DE2536955C3 - Verfahren zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung verstärkten nicht-gewebten Erzeugnisses - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft ein Verfahrei. zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung verstärkten nicht-gewebten Erzeugnisses gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DD-PS 48 452 ist es bereits bekannt, punkt- oder linienförmig fixierte Vliese aus thermoplastischen Kur/fasern durch Fäden mit einem gewissen Anteil thermoplastischer Fasern in Vlieslängs- und/oder -querrichtung weiter zu fixieren, indem die Fäden durch Wärmezufuhr zum Aufschmelzen und in innige Verbindung mit dem Fasermaterial des Vlieses gebracht werden. Dieses Verfahren besitzt somit Einschränkungen sowohl hinsichtlich der zu verwendenden Vliesmaterialien als auch der erzielbaren Verstärkungswirkung, da diese alleine durch das Verhalten und die verbleibende Beschaffenheil der Fäden nach dem Schmcl/prn/eß bestimmt ist. Im eigentlichen Sinne wird durch diese Fäden keine nennenswerte weitere Verstärkung, sondern vornehmlich eine zusätzliche Fixierung der Vliesfasern erzielt. In der BE-PS 7 21 293 v· wird weiter ein Verfahren beschrieben, bei dem auf ein Vlies Bindefäden aufgelegt werden, die sich mit den Vliesfasern verbinden und eine Verstärkung des Vlieses ausschließlich indessen Längsrichtung bewirken.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Mi zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines neuarti gen in Längs* und Querrichtung verstärkten nicht-gewebten Erzeugnisses zu schaffen, das auf eine Vielzahl Von unterschiedlichen organischen als auch anorganischen Vliesmaterialien einschlieülich solcher aus billigen Abfallfascrn anwendbar ist und den Einsatz von hochfesten nicht haftenden Garnen ohne maschicnellen Nähvörgang erlaubt, die eine Verstärkung des Vlieses in einer Vorzugsrichtung bewirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches I gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit zunächst getrennt ein die Garne und die quer dazu sich erstreckenden Klebpolymerlagen umfassendes Gelege hergestellt, das auf ein Vlies beliebiger Faserart und Faserlänge aufgebracht wird und dort eine Verstärkung sowohl in Längs- als auch Querrichtung schafft. Da das Gelege vor seiner Verbindung mit dem Vlies hergestellt wird, kann hierfür das am besten geeignete Material in Bezug auf das Vliesmaterial ausgewählt und vorgesehen werden. Bei der Verbindung des Geleges mit dem Vlies erfolgt die Verstärkung in Längsrichtung durch die hoi hfesten Garne, während zur gleichen Zeit die Fäden aus Klebpolymer das Vlies in Querrichtung verstärken, da die geschmolzenen Klebfäden die darunterliegenden Vliesfasern linienförmig miteinander und bis zu einer gewissen Tiefe verbinden. Durch die Klebfäden wird weiter auch die Ausbildung von Flaum an der Vläescberfläche verhindert. Ein weiterer mit dem erfindungsgemaöen Verfahren erzielter Vorteil hegt darin, daß die parallel zueinander verlaufenden Garne durch die aufgebrachten Klebpolymerfäden in ihrem vorgegebenen Abstand genau fixiert sind und diese gewünschte Lage bei der späteren Anbringung gewährleistet ist. Das als Zwischenprodukt anzusehende Gelege aus Garnen und Klebpolymerfäden wird in einfacher Weise dadurch hergestellt, daß man die gewünschte Anzahl von parallelen Garnen zylindrisch z. B. auf einer Trommel anordnet und von der Innenseite der Trommel oder zylindrischen Anordnung die Fäden aus dem geschmolzenen Klebpolymer auf die Garne schleudert, so daß diese sich kreuzweise mit den Garnen verbinden. Dabei ist es aus der DE-OS 2146 322 grundsätzlich bekannt, zur Herstellung von Fäden aus polymerem Material einen rotierenden Spinnkopf vorzusehen, der an seinem Umfang Düsen aufweist, durch die das polymere Material fadenförmig herausgeschleudert wird. Ansonsten hat dieser Stand der Technik jedoch keine Verwandtschaft mit dem Anmeldungsgegenstand.

Ein weiterer Vorteil aus der Verwendung eines vorgefertigten Geleges aus Garnen und Klebpolymerfäden besteht darin, daß dieses Gelege zur Bildung des Vlieses als Filtermedium verwendet werden kann, um die dafür vorgesehenen Fasern auszufiltern, die durch eine Luftströmung in Schwebezustand gehalten werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß man ein Gelege mit abwechselnd dünneren und dickeren Fäden aus Klebpolymer vorsieht. Diese dickeren Klebpolymerfäden ergeben eine weitere Verstärkung quer /u den Garnen, da sie tiefer als die dünneren Fäden in das Vliesmaterial eindringen können.

Gemäß einer anderen Weiterbildung, die Gegenstand des llnteranspruches 3 ist, können auch nicht-gewebte Erzeugnisse hergestellt werden, die an einer Seite ein Gelege mit in Vlieslängsrichtung sich erstreckenden Garnen und auf der anderen Seite ein Gelege mit in Vliesquerrichtung sich erstreckenden Garnen aufweisen. Die Verbindung dieser Gelege mit dem Vlies erfolgt über die Klebfäden, die quer zu den jeweiligen Garnen verlaufen. Das Aufbringen der Gelege mit querliegenden Garnen erfolgt dabei so, daß entsprechend der Breite des Vlieses zugeschnittene Gelegeabschnitte ohne Abstände nebeneinandergelegt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand vun Beispielen näher erläutert.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht das Vlies aus einer Schicht willkürlich orientierter Kurzfasern, wie Papierfasern oder nicht-verschlungenen Textilfasern. Dabei kann es sich um Fasern aus natürlichen oder künstlichen Materialien oder um Abfallprodukte von Spinnmülhlen, um kurze Asbestfasern und um Fasern handeln, welche zum Verspinnen nicht geeignet sinr*. wobei eine bestimmte Menge relativ langer Fasern zugesetzt ist, wie beispielsweise wiedergewonnene Fasern aus Glaswolle, Steinwolle oder Schlacket/wolle. Das Vlies kann fernerhin aus einer Mischung der oben genannten Fasern bestehen, und zwar unabhängig von der jeweiligen Länge dieser Fasern. Bei dem Vlies kann es sich ferner um Blätter handeln, welche durch Verbindung von aus der Schmelze gesponnenen Fasern hergestellt ist, wobei diese Fasern an den sehr zahlreichen Berührungspunkten miteinander verbunden sind. Dabei treten unregelmäßige Abstände zwischen den Verbindungspunkten in Bezug auf die Länge der einzelnen Fasern auf.

Zur Herstellung des Vlieses können, also, Abfa!.;asern von Spinnmühlen sowie wiedergewonnene Fasern verwendet werden, welche bisher als Rohmaterial für industrielle Zwecke eine sehr geringe Bedeutung hatten, jedoch erfindungsgemäß zu einem wertvollen Erzeugnis, verarbeitet werden, das sich durch hohe mechanische Festigkeit, Haltbarkeit und Luftdurchlässigkeit auszeichnet. Falls ein aus kurzen Glasfasern bestehendes, Vlies mit einer aus Glasfaden bestehenden Fadenschicht verbunden wird, ergibt sich ein nicht-gewebtes Erzeugnis mit hoher Formstabilität, hoher mechanischer Festigkeit und Widerstandsfestigkeit.

Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Garnen kann es sich um gesponnene Garne, mehrfaserige Garne, einfaserige Garne, gestreckte Bänder bzw. Flachgarne sowie Bänder- und Spaltfasergarne mit Netzstruktur handeln.

Zur Herstellung des nicht-gewebten Erzeugnisses wird eine A..zahl von länglichen Gelegestücken vorgesehen, weiche unter Einhaltung eines vorgegebenen Garnabstandes zylindrisch angeordnet weHen. Ein flüssiges Klebpolymer wird einem mit hoher Drehzahl rotierenden scheibenförmigen Gefäß, welches im mittleren Teil der zylindrisch angeordneten Gelegestükke angeordnet ist, zugeführt und durch längs des Außenumfanges angeordneten öffnungen im Gefäß in Form einer Anzahl von langen Fäden unter Zentrifugalkraft auf die Gelegestücke geschleudert. Dabei kommen die Klebpolymerfäden parallel und in seitlichem Abstand auf der Innenseite der zylindrisch angeordneten Gelegestü^ke zu liegen. Dann werden die gesamten Gelegestücke flach gelegt, aufgeschnitten und entfernt.

Die nicht-gewebten, in Längsrichtung verstärkten Erzeugnisse erweisen sich als wertvoll, wenn eine hohe mechanische Festigkeit nicht nur in Längsrichtung, sondern auch in Querrichtung gewünscht wird. Sie zeichnen sich zudem noch durch verbesserte mechanische Eigenschaften im nassen Zustand aus.

Ferner ergibt sich im vernähten Zustand eine gute Festigkeit längs der Säume. Es können mit derartigen Erzeugnissen z. B. Tüten hergestellt werden, welche aufgrund der vorhandenen Haflfäden sowie der vorgesehenen Garne eine nichts-rutschige Oberfläche besitzen. Derartige Produkte zeichnen sich ebenfalls dadurch aus, daß bei einer punktförmigen Belastung diese in allen Richtungen vrfteilt wird, und zwar nicht nur entlang der an beiden Oberflächen vorhandenen Garne, sondern auch entlang der Fasern der Vliesschicht und entlang der die Garne kreuzenden Haftfaden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ferner eine längliche Fadenschicht quer auf die Vliesoberfläche aufgebracht werden, die der bereits in Längsrichtung verstärkten gegenüberliegt. Diese Fadenschicht wird ebenfalls hergestellt, indem einzelne zugeschnittene

ίο Gelege in der betreffenden Fadenrichtung nebeneinander angeordnet werden, so daß jedes Garn dieser Gelege quer zur Längsrichtung verläuft. Anschließend werden sowohl die vorderen wie auch die hinteren abgeschnittenen Enden der einzelnen Gelege in Bezug auf das Kantenmaterial miteinander verbunden, wodurch die rechten und linken Kanten der herzustellenden Schicht gebildet werden, ohne daß dabei dazwischen irgendwelche Abstände auftreten.

Bei dem Kantenmaterial handelt es sich um "längliches Material, wie schmale Bänder aus Papier, dünne Stoffbänder und gestrickte Bänder mit r 'iebige^r Dicke. be!ieb!^aer Fsdenzah! und beliebigem Auvap^smciteria! Bei einer bestimmten Herstellungsweise kann beispielsweise das nicht-gewebte Erzeugnis eine Querfadenschicht aus gesponnenen Garnen aus regenerierten Zellulosefasern aufweisen. Das Kantenmaterial kann hingegen aus flachen Garnen aus Hochdruck-Poiyathy len bestehen. In einem anderen Fall kann die Querfadenschicht aus Glasfasergarnen bestehen, wan rend das Kantenmaterial aus einzelren Stücken desselben Glasfasergarnes besteht.

Bei der Herstellung einer Querfadenschicht, insbesondere mit großer Breite kann es notwendig sein, eine bestimmte Anzahl von zusätzlichen Garnen, insbesondere dünnen Garnen, vorzusehen, welche ja nach der Art des herzustellenden Erzeugnisses ausgewählt sind. Diese zusätzlichen Fäden werden auf der Querfadenschicht in Abständen von 50 bis 300 mm zwischen den einzelnen Kantenmaterialien angeordnet, wodurch die Herstellung erleichtert wird, während auf der anderen Seite verhindert wird, daß die Ränder der geschnittenen Geleg . welche jeweils mit den folgenden in Berührung stehen, in Unordnung gelangen. Ferner wird verhindert, daß die Garne der Querfadenschicht zum Zeitpunkt der

4) aufeinanderfolgenden Laminierung in Unordnung geraten. Die Anzahl dieser zusätzlichen Garne sowie der Abstand derselben untereinander wird so gewählt, daß die Garne der Querfadenschicht beim Laminieren nicht verrutschen.

Die Materialauswahl sowie die Art der Laminierung der Vliesschicht mit der Längsfadenschicht wird im wesentlichen entsprechend der gewünschten Verbindung bzw. der Eigenschaften des Ausgangsmaterials gewählt Sr> besteht beispielsweise die Möglichkeit, /wei Vliesschichten vorzusehen, zwischen welchen eine Längsfadenschicht angeordnet wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei Längsfadenschichten vorzusehen, zwischen welchen eine Vliesschicht an geordnet ist. Eine weitere Kombination besteht darm.

W) abwechslungsweise Vliesschichten und Längsfadenschichten übereinander anzuordnen. Bei all diesen Kombinationen dienen die Haftfäden wie die an der Vliesschicht befestigten Garne dazu, an der Oberfläche der Vliesschicht auftretende Flaumbildungen zu unterdrücken, wodurch verhindert wird, daß bei Reibung die Oberfläche des Erzeugnisses flaumig wird.

Als Klebpolymere können thermoplastische Kunststoffe verwendet werden, welche fadenbildende Eigen-

schäften besitzen. Die Fäden werden dadurch hergestellt, indem das Polymer aus einem scheibenförmigen, rotierenden Gefäß durch längs seines Umfangcs angeordnete Öffnungen herausgeschleudert wird. Jc höher die Rotaiionsgeschwindigkcii des Gefäßes ist. desto größer ist aufgrund der molekularen Ausrichtung die Reißfestigkeil der Fäden.

Es muß jedoch Vorsorge getroffen werden, daß die aus den Öffnungen oder Düsen austretenden Fäden die Innenfläche der zylindrisch angeordneten Garne im noch heißen Zustand erreichen, damit sie dort anhaften können. Dabei ist zu beachten, daß sich die Hafteigenschaft der Faden mit der Art des verwendeten Polymers, des Molekulargewichts und der Molekulargewichtsverteilung sowie mit der Temperatur der Fäden zum Zeitpunkt der Berührung mit den Garnen ändert. Allgemein gilt, daß die Haftfähigkeit der Klcbpolymerfädcn umgekehrt proportional zu der Fadenzähigkeit isi.

Falls die Haftfähigkeit der Fäden und der Längsfadcnschichl gering ist bzw. bei der nachfolgenden Laminierung auf der Vlicsschicht Schwierigkeiten auftreten, kann ein geeignetes Haftmittel zusätzlich auf die Längsfadenschicht aufgebracht werden. In diesem Fall ergeben sich jedoch zwei Arien von Klebfäden, wobei es jedoch absolut notwendig ist, daß die Klebfädcn eine ausreichende Haftfähigkeil gegenüber den Garnen zum Zeitpunkt besitzen, wenn dir Fäden die Garne erreichen. Die eine Art von Fäden ist jedoch so ausgebildet, daß sie aufgrund ihrer eigenen Haftfähig- in kcit zum Zeitpunkt der Laminierung an der Vliesschicht haftet, während die andere Art von Fäden durch zusätzliche Haftmittel unterstützt wird.

Eine Längsfadenschichi, auf der Klebfäden mit einem hohen Schmelzpunkt und anschließend ein zusätzliches r> Haftmittel mit einem niedrigeren Schmelzpunkt aufgebracht worden isl, kann sehr leicht mit einer Vliesschicht laminiert werden, indem nur das zusätzliche Haftmittel zum Schmelzen gebracht wird, wodurch eine gute Verbindung mit der Vliesschicht erreicht wird. Es gibt -ft) jedoch verschiedene Fälle, bei denen die Garne der Längsfadenschicht sich von denen der Vliesschicht unterscheiden. Die Haftung der Längsfadenschicht an der Vliesschicht wird in diesem Fall erreicht, indem das zusätzliche Haftmittel zwischen den beiden Schichten in der richtigen Weise gewählt wird. Falls ein Polyolefin als Klebpolymer verwendet wird, wird ein niedermolekularer Bestandteil des Polyolefins zu den Randbereich gedruckt. Dieser Bestandteil besitzt einen niedrigeren Schmelzpunkt, so daß die Verfestigung verzögert 5i erfolgt. Auf diese Weise kann eine gute Haftung auf den Garnen erreicht werden. Eine auf diese Weise hergestellte Längsfadenschicht kann somit sehr gut an einer aus demselben Polymer hergestellten Vliesschicht zum Haften gebracht werden, während jedoch Schwie- v> rigkeiten auftreten, wenn eine Verbindung an einer aus einem unterschiedlichen Polymermaterial hergestellten Vliesschicht erreicht werden soll. Im letzteren Fall wird ein geeignetes zusätzliches Haftmittel mit der gewünschten Haftfähigkeit gegenüber den Garnen und e>o der Vliesschicht verwendet.

Bei Garnen aus einem Polyäthylen hoher Dichte wird als Klebpolymer ein Copolymer aus Äthylen und Vinylacetat bzw. mit Paraffin oder einem modifizierten natürlichen Harz versetzte derartige Polymere, verwen- f« det, um ein bei hohen Temperaturen schmelzendes Haftmittel zu bilden. Diese Polymere haften gut an kommerziell erhältlichen, kurzen Fasern des Vlieses.

wobei keine Notwendigkeit für die Verwendung eitles zusätzlichen llaflmiltcls besteht. Bei einer Längsfadenschicht, bei welcher die Klebfädcn durch zentrifugales Ausspritzen von Polyvinylalkohol hoher Konzentration hergestellt wurden, ergibt sich eine gute Haftung gegenüber kommerziell erhältlichen, kurzen Vliesfasern, falls während des Erwärmungsvorganges mit Feuchtigkeit eine Druckbcaufschlagung erfolgt.

Kommerziell erhältliche Klcbpolymerc für die Herstellung der Klebfädcn sind beispielsweise thermoplastische Kunststoffe, wie Polyolefin, Polyvinylchlorid. Polyvinylidchlorid, Polyvinylalkohol. Polyamid. Poly ester. Polyacryl, Polystyrol und Polyurethan sowie deren Copolymere. Ferner kann es sich um wärmthärtbarc Kunststoffe im Anfangszustand ihrer Polymerisation oder Kondensation handeln, welche sich /u Fäden verspinnen lassen. Diese wärmehärtbaren Kunststoffe werden zum Zeitpunkt der I aminierung bzw. ■■)■

AüäCniüS urtfiifi VcficSiigi. u näiiuC'ii sitli linuC-c tiiii suj·.

Vorpolymere, beispielsweise Phenole, Epoxyharze, wärmcaushärtbare Acrylharze, Urethane, Allylester und Harze aus IJrcau und Melamin.

Die Anordnung der Klebfäden sollte je nach Dicke und Eigenschaften der verwendeten Vlicsschicht veränden werden. Falls die Klebfäden in Abständen von 1 bis 2 mm vorliegen, können die kurzen Papierfasern des Vlieses entlang Linien miteinander verbunden werden. Auf dicEv Weise ergibt sich ein Vlies, das selbst im benäßten Zustand eine gute Festigkeit besitzt. Gleichzeitig bleibt die Luftdurchlässigkeil weitgehend erhalten. Im Fall eine dickeren VücsM^icht ist die Einbringung der geschmolzenen Klebfädcn in Dickenrichtung des Vlieses nicht ausreichend, wenn nicht gleichzeitig die Dicke der Klebfäden erhöht wird, und wenn während des Erwärmungsvorgangs keine Druckbeaufschlagung erfolgt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, eine Fadenschicht vorzusehen, welche dickere Klebfäden aufweist, die in Absländen von 5 bis 20 mm die einzelnen Garne der Fadenschicht kreuzen. Ferner können mehrere dünnere Klebfäden zwischen jeweils benachbarten dickeren angeordnet sein.

Falls die Vliesschicht aus kürzeren Fasern bzw. Abfallfasern oder wiedergewonnenen Fasern besieht, bei welchen eine erhebliche Menge von relativ langen Fasern vorliegt und ein derartiges Vlies in Verbindung mit Klebfäden größerer Dicke in Abständen von etwa 25 mm verwendet wird, können die kurzen Fasern mit Hilfe der dicken Klebfäden miteinander verbunden werden, wodurch sich im Bereich der Klebfäden eine Verstärkung ergibt. Ein derartiges Erzeugnis läßt sich sehr gut falten, ist luftdurchlässig und besitzt ein bestimmtes Maß an mechanischer Festigkeit, so daß eine hinreichende Dimensionsstabilität in seitlicher Richtung vorliegt.

Eine abwechselnd dünnere und dickere Klebfäden umfassende Fadenschicht kann in der bereits beschriebenen Weise hergestellt werden, wobei als Abänderung nur neben den kleinen, längs des Umfanges des scheibenförmigen Gefäßes vorgesehenen Öffnung solehe mit größerem Durchmesser in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Die auf diese Weise hergestellten dickeren Fäden können relativ gut in Dickenrichtung des Vlieses eindringen, wodurch eine gute Haftwirkung an der Vliesschicht erreicht wird. Mit Hilfe der dünnen Klebfäden werden hingegen die kurzen Fasern nur an der Vliesoberfläche fixiert, wodurch verhindert wird, daß die kurzen Faserenden von der Oberfläche abstehen können. Dieses Verfahren

wird vorzugsweise dann durchgeführt, wenn die Vlicsschichl eine Dicke von etwa 50 bis 100 gr pro Quadratmeter besitzt und wenn die Fadenschichl mit Klcbfädcn fixiert wird, welche ein Gewicht von Ii bis 25 gr pro Quadratmeter besir/cn.

Gestreckte Produkte aus Polyolefinen, wie gestreckte Bänder oder Hachgarne, sind bei vorgegebener Festigkeit in ihrer Herstellung billiger. Flachgafnc besitzten den Vorteil, daß sie als Fadenschicht sehr gut mil dem Vlies verbunden sverden können. Eine aus flachen Garnen bestehende Fadenschicht besitzt zwei verschiedene Oberflächen, nämlich diejenige, auf welcher die Klebfädcn aufgebracht wurden und clip'onige. auf welche keine Klebfäden vorliegen.

Wenn für die Herstellung der Fadenschithl Spalt fasergarne mit nct/förmigcr Struktur, beispielsweise durch Aufspalten von Flachgarnen verwendet werden, kann diese Fadenschicht /wischen zwei Vliesen angeordnet werden. F.s können jedoch ebenfalls mehrere Vliese jeweils zwischen entsprechenden Fadcnscliii'k'i'ii aus Spaltfasergarnen vorgesehen sein, wodurch ein relativ dickes Endprodukt erzielt wird. Die Haftung der einzelnen Fadenschichlen gegenüber den Vliesen ist zufriedenstellend, da die Klebfäden bei Druck- und Wärmebehandlung bis zur anderen Oberfläche durchdringen können. Die Wirkung tritt jedoch nur bei Spaltfasergarnen, nicht jedoch bei gewöhnlichen Flachgarnen auf.

Insbesondere die kreuzweise verstärkten Erzeugnisse sind wesentlich billiger als Garne desselben Ursprungs. Auch wenn es sich dabei um Stapel- oder Schnittfasern handelt. Dies bedeutet, daß die zur Herstellung des nichtgewebten Erzeugnisses verwendeten Rohmaterialien billiger als die von gewobenen Textilstoffen gleicher Dichte sind. Dies ist insbesondere bei Abfallfasern und wiedergewonnenen Fasern der Fall. Konventionelle nicht-gewebte Matten können jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Vlies verwendet werden. Derartige Matten sind zwar relativ teuer, haben jedoch eine noch höhere Dimensionsstabilitäl, die für viele Anwendungszwecke bedeutsam ist.

Bei Laminierung mit einer Folie ergibt sich ein wasser- bzw. feuchtigkeitsgeschütztes Verpackungsmaterial, mit welchem beispielsweise Säcke für Kunstdünger und Chemikaiien hergestellt werden können. Mit oder ohne weitere Laminierung können diese Erzeugnisse auch für landwirtschaftliche Zwecke, beispielsweise als Mattensubstitut, air Sonneschutz usw., verwendet werden.

Derartige kreuzweise verstärkte Erzeugnisse können vor allem aus verstreckten Polyolefinen, beispielsweise gestreckten Bändern und Spaltfasergarnen und einer Vliesschicht aus wiedergewonnenen bzw. Abfallsfasern hergestellt werden, was auf die Kostengründe sehr vorteilhaft erscheint. Derartige Erzeugnisse können ebenfalls als Verstärkungsmaterial im Baugewerbe, beispielsweise in Form von Platten, verwendet werden. In diesem Fall bestehen die Garne vorzugsweise aus Glasfasern, während die Vliesschicht geschnittene Glasfasern, Glaswolle und dgl. aufweist. Diese Materialien haben eine höhere mechanische Festigkeit, gute Feuerbeständigkeit und Stabilität gegenüber Feuchtigkeit.

Im Hoch- und Tiefbau können die nicht-gewebten Erzeugnisse zur Auslegung vor. Wasserstraßen und für Entwässerungszwecke eingesetzt werden. Sie müssen in diesem Fall eine ausreichende Korrosionsfestigkeit gegenüber Erdboden und Schlamm besitzen. Die verwendeten Garne sind hier künstliche Polymere und Polyolefine. Für das Vlies können wiedergewonnene Polyamidfasern, beispielsweise aus der Auloreifcnproduktion, verwendet werden.

ί Nichl-gewebte kreuzweise verstärkte Erzeugnisse können ebenfalls als Rückenmaterial für Auslcgcteppichc, insbesondere nadeldurchstochcne Teppiche, verwendet werden. Die Garne sind vorzugsweise Baumwollgarne, regenerierte Zellulosefasern, Vinylfasern

ίο oder Fasern aus dem Spannteppichmaterial. Das Vlies hingegen besteht aus l-'ascrn desselben Miuerials wie für den eigentlichen Teppich. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß selbst, wenn beim Nadeln während der Teppichherstcllung kurze Fasern nach oben getrieben werden, ^n der Oberfläche des Spannteppichs des nicht sichtbar wird. Nach der Nadeldurchstoßung erfolgt eine Wärmebehandlung unter Druck, wodurch eine Fixierung der durch die Nadel eingestoßenen Fasern mit Hilfe der bei der Herstellung des nicht-gewebten Erzeugnisses verwendeten Klebfäden erfolgt. Bei Teppichen erscheint in vielen Fällen ferner ein Vlies aus kurzen Julefascrn vorteilhaft.

Im Rahmen der Erfindung können weitere Fasern verwendet werden, weiche aufgrund ihrer mangelnden Biegsamkeit nicht zum Weben oder Stricken geeignet sind, wie beispielsweise Kohlenfasern und Alkali-festen Glasfasern.

Beispiel 1

Flachgarne von 1000 Denier aus Polyäthylen hoher Dichte wurden zu Spaltfasergarnen aufgespalten und an einer zylindrischen Anordnung mit einem Durchmesser von 1 Meter angeordnet, wobei ihr gegenseitiger Abstand lOmni betrug. Die Garne wurden mit einer Geschwindigkeit von 50 m pro Minute in Längsrichtung der zylindrischen Anordnung bewegt. Im mittleren Bereich der zylindrischen Anordnung war eine rotierende Trommel angeordnet, die längs ihres Umfanges 50 Öffnungen aufwies. Diese Öffnungen entsprachen 5

Gruppen, welche jeweils aus einer großen öffnung und 9 nachfolgenden kleinen Öffnungen bestanden. Auf diese Weise konnten Fäden aus einem Klebpolymer unter Zentrifugalwirkung auf die Innenseite der zylindrisch angeordneten Spaltfasergarne geschleudert werden. Die dickeren Fäden mit einer Dicke von 800 bis lOOO Denier werden in Abständen von 10 mm an den einzelnen Garnen zum Haften gebracht. Zwischen denselben wurden jedoch dünnere Fäden mit einer Dicke von 25 bis 50 Denier in Abständen von 1 mm angehaftet. Auf diese Weise wurde eine Längsfadenschicht erhalten, weiche aus Spaltfasergarnen in Längsrichtung und einer Anzahl von diese Garne in Querrichtung kreuzenden Klebfäden bestand; die Herstellungsgeschwindigkeit betrug 50 m pro Minute.

Anschließend daran wurde das geschaffene Gebilde aufgeschnitten und flachgelegt Die erhaltene Fadenschicht bestand aus 11 gr Fasergarnen und 14 bis 16 gr Klebfäden pro Quadratmeter, deren Abstand 1 mm betrug.

Die erhaltene Fadenschicht wurde zwischen zwei Blättern Papier mit 70 gr pro Quadratmeter eingelegt und unter Druck erwärmt. Die dickeren Klebfäden wurden dabei in das Papier auf beiden Seiten der Fadenschicht in Abständen von etwa 10 mm eingedpjckt. Auf diese Weise wurden die drei Schichten fest miteinander verbunden, wobei die dünneren Klebfäden bewirkten, daß die Spaltfasergarne gut an der jeweiligen Oberfläche des Papiers anhafteten. Erhalten

wurde ein nicht-gcwebtes, in Längsrichtung verstärktes Erzeugnis, bei dem die Klebfäden in Abständen von I mm zueinander lagen. Dieses Erzeugnis besaß Widerstandsfähigkeit gegenüber Benetzung mit Wasser und kann aufgrund seiner großen Breite als Verpakkungsmittel verwendet werden.

Beispiel 2

Eine entsprechend Beispiel I ausgebildete Fadenschicht mit in Längsrichtung verlaufenden Garnen wurde als Filtermedium verwendet, um relativ feine Abfalljulefasern, welche sich mit Hilfe von Lull im Schwebezustand befanden, in einer Menge von lOOgr pro Quadratmeter aufzufangen. Auf diese Jutefaserschicht wurde eine zweite Längsfadenschicht aufgebracht, wobei die Klebfäden ebenfalls in Richtung der lutefaserschicht ausgerichtet waren. Die ganze Anordnung wurde dann unter Druck erhitzt. Das auf diese Weise hergestellte nicht-gewebte Erzeugnis war in Längsrichtung durch die auf beiden Seiten des Vlieses angeordneten Spaltgasergarne verstärkt. Eine Flauschbildung wurde durch die Klebfäden verhindert. Auf diese Weise konnten relativ lange Jutefasem an Stellen miteinander verbunden werden, wodurch Verstärkungslinien in seitlicher Richtung entstanden und eine relativ gute Festigkeit auch in Querrichtung vorlag. Das so hergestellte Erzeugnis war dicker als bei Beispiel 1 und ließ sich z. B. als Matte für landwirtschaftliche Zwecke verwenden.

Beispiel 3

Flachgarne auch Polyäthylen von hoher Dichte und 'mit einer Breite von 7 mm, einer Dicke zwischen 0,015 und 0,02 mm und etwa 1000 Denier wurden in Abständen von 10 mm angeordnet, wodurch sich ein Zylinder von I m Durchmesser ergab, welcher entlang seiner Achse fortbewegt wurde. Während dieser Bewegung wurde ein aus Äthylenvinylacetatcopolymer bestehendes Klebpolymer auf die Innenoberfläche des Zylinders gespritzt, wodurch sich eine Anzahl von Fäden mit einer Dicke von 50 Denier in Abständen von 2 mm ergab.

Mit Hilfe dieser Fadenschicht wurde ein Vlies aus Abfallfasern aus einer Spinnmühle verstärkt. Das Vlies besaß eine Dicke entsprechend 50 gr pro Quadratmeter. Die Abfallfasern wurden mit Hilfe von Luft aufgetrieben, wobei in diesem Zusammenhang ein Reißwolf verwendet wurde. Nachdem die Schicht von Abfallfasern auf die Längsfadenschicht aufgebracht worden war, wurde eine weitere Längsfadenschicht derselben Struktur in Längsrichtung aufgelegt, wobei die Klebfäden auf eier Seite der Schicht von Abfallfasern zu liegen kamen. Die gesamte Anordnung wurde dann über Heiztrommeln geleitet, und zu einem Laminat zusammengepreßt, bei welchem beide Oberflächen des Vlieses durch in Längsrichtung verlaufende parallele Flachgarne sowie quer zu diesen verlaufende Klebfäden bedeckt waren. Das so erhaltene Erzeugnis besaß Festigkeit in der Querrichtung und eignete sich als Verpackungsmaterial in der Verpackungsindustrie.

Beispiel 4

Glasfasergarne mit einer Dicke von 300 Denier wurden in Abständen von 1,5 mm angeordnet und zu einer Längsfadenschicht entsprechend Beispiel 1 verarbeitet, indem geschmolzene Klebfäden mit einer Dicka von 20 Denier in Abständen von 2 mm darauf aufgebracht wurden. Die Fadenschicht wurde zur Umwicklung von Steinwollmatlcn verwendet. Die umwickelten Steinwollmatten wurden erhitzt, so daß die Fadenschicht an dgr Oberfläche der Matte anhaftete. Das betreffende Produkt war aufgrund der Glasfasergarne in Längsrichtung verstärkt und besaß eine Abmessungsstabilität in Querrichtung, indem die Steinwollfasern mit Hilfe der Klebfäden kreuzweise mit den Garnen verbunden waren.
Die Fadenschicht aus Glasfasergarnen ist dabei

ίο billiger als entsprechende aus denselben Glasfasergarnen hergestellte gewebte Erzeugnisse, welche feuerfest sind. Da jedoch in dem vorliegenden Fall Klebpolymere verwendet wurden, welche im allgemeinen brennbar sind, erweist es sich vorteilhaft, hierfür haftende Phenolharze vorzusehen, welche selbstauslöschend sind. Dabei wird berücksichtigt, daß das Bindemittel bei Steinwollmatten in der Regel ebenfalls vom Phenoltyp ist.

Beispiel 5

Glasfasergarne mit einer Dicke von 600 Denier wurden in Abständen von 5 mm parallel zueinander angeordnet, wodurch sich ein Zylinder mit einem Durchmesser von I m ergab. Dieser Zylinder wurde in Längsrichtung entlang der Mittellinie fortbewegt. Auf diesem Zylinder wurden von einer Seite her Klebfäden mit einer Dicke von 50 Denier in Abständen von 1 mm wie in Beispiel 1 aufgebracht. Auf die so hergestellte Längsfadenschicht wurden geschnittene kurze Glasfa-

JO sern aufgebracht, wodurch sich ein Vlies mit einer Dicke von 30 gr pro Quadratmeter ergab. Das Aufbringen des Vlieses erfolgt durch Auftreiben der kurzen Glasfasern, wie in Beispiel 3. Anschließend wurde die gesamte Anordnung erhitzt und gepreßt, so daß das Vlies an der Fadenschicht zum Haften gelangte. Anschließend daran wurde eine weitere Längsfadenschicht entsprechender Ausgestaltung in Querrichtung aufgebracht, wobei die Oberfläche dieser Fadenschicht Klebfäden hatte, die auf der unteren Seite des Vlieses zu liegen kamen. Die gesamte Anordnung wurde dann unter Wärmebehandlung zusammengedrückt, wodurch sich ein nicht-gewebtes kreuzweise verstärktes Erzeugnis ergab, bei dem die Glasfasergarne auf der einen Seite in Längsrichtung und auf der anderen Seite quer dazu verliefen. Das Endprodukt bestand aus 26 gr Glasfasergarnen, 30 gr geschnittenen Glasfasern und etwa 8 gr Klebpolymer pro Quadratmeter. Die mechanische Festigkeit unter einem Winkel von 46° betrug 2,2 kg pro 50 mm Breite. Auf diese Weise hergestellte Erzeugnisse eignen sich für wasserfeste Straßenunterlagen und zur Verstärkung von Baumaterialien, beispielsweise Platten.

Beispiel 6

Glasfasergarne mit einer Dicke von 600 Denier wurden in Abständen von 5 mm parallel zueinander in Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 1 m angeordnet, worauf dann die Verarbeitung zu einer Längsfadenschicht erfolgte. Anschließend wurde ein Vlies mit einer Dicke entsprechend 30 gr pro Quadratmeter aus geschnittenen kurzen Fasern aufgebracht und in Übereinstimmung mit dem Beispiel 5 verklebt Anschließend daran wurde eine weitere Längsfadenschicht in Querrichtung mit Hilfe eines Bandförderers aufgebracht Dieser Bandförderer bestand aus neun schmalen Bändern mit einer Dicke von 10 mm, welche in Abständen von 125 mm parallel zueinander angeordnet waren. Ein aus fünf Fäden von Glasfasergarnen mit einer Dicke von 600 Denier bestehendes Kantenmate-

rial vvuiiSe dann entlang der äußeren Kanten des Förderers in Abständen von 20 mm von oben her zugeführt, wobei die Zuführgeschwindigkeit der des Förderers entsprach. Die auf dem Bandförderer ageführte Längsfadenschicht in Querrichtung wurde durch Oberflächenspannung der wasserbenetzten Ober flächen des Förderers auf dem oberen Trum zum Haften gebracht. Die Längsfadenschicht war dabei in entsprechende Bahnen geschnitten, deren Länge ausreichte, um den Abstand zwischen der rechten und der linken Seite des Kantenmaterials zu bedecken, wobei noch eine zusätzliche ÜberschuBlänge auf der vorderen und rückseitigen Seite der Bahnen vorhanden war. Das Schneiden erfolgte mit Hilfe einer Messerkante, welche auf der Schicht während der Bewegung längs des Förderers aufgedrückt wurde.

Die geschnittenen Bahnen wurden entlang des unteren Trums des Förderers nacheinander gefördert, während sie an denselben Kanten blieben. Anschließend wurden sie zusammen mit dem Kantenmaterial abgeworfen, ohne daß dabei irgendwelche Abstände zwischen den , meinen Bahnen verblieben. Auf diese Weise konnte erreicht werden, daß die hinteren und vorderen Enden der geschnittenen Bahnen auf das links und rechts vorhandene Kantenmaterial aufgebracht wurden. Anschließend wurden die geschnittenen Endteile der Bahnen auf den entsprechenden Kantenmaterialien zum Haften gebracht.

In diesem Fall war es möglich, daß zusätzlich neun Fäden von Glasfasergarn mit einer Dicke von 600 Denier auf der Oberfläche der Längsfadenschicht aufgebracht wurden. Die auf der Seite des Vlieses liegenden Oberflächen der Querfadenschicht verliefen in Abständen von 100 mm zwischen den jeweiligen Kantenmaterialien, wodurch die Laminierung gegenüber der Längsfadenschicht erleichtert wurde.

Die zuvor hergestellte Längsfadenschicht wurde auf die fortbewegte Querfadenschicht aufgebracht, wodurch eine Überlappung in Längsrichtung auf der Querfadenschicht erzielt wurde. Das Vlies war dabei in Richtung der Oberfläche der Querfadenschicht ausgerichtet, ohne daß dabei zusätzliche Garne hierauf zum Haften gebracht werden mußten. Die gesamte Anordnung wurde dann unter Wärmebehandlung gepreßt, worauf dann das jeweilige Kantenmaterial zugeschnitten wurde. Das auf diese Weise hergestellte nicht-gewebte, kreuzweise verstärkte Erzeugnis entspricht im wesentlichen dem nach Beispiel 5.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten nichtgewebten Erzeugnissen dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 und 2 schematische Ansichten von typischen Längsfadenschichten, wobei Fig.2 eine Schicht mit dickeren und dünneren Klebfäden ist,

F i g. 3a, 3b 3c schemutisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels eines Erzeugnisses nach der Erfindung durch Aufbringen einer Fadenschicht gemäß Fig.3a auf ein Vlies gemäß Fig.3b mit sich in Längsrichtung erstreckenden Garnen und quer dazu liegenden Linien aus Klebpolymer (F i g. 3c),

F i g. 3d eine vergrößerte Ansicht eines Eckbereiches fdes Erzeugnisses nach F i g. 3c,

F i g. 4a, 4b 4c schematisch den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindunsgemäßen Erzeugnisses unter Verwendung einer Längsfadenschicht gemäß Fig.4a und einer Querfadenschicht gemäß F i g. 4c sowie ein Vlies gemäß F i g. 4b, Fig. 4d ein nicht-gewebtes Erzeugnis aus der Laminierung der Schichten gemäß F i g. 4a —c, bei dem die Garne auf der oberen Vliesoberfläche quer zu den Garnen auf der unteren Oberfläche liegen,

Fig.4e, 4f eine vergrößerte Ansicht eines Eckbereiches ζ) in Fig.4 bei Betrachtung von oben und bei Betrachtung von unten (F i g. 4f), und

F i g. 5 schematisch die Art und Weise wie uie dicken Klebfäden einer Fadenschicht vertikal das Vlies durchdringen, wenn Fadenschichten mit dicken und dünnen Kiebfäden verwendet werden.

Gemäß Fig. I sind die parallel und in bestimmten Abständen voneinander angeordneten Garne 1 in ihrer Ausrichtung durch eine Anzahl von Kiebfäden 2 fixiert, die parallel an einer Oberfläche der ausgerichteten Garne 1 anhaften und die Garne 1 in Querrichtung miteinander verbinden.

F i g. 2 zeigt eine Fade.nschicht ähnlich der nach Fig. 1. wobei jedoch zwei Arten von Klebfäden vorgesehen sind, nämlich die dicken Klebfäden 2' und die dünnen Klebfäden 2". Die Kiebfäden sind so angeordnet, daß eine gewisse Anzahl von dünnen Fäden 2", zwischen jeweils zwei benachbarten dicken Fäden 2' zu liegen kommt.

Wie in den F i g. 3a, 3b, 3c und 3d dargestellt, wird eine Fadenlage mit Garnen 1 und daran anhaftenden Klebfäden 2, vgl. Fig. 1, auf ein Vlies 4 auflaminiert, so daß ein nicht-gewebtes Erzeugnis entsteht, das durch die Garne in Längsrichtung und durch Linien aus dem klebpolymer (F i g. 3c) in Querrichtung verstärkt ist. Die Garne 1 haften dabei in Längsrichtung an einer Oberfläche des Vlieses, während zur gleichen Zeit die verstärkende Anzahl an Linien 3 aus erstarrtem klebpolymer sich in Querrichtung des Vlieses erstreckt. Diese Linien 3 stammen aus den Klebfäden 2 nach Fig.3a und verbinden die kurzen Fasern des Vlieses 4 miteinander, wie dies in F i g. 3c und 3d gezeigt ist.

F i g. 3d zeigt schematisch die Struktur des Erzeugnisses, bei dem die ausgerichteten Garne 1 an einer Oberfläche des Vlieses 4 haften und die Anzahl an Linien 3 aus erstarrtem Klebpolymer wie zuvor erwähnt die kurzen Fasern des Vlieses miteinander verbinden, indem das Klebpolymer vertikal in das Vlies bis zu einem Ausmaß eindringt, das der Dicke des Klebpolymers entspricht.

Bei den Fig.4a bis 4f werden eine Fadensciiicht (Fig.4a) mit ausgerichteten, beabstandeten Garnen 1 und daran quer gemäß Fig. 1 und 2 anhaftenden Kiebfäden 2 sowie eine weitere Fadenschicht (Fig.4c) mit ähnlichem Aufbau auf ein Vlies 4 so auflaminiert. daß die Garne 1 an der oberen Oberfläche des Erzeugnisses quer zu den Garnen Γ an der unteren Oberfläche des Erzeugnisses liegen. Es entsteht somit ein nicht-gewebtes Erzeugnis (F i g. 4d), das kreuzweise verstärkt ist, wobei das Vlies 4 zwischen der oberen und unteren Fadenschicht eingeschlossen ist.

In Fig.4e und 4f sind vergrößerte Darstellung eines Eckbereiches Q des so gebildeten Erzeugnisses wiedergegeben, bei dem die ausgerichteten Garne 1 und ausgerichteten Linien 3 aus erstarrtem Klebpolymer zusammen mit den kurzen an der oberen Oberfläche des Erzeugnisses angeordneten Fasern des Vlieses 4 und die ausgerichteten Garne Γ und Linien 3^r an der unteren Oberfläche des Erzeugnisses in ihrer verstärkenden Wirkung deutlich werden. Aus F i g. 4e und 4f geht weiter die Struktur des nicht-gewebten, kreuzweise verstärkten Erzeugnisses hervor, bei dem Gruppen von ausgerichteten Garnen 1, die an der oberen Oberfläche des Erzeugnisses anhaften, quer zu den Garnen 1' liegen.

die an der unteren Oberfläche des Erzeugnisses anhaften, wobei zwischen den beiden Gruppen das Vlies, sandwichartig eingeschlossen ist.

In F i g. 2 und 5 stammen die Linien 3" aus erstarrtem Klebpolymer von dicken Klebpnlymerfäden 2¹ gemäß Fig.2, die die kurzen Fasern des Vlieses miteinander

verbinden wobei das Klebpolymer sich in das Vlies 4 in weitem Umfang vertikal hineinerstreckt. Die Linien 3'" aus erstarrtem Klebpolymer stammen von dünnen Klebfäden 2" nach Fig.2, die ebenfalls die kurzen Fasern des Vlieses miteinander verbinden, jedoch nur teilweise vertikal in das Vlies 4 eindringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung verstärkten nicht-gewebten Erzeugnisses, bei dem auf ein Vlies aus Kurzfasern in dessen ϊ Längsrichtung eine Anzahl von Garnen in gleichem Abstand voneinander gelegt und auf dem Vlies durch Wärmezufuhr fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein die Garne umfassendes Gelege herstellt, indem man die Anzahl von parallelen Garnen zylindrisch anordnet, aus dem Inneren der zylindrischen Anordnung der Garne Fäden aus einem geschmolzenen Klebpolymer auf die Garninnenseite schleudert, so daß diese sich kreuzweise mit den Garnen verbinden, und das so geschaffene Gebilde zu dem Gelege aufschneidet, und das Vlies auf das hinsichtlich der Breite des nicht gewebten Erzeugnisses zugeschnittene Gelege auflegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenrizeichnet, daß Jian ein Gelege mit abwechselnd dünneren und dickeren Fäden aus Klebpolymer vorsieht.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vlies auf das Gelege so auflegt, daß sich die Fäden aus Klebpolymer quer zur Vlie^längsrichtung erstrecken, und auf die andere Oberfläche des Vlieses Längenabschnitt des Geleges nebeneinander so legt, daß sich die Fäden aus Klebpoiymer in Vlieslängsrichtung erstrecken.