben mit beliebiger Faserverteilung hergestellt werden.. D.h. die erfindungsgemäss gefertigte Bahn, bei der in Längsrichtung laufende, längliche Ma- -.terialiai durch eine Anzahl von ausgestossenen Fasern oder bürsten in Querrichtung miteinander verbundsn sind und dadurch die Anordnung der länglichen Materialien fixiert ist, bringt, selbst wenn diese Bahn, so wie sie ist, als non-woven Gewebe verwendet wird, ein neues Gewebeprodukt, das sich deutlich von konventionellen Geweben nicht nur hinsichtlich der Struktur, sondern auch seiner physikalischen Eigenschaften unterscheidet. Wird die erfindungsgemäss hergestellte Gewebebahn als Schussbahn zur Fertigung eines Kreuzlaminates aus Kett- und Schussbahnen, bestehend aus länglichen Materialien, gemäss dem Verfahren einer früheren Erfindung des vorliegenden Anmelders, verwendet, wobei man als Polymerflüssigkeit ein klebriges Polymer nimmt, das die Eigenschaft besitzt, ohne weiteres in einen

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flüssigen Zustand gebracht zu werden, so kann man ein Kreuzlaminat mit netzförmiger Struktur und präziser Materialanordnung bei hervorragender Leistungsfähigkeit erzielen. Dies erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass man die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellte Schussbahn in Längen schneidet, die der Breite einer Kettbahn entspricht, welche vorzugsweise nach einem ähnlichen Verfahren wie die Schussbahn hergestellt wurde; die zugeschnittenen Schussbahnlängen werden dann kreuzweise und sukzessive über die laufende Kettbahn geführt und eine neben der anderen auf die Kettbahn fallengelassen. Dies erfolgt ohne irgendeine Beeinträchtigung der Schusslagen, da die Anzahl an länglichen Materialien in der Schussbahn in Querrichtung durch das ausgestossene, faserige, klebrige Polymer fixiert worden ist, als sie in der zylindrischen Form unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes voneinander angeordnet waren.

Nach dem kreuzweisen übereinanderlegen wird das erhaltene Produkt über eine Heiztrommel zu einer weiteren Trommel bewegt, wobei sich das ausgestossene, faserige, klebrige Polymer erwärmt und im verflüssigten oder weich gemachten Zustand erneut auf den in Kett- und Schussrichtung laufenden Materialien verteilt. Hierdurch werden die Materialien beständig miteinander nach Erstarrung des klebrigen Polymers an den Kreuzungsstellen von Kett- und Schussfäden verbunden bzw. fixiert. Das bedeutet, dass keine faserigen Restbestände aus dem klebrigen Polymer auf dem Laminat verbleiben und ein Kreuzlaminat,bestehend aus in Kett- und Schussrichtung verlaufenden Materialien mit netzartiger Struktur erzielt wird.

Wird eine polymere Schmelzflüssigkeit mit faserbildender Eigenschaft, z.B. geschmolzenes Polyamid, Polyester, Polyolefin oder

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dergleichen, dem rasch rotierenden Gefäss, gemäss dem erstgenannten erfindungsgemässen Verfahren, zugeführt, so ist es wahrscheinlich, dass sich Moleküle mit einem hohen Polymerisationsgrad unter Molekülen des Polymers für die ausgestossenen Fasern in den zentralen Bereichen der Fasern sammeln und koagulieren, wobei Moleküle mit einem niedrigen Polymerisationsgrad und hoher Hafteigenschaft zur Aussenhaut der Fasern getrieben werden. Daher weisen die Faseroberflächen kurz nach dem Ausstossvorgang oftmals eine gute Klebfähigkeit auf, so dass, wenn solche Fasern zu der Lage aus länglichen Materialien aus der gleichen Polymerart, die in zylindrischer Anordnung läuft, gelangen , diese länglichen Materialien miteinander verbinden und die Anordnung der Materialien nach dem Abkühlen fixiert ist. Insbesondere in diesem Fall kann zur Erhöhung der Klebfähigkeit der ausgestossenen Fasern ein anderes, gewisses Polymer, das mit einem Polymer mit hoher faserbiJidender Eigenschaft wie die erste Polymerkomppnente verträglich ist und weiter eine hohe Klebfähigkeit besitzt, mit dem letztgenannten Polymer manchmal vermischt werden. So wird beispielsweise häufig amorphes Polypropylen mit Polypropylen von Fasergüte, Polyäthylen niedriger Dichte mit Polyäthylen hoher Dichte und ein amorphes Copolymer aus Polyamid oder Polyester mit Polyamid oder Polyester von Fasergüte vermischt.

Bei schwer schmelzenden Polymeren, wie beispielsweise Polyvenylalkohol, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, etc., wird ein geeignetes Lösungsmittel zur Herstellung einer konzentrierten Masse verwendet und diese konzentrierte Polymermasse als PoIymerflüssigkeit für die ausgestossenen Fasern eingesetzt.

Falls die ausgestossenen Fasern keine Affinität zu den zylindrisch angeordneten, länglichen Materialien selbst dann haben, wenn

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sich die Fasern in einem klebfähigen Zustand befinden, ist die Adhäsionsfestigkeit der an der Lage aus länglichen Materialien anhaftenden Fasern schwach. Daher muss stets hinsichtlich der Klebeigenschaft des Faserpolymers an den Materialien eine geeignete Kombination von Materialien und dem Faserpolymer ausgewählt werden.

Wird ein aus parallel in Längsrichtung sich erstreckenden läng- · liehen Materialien und einer parallel zueinander in Querrichtung liegenden Anzahl von ausgestossenen Fasern bestehendes Produkt, hergestellt nach dem ersten erfindungsgemässen Verfahren, so wie es ist, als spezielle Art eines non-woven Gewebes verwendet, so können die ausgestossenen Fasern einen höheren Schmelzpunkt aufweisen. Beispielsweise ist eine Kombination von parallel angeordneten Glasfasern mit ausgestossenen Glasfasern oder von parallel angeordneten Nylonfäden mit ausgestossenen Nylonfasern zweckmässig. Solche Produkte können sowie sie sind als non-woven Gewebe verwendet werden.

Bei dem zweiten erfindungsgemässen Verfahren besteht eine absolute Notwendigkeit darin, dass der Erweichungs- oder Schmelzpunkt der ausgestossenen Fasern niedriger liegt als der der länglichen Materialien. Weiter ist es notwendig, dass selbst bei Schmelzen der ausgestossenen Fasern die länglichen Materialien nicht zerstört'werden. Beispielsweise können ausgestossene Fasern aus einem Copolymer von Äthylen und Venylacetat mit einem geringeren Schmelzpunkt als Polyäthylen hoher Dichte oder ein heiss schmelzender Klebstoff aus diesem Copolymer, der darüber hinaus mit Paraffin oder einem modifizierten, natürlichen Harz vermischt ist und einen weiter erniedrigten Schmelzpunkt hat als Polymerflüssigkeit , verwendet -werden, um die länglichen Materialien, die aus verstrecktmBändern oder Bürsten aus

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Polyäthylen hoher Dichte bestehen und parallel zueinander angeordnet sind, miteinander zu verbinden. In diesem Fall werden die ausgestossenen, den Klebstoff darstellenden Fasern durch Wäremzufuhr geschmolzen oder erweicht, nachdem das kreuzweise Übereinanderlegen der Schussbahnen auf die Kettbahn erfolgt ist. Die ausgestossenen Fasern lassen sich daher ohne irgendwelche Wärmebeeinträchtigung des Polyäthylens hoher Dichte schmelzen oder erweichen .und können sich auf den Materialien ansammeln. Die Anordnung von Kett- und Schusslagen wird an den Kreuzungsstellen der Materialien fest miteinander fixiert, so dass ein kreuzlaminiertes Gewebe von netzartiger Struktur aus den länglichen Materialien aus Polyäthylen hoher Dichte erhalten werden kann. . "

Auch bei länglichen Materialien aus Nylon oder Polyester sind klebrige Polymere mit einer hohen Affinität zu diesen Materialien und einem niedrigen Schmelzpunkt bekannt. Das Polymer für die ausgestossenen Fasern kann, nachdem es" in den flüssigen Zustand gebracht würde, in gleicher Weise wie bei den Polyäthylenmaterialien erneut verteilt werden, so dass sich ein kreuzlaminiertes Gewebe aus Kett- und Schusslagen fertigen lässt.

Werden längliche Materialien aus Polyvenylalkohol nach dem Verstrecken wärmebehandelt, so stellt süh eine bemerkenswerte Verbesserung ihres Widerstandes gegen heisses Wasser ein. Wenn daher eine hoch konzentrierte Lösung aus Polyvenylalkohol, beispielsweise eine Lösung mit einer Konzentration von 3o bis 5o %, aus dem rasch sich drehenden Gefäss bei einer Temperatur von 1oo°C auf verstreckte und nach Wärmebehandlung.acetalisierte Venylon- bzw. Polyvenylalkoholmaterialien geworfen wird, weisen die ausgestossenen Fasern.eine hohe Hafteigenschaft an den Materialien auf und können diese in Querrichtung zufriedenstellend miteinander verbunden werden. Wenn die ausgestossenen

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Fasern, selbst wenn ausgetrocknet, ohne Wärmebehandlung Dampf mit einer Temperatur von 1oo C ausgesetzt werden, erweichen sie unmittelbar oder werden weiter aufgeschmolzen, wohingegen die wärmebehandelten, länglichen Materialien durch eine derartige Erhitzung keiner Zerstörung unterworfen sind. Somit sind ausgestossene Polyvenylalkoholfasern als Klebstoffpolymeri für ein kreuzlaminiertes Gewebe aus Kett- und Schusslagen aus Polyvenylalkoholmaterialien geeignet. Ferner werden die Polyvenylalkoholfasern durch Dampf gut aufgeschmolzen oder in einen erweichten Zustand gebracht und weisen eine hohe Klebfähigkeit auf und sind nach Trockenerhitzung bis zu über 2oo°C beständig. Daher werden Polyvenylalkoholfasern häufig bei der Herstellung eines kreuzlaminiertei Gewebes aus in Kett- und Schussrichtung laufenden Glasfaser-, Nylon- oder Polyestermaterialien verwendet.

Der Abstand der einzelnen, in zylindrischer Form angeordneten Materialien voneinander beträgt im allgemeinen nicht mehr als 1o mm und vorzugsweise 1,5 bis 5 mm. Bei kleinerem Abstand werden Materialien mit geringer Dicke von beispielsweise 2oo bis 3oo Denier verwendet. Mit zunehmendem Abstand werden Materialien mit einer Dicke von 5oo bis 1ooo Denier vorgesehen.

Bei dem ersten erfindungsgemässen Verfahren können die ausgestossenen Fasern manchmal an den Materialien mit einem Gewicht anhaften, das das Gewicht der zylindrisch angeordneten Materialien übertrifft, wobei dies von dem gewünschten Produkt abhängt. Bei dem zweiten erfindungsgemässen Verfahren jedoch lässt sich der gewünschte Effekt in vielen Fällen durch einen Gewichtsanteil an ausgestossenen Fasern, welche den Klebstoff darstellen, von 15 bis 3o %, gemessen auf der Basis des Gewichtes der länglichen Materialien für das kreuzlaminierte Gewebe,

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erzielen. Ein wesentlich höheres Gewicht an klebrigem Polymer als das Gewicht der länglichen Materialien kann jedoch manchmal in solchen Fällen vorgesehen werden, bei denen es gilt/ ein wasserdichtes Gewebe zu fertigen. Dies erfolgt dadurch, dass man das klebrige Polymer in einen folienartigen Zustand nach dem Kreuzlaminieren von Kett- und Schusslagen bringt und das kreuzlaminierte Gewebe als Kernmaterial vorsieht.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispie-l der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum kontinuierlichen Fixieren einer Anzahl von länglichen Materialien zu einer Bahn,

Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Bahn,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Zuführen einer Schussbahn zum Zwecke des Kreuzlaminierens der Schussbahn auf eine Kettbahn, hergestellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine gewünschte Anzahl an Garnen 1 von Spulen 2 abgezogen und längs kreisförmiger Kämme 3 und in bestimmten Abständen voneinander in" eine zylindrische Anordnung geführt. Dabei liegen die Kämme 3 und 4 an zwei aufeinanderfolgenden Stufen und stehen die Garne unter fast gleichen Spannungen, die dadurch erzeugt werden, dass man die Garne 1 durch eine nicht dargestellte Spannungseinstelleinrichtung leitet. Die Garne können in der zylindrischen Form in horizontaler

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Richtung laufen, doch werden sie im allgemeinen vertikal, beispielsweise nach unten oder nach oben, bewegt. In Fig. 1 laufen die Garne nach unten. Eine Polymerflüssigkeit 8 wird mengenmässig vom oberen Ende in ein kreisförmiges Gefäss 9 eingegeben, das am unteren Ende einer zentralen Welle 6 befestigt ist. Die Welle 6 ist dabei durch Lager 5 und 5¹ im Zentrum der zylindrisch angeordneten Garne gelagert und lässt südimit hoher Geschwindigkeit drehen. Das Einführen der Polymerflüssigkeit erfolgt gewöhnlich mittels einer nicht dargestellten Pumpe durch eine in der zentralen Welle 6 ausgebildete zentrale Bohrung.7.

•Das Gefäss 9 hat einen geringeren Durchmesser als der Durchmesser der zylindrisch angeordneten, länglichen Garne, so dass zwischen diesen und dem Gefäss 9 ein bestimmter Abstand beibehalten wird. Das Gefäss 9 besteht aus einem Ring 11 mit einer Anzahl von kleinen Öffnungen Io an seinem Umfang und aus oberen und unteren, kreisförmigen Platten. Der Ring ist flüssigkeitsdicht zwischen den beiden oberen und unteren, kreisförmigen Platten des Gefässes mittels Halteschrauben 12 befestigt. Sollten die Öffnungen im Ring durch Fremdstoffe verstopft werden, so lässt sich der Ring frei austauschen. Da das rotjerende Gefäss in manchen Fällen eine Wärmeisolation erfordert, sind elektrische Heizkammern 13 und 14 vorgesehen, um die untere bzw. obere Seite des Gefässes abzudecken, was nicht nur ein Abkühlen des rotierenden Gefässes verhindert, sondern auch, dass irgendeine Beeinträchtigung der Fasern, hervorgerufen durch die längs der oberen und unteren Gefässoberflache erzeugten Luftturbulenzen, eintritt.

Das Gefäss wird beispielsweise über ein Zahnradgetriebe 16 mittels einer Antriebswelle 15 mit hoher Geschwindigkeit gedreht. Die in das Gefäss eingegebene Polymerflüssigkeit wird aus dem Gefäss

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in faserartiger Form durch die Anzahl an kleinen Öffnungen 1o durch'eine Zentrifugalkraft ausgestossen, die der äusseren Umfangsgeschwindigkeit, des -Ringes- 11 entspricht, wobei die Umfangsgeschwindigkeit Werte von mehr als 1ooo m/min annehmen kann. Das Ausstossen der Polymerflüssigkeit in faseriger Form erfolgt so, dass die zylindrisch angeordneten Garne 1 in parallelen Reihen quer zur Garnrichtung miteinander verbunden werden, wie dies durch die ausgestossenen Fasern 17 in der vergrösserten Ansicht nach Fig. 2 gezeigt ist.

Eine auf einer mechanischen Dichtung oder-auf einer eine Packung enthaltenden Stopfbüchse basierende Abdichtungseinrichtung 18 ist zwischen dem stationären Zuführrohr für die Polymerflüssigkeit und der mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Hohlwelle vorgesehen, wobei ein Lösungsmittel für das Polymer in die Abdichtungseinrichtung eingespritzt wird, um ein Eindringen der . Polymerflüssigkeit in die unter Gleitreibung stehenden Teile der Drichtungseinrichtung zu verhindern. Wird beispielsweise ein geschmolzenes Copolymer aus Äthylen und Venylacetat als Polymerflüssigkeit verwendet, wird ein verflüssigtes Paraffin in die Äbdichtungseinrichtung injiziert. Selbst wenn das Paraffin in die Polymerflüssigkeit infolge von Leckverlusten hineinge-* langen sollte, kann sich nur eine geringe Paraffinmenge mit der Polymerflüssigkeit vermischen, so dass keine ernstliche Beeinträchtigung der adhäsiven Eigenschaft der Polymerflüssigkeit eintreten wird. Wenn eine konzentrierte Polyvenylalkohollösung als Polymerflüssigkeit verwendetwird, wird dem unter Gleitreibung stehenden Teil gesättigter Dampf zugeführt, wobei die Polymerflüssigkeit ohne ernstliche Beeinträchtigung eine nur geringfügige Verdünnung durch das ablaufende Wasser erfährt. Wenn dagegen die Polymerflüssigkeit in den unter Gleitreibung stehenden Teil der Dichtung eindringt, koaguliert es und beschädigt

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in vielen Fällen diesen Teil, was mit einer Beeinträchtigung der Drehbarkeit der Welle verbunden ist.

Die in fasriger Form aus dem mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Gefäss ausgestossene Polymerflüssigkeit muss zu dem zylindrisch angeordneten, das Gefäss von aussen umgebenden Garngelege innerhalb einer solchen Zeitperiode gebracht werden, in der die Polymerflüssigkeit noch nicht ausreichend abkühlt und erstarrt und eine gute adhäsive Eigenschaft besitzt., so dass sie gut an der Innenseite des zylindrisch angeordneten Geleges anhaftet und danach abkühlen bzw. erstarren gelassen wird. Dies ist die grundsätzliche, erfxndungsgemasse Vorgehensweise. In einem speziellen Fall werden die zylindrisch angeordneten Garne zuvor pastlert oder klebrig gemacht, wobei die ausgestossenen Fasern an den zylindrisch angeordneten Garnen durch Saugwirkung zum Anhaften gebracht werden, was beispielsweise durch einen von der Aussenseite der Garne aufgebrachten Unterdruck erfolgen kann. Manchmal werden die zylindrisch angeordneten Garne zur Erzeugung der Haftverbindung oder auch die gesamten ausgestossenen Fasern durch Warmluft oder eine Strahlung erhitzt, nachdem sie an der Innenseite der Garne anhaften, wodurch die Verbindung zwischen Garnen und ausgestossenen Fasern verbessert wird.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die Fasern aus einer Anzahl kleiner Öffnungen ausgestossen,die am Aussenumfang des sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Gefässes vorgesehen sind. Das Ausstossen erfolgt durch Zentrifugalkraft, wobei die Fasern an ihren Oberflächen noch eine Haftfähigkeit besitzen und zu der Lage aus zylindrisch angeordneten Garnen gerichtet sind, die in einem gewissen, definierten Abstand vom Aussenumfang des Gefässes liegen. Sobald die Fasern an der Innenseite der Garnlage anhaften, werden sie durch die hohe

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Drehgeschwindigkeit des Gefässes ausgezogen, ■ wodurch ihre molekulare Orientierung verbessert wird. Daher kann, wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ein nicht gewebtes, für manche spezifische Fälle geeignetes Gewebe direkt erhalten werden, wobei man als Faserpolymer ein Material von Fasergüte vorsieht und das nicht gewebte Gewebe aus in Kettrichtung verlaufenden Garnen und aus in Schussrichtung verlaufenden, ausgestossenen Fasern besteht» Das bedeutet, dass die ausgestossenen Fasern auf die zylindrisch angeordneten- Garne gebracht und mit diesen verbunden werden. Man kann danach die Garne eine Seite auf die andere in einen gefalteten Zustand zusammenlegen oder an einer Stelle zu- einer flachen Bahn aufschlitzen, ausbreiten und parallel auf eine andere, separate Bahn so anordnen, dass die ausgestossenen Fasern dazwischen zu liegen kommen.

Falls notwendig, wird ein zusätzlicher Klebstoff aufgebracht, so dass die beiden Bahnen fest miteinander verbunden werden. Jede einzelne solcher Bahnen kann unmittelbar als non-woven Gewebe verwendet werden. -.■_...

Der Abstand zwischen dem Aussenumfang des sich drehenden Gefässes und dem Gelege aus zylindrisch angeordneten Garnen kann unter Beachtung der folgende! Bedingungen experimentell bestimmt werden. Falls die Dicke der ausgestossenen Fasern, in Denier, gemessen, grosser wird, kann die resultierende Zentrifugalkraft grosser und der Luftwiderstand der ausgestossenen Fasern kleiner im Vergleich zu solchen Fällen sein, wo die Dicke in Denier geringer ist. Somit lässt sich ein grosser Abstand vorsehen. Wenn beispielsweise die ausgestossenen Fasern eine Dicke von 2o bis 3o Denier haben, kann der Abstand 5o bis 1oo mm betragen.

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Wenn die ausgestossenen Fasern mittels einer die Aussenseite der Lage aus zylindrisch angeordneten Garnen umgebenden Unterdruckkammer einer Saugwirkung ausgesetzt werden, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, sind die Fasern sowohl einer zentrifugalen als auch Saugkraft ausgesetzt, so dass sie rascher zu der Lage aus zylindrisch angeordneten Garnen gelangen. Das bedeutet, dass Fasern mit einer geringeren Denier-Dicke zu der Garnlage innerhalb einer solchen Zeitdauer gelangen, bei der die Klebfähigkeit an den Oberflächen der Fasern noch vorliegt. Diese Vorgehensweise wird wirksam als Verfahren zur Herstellung einer nicht gewebten Matte aus Glasfasern verwendet, die aus in Kettrichtung verlaufenden Glasfasergarnen und einer Lage aus ausgestossenen, in Schussrichtung sich erstreckenden Glasfasern besteht. Diese Vorgehensweise ist deshalb zweckmässig, da je dünner die ausgestossenen Glasfasern werden, sich die Flexibilität und die anderen physikalischen Eigenschaften der Fasern verbes-' sern.

Bei Herstellung eines kreuz laminierten G^.-Jzhes durch Laminieren der Garne in Schuss- und Kettrichtung gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel dienen die ausgestossenen Fasern zur Fixierung der gegenseitigen.Abstände der Garne in den Bahnen vor der Kreuzlaminierung,und nach Laminierung der Schuss- und Kettfaden werden die ausgestossenen Fasern durch Wärme in einen weichen oder geschmolzenen Zustand überführt und auf den Garnen von neuem verteilt und erstarren gelassen. Dabei dienen die ausgestossenen Fasern als Klebmittel zur Erzielung einer Verbindung der Kett- und Schussfäden an ihren Kreuzungsstellen und ermöglichen weiter eine Verbindung des geschaffenen laminierten Gewebes mit anderem Material, wie beispielsweise Papier oder dergleichen. Daher wird ein Polymer mit einem geringeren Schmelzpunkt als der der Garne, das vollständig als Klebmittel dienen kann, verwendet. Die Dicke der einzelnen ausgestossenen

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Fasern selbst ist nicht so wichtig/ doch hängt sie sowohl von der Wahl der notwendigen Menge an den Garnen zugeführtem, klebendem Polymer und von den gegenseitigen" Abständen der anhaftenden, ausgestossenen Pasern ab.

Beispielsweise lässt man eine Anzahl von flachen Polyäthylengarnen mit einer Breite von 7 mm und einer Dicke von 1ooo Denier in Längsrichtung parallel zueinander mit einem Abstand von 1o mm unter Bildung eines Zylinders so laufen, dass ihre flachen Oberflächen zum Mittelpunkt des Zylinders gerichtet sind. Ein heisses, schmelzenförmiges, klebriges Polymer, das hauptsächlich aus einem Copolymer aus Äthylen und Venylacetat besteht, wird für die ausgestossenen Fasern mit einer Dicke von 25 Denier verwendet, wobei die Fasern an den Garnen in einem Abstand von 1 mm parallel zueinander und in Querrichtung gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung anhaften. In diesem Fall haften 25 Gew.-% Klebstoff, bezogen auf die Garne an diesen an. Die Garne, deren Anordnung auf diese Weise durch die ausgestossenen Klebstoffasern fixiert ist, können als Schussbahn wenigstens zur Herstellung eines kreuzlaminierten Gewebes aus Kett- und Schussfäden verwendet werden. Diese Vorgehensweise folgt dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die durch die ausgestossenen Fasern aus einem klebrigen Polymer so fixierten Garne lassen sich nicht nur für die Schussbahn alleine sondern auch sowohl für die Kett- als auch Schussbahnen bei einem Kreuzlaminat verwenden.

Nach Fig. 1 wird die zylindrische Bahn, deren Garnanordnung durch die ausgestossenen Fasern festgelegt ist, sukzessive in zwei halbkreisförmige Schichten mittels zweier Messer aufgeschnitten, die an symmetrischen Stellen senkrecht zur Zeichenebene am Umfang eines unteren Ringes 19 vorgesehen sind. Die beiden halbkreisförmigen Schichten werden mit

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gleicher Geschwindigkeit separat nach links und rechts, wie dargestellt, mittels Quetschwalzen 21 und 22 abgezogen. Werden die Schichten durch Tuchführungsorgane 23, 23', 24 und 24' vor den Quetschwalzen geführt, so werden die halbkreisförmigen Bahnen flach gelegt und anschliessend auf Aufwickelspulen 25 bzw. 26 aufgewickelt. Wenn die zylindrisch angeordneten Garne an einer Stelle ihres Umfanges aufgeschnitten werden und mittels eines Tuchführungsorganes.an jeder Seitenkante zu einer flachen Schicht geöffnet werden, wobei man die Schicht durch Umlenkrollen führt, erhält man eine flache Bahn.Werdai die Garne von den Spulen auf eine Spulenaufsteckeinrichtung über der Spannungseinstelleinrichtung abgezogen und durch die Quetschwalzen 21 und 22, die an einer Stelle unterhalb des Aufschneid-und Flachlegebereiches angeordnet sind, beaufschlagt, arbeiten die Tuchführungsorgane bei dem Flachlegen zufriedenstellend und lässt sich das Flachlegen der Bahn, deren Garnanordnung durch die ausgestossenen Fasern in Querrichtung fixiert ist, ohne weiteres durchführen.

Bei Fig. 3 wird die mittels der Vorrichtung nach Fig. 1 erhaltene Bahn als Schussbahn für das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, wobei die Schussbahn über die Kettbahn durch einen mit Wasser benetzten Netzriemen für den Kett- und Schusslaminator gemäss dem Verfahren nach einer früheren Erfindung des Anmelders der vorliegenden Erfindung geführt wird.

Der horizontal umlaufende Netzriemen 33, der durch Kettenräder 32 und 32 angetrieben wird, wird durch eine Bürste 34 benetzt, die teilweise in einen Wassertank am unteren Laufweg des Riemens eintaucht. Die Schussbahn 35, die mit der Vorrichtung nach Fig. 1 hergestellt wurde und eine durch die ausgestossenen Fasern aus klebrigem Polymer fixierte Garnanordnung hat, wird auf den netzförmigen Riemen durch Quetschwalzen 36 geleitet,

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wobei die Klebrige Seite oben zu liegen kommt. Durch einen Schmelzschneider 37 wird die Bahn zu einer Länge geschnitten, die der Breite der Kettbahn entspricht, wobei letztere kontinuierlich unter dem netzartigen Riemen quer zur Zuführrichtung der Schussbahn in horizontaler Richtung läuft. Die geschnittene Schussbahn wird über die laufende Kettbahn am unteren Umlaufweg des Riemens gebracht. Sobald die geschnittene Schussbahn vollständig die Kettbahn überlappt, ragen eine Anzahl von nicht dargestellten, linearen Kanten durch die Öffnungen zwischen den einzelnen Netzwerken des Riemens nach unten vor, wobei die auf der netzartigen Oberfläche durch die Oberflächenspannung des Wassers anhaftenden Schussbahnen intermittierend wiederholt und kreuzweise auf die Kettbahn nebeneinander niedergedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt kommt das faserige, klebrige Polymer der Schussbahnen zwischen der Schuss- und Kettbahn zu liegen und das so geschaffene Kreuzgelege wird über eine nicht dargestellte Heiztrommel im Laufe seiner weiteren Bewegung senkrecht zur Zeichenebene geleitet. Dabei wird das faserförmige, klebrige Polymer durch Wärme in einen weichen oder geschmolzenen Zustand überführt, erneut verteilt und zur Koagulation auf den Schuss- und Kettgarnen gebracht. Die Kreuzungsstellen von Schuss- und Kettlagen verbinden sich auf diese Weise durch das klebrige Polymer.

Was das klebrige Polymer zur Verbindung der Kett- und Schusslagen betrifft, so kann die Menge an auf der Schussbahn haftendem Polymer alleine ausreichen,doch kann gemäss einer anderen Vorgehensweise auch ein Pastieren der Kettbahnen vorgenommen werden. Die gemäss dem Verfahren nach Fig. 1 erzielte Bahn mit dem ausgestossenen faserförmigen Klebstoff kann als Rohmaterialbahn sowohl für die Kett- als auch Schusslage verwendet werden. Wenn die Kett- und Schusslagen unter Einsetzen eines Papiers, einer Bahn aus kurzen, wahllos orientierten Fasern oder dergleichen, zwischen der Kett- und Schuss lage laminiert werden, werden die Kettbahn und die eingelegte

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Lage zunächst durch Verkleben zueinander fixiert, worauf dann die Schussbahn auflaminiert wird,so dass diese drei Lagen durch die Verklebung zu einer Schicht gelangen. Diese Vorgehensweise erweist sich für diese Art der Verbindung der drei Lagen als wirkungsvoll und wird daher oft verwendet.

In der Gummiindustrie wird als Substratgewebe ein schussfreies Reifenkordgewebe vorgesehen, wobei man ein derartiges Gewebe aus Reifenkord als Kettlage und aus einem dünnen, schwachen Garn als Schusslage herstellt. Erfindungsgemäss lässt sich ein Substitut für das- Reifenkordgewebe sehr wirkungsvoll gewebefrei herstellen, da die parallel angeordneten Kordfaden durch die ausgestossenen Fasern fixiert werden können.

Bei Nylonreifenkord kam als Polymer für die ausgestossenen Fasern Nylon verwendet werden. In Anbetracht der festen Haftung des Nylonkords an Gummi ist es jedoch besonders wünschenswert, die Kordfaden mit einem Spezialklebstoff für Reifenkord zu bestreichen und die entsprechend angeordneten, so vorbehandelten Kordfaden durch die ausgestossenen Fasern aus einem Polymer miteinander in Querrichtung zu verbinden, das sich mit Gummi verträgt.

Beispiel 1

Es wurden Glasfasergarne von 6oo Denier (.der Einzelfaden hatte einen Durchmesser von 9 ,u und war pro Meter Garn vierzigmal verdrillt) vertikal nach unten mit einem Teilungsabstand von 5 mm über einen kreisförmigen Kamm mit einer Umf anjgälänge jvon 2 m/ durch Quetschwalzen mit einer Geschwindigkeit von 4ό m/min abgezogen. Ein Copoylmer, bestehend aus 8o % Äthylen und 2o % Vaylacetat, wurde als Klebstoff

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aus einem Extruder extrudiert, der einen Durchmesser von 5o mm hatte. Das Copolymer gelangte danach in ein Gefäss mit einem Durchmesser von 5oo mm bei 14O⁰C, das sich mit 16οσ U/min drehte. Am Aussenumfang des Gefässes waren 25 kleine öffnungen mit jeweils einem Durchmesser von 1 mm vorgesehen. Die Fasern wurden durch die Öffnungen ausgestossen und an die 75 mm davon entfernte Garnlage angehaftet. Die Dicke des faserigen, klebrigen Polymers betrug 28 Denier und die ausgestossenen, an den zylinderförmig angeordneten Garnen anhaftenden Fasern erstreckten sich parallel zueinander in einer etwas geneigten Form; sie lagen jedoch annähernd senkrecht zu den Garnen in einem Abstand von 1 mm. Die zylindrisch angeordneten Garne wurden an zwei symmetrischen Stellen des Umfanges durch Aufschmelzen der Fasern aufgeschnitten, wobei die halbkreisförmigen Schichten durch Tuchführungsorgane flachgelegt wurden. Diese Tuchführungsorgane waren vor den Quetschwalzen an sowohl linken als auch rechten Leisten angeordnet. Die Schichten wurden abgezogen, wobei zwei Bahnen mit jeweils einer Breite von 1 m mit einer Anzahl von dz** Garne lateral verbindenden, aus ge? to ssen ^n Fasern vorlagen. Die so erhaltenen Bahnen wurden als Rohmaterialbahnen für das übereinanderlegen in Kett- und Schusslagen, gemäss Fig. 3, verwendet. Nach dem übereinanderlegen wurden die Bahnen über eine Heiztrommel geführt, so dass die ausgestossenen Fasern wieder aufschmolzen und eine Anordnung aus Kett- und Schusslagen entstand, die durch Klebverbindung fixiert war. Ergebnis war ein Glasfaser-Kreuzlaminat-Gewebe mit einer guten Garnanordnung. Zur Ermittlung der Haftfestigkeit wurde eine Zugspannung unter 45° an die kreuzweise liegenden Garne des Produktes angelegt und gemessen, dass die Zugfestigkeit 1,2 kp pro 5 cm Breite betrug.

Beispiel 2

24o Polyäthylen-Flachgarne mit einer Breite von 7 mm und einer

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Dicke von 1ooo Denier wurden· im zylindrischer Form, angeordnet und vertikal nach unten bei einem Teilungsabstand von 1o mm durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung laufen gelassen. Dabei waren die flachen Oberflächen der einzelnen Garne zum Mittelpunkt der zylindrischen Konfiguration ausgerichtet. Ein heisser, schmelzförmiger Klebstoff mit einem Schmelzpunkt von 9o°C, der hautpsächlich aus einem Copolymer von Äthylen und Venylacetat bestand und mit geringen Mengen an Paraffin und modifiziertem, natürlichen Harz vermischt war, wurde einem rotierenden Gefäss durch eine Zahnradpumpe zugeführt. Der Abstand zwischen dem Aussendurchmesser des Gefässes und der zylinderförmig angeordneten Lage aus flachem Garn betrug 7o mm. Ausgestossene Fasern mit einer Dicke von 25 Denier wurden parallel zueinander quer auf die Garnlage unter einem Abstand von 1 mm aufgebracht und danach die Garnlage in zwei halbkreisförmige Schichten aufgetrennt. Die beiden flachen Garnbahnen mit den darauf befindlichen ausgestossenen Fasern hatten eine Breite von 1,2m und wurden separat mit einer Geschwindigkeit von 4o m/min nach links und rechts abgezogen. Die flachen Garnbahnen wurden e.l-s · Kett- und Schussbahnen verwendet und kreuzweise übereinandergelegt, wobei die mit den ausgestossenen Fasern versehenen Seiten der Kett- und Schussbahnen nach unten gerichtet waren. Nach dem tibereinanderlegen wurde das Gelege über Heiztrommeln zum Auschmelzen der ausgestossenen Fasern und zum Fixieren der Kett- und Schussbahnen geführt. Auf diese Weise entstand ein kreuzlaminiertes Flachgarngewebe. Das geschaffene, laminierte Gewebe konnte nicht nur unmittelbar als Verpackungstuch sondern als auch nachfolgend beschriebenes Verpackungspapier verwendet werden, d.h. Papier von 7o g/m wurde auf die kl.ebr.ige Seite gelegt und damit durch Wärmezufuhr verklebt. Dadurch wurde ein Verpackungspapier mit einer bemerkenswert hohen Reissfestigkeit erhalten.

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Beispiel 3

Fadengarne aus Nylon-6 mit einer Dicke von 8oo Denier wurden in einem Abstand von 1 mm in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 angeordnet und ein heiss schmelzender Klebstoff aus Polyamid (Emery-4o78, Erzeugnis der Sanyo Kasei K.K., Japan) wurde als klebriges Polymer verwendet. Erhalten wurde ein non-woven Gewebe^ das'als Kerngewebe für Gummierzeugnisse und als Substitut für schussfreie Gewebe aus 'Nylongarnen geeignet war. ..

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Claims

Patentansprüche.

1. Verfahren zum kontinuierlichen Fixieren einer Gelegeanordnung, bestehend aus einer Vielzahl von garnartigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vielzahl an Materialien in zylindrischer Gelegeanordnung in bestimmten Abständen voneinander bewegt, eine Polymerflüssigkeit in ein sich mit hoher Geschwindigkeit drehendes Gefäss scheibenförmiger Gestalt eingibt und in Form einer Vielzahl von Fasern durch Öffnungen am Aussenumfang des Gefässes auf die Materialien durch Zentrifugalkraft ausstösst, so dass die Fasern parallel zueinander in Querrichtung auf der Innenseite der zylindrisch angeordneten Materialien anhaften und letztere in einer Vielzahl von Reihen quer miteinander verbinden, dann die gesamten Materialien nach Aufschneiden flachlegt und die- flachgelegten Materialien abzieht.

2. Verfahren zum kontinuierlichen Fixieren einer Gelegeanordnung, bestehend aus einer Vielzahl von garnartigen Materialien, dadurch gekennzeichnet , dass man die Vielzahl an Materialien in zylindrischer Gelegeanordnung in bestimmten Abständen voneinander bewegt, eine Polymerflüssigkeit aus einem klebrigen, ohne weiteres in einen flüssigen Zustand versetzbaren Polymer in ein mit hoher Geschwindigkeit sich drehendes und in der Mitte der Gelegeanordnung vorgesehenes Gefäss scheibenförmiger Gestalt eingibt und in Form einer Vielzahl von Fasern durch öffnungen am Aussenumfang des Gefässes auf die Materialien durch Zentrifugalkraft ausstösst,so dass die Fasern aus der Polymerflüssigkeit in parallelen Reihen in Querrichtung auf der Innenseite der zylindrisch angeordneten Materialien anhaften und letztere in.einer Vielzahl von Reihen quer miteinander

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verbinden, dann die gesamten Materialien nach Aufschneiden flachlegt und die flachgelegten Materialien abzieht/ und dass nian weiter die flachgelegten Materialien sukzessive zu Schussbahnen mit einer Länge schneidet> die der Breite einer getrennt durch Anordnen einer Vielzahl von länglichen Materialien in Kettrichtung hergestellten und quer zur Zuführrichtung der Schussbahnen laufenden Kettbahn entspricht, die zugeschnittenen Schussbahnen sukzessive auf die laufende Kettbahn so herabfallen lässt, dass sich die Schussbahnen auf die Kettbahn ohne Beeinträchtigung der Materialanordnung legen und das klebrige, an den Materialien anhaftende Polymer erweicht, erneut verteilen und aushärten lässt, so dass die Materialanordnung von Kett- und Schussbahnen miteinander fixiert wird.

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