DE2608534A1 - Faser-schichtstoffe und verfahren fuer ihre herstellung - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL -ING. S DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 2 6 Π 8 5 3

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 0245

Anwaltsakte 26 S72 2. März 1976

MONSANTO COMPANY St. Louis, Missouri 63166/ USA

Faser-Schichtstoffe und Verfahren für ihre Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf Stoffe sowie auf Verfahren für ihre Herstellung.

Es gibt zahlreiche bekannte Arten von Faser-Schichtstoffen. Diese umfassen geflockte Stoffe, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 3 262 128 und 3 314 845 beschrieben

(089)988272 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

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sind, mehrschichtige· ungewebte Stoffe mit zwei Oberflächenschichten aus Langfasern und einer Innenschicht aus Kurzfasern, wie sie z.B. in der US-PS 3 388 028 beschrieben sind, verschiedene Arten von Laminaten, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 3 063 W, 3 615 976, 3 695 985, 3 765 997, 3 794 537, 3 862 877 und 3 870 592 beschrieben sind, sowie Spaltbahnstoffe, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 3 437 539 und 3 483 051 beschrieben sind.

Im allgemeinen sind bekannte Schichtstoffe sehr dünn oder, wenn sie dicker sind, zu steif, zu dicht und/oder zu papierartig für verschiedene Zwecke, beispielsweise für die Verwendung in Kleidungsstücken. Im Bemühen, diese Mangel zu beseitigen, wurden verschiedene Laminate hergestellt, wobei Jedoch eine einfache stoffschlüssige Verbindung von Faserschichten mittels Klebstoffen Stoffe ergab, welche eine ungenügende Bruch- und Zugfestigkeit oder Ablösefestigkeib zwischen den Schichten aufwiesen und damit für verschiedene Verwendungszwecke nicht ausreichend haltbar waren, insbesondere was ihre Waschbarkeit anbetrifft.

Um diese Mangel zu beseitigen, wurde bereits versucht, gewisse Schichtstoffe durchgehend stoffschlüssig zu binden, wie z.B. in der US-PS 3 388 028 beschrieben, ein solches Verfahren ist jedoch im wesentlichen auf Schichtstoffe mit äußeren Tragschichten aus relativ kurzen Fasern, beispielsweise gekrempelten Stapelfasern und einer relativ dünnen, leichtgewichtigen und eine ungleichmäßige Faserdichte aufweisenden Innenschicht beschränkt. Die nach einem solchen

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Verfahren hergestellten Stoffe haben zuweilen zwar eine geringere Steifigkeit, dafür jedoch auch eine begrenzte Dicke und Fülligkeit, relativ geringe Festigkeit und Ablösewiderstand und ein ungleichmäßiges Aussehen.

Für die Herstellung von neuartigen Schichtstoffen mit gut aussehenden und sich angenehm anfühlenden Oberflächenstrukturen wurden verschiedene Spaltbahnverfahren entwickelt, wie sie z.B. in der US-PS 3 457 539 beschrieben sind. Auch diese Verfahren verwenden jedoch zumeist relativ kurze Verstärkungsfasern, relativ dünne Faserschichten, insbesondere was die zu spaltende Schicht anbetrifft, und in der zu spaltenden Schicht stark richtungsorientierte Fasern. Die so hergestellten Stoffe haben daher zumeist relativ geringe Festigkeit, ziemlich hohe Dichte, begrenzte Dicke und Gewicht und eine Maserung oder Ausrichtung an den durch die Spaltung entstehenden Oberflächen.

Angesichts der vorstehend angeführten Mangel und Schwierigkeiten besteht ein Bedarf an einer neuen Art von ungeachtet einer geringen Dichte festen und dauerhaften Stoffen, welche gut aussehen, sich angenehm anfühlen und wohlfeil herstellbar sind, für die verschiedensten Verwendungszwecke, einschließlich des Ersatzes von gewebten, gewirkten, geflockten und/oder anderen nicht gewebten Stoffen. Die Erfindung schafft eine solche Art von Stoffen, ein Verfahren zum Herstellen von festen und dabei leichten Faser-Schichtstoffen und ein Spaltbahnverfahren zum Herstellen von unge-

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achtet einer geringen Dichte ebenfalls festen Stoffen, welche außerdem eine neuartige Oberflächenschicht von sehr gutem Aussehen haben. Derartige Schichtstoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind im folgenden beschrieben, wobei, sofern nicht anders angegeben, die verschiedenen Mengen in Gew.% angegeben sind.

Zur Beseitigung der Mangel bekannter Stoffe der genannten Art schafft die Erfindung einen festen, geringe Dichte aufweisenden Stoff aus einer I¹UlIf as er schicht, welche hauptsächlich aus kurzen Fasern im wesentlichen mit einer Länge von höchstens 10 mm, einer Tragfaserschicht aus kontinuierlichen Langfasersträngen und einem im wesentlichen durch die Füllfaser- und Tragfaserschichten hindurch verteilten, die Schichten miteinander verbindenden Bindemittel, wobei die Füllfaserschicht im wesentlichen parallel zur

Tragfaserschicht angeordnet ist und wenigstens 8 g/m Füllfasern enthält. In einer Ausführungsform bildet die Füllfaserschicht eine Oberflächenschicht des Stoffs, während sie in einer anderen Ausführung eine zwischen zwei Tragfaserschichten angeordnete Innenschicht darstellt und dabei

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wenigstens 16 g/m Füllfasern enthält. In noche einer anderen Ausführung schafft die Erfindung einen Stoff mit zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordneten, hauptsächlich aus Langfasern bestehenden Tragfaserschichten, einer zwischen diesen angeordneten Füllfaserschicht, welche hauptsächlich aus Kurzfasern im wesentlichen mit Längen von höchstens 10 mm und einem durch die Füllfaserschicht und

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die Tragfaserschichten, verteilten, die Schichten stoffschlüssig miteinander verbindenden Bindemittel, wobei die Kurzfasern in ungeordneter Ausrichtung in einer zu den Tragfaserschichten parallelen Ebene angeordnet sind, die

Füllfaserschicht wenigstens 16 g/m Füllfasern enthält und

2 die Tragfaserschichten jeweils wenigstens 8 g/m Langfasern enthalten.

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Stoffen der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein Bindemittel im wesentlichen vollständig durch eine mehrschichtige Anordnung aus zwei im wesentlichen parallelen Außenschichten, welche hauptsächlich aus tragenden Langfasern bestehen, und einer dazwischen angeordneten Füllfaserschicht mit wenig-

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stens 16 g/m Kurzfasern im wesentlichen mit einer Länge von höchstens 10 mm verteilt wird und daß das Bindemittel dann verfestigt wird, um die Füllfaserschicht stoffschlüssig mit den Tragfaserschichten zu verbinden.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffs mit einer Oberflächenschicht aus Füllfasern ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen zwei im wesentlichen parallelen Tragfaserschichten aus Langfasern eine Schicht aus in einer zu den Tragfaserschichten parallelen Ebene ungeordnet ausgerichteten Füllfasern im wesentlichen mit einer Länge von

2 höchstens 10 mm und in einer Menge von wenigstens etwa 16 g/m angeordnet wird, daß ein Bindemittel im wesentlichen durch die mehrschichtige Anordnung hindurch verteilt wird, daß

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die Anordnung einer gesteuerten Erwärmung unterworfen wird, so daß die Konzentration des Bindemittels in einer zu den Tragfaserschichten im wesentlichen parallelen Ebene innerhalb der 5¹UlIfaserschicht wesentlich verringert wird, daß das' Bindemittel in der erwärmten Anordnung verfestigt wird, um die Tragfaserschichten stoffschlüssig mit der ffüllfaserschicht zu verbinden, und daß die Anordnung entlang der die geringere Konzentration des Bindemittels aufweisenden Ebene gespalten wird, indem die Tragfaserschichten mit einer zum Spalten der ffüllfaserschicht entlang der genannten Ebene ausreichenden Kraft auseinandergezogen werden.

Die nach den verschiedenen Ausführungsformen des erfindungs— gemäßen Verfahrens hergestellten Stoffe sind vielseitig verwendbar, insbesondere als Ersatz für gewebte, gewirkte, andere nicht gewebte und in gewissen Fällen auch für geflockte Stoffe auf deren verschiedenen Anwendungsgebieten, beispielsweise als dauerhafte, halb dauerhafte oder nur einmal verwendbare Kleidung, als Möbel- oder Gardinenstoffe, schützende und/oder schmückende Überzüge für die verschiedensten Gegenstände, etwa Bücher, als ünterlagematerial für Teppiche usw.

In den verschiedenen Ausführungsformen schafft die Erfindung Stoffe mit einer, zwei, drei oder mehr lüllfaserschichten und einer, zwei, drei oder mehr Tragfaserschichten. In einer wesentlichen Ausführungsform der Erfindung hat

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ein Schichtstoff nur eine Füllfaserschicht und eine Tragfaserschicht. Zur Herstellung dieses Stoffs wird ein Schichtstoff mit einer zwischen zwei Tragfaserschichten angeordneten Füllfaserschicht im wesentlichen symmetrisch aufgespalten. In einer dritten Ausführungsform der Erfindung hat ein Schichtstoff zwei Tragfaserschichten und eine Füllfaserschicht, welche derart zwischen den Tragfaserschichten angeordnet und ausgebildet ist, daß sich der Stoff nicht in einer vorbestimmten Weise spalten läßt, sondern die Schichten eine hohe Ablösefestigkeit haben. In einer vierten Ausführungsform der Erfindung hat der Stoff eine zwischen zwei Füllfaserschichten angeordnete Tragfaserschicht. Zu seiner Herstellung wird eine fünfschichtige Anordnung aus drei Füllfaserschichten und zwei damit abwechselnden Tragfaserschichten entlang den Füllfaserschichten aufgespalten. Der erfindungsgemäße Stoff kann also keine, eine oder zwei Oberflächenschichten aus Füllfasern oder keine, eine oder zwei Oberflächenschichten aus Langfasern haben. Die Anordnung dieser Schichten kann also in der verschiedensten Weise zusammengestellt seijj.

Als Langfasern für die Tragschichten des erfindungsgemäßen Stoffs eignen sich natürliche oder künstliche Fasern, etwa Baumwolle, Wolle, Seide, verschiedene Zellulosefasern, Nylon, Polyester, Akryle, Modakryle, Polyolefine, PoIyazetal oder Viskose oder Kuproammonium-Rayon sowie Gemische von zwei oder mehr Faserstoffen dieser Arten. Die Fasern haben vorzugsweise Längen von mehr als 10 mm,

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insbesondere die typischen Stapellängen von 1 bis 15 cm und darüber. Die Stärke der Fasern liegt im Bereich zwischen etwa 0,2 und 70 Denier und darüber. In gewissen Ausführungsformen der Erfindung liegen die Tragfasern wenigstens teilweise, vorzugsweise hauptsächlich in Form von kontinuierlichen Easersträngen, beispielsweise als gesponnene Garne vor. In den erfindungsgemäßen Stoffen mit der höchsten Festigkeit bestehen die Tragfaserschichten im wesentlichen aus solchen kontinuierlichen Strängen aus Langfasern.

Die Tragfaserschicht der erfindungsgemäßen Stoffe kann aus gewirkten, gewebten, nicht gewebten (etwa gemäß den US-Patentschriften 3 434 188, 3 485 706, 3 485 708 und 3 485 709 gebundenen oder vernetzten), genadelten oder, im Falle von Stapelfasern, gekrempelten Fasern gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tragfaserschicht eine nicht gewebte' Gutbahn aus organischen, vorzugsweise polymeren, kontinuierlichen Fasern, beispielsweise eine vernetzte, ungewebte Gutbahn, wie sie in der US-PS 3 536 556 beschrieben ist. Die Schicht ist vorzugsweise so porös, daß ein in einer Trägerflüssigkeit gelöstes oder dispergiertes Bindemittel sie durchdringen kann. Die

2 Schicht enthält insgesamt etwa 3 bis ca. I50 g/m Fasern,

2 vorzugsweise etwa 6 bis ca. 34 g/m . Damit der fertige erfindungsgemäße Stoff eine ausreichende Zerreißfestigkeit erhält, hat die Tragfaserschicht eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,1 kp/cm, vorzugsweise von wenigstens

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ca. 0,2 kp/cm.

Die Füllfasern, welche den erfindungsgemäßen Stoffen einen wesentlichen Teil, zumeist sogar den überwiegenden Teil ihrer Dicke, nicht jedoch eine hohe Dichte verleihen, können organische Fasern etwa aus" fein geschnittenen Fäden oder Leder, natürliche Fasern von Baumwolle, Leinen, Hanf, Seide, Wolle oder Holzschliff, synthetische Fasern aus Rayon,p-Azetat, Nylon, Polyester, Akrylen, Modakrylen oder Gemische aus solchen Fasern sein. Sie enthalten einen überwiegenden Anteil von mehr als 50 Gew.% an Kurzfasern im wesentlichen mit einer Länge von höchstens 10 mm. In gewissen Fällen, insbesondere wenn die Füllfasern eine Oberflächenschicht des Stoffs bilden, bestehen sie vorzugsweise in der Hauptsache aus solchen Kurzfasern oder sogar aus Kurzfasern im wesentlichen mit einer Länge von höchstens 5 mm, wie dies beispielsweise bei vielen Holzschlifffasern der Fall ist. Ein weiteres erwünschtes Merkmal vieler natürlicher Fasern, beispielsweise Holzschliffasern ist ihre gekrümmte Gestalt oder Kräzselung. Eine aus solchen Kurzfasern gebildete Oberflächenschicht fühlt sich angenehm an und hat für zahlreiche Verwendungszwecke ein gutes Aussehen. In dieser Hinsicht sind Holzschliffasern für gewisse Zwecke besonders geeignet.

Die in der Füllfaserschicht der erfindungsgemäßen Stoffe enthaltenen Fasern brauchen zwar nicht in irgend einer besonderen Weise angeordnet oder ausgerichtet zu sein,

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Sie sind jedoch vorzugsweise im wesentlichen ungeordnet in einer zur zugeordneten Tragfaserschicht des Stoffs im wesentlichen parallelen Ebene enthalten, d.h. sie sind in dieser Ebene nicht in einem solchen Maße ausgerichtet, wie es für gekrempelte Fasern typisch ist. In anderen Ausführungen, darunter solchen, in denen die Füllfasern die Oberflächenschicht bilden, sind sie vorzugsweise in allen drei Achsen unausgerichtet angeordnet, so daß in der kurzfaaerigen Oberflächenschicht keinerlei Ausrichtung erkennbar ist. Zur Herstellung von Stoffen mit einer sehr gleichmäßigen Oberfläche hat eine Füllfaserschicht in der zu der Tragfaserschicht bzw. den Tragfaserschichten parallelen Ebene vorzugsweise eine im wesentlichen gleichmäßige Faserdichte, d.h. es werden vorzugsweise nicht gekreppte Füllfaserschichten verwendet. In anderen wichtigen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Stoffen mit vorzugsweise sehr gleichmäßiger Dicke und/oder Oberflächenstruktur hat die Füllfaserschicht vorzugsweise eine im wesentlichen gleichförmige Stärke, im Gegensatz zu einer stellenweise verdichteten Faserschicht. Die Füllfasern können zwar eine ziemlich große Stärke aufweisen, gemäß der Erfindung werden jedoch vorzugsweise relativ dünne Füllfasern mit einer Stärke zwischen ca. 0,1 und 10, vorzugsweise zwischen ca. 0,5 und 5 Denier verwendet. Wenngleich die durchschnittliche Stärke der Fasern in der Tragschicht des Stoffs im Bereich zwischen ca. 0,2 und 70 Denier und darüber liegen kann, haben die Fasern der Füllfaserschicht in den meiäten

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Fällen vorzugsweise eine geringere durchschnittliche Stärke als die der Tragfaserschicht. Zur Herstellung einer solohen Beziehung ist es in gewissen Fällen notwendig, beispielsweise im Falle gewisser Naturfasern mit nicht kreisförmigem Querschnitt, die Querschnittsfläche solcher Fasern auf eine entsprechende Denierzahl umzurechnen, indem die nicht kreisförmige Querschnittsfläche mit der scheinbaren Dichte der Fasern multipliziert und aus dem Ergebnis das Gewicht von 9000 m einer solchen Faser in Gramm berechnet wird.

Um dem erfindungsgemäßen Stoff die gewünschte Fülligkeit, d. h. eine gewisse Dicke, bezogen auf das Gewicht der Flächeneinheit, zu verleihen, enthält jede Füllfaserschicht

2 eines solchen Stoffs wenigstens 8 g/m Füllfasern. Zur Erzielung-noch größerer Vorteile enthält jede solche Füll-

faserschicht wenigstens 16 g/m Füllfasern. In anderen vorteilhaften Ausführungen, darunter solchen von Stoffen mit einer größeren Anzahl von Tragfaser- als Füllfaserschichten,

enthält jede Füllfaserschicht wenigstens etwa 25 g/m Füllfasern. Das Gewicht der Fasern in den einzelnen Füllfaserschichten ist für die meisten Fälle praktisch unbegrenzt, beispielsweise bei Stoffen im Gewicht von etwa I5 bis

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ca. 800 g/m ,übersteigt es jedoch nicht ca. 7OO g/m . Bei

Stoffen mit einem Gewicht von etwa I5 bis ca. 4oo g/m , welche wenigstens eine aus Füllfasern gebildete Oberflächenschicht haben, übersteigt das Gewicht der Füllfasern in

2 einer Schicht gewöhnlich nicht 350 g/m . Enthält die Füll-

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faserschicht wenigstens etwa 16g/m Füllfasern, so hat der

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damit hergestellte Stoff gewöhnlich, ein Gewicht von

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wenigstens etwa 30 g/m .

Ein vorteilhaftes Merkmal der gemäß Erfindung verwendeten Füllfaserschichten ist ihre geringe Dichte von etwa 0,03 bis ca. 0,2 g/cm , vorzugsweise zwischen etwa 0,05

und 0,15 b/cm . Zum Herstellen von Füllfaserschichten mit einer im oberen Teil dieses Bereichs liegenden Dichte werden die Fasern vorzugsweise naß aufgebracht, so daß sich eine in Längs- und Querrichtung ungeordnete Ausrichtung der Fasern ergibt, während sie bei einer Füllfaserschicht mit einer im unteren Teil des genannten Bereichs liegenden Dichte vorzugsweise trocken aufgebracht, beispielsweise aufgeblasen werden, so daß sich eine ungeordnete Ausrichtung wenigstens in den zwei vorstehend genannten Richtungen und im Falle von Stoffen mit einer Oberflächenschicht aus solchen Füllfasern eine in bezug auf drei Achsen ungeordnete Ausrichtung ergibt.

Die niedrige Dichte solcher Füllfaserschichten trägt dazu bei, den erfindungsgemäßen Stoffen eine relativ niedrige

7 Dichte von gewöhnlich etwa 0,2 bis 0,75 g/cnr zu verleihen.

Bei Stoffen mit nur einer Tragfaserschicht und/oder einer Oberflächenschicht aus Füllfasern liegt die Dichte des Stoffs gewöhnlich zwischen etwa 0,2 und ca. 0,5 g/cm ,

7 insbesondere zwischen etwa 0,25 und 0,45 g/cm . Insbesondere bei Verwendung einer besonders geringe Dichte aufweisenden, aufgeblasenen Füllfaserschicht liegt die Dichte des Stoffs

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gewöhnlich im Bereich zwischen etwa 0,25 und 0,4 g/cm und vorzugsweise zwischen etwa 0,3 und ca. 0,35 g/cm . Bei den erfindungsgemäßen Stoffen mit wenigstens zwei Tragfaserschichten liegt die Dichte gewöhnlich zwischen etwa 0,25 und 0,75 g/cm , vorzugsweise zwischen etwa 0,3 und etwa 0,6 g/cm und insbesondere zwischen etwa 0,35 und ca. 0,5 g/cm . Andererseits tragen die vorstehend beschriebenen, eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden Tragfaserschichten dazu bei, den erfindungsgemäßen Stoffen in Längs- und Querrichtung insgesamt eine relativ hohe Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,25kp/cm, vorzugsweise von wenigstens etwa 0,5kp/cm zu verleihen. Insbesondere in Ausführungsformen mit wenigstens zwei Tragfaserschichten haben die erfindungsgemäßen Stoffe eine mittlere Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,5kp/cm und häufig auch wenigstens etwa 1kp/cm.

JTür die erfindungsgemäße Verwendung eignen sich die verschiedensten bekannten Bindemittel, welche durch geeignete Behandlung, etwa durch chemische Reaktion wie Polymerisation, Vernetzung od. dergl., oder durch einfaches Trocknen verfestigbar oder warm verfestigbar sind. Das Bindemittel kann ein solches sein, welches sich in rein flüssiger Form in den laserschichten verteilen läßt, Gewöhnlich wird es dazu jedoch zunächst in einer wässrigen oder nichtwässrigen, beispielsweise organischen Trägerflüssigkeit gelöst oder dispergiert.

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Insbesondere kann das gemäß Erfindung verwendete Bindemittel ein Homopolymer, ein Copolymer, ein Terpolymer oder ein Gemisch daraus sein. Beispiele für gewöhnlich in wässrigen oder organischen Dispersionen verwendbaren, wasserunlöslichen Polymeren sind u.A. Copolymere des Butadiens mit Styrol, Acrylnitril oder Gemische davon, Polychloropren, Isopren-Homopolymere und -Mischpolymere, Homopolymere und Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Homopolymere und Copolymere von Akrylestern, d.h. Estern von Akrylsäurs und Alpha-substituierten Akrylsäuren wie Methylakrylat, Äthylakrylat, Propylakrylat, Isopropylakrylat, Isobutylakrylat, Amylakrylat, Oktylakrylat, 2-Äthylhexylakrylat, Methylmethakrylat, Butylmethakrylat, Laurylmethakrylat, Methyläthakrylat, Benzylakrylat, Dimethylitakonat und Gemische davon, Copolymere von Akrylnitril mit beliebigen dieser Akrylester, Styrol, Vinylchlorid oder ein Gemisch davon, Polysulfide, Polyamide, Polyester, Polyesteramide, Polyvinylbutyral, Polyvinylazetat, PoIyvinylpropionat und Gemische davon.

Die gemäß Erfindung vorzugsweise verwendete Menge eines solchen nicht wasserlöslichen Polymers hängt im wesentlichen von der Art des Polymers, seiner Teilchengröße und der gewünschten Konsistenz des Bindemittels ab. Der Gewichtsanteil des Polymer-Feststoffs in einer für das erfindungsgemäße Verfahren gebrauchsfertigen Dispersion liegt beispielsweise im Bereich zwischen etwa 1 und 75$, vorzugsweise zwischen 2 und 50$ und insbesondere zwischen

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Beispiele für als Bindemittel verwendbare wasserlösliche Polymere sind u.A. partiell hydrolysiertes Polyvinylazetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyakryl- und Polymethakrylsäuren und Salze derselben, Polyacrylamid, Polymethakrylamid, Stärke, Dextrin und Natriumzellulosexanthat. In den für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Lösungen haben diese wasserlöslichen Polymere gewöhnlich eine Konzentration zwischen etwa 2 und ca. 50$.

Bevorzugte Bindemittel umfassen in Wasser dispergierte, wasserunlösliche Polymere, z.B. ein Akrylpolymer. Wie auch bei anderen der vorstehend genannten Bindemittel kann die Konzentration eines solchen Polymers in der verwendeten Dispersion einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften des hergestellten Stoffs haben. Allgemein ergeben sich bei höheren Konzentrationen fester gebundene Stoffe. Zusammen mit einem relativ hohen Grad an Warmverfestigung ergibt eine im Bereich zwischen etwa 25 bis 30$ liegende Konzentration eines solchen Polymers einen Stoff, beispielsweise einen solchen mit einer zwischen zwei Tragfaserschichten angeordneten Ju¹UlIfaserschicht, dessen Widerstand gegen Schichtablösung wenigstens etwa 120g/cm und sogar mehr als 200 g/cm Stoffbreite betragen kann, so daß der Stoff in vielen !fällen zerreißt, bevor es zu einer Schichtablösung oder -trennung kommt. Ein derartig hoher Ablösungsoder Trennwiderstand ist besonders vorteilhaft im Hinblick

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auf die Haltbarkeit von Stoffen, welche im Gebrauch wiederholt hohen Belastungen unterworfen sind. I¹Ur die Erzielung eines hohen Ablösungswiderstands darf das verwendete Bindemittel vorzugsweise nicht übermäßig selektiv im Hinblick auf die für den Stoff verwendten Füllfasern und Tragfasern sein.

Die Art und Weise, in welcher die Faserschichten zusammengelegt werden sowie die zum Verteilen des Bindemittels in der geschichteten Anordnung anwendbaren Verfahren sind allgemein bekannt. In einem vorteilhaften Verfahren werden zwei Tragfaserschichten von beiden Seiten her einer Füllfaserschicht zugeführt, während diese über eine Streichwalze läuft. Die drei Faserschichten werden anschließend fest zusammengehalten, während das Bindemittel zugeführt wird, beispielsweise indem die Faserschichten in die Lösung oder Dispersion des Bindemittels eingetaucht werden oder diese auf die Faserschichten aufgesprüht oder aufgeschwemmt wird. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung wichtig, daß das Bindemittel im wesentlichen vollständig und vorzugsweise gleichmäßig durch die geschichtete Anordnung hindurch verteilt wird und diese nicht nur unvollständig und/oder stellenweise durchdringt, so daß die erfindungsgemäßen Stoffe die für sie charakteristischen Eigenschaften einer beträchtlichen Festigkeit bei niedriger Dichte, hohen Ablösungswiderstand und große Gleichmäßigkeit erhalten. Eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Bindemittels in der gesamten geschichteten

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Anordnung ist vorzugsweise dadurch erzielbar, daß die geschichtete Anordnung zunächst mit dem Bindemittel durchtränkt wird, worauf der bei der anschließenden Verfestigung nicht erwünschte Überschuß des Bindemittels entfernt wird, beispielsweise durch Pressen der geschichteten Anordnung zwischen Walzen. Dieses Verfahren verdient für verschiedene Ausführungsformen der Erfindung den Vorzug, obgleich zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des fertigen Stoffs nicht immer eine vollständige Durchtränkung mit dem Bindemittel notwendig ist.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Stoffen mit einer Oberflächenschicht aus I¹UIl- oder Kurzfasern, bei welchem zunächst ein Schichtstoff mit einer zwischen zwei Tragfaserschichten aus Langfasern eingeschlossenen Füllfaserschicht hergestellt und anschließend entlang einer sich im wesentlichen parallel zu den Tragfaserschichten in der Füllfaserschicht erstreckenden Ebene gespalten wird. Ältere Verfahren, in denen eine Faserschicht in einer solchen Weise gespalten wird, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 4-37 539 beschrieben sind, wurden in der Weise durchgeführt, daß das Bindemittel daran gehindert wurde, die zu spaltende Faserschicht vollständig zu durchdringen, worauf die Faserschicht dann entlang der nicht mit dem Bindemittel versehenen Zone gespalten wurde, oder daß in der Ebene, in welcher die Faserschicht gespalten werden soll, eine relativ dünne Schicht aus stärkeren Fasern angeordnet wurde, so daß sich die so hergestellte

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dreischichtige Gutbahn nach dem Durchtränken mit dem Bindemittel entlang der Schicht aus stärkeren Fasern aufspalten ließ. Wegen der unvollständigen Bindung der Fasern in der Trenn- oder Spaltebene ergibt sich bei dem ersten der genannten Verfahren eine ungleichmäßige, stark fusselnde Oberfläche. Bei dem zweiten der genannten Verfahren entsteht in der Trennebene eine Oberfläche mit für eine weiche, glatte Oberfläche zu groben Fasern. Außerdem entstehen bei diesem Verfahren die zusätzlichen Kosten für die Zufuhr einer zweiten, gröberen Kurzfaser und Einbringen derselben in die Füllfaserschicht.

Diese Nachteile sind durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt, bei welchem, wie vorstehend angedeutet, eine mehrschichtige, im wesentlichen vollständig mit einem noch nicht verfestigten Bindemittel durchtränkte Anordnung einer gesteuerten Erwärmung derart unterworfen wird, daß sich die Konzentration des Bindemittels entlang einer in der Füllfaserschicht verlaufenden Ebene wesentlich verringert, worauf die geschichtete Anordnung nach dem Verfestigen des darin enthaltenen Bindemittels entlang der genannten Ebene gespalten wird, indem die Tragfaserschichten zusammen mit den daran haftenden Teilen der Füllfaserschicht mit einer zum Spalten der Füllfaserschicht entlang der genannten Ebene ausreichenden Kraft auseinandergezogen werden. Dieses Verfahren geht also davon aus, daß die Erwärmung der das noch nicht verfestigte Bindemittel enthaltenden, geschichteten Anordnung in ihrer Intensität, Verteilung usw. derart

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steuerbar ist, daß sich die Lage der niedrigsten Bindemittelkonzentration in der FuIIfaserschicht dadurch bestimmten' läßt, so daß das anschließende Aufspalten der geschichteten Anordnung nach dem Verfestigen des Bindemittels entlang einer Ebene erfolgt, deren Lage genau bestimmbar ist.

Durch die so gesteuerte Erwärmung läßt sich der Grad der Verfestigung, d.h. der Bindung und/oder Trocknung und damit die Lage der nach dem Verfestigen des Bindemittels die niedrigste Bindemittelkonzentration aufweisenden Stellen in der Füllfaserschicht bestimmen. Der Grad bzw. die Geschwindigkeit der Verfestigung von typischen Bindemitteln ist bekanntlich auch durch andere Faktoren beeinflußt, beispielsweise durch die Art des jeweiligen Bindemittels, den Anteil des zu verfestigenden Bindemittels in einem System, den Anteil des Bindemittels in der Flüssigkeit, in welcher es gelöst oder dispergiert ist und das Vorhandensein von Additiven, etwa Benetzungsmitteln, welche die Oberflächenspannung der Flüssigkeit beeinflussen.

Unter sonst gleichen Bedingungen bewirkt eine stärkere Erwärmung gewöhnlich eine schnellere Trocknung und eine stärkere Verringerung der Bindemittelkonzentration, bevor eine wesentliche Verfestigung des Bindemittels eintritt. Selbst in Fällen von Ausnahmen von dieser Regel liegt es im Rahmen der Erfindung, die Auswirkungen einer solchen Erwärmung auf die Verringerung der Konzentration eines verwendeten

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bindemittels in den vorhandenen Faserschichten zu beobachten und daraus die Stellen zu bestimmen, an denen eine solche Verringerung der Konzentration durch Erwärmung normalerweise stattfindet. Aus den vorstehenden Erläuterungen ist jedoch zu erkennen, daß eine stärkere Erwärmung der geschichteten Anordnung an einer Seite gewöhnlich dazu führt, daß die niedrigste Konzentration des Bindemittels in der mittleren Schicht näher an der e&etske*- erwärmten Seite liegt, so daß die mittlere Füllfaserschicht nachher näher an der stärker erwärmten Seite gespalten wird.

Bei einer symmetrischen, d. h. gleichzeitigen und gleich starken Erwärmung einer symmetrischen mehrschichtigen Anordnung, vorzugsweise bis zur Trocknung dieser Anordnung, liegen daher die Stellen mit der niedrigsten Bindemittelkonzentration in einer im wesentlichen in der Mitte zwischen den Außenflächen der Anordnung verlaufenden Eiene, so daß sich die Schichtanordnung nachher entlang dieser Ebene zu zwei im wesentlichen gleichen Stoffbahnen aufspalten läßt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die eine Seite einer solchen Schichtanordnung gleichmäßig stärker erwärmt als die andere, so daß die Ebene der niedrigsten Bindemittelkonzentration näher an der stärker erwärmten Seite und parallel zu dieser verläuft und die Füllfaserschicht anschließend näher an der betreffenden Seite aufgespalten wird, wodurch zwei Gutbahnen oder Stoffe von unterschiedlichem Gewicht und verschiedener Dicke mit einer in der Spaltebene verlaufenden

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ebenen Oberfläche entstehen. In noch einer anderen Ausführungsform wird die relative Stärke der Erwärmung der beiden Seiten einer solchen Schichtanordnung nach einem vorbestimmten Muster variiert, so daß die Stellen der niedrigsten Bindemittelkonzentration in der Füllfaserschicht in zu den Tragfaserschichten im wesentlichen Richtungen verlaufen, dabei jedoch verschieden weit von ihnen entfernt sind, so daß beim Spalten der Anordnung zwei Stoffe oder Gutbahnen entstehen, welche durch die verschiedene Dicke der gespaltenen Füllfaserschicht gebildete, spiegelbildliche Muster aufweisen. Derartige Muster können die Form von Streifen haben, jedoch auch in verschiedener anderer Weise ausgebildet sein.

Das Erwärmen der mehrschichtigen Anordnung zum Erzielen der vorstehend angeführten Wirkungen kann mittels verschiedener Einrichtungen erfolgen, beispielsweise mittels Heizstrahlern, Heizwalzen oder anderen auf erhöhten Temperaturen gehaltenen Oberflächen, mittels Konvektions- oder Luftumlauföfen und dergl. mehr. Das anschließende Spalten der das getrocknete bzw. verfestigte Bindemittel enthaltenden Schichtanordnung kann ebenfalls auf verschiedene Weise vorgenommen werden, beispielsweise dadurch., daß die Schichten beim Austritt aus dem Spalt zwischen zwei Walzen voneinander gelöst und anschließend in zwei Richtungen, welche in einem beträchtlichen Winkel von beispielsweise weniger als 30 bis etwa 180 voneinander divergieren, auseinandergezogen werden.

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Bei der normalen Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bleibt wenigstens eine kleine Menge des Bindemittels an allen Stellen der durch die Spaltung erhaltenen Stoffbahnen zurück, so daß sich ein unerwartetes, mit bekannten Verfahren nicht erzielbares Ergebnis einstellt, nämlich ein Stoff mit einer beträchtlichen Zerreißfestigkeit trotz geringer Dichte und mit einer wenig fusselnden, ein gutes Aussehen aufweisenden Oberfläche. Das Ausgangsmaterial bzw. die Vorstufe für diese Stoffbahnen sind vor dem Spalten gekennzeichnet durch eine hohe Ablösungs- oder Trennfestigkeit von wenigstens etwa 6Op/cm Stoffbreite und durch eine hohe Gleichförmigkeit dieser Festigkeit, so daß auch das gespaltene Endprodukt eine hohe Gleichmäßigkeit aufweist. Ein typisches, in vorstehend beschriebener Weise durch gesteuerte Erwärmung behandeltes Schichtmaterial hat eine durchschnittliche Ablöse- oder Trennfestigkeit von wenigstens etwa 60 p/cm Stoffbreite, wobei die Trennfestigkeit an höchstens Λ0% der Fläche des Stoffs um mehr als 20$ oder in vielen Fällen um mehr als 10$ von dem genannten Mittelwert abweicht.

Insbesondere bei der Herstellung eines SpaltStoffs unter Verwendung einer im wesentlichen aus willkürlich ausgerichteten Holzschliffasern bestehenden Füllfaserschicht ist die durch das Spalten entstehende Oberfläche gewöhnlich aus im wesentlichen gekrümmten oder gekräuselten, vollkommen willkürlich ausgerichteten Faserteilen gebildet. Der Ausdruck gekrümmt oder gekräuselt besagt hier, daß die Fasern

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keine besondere Gleichförmigkeit oder Kontinuität der Krümmung aufweisen. Eine mikroskopische Untersuchung der Spaltschicht läßt, wenn überhaupt, dann nur äußerst wenige gerade Fasern erkennen, dafür jedoch das Vorherrschen von gekräuselten Fasern mit von einer sehr engen bis zu einer sehr lockeren übergehenden Kräuselung. Eine bevorzugte Ausrichtung der Krümmungen ist ebensowenig zu erkennen, wie eine Ausrichtung der Krümmungen in der Richtung, in welcher die Zugkräfte beim Spalten der geschichteten Gutbahn angreifen bzw. ausgeübt wurden. Die willkürliche Ausrichtung der Krümmungen der Oberflächenfasern ist insofern von Bedeutung, als dadurch eine erstaunlich weiche, sich angenehm anfühlende Stoffoberfläche entsteht. Ein weiteres Merkmal, in welchem sich das erfindungsgemäße Produkt von bekannten Schichtstoffen unterscheidet, ist seine Luftdurchlässig-

3 2 keit, welche gewöhnlich wenigstens 5 cm /cm see, zumeist

3 2 -5

wenigstens 10 cm /ei see und häufig sogar wenigstens 20cm /cm see bei einem Druckgefälle von 12,7 mm Ws beträgt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert. Die dabei angeführten Eigenschaften der Stoffe werden nach den folgenden Untersuchungsverfahren bestimmt:

Zerreißfestigkeit - American Society for Testing Materials

(ASTH^ D 1682-64 Trennwiderstand - ASTM D 2724
Dicke - ASTM D 1777-64 mit einem Druck von 5,6p/cm

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Elmendorf-Reißfestigkeit - ASTM D 1424 Trapezoid-Reißfestigkeit - ASTM D 2263 Luftdurchlässigkeit. - ASTM D 737-69

Waschbarkeit - American Association of

Textile Chemists and Colorists (AATCC) 124-1967

Fusseln - ASTM D 1163-53» wobei die Versuchsanordnung abgeändert ist, indem anstelle eines Bronzesiebs ein schwarzes, doppelt gewirktes Tuch stoffschlüssig auf einer starren Unterlage befestigt ist. Eine zu untersuchende Probe wird eingespannt und fünfzig Mal auf dem gewirkten Stoff hin und her gerieben. Zum Abnehmen der auf der Oberfläche des Tuchs zurückgebliebenen !Fasern wird ein transparenter Klebstreifen mit matter Oberfläche, beispielsweise "Scotch Magig Tape der Firma 3M, auf das Tuch gepreßt und anschließend davon abgezogen. Der die Fasern auf seiner Klebfläche tragende Streifen wird zwischen einem schwarzen Hintergrund und dem Mikroskop eines Bildanalysekomputers, beispielsweise eines Model 5 Quantimet der Metal Research Company, angeordnet. Die Ergebnisse werden als prozentualer Anteil der weißen Flächen auf der im Sichtfeld des Mikroskops liegenden schwarzen Fläche angegeben.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer in der US-PS 3 581 706 beschriebenen Vorrichtung wird eine luftgeblasene Füllfaserschicht mit

g/m willkürlich angeordneter schwedischer Weichholzschliff aser mit einer überwiegenden Faserlänge von 2,75 mm,

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im wesentlichen keinen Fasern von mehr als 5 mm Länge und einer mittleren Faserstärke von 1,13 Denier hergestellt. Um diese Schicht bei der weiteren Bearbeitung zusammenzuhalten wird sie mit einer solchen Menge einer 15% Feststoffe enthaltenden wässrigen Dispersion eines Styrol-Butadien-Latexbindemittels besprüht, daß auf jeder Seite der Schicht

3 g/m des Bindemittels angesetzt werden, und anschließend bei 175 ⁰C in einem Heißluftofen getrocknet. Die so entstandene, einen haben Meter breite Gutbahn, welche ein Gewicht von 0,06 g/cm aufweist und im wesentlichen gleichförmig dick ist, gleichförmige Dichte und Faserstärken aufweist, wird zwischen zwei Tragfaserschichten gelegt, welche jeweils ein ungewebtes, stoffschlüssig gebundenes Nylon-66-Tuch aus kontinuierlichen Fasern mit einer Stärke von 3»9 Denier in einem Gewicht von 11 g/m darstellen, dessen Herstellung in der TJS-PS" 3 536 556 beschrieben ist. Die Tragfaserschichten haben eine mittlere Zerreißfestigkeit von 0,71 kp/cm, d.h. 1,06 kp/cm in Längsrichtung und 0,36 kp/cm in Querrichtung. Die so entstandene geschichtete Anordnung wird während 10 see in ein wässriges Bad getaucht, welches 26% eines selbstreaktiven Akryl-Copolymer-Bindemittels (vorwiegend Butylakrylat/Äthylakraylat, Polymer T von -30 ⁰C), 13% fein verteiltes TiO₂ und 1% Oxalsäure enthält, so daß sich das Bindemittel im wesentlichen vollständig und im wesentlichen gleichmäßig, d.h. in gesättigter Konzentration durch die geschichtete Anordnung hindurch und in der darin enthaltenen Füllfaserschicht verteilt. Die nasse Schichtanordnung wird durch einen 0,038 mm dicken Spalt

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zwischen zwei angetriebenen stählernen Quetschwalzen geführt und dann von einem mit Nadeln bestückten Spannrahmen aufgenommen, welcher die Gutbahn beim anschließenden Trocknen und Verfestigen des Bindemittels unter Spannung hält. Zum Trocknen und Verfestigen wird die Gutbahn durch einen vier Meter langen, gasbeheizten Heißluftofen mit einer Temperatur von 170 ⁰C geführt. Der damit hergestellte Stoff hat ungeachtet seines geringen Gewichts von 0,44 g/cnr eine mittlere Zerreißfestigkeit von 2,9 kp/cm, d.h. von 3,9 kp/cm in Längsrichtung und 1,9 kp/cm in Querrichtung.

Der Stoff hat ein Gewicht von 124 g/m-r und eine Ablöseoder Trennfestigkeit von 220_f·g/cm Stoffbreite. Der Stoff ist weich und flexibel und hat bei entsprechender Färbung ein lederähnliches Aussehen. Weitere Eigenschaften des Stoffs, sowie zum Vergleich die entsprechenden Eigenschaften der zur Herstellung verwendeten, stoffschlüssig gebundenen Tragfaserschichten, sind nachstehend angegeben:

Eigenschaft Tragfaserschicht fertiger Stoff

Dicke (mm) 0,05 0,28

Elmendorf-Reißfestigkeit (g) 531 513

Luftdurchlässigkeit (cur/cm see) 457 35

Waschgänge bis zum Auftreten

von Auflösungserscheinungen 2 20

Trapezoid-Eeißfestigkeit, kp

Längsrichtung 1,9 2,3

Querrichtung 1,3 1»4

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Beispiel 2

Unter Anwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wird ein Stoff hergestellt, wobei jedoch die Füllfasersehicht 68 g/m Holzschliffasern der gleichen Art enthält und der Quetschwalzenspalt 0,64 mm breit ist. Der Stoff hat die folgenden Eigenschaften:,mittlere Zerreißfestigkeit 5»5 kp/cm (längs 7,3 kp/cm, quer 3_?7 kp/cm), Dichte 0,35 g/em , Gewicht 165 g/m², Dicke 0,47 mm, Trapezoid-Reißfestigkeit: längs 3»26 kp, quer 2,95 kp. Der Stoff sieht im wesentlichen so aus und fühlt sich so an wie der im Beispiel 1 beschriebene, abgesehen vom Unterschied in der Dicke und im Gewicht.

Beispiel 3

Ein Stoff wird im wesentlichen nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei jedoch die

Füllfaserschicht aus 34 g/m Holzschliffasern der gleichen Art nach dem in der US-PS 3 622 449 beschriebenen Verfahren naß aufgelegt wird und dadurch eine größere Dichte von Oi 14-5 g/cnr hat. Der so hergestellte Stoff hat die folgenden Eigenschaften: Mittlere Zerreißfestigkeit 2,7 kp/cm (längs 3»6 kp/cm, quer 1,8 kp/cm), Dichte 0,47 g/cm , Gewicht 132 g/m², Dicke 0,28 mm.

Beispiel 4

Unter Verwendung einer in der US-PS 3 581 706 beschriebenen Vorrichtung wird eine luftgelegte Füllfaserschicht aus willkürlich ausgerichteten schwedischen Weichholzschliffasern hergestellt. Die Fasern haben überwiegend eine Länge von

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2.75 mm, bei im wesentlichen keinen Fasern von mehr als 5 mm Länge, und eine mittlere Stärke von 1,13 Denier. Um die Schicht bei der weiteren Bearbeitung zusammenzuhalten, wird sie mit einer solchen Menge einer 10% Feststoffe enthaltenden wässrigen Dispersion eines Akrylnitrilgummilatex-Bindemittels (Polymer T von -3O⁰C) besprüht, daß an jeder Seite 2,8g/m des Bindemittels vorhanden sind, und dann durch Berührung mit vier glatten Stahlwalzen getrocknet, von denen die ersten Beiden eine Oberflächentemperatur von 250 ⁰C und die letzten beiden eine solche von 150 ⁰C haben. Die so hergestellte Schicht hat bei einer Breite von 0,5 m, einer Dichte von 0,06 g/cnr und einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke eine gleichmäßige Dichte und mittlere Stärke der Fasern. Diese Schicht wird zwischen zwei Tragfaserschichten gelegt, welche jeweils ein ungewebtes, stoffschlüssig gebundenes NyIon-66-Tuch aus kontinuierlichen Fasern mit einer Stärke von 3*9 Denier in einem Gewicht von 11 g/m darstellen, dessen Herstellung in der US-PS 3 536 556 beschrieben ist. Die Tragfaserschichten haben eine mittlere Zerreißfestigkeit von 0,71 kp/cm, d.h. 1,06 kp/cm in Längsrichtung und 0,36 kp/cm in Querrichtung. Die so entstandene dreischichtige Gutbahn wird während 10 see in ein wässriges Bad getaucht, welches 20% eines selbstreaktiven Äkrylpolymer-Bindemittels (vorwiegend Butylakrylat-Äthylakrylat, Polymer T von -30 ⁰C) enthält, so daß das Bindemittel im wesentlichen vollständig und gleichmäßig, d.h. in gesättigter Konzentration, durch die Gutbahn und in der darin enthaltenen Füllfaserschicht verteilt wird. Die nasse Gutbahn wird durch den Spalt zwischen

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zwei einen Druck von 0,57 kp/cm ausübenden Walzen hindurchgeführt und dann von einem nadelbestückten Spannrahmen aufgenommen, welcher sie beim anschließenden Trocknen und Verfestigen des Bindemittels unter Spannung hält. Anschließend wird die Gutbahn mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,8 m/min zwischen 16 Paaren von aufeinander abgestimmten 250 Watt Infrarotlampen hindurchgeführt, welche in acht Reihen (vier oben und vier unten) quer zur Bewegungsrichtung der Gutbahn angeordnet sind. Jede Reihe enthält vier Lampen, wobei diese innerhalb der Reihen und von Reihe zu Reihe in Abständen von 16 cm angeordnet sind und ihr Abstand zu der dazwischen hindurchgeführten Gutbahn 20 cm beträgt. Dann wird die Gutbahn mit der gleichen Lineargeschwindigkeit zwischen drei quer zur Bewegungsrichtung in Abständen von JO cm und jeweils 13 cm über und unter der Vorschubebene der Gutbahn angeordneten Paaren von 1100 Watt Infrarot-Bandheizkörpern hindurchbewegt. Die getrocknete Gutbahn wird dann zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, an deren Ausgangsseite die Tragfaserschichten voneinander gelöst und anschließend mit einer gleichförmigen Lineargeschwindigkeit von 30 m/min in divergierenden Richtungen auseinandergezogen werden. Dadurch wird die getrocknete Gutbahn entlang einer im wesentlichen in der Mitte' zwischen den beiden Tragfaserschichten verlaufenden Ebene gespalten, so daß zwei im wesentlichen gleiche Stoffbahnen entstehen, welche eine Dichte von 0,32 g/cnr und eine weiche, sich angenehm anfühlende Oberfläche aus Weichholzschliffaeen haben. Die Stoffbahnen haben eine sehr gleichmäßige Dicke und ihre Oberfläche neigt wenig zum Pusseln (unter 2%) und hat eine gleichmäßige laserdichte

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und eine im wesentlichen gleichmäßige Faserstärke. Das

Gewicht jeder Stoffbahn beträgt 73 g/m . Weitere Eigenschaften der Stoffbahnen, zum Vergleich zusammen mit den entsprechenden Eigenschaften der zur Herstellung verwendeten Nylon-Tragfaserschichten, sind nachstehend angeführt:

Tragfaserschicht

Fertige Stoffbahnen Stoff A Stoff B

Zerreißfestigkeit kp/cm	0,71	1,	34	1,43
mittlere	1,06	1,	78	1,91
längs	0,36	o,	90	0,95
quer	0,05	o,	23	0,23
Dicke (mm)	(p) 531	415		385
Elmendorf-Reißfestigkeit	/cm2sec) 457	48		47
Luftdurchlässigkeit (cm
Waschbarkeit	2	2		2
Gewichtsverlust (%)	Abrieb	gut		gut
Sichtprüfung

Bei zwei durch Spalten einer Probe der vorstehend beschriebenen Gutbahn erhaltenen Probestreifen wurde jeweils eine Oberflächenschicht von 5% der Dicke der Füllfaserschicht und zum Vergleich die restlichen 95% der Dicke der Füllfaserschichten untersucht. Die untersuchten Proben enthielten die folgenden Anteile des Bindemittels (in %):

Probe 1(5%)

erster Probestreifen 18,8 zweiter Probestreifen 17,7

Proben 2 und 3 (95%) Spaltprobe A B

4-2,3
40,1

37,9 39,4

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Im getrockneten Zustand haben die in vorstehend beschriebener Weise gespaltenen Stoffbahnen eine Ablöse- oder Trennfestigkeit von durchschnittlich 91 g/cm Stoffbreite. Zur Bestimmung der Trennfestigkeit wurde ein in Längsrichtung verlaufender Probestreifen von 25»4 mm Breite mittels einer auf eine volle Skalenbelastung von 500 g und eine Ereuzkopfgeschwindigkeit von 0,3 m/min eingestellten Instron-Maschine untersucht. Keiner der für die Trennfestigkeit gemessenen Werte weicht um mehr als 15% vom Mittelwert ab, und weniger als 5% weichen um mehr als 10% vom Mittelwert ab.

Vergleichsbeispiel A

Wird bei einem Verfahren im wesentlichen gemäß dem Beispiel 4 die ausgequetschte nasse Gutbahn nicht einer gesteuerten Erwärmung unterworfen, um eine Verringerung der Konzentration des Bindemittels in bestimmten Bereichen der Füllfaserschicht herbeizuführen, sondern stattdessen bei Zimmertemperatur getrocknet, so sind für das Trocknen mehrere Stunden notwenig, die mehrschichtige Gutbahn läßt sich nicht gleichmäßig spalten und die beiden Stoffbahnen haben eine ungleichmäßige Dicke. Die aus den Holzschliffasern gebildeten Oberflächenschichten haben ein fleckiges Aussehen, was auf eine ungleichmäßige Spaltung hindeutet.

Beispiele 5

Bei zweimaliger Durchführung im wesentlichen des im Beispiel 4 beschriebenen Verfahrens unter der im folgenden angegebenen Abwandlung des Gewichts der Füllfaserschicht und der Menge

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des zum Zusammenhalten der Schicht bei der Verarbeitung auf die beiden Seiten derselben aufgebrachten Bindemittels entstehen in beiden Fällen jeweils zwei nahezu gleiche Stoffbahnen jeweils mit einer aus den Holzschlifffasern gebildeten Oberflächenschicht, und mit den für die Stoffbahnen im Beispiel 4 genannten im wesentlichen gleichen Eigenschaften hinsichtlich Waschbarkeit und Fusselfestigkeit. Die Durchschnittswerte für weitere Eigenschaften der in beiden Fällen hergestellten Stoffbahnen sind die folgenden:

Beispiel 5 Beispiel 6

Füllfaserschicht	34	322	102
ρ Holzschliffaser g/m	3	314	9
Bindemittel g/m		95
Stoffbahnen	49		104
Gewicht g/m	0,26	0,28
Dichte g/cm
Zerreißfestigkeit kp/cm	1,15	1,42
mittlere	1,69	1,89
längs	0,61	0,95
quer	0,19	.0,37
Dicke mm
Elmendorf-Eeißfestigkeit ρ	656
längs	475
quer	40
•ζ ρ Luftdurchlässigkeit cnr/cm see

Beispiel 7

Bei der Durchführung im wesentlichen des Verfahrens nach

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Beispiel 4, wobei jedoch die Holzschliffasern in der Füllfaserschicht Weichholzfasern mit einem hohen Gehalt an Alphazellulose, einer durchschnittlichen Stärke von 1,1 Denier und im wesentlichen keinen Faserlängen von mehr als 5 mm sind und die Füllfaserschicht unter Anwendung eines in der US-PS 3 622 44-9 beschriebenen Naßverfahrens hergestellt wird und dementsprechend eine höhere Dichte von g/cm hat, entstehen zwei im wesentlichen gleiche

Stoffbahnen mit einem Gewicht von 76 g/m » einer Dichte von /,42 g/cm , einer Oberflächenschicht aus Holzschlifffasern und im wesentlichen den gleichen Eigenschaften hinsichtlich Vaschbarkeit und Fusselfestigkeit, wie für die Stoffe im Beispiel 4 angegeben. Außerdem haben die Stoffbahnen die folgenden weiteren Eigenschaften:

Stoffbahn A Stoffbahn B

Zerreißfestigkeit kp/cm	1,34	1,34
mittlere	1,79	1,80
längs	0,89	0,88
quer	0,18	0,18
Dicke mm	583	578
Elmendorf-Reißfestigkeit ρ	11	12
Luftdurchlässiekeit cnr/cm see

Die Mehrfachanalyse der Füllfaserschichten der Stoffbahnen entsprechend der Beschreibung des Beispiels 4 ergeben folgendes:

Probe 1 Proben 2 und 3 Spaltprobe A B__

erster Streifen 26,9 38,2 38,3 zweiter Streifen 27,6 . 41,7 38,7

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Me Bestimmung der Ablöse- oder Trennfestigkeit.der nach dem Verfahren in diesem Beispiel hergestellten Spaltstoffbahnen erbrachte im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie im Beispiel 4.

Beispiele 8 bis 10

Bei Durchführung im wesentlichen des im Beispiel 4 beschriebenen Verfahrens unter Verwendung der nachstehend angegebenen Tragfaserschichten anstelle des nicht gewebten Nylon-66-Tuchs ergeben sich für die Jeweiligen beiden im wesentlichen gleichen Spaltstoffbahnen im Mittel die folgenden Eigens chaft en:

Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10

Tragfaserschicht Gekrempelte stoffschl. Gewebtes

Rayon-Gutbahn gebundenes Baumwolltuch ρ (JTabray d. Fa. Polyester- 66x48, 75 g/m Stearns &j?oster)tuch (Eeemay

p Gewicht g/m	23,7	Zerreißfestigkeit ko/cm	1,4	0,27	d.JTa.DuPont; 20	75,3
Dichte g/cm	0,16	längs	0,2	90,5	0,15	0,28
quer	0,8	0,33
mittlere	98
Elmendorf-Reiß festigkeit ρ	LuftduEchlässigkeit cnr/cm see 341
Stoffbahnen
Dichte g/cm	542	634
Gewicht g/m	536	218
Dicke mm
	0,26	0,35
85,1	168
0,32	0,47

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—	35	Stoffbahnen	1,9	—	2608534
Beispiel	Zerreißfestigkeit kp/cm	o,75	8 Beispiel 9	Beispiel 10
längs	1,33
quer
mittlere	'i40
Elmendor f -Reißf e stigkeit
P	41	1,1	5,7
Luftdurchlassigkeit
cm /cm see	2	565	761
Waschbarkeit	gut
Gewichtsverlust %	35	41
Sichtprüfung
	7	3
	Abrieb Schichtablösung

Die Fusselfestigkeit der Stoffbahnen wurde untersucht und für gut befunden.

Beispiel 11

Bei Durchführung eines Verfahrens im wesentlichen nach Beispiel 4, jedoch unter Verwendung der im folgenden angegebenen Bindemittel, ergeben sich für zwei im wesentlichen gleiche Stoffbahnen die nachstehend angeführten Eigenschaften:

Bindemittel für Füllfaserschicht Styrol-Butadiengummilatex Trägerflüssigkeit Wasser

Feststoff in Dispersion % 10

Menge an jeder Seite g/m 2,8

Bindemittel für dreischichtige Styrol-Butadiengummilatex Gutbahn

Trägerflüssigkeit Wasser

Feststoff in Dispersion % 20

Bindemittel in der Gutbahn % 36

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Eigenschaften der Stoffbahnen

ρ Gewicht g/m	81
Dichte g/cm	0,35
Dicke mm	o,23
Mittlere Zerreißfestigkeit kp/cm	1,1
Elmendorf-Reißfestigkeit ρ	594
-7 ρ Luftdurchlässigkeit cm /cm see	26
Vaschbarkeit
Gewichtsverlust %	6
Sichtprüfung	gut
Beispiel 12

Bei Durchführung eines Verfahrens im wesentlichen der im Beispiel 4 beschriebenen Art, wobei als Bindemittel anstelle eines Akrylpolymers eine 10,4% Feststoffe enthaltende Dispersion von mit einem Aminoplast vernetzten Caprolacton-Polyester in einem Lösungsmittel, welches außerdem 44,8% Xylol, 30% 2-Äthoyäthanol und 14,8% Isoproponol enthält, verwendet wird, haben die damit hergestellten Stoffe ähnlich gute Eigenschaften.

Beispiele 15 und 14

Bei Durchführung im wesentlichen des im Beispiel 7 beschriebenen Verfahrens, wobei in einem Falle etwa 30% der Füllfasern Hartholzschliffasern mit einem hohen Gehalt von Alphazellulose und etwa 10% Rayonfasern mit einer Stärke von 1,5 Denier und einer Länge von 6,3 mm sind, so daß die Füllfaserschicht eine Dichte von 0,15 hat, und die Füll-

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faserschicht im anderen Falle, bezogen auf das Gewicht der darin enthaltenen Weichholzschliffasern, 25% Ton, 5% TiO₂ und 5% der gleichen Rayonfasern enthält, haben die damit hergestellten Stoffe ähnlich gute Eigenschaften, u.A. im ersteren Falle eine mittlere Zerreißfestigkeit von 3,3 kp/cm und eine Elmendorf-Reißfestigkeit von 626 p.

Beispiele 15 und 16

Bei Durchführung von Verfahren im wesentlichen der in Beispiel 6 beschriebenen Art, wobei die Füllfaserschicht in einem Falle 2,7% Kaolin und 0,3% Talkum enthält und die Dispersion des Akrylpolymer-Bindemittels im anderen Falle, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, 16,8% einer 65% RUtU-TiO₂ und jeweils 4,4-% Methakrylatharz und 2-Butoxyäthanol enthaltenden wässrigen Dispersion enthält, haben die damit hergestellten Stoffe ähnlich gute Eigenschaften.

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Claims (36)

Patentansprüche:

1.1 Stoff, gekennzeichnet durch eine Vuptsächlich aus Kursfasern i, wesentlichen »it einer Xänge von höchstens 10 mm zusammengesetzte Füllfaserschicht, durch eine kontinuierliche Langfaserstränge enthaltende Tragfaserschicht und durch ein im wesentlichen vollständig durch die Füllfaserschicht und die Tragfaserschicht hindurch verteiltes, die Schichten miteinander verbindendes Bindemittel, wobei die Füllfaserschicht im wesentlichen parallel zur Tragfaserschicht verläuft und wenigstens

8g/m der Füllfasern enthält.

2. Stoff nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß er zwischen etwa 15 und ca. 800 g/m wiegt, eine Dichte zwischen etwa 0,2 und ca. 0,75 g/cnr und eine Zerrexßfestigkeit von wenigstens etwa 0,25 kp/cm hat.

3. Stoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfasern im wesentlichen willkürlich in einer zur Tragfaserschicht parallelen Ebene ausgerichtet sind.

4-. Stoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht wenigstens 16 g/m² Füllfasern enthält.

5. Stoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht in allen Eichtungen parallel zur Tragfaserschicht eine im wesentlichen gleich-

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mäßige Faserdichte hat.

6. Stoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht etwa 25 bis ca. 700 g/m² Füllfasern enthält.

7. Stoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke hat.

8. Stoff nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kurz- oder Füllfasern organische Fasern sind und daß die Tragfaserschicht eine nicht gewebte Gutbahn aus kontinuierlichen organischen Fasern aufweist.

9. Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht eine Oberflächenschicht des Stoffs ist.

10. Stoff nach Anspruch 9» dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß er etwa 15 bis ca. 400 g/m wiegt, eine Dichte zwischen etwa 0,2 und 0,5 g/οτη und eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,25 kp/cm hat.

11. Stoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfasern im wesentlichen willkürlich in einer zur Tragfaserschicht parallelen Ebene ausgerichtet sind.

12. Stoff nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß die Füllfasern in der. Hauptsache

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aus den Kurzfasern bestehen.

13. Stoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht in allen Eichtungen parallel zur Tragfaserschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Faserdichte aufweist.

14. Stoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht wenigstens

p
16g/m der Füllfasern enthält.

15. Stoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß die Oberflächenschicht zwischen etwa 25 und ca. 35O g/m² Füllfasern enthält.

16. Stoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfasern organische Fasern sind und daß die Tragfaserschicht eine nicht gewebte Gutbahn aus organischen Endlosfasern enthält.

17· Stoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei im wesentlichen parallele Tragfaserschichten aus Langfasern, durch eine zwischen den Tragfaserschichten

angeordnete und wenigstens 16 g/m Füllfasern enthaltende Füllfaserschicht und durch ein im wesentlichen durch die Füllfaserschicht und die beiden Tragfaserschichten hindurch verteiltes, sie stoffschlüssig miteinander verbindendes Bindemittel.

18. Stoff nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η zeichnet, daß er zwischen etwa 30 und ca. 800 g/m wiegt, eine Dichte von etwa 0,25 bis ca. 0,75 g/cm^ und

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eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,5 kp/cm hat.

19. Stoff nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er eine interlaminare Trennfestigkeit von durchschnittlich wenigstens etwa 60 p/cm Stoffbreite hat und daß die Füllfaserschicht wenigstens etwa 25 g/m Füllfasern enthält.

20. Stoff nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfasern organische Fasern sind und daß wenigstens eine der Tragfaserschichten eine nicht gewebte Gutbahn aus organischen Endlosfasern aufweist.

21. Stoff, gekennzeichnet durch zwei im wesentlichen parallele Tragfaserschichten hauptsächlich aus Langfasern, durch eine zwischen den Tragfaserschichten angeordnete Füllfaserschicht, welche hauptsächlich aus Kurzfasern mit im wesentlichen keinen Fasern von mehr als 10 mm Länge zusammengesetzt ist, und durch ein im wesentlichen vollständig durch die Füllfaserschicht und die Tragfaserschichten hindurch verteiltes, sie stoffschlüssig miteinander verbindendes Bindemittel, wobei die Kurzfasern im wesentlichen willkürlich in einer zu den Tragfaserschichten parallelen Ebene ausgerichtet sind, die Füllfaser-

schicht wenigstens 16 g/m Füllfasern enthält und jede

Tragfaserschicht wenigstens 8 g/m Tragfasern enthält.

22. Stoff nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß er zwischen etwa 50 und ca. 800 g/m wiegt, eine Dichte zwischen etwa 0,25 und ca. 0,75 g/cm und eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,5kp/cm hat.

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23· Stoff nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß er eine interlaminare Trennfestigkeit von durchschnittlich wenigstens etwa 60 p/cm Stoffbreite hat, wobei nicht mehr als 10% des Stoffs eine um mehr als 20% vom Durchschnittswert abweichende Trennfestigkeit haben, und daß die Füllfaserschicht an jede der beiden Tragfaserschichten angrenzt.

24. Stoff nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfasern hauptsächlich aus Holzschliffasern bestehen.

25· Stoff nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er eine interlaminare Trennfestigkeit von durchschnittlich wenigstens etwa 120 p/cm Stoffbreite hat, daß die Kurzfasern und die Langfasern organische Fasern sind und daß die Füllfaserschicht eine im wesent-

liehen gleichmäßige Dicke hat und wenigstens etwa 25 g/m Füllfasern enthält.

26. Stoff nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfaserschichten Oberflächenschichten des Stoffs sind und daß die Füllfaserschicht an jede der beiden Tragfaserschichten angrenzt.

27. Verfahren zum Herstellen eines Stoffs nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel im wesentlichen vollständig durch eine mehrschichtige Anordnung aus zwei im wesentlichen parallelen, hauptsächlich aus Langfasern

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gebildeten Tragfaserschichten und einer an die zwei Tragfaserschichten angrenzenden mittleren Füllfaserschicht aus

wenigstens etwa 16 g/m Kurzfasern im wesentlichen mit keinen Fasern mit einer Länge von mehr als 10 mm hindurch verteilt wird, und daß das Bindemittel anschließend verfestigt wird, um die Füllfaserschicht stoffschlüssig mit den Tragfaserschichten zu verbinden.

28. Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfaserschichten jeweils eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,1 kp/cm und ein

Gewicht von höchstens etwa 150 g/m haben, daß die Füllfaserschicht eine Dichte von etwa 0,03 bis ca. 0,2 g/cm und ein Gewicht von höchstens etwa 700 g/m hat und daß die Kurzfäsern im wesentlichen willkürlich in einer zu den Tragfaserschichten parallelen Ebene ausgerichtet sind.

29· Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Stärke der Füllfasern kleiner ist als die durchschnittliche Stärke der Langfasern.

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht wesentlich dicker ist als die Tragfaserschichten.

31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfaserschicht wenigstens etwa 25 g/m Füllfasern enthält und daß wenigstens eine der Tragfaserschichten kontinuierliche Langfaserstränge enthält.

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32. Verfahren zum Herstellen von Stoffen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei im wesentlichen parallelen Tragfaserschichten aus Langfasern eine wenigstens

etwa 16 g/m Füllfasern mit einer im wesentlichen 10 mm nicht übersteigenden Länge enthaltende I¹UlIfaserschicht, in welcher die Fasern in einer zu den Tragfaserschichten im wesentl chen parallelen Ebene im wesentlichen willkürlich ausgerichtet sind, angeordnet wird, daß ein Bindemittel im wesentlichen vollständig durch die so gebildete mehrschichtige Anordnung hindurch verteilt wird, daß die Anordnung einer derart gesteuerten Erwärmung unterworfen wird, daß sich die Konzentration des Bindemittels in wenigstens einer vorbestimmten, zu den Tragfaserschichten parallelen Ebene innerhalb der Füllfaserschicht wesentlich verringert, daß das Bindemittel in der erwärmten Anordnung verfestigt wird, um die Tragfaserschichten und die Füllfaserschicht stoffschlüssig miteinander zu verbinden, und dsß die Anordnung dan gespalten wird, indem die Tragfaserschichten mit einer zum Spalten der Füllfaserschicht entlang der genannten Ebene ausreichenden Kraft in divergierenden Eichtungen auseinander ge zogen werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfaserschichten eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,1 kp/cm und ein Gewicht

von höchstens etwa 150 g/m haben und daß die Füllfaserschicht eine Dichte von etwa 0,03 bis ca. 0,2 g/cnr und

ein Gewicht von höchstens etwa 700 g/m hat.

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34. Verfahren nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel so verteilt wird, daß an allen Stellen der Füllfaserschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Bindemittelkonzentration entsteht, und daß die Erwärmung so gesteuert wird, daß die eine verringerte Konzentration des Bindemittels aufweisende Ebene im wesentlichen parallel zu den Tragfaserschichten verläuft.

35· Verfahren nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ebene im wesentlichen in der Mitte zwischen den Tragfaserschichten liegt.

36. Verfahren nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß die B¹UlIfasern im wesentlichen aus Holzschliffasern bestehen und daß wenigstens eine der Tragfaserschichten hauptsächlich aus kontinuierlichen Langfasersträngen gebildet ist.

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3#. Stoff, gekennzei chnet durch eine Oberflächenschicht aus Füllfasern, welche im wesentlichen aus Kurzfasern ini wesentlichen ohne Fasern von mehr als 1+ mm länge besteht, durch eine im wesentlichen aus Langfasern zusammengesetzte Tragfaserschicht und durch ein im wesentlichen vollständig durch die Tragfaserschicht und die Füllfaserschicht verteiltes und die Schichten stoffschlüssig miteinander verbindendes Bindemittel, wobei die Tragfaserschicht wenigstens 8 g/m der genannten Langfasern enthält und die Füllfaserschicht in allen zu der Tragfaserschicht parallelen Richtungen eine im wesentlichen gleichmäßige Faserdichte aufweist und wenigstens 8 g/m der genannten Kurzfasern enthält.

J)¹P. Stoff nach Anspruch 36, dadurch g e k e η η -

2 zeichnet, daß er zwischen etwa 2® und ca. 4©© g/m

wiegt und eine Dichte von etwa 0,2 bis 0,5 g/cm-⁵ und eine Zerreißfestigkeit von wenigstens etwa 0,25 kp/cm hat.

3p. Stoff nach Anspruch 37» dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Tragfaserschicht wenigstens etwa

2
16 g/m Tragfasern enthält.

Stoff nach Anspruch 38, dadurch g e k e η η zei chne t, daß die Kurzfasern organische Fasern und in einer zur Tragfaserschicht parallelen Ebene willkürlich ausgerichtet sind.

l{&. Stoff nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzfasern Holzschliffasern sind. ν

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