DE2747177B2 - Wärmeverklebbare Verbundfasern - Google Patents
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Description
an Vjnylnionomerkomponente und Äthylenkomponente in der Gesamtmischung enthält, wobei die zweite
Komponente zumindest einen Teil der Oberfläche der Fasern bildet Die erste Komponente und die zweite
Komponente sind dabei in Seite-an-Seite oder in Kern-Mantel-Form angeordnet
Aus der JA-Patentveröffentlichung 48-080820 sind
Verbundfasern bekannt bei denen Polypropylen als eine Komponente und ein verseiftes Copolymer aus
Äthylen-Vinylacetat als zweite Komponente vorliegen.
Dabei beträgt der Äthylacetatgehalt der zweiten Komponente 15 bis 50 Mol-% und der Verseifungsgrad
beträgt wenigstens 98,5 Mol-%. Bei diesen Verbundfasern wird durch die das verseifte Vinylacetat-Copolymere enthaltende Komponente die Hyjrophilität und
damit die Anfärbbarkeit und der Tragekomfort verbessert jedoch hat die dort gestellte Aufgabe mit
den schmelzverklebbaren Verbundfasern gemäß der Erfindung nichts zu tun.
Das als erste Komponente verwendete kristalline Polypropylen kam ausgewählt werden aus dem
üblicherweise für Fasern verwendeten Polypropylen oder es kann ein solches sein, das einen (?-Wert von 3,5
oder weniger hat (die Erklärung des Q erfolgt später). In jedem Fall trägt die Schmelzfließgeschwindigkeit
(gemäß ASTM D-1238(L), nachfolgend als MFR abgekürzt) 1 bis 50, vorzugsweise 4 bi? 20.
Das als zweite Komponente verwendete Äthylen-Vinylacetat-Copolymer kann ein solches sein, das einen
Vinylacetatgehalt von etwa 5 bis 40 Gew.-% hat Ist der Gehalt an Vinylacetat zu hoch, so ist der Schmelzpunkt
des Copolymeren zu niedrig und es wird klebrig und es kann nicht als ein Material verwendet werden, welches
die Oberfläche der Faser bildet. Außerdem wird es durch die schlechte Wärmestabilität -ngeeignet zum
Schmelzverspinnen. Dies trifft auch für die Verseifungsprodukte zu. Produkte mit einem Vinylacetatgehalt von
etwa 5 Gew.-% oder weniger werden im allgemeinen nicht als Vielzweckmaterialien hergestellt weil sie die
Eigenschaften eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren nur in geringem Ausmaße zeigen. Wenn ein Vinylacetatgehalt von etwa 5 Gew.-% oder darunter vorliegt
können Produkte dieser Art als Ausgangsmaterialien verwendet werden und man erzielt die Wirkung der
vorliegenden Erfindung auch noch in diesem Falle, sofern die Konzentration an dem Vinylmonomeren in
der zweiten Komponente 0,5 Mol-% oder höher ist
Es können Äthylen-Vinylacetat-Copolymere mit einem verhältnismäßig weiten Molekulargewichtsbereich verwendet werden. Es ist jedoch besser,
Schmelzindizes (gemäß ASTM D-1238(E) nachfolgend als MI bezeichnet) im Bereich von weniger als 1 oder
höher als 50 MI zu vermeiden, weil man in ersterem Falle eine schlechte Vermischbarkeit erzielt und in
letzterem Falle ein Material gebildet wird, das in Form kleiner Körnchen vorliegt (verursacht durch abgebautes
Harz) oder das sich während des Schmelzspinnverfahrens zersetzt.
Das vorerwähnte Äthylen-Vinylacetat-Copolymer (das nachfolgend mit EVA abgekürzt wird) gemäß der
vorliegenden Erfindung kann unverseift verwendet werden oder es kann ein Verseifungsprodukt verwendet
werden (das nachfolgend als verseiftes EVA bezeichnet wird). Der Grad der Verseifung kann gewünschtenfalls
bis zu 100% gewählt werden.
Wird ein nichtverseiftes EVA oder ein verseiftes EVA mit einem Verseifungsgrad von weniger als 30% bei der
zweiten Komponente verwendet, so wird die zweite
Komponente vorzugsweise hergestellt indem man sie
mit Polyäthylen vermischt, so daß man einen Polyäthylengehalt von 30 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die
Gesamtmenge in der Mischung, erzielt, weil bei
Verwendung von unverseiftem EVA oder EVA mit
einem Verseifungsgrad von weniger als 30% alleine eine SchmelzverkJebung zwischen den Fasern während des
Verstreckens der unverstreckten Verbundfasern erfolgt Verwendet man ein EVA mit einem Verseifungsgrad
von 30% oder mehr, ist ein Vermischen mit Polyäthylen nicht erforderlich, weil eine Verklebung zwischen den
Fasern praktisch nicht eintritt Da die Verklebungskraft eines verseiften EVA gegenüber einem anderen
Material um so größer ist ie größer der Verseifungs
grad ist zieht man es vor, ein verseiftes EVA im
vorerwähnten Bereich alleine als zweite Komponente zu verwenden. Man kann jedoch auch eine Mischung
mit Polyäthylen verwenden und dadurch den gewünschten Schmelzpunkt oder die Dichte der zweiten
Das gemäß der Erfindung verwendete Polyäthylen kann niedrige, mittlere oder hohe Dichte haben.
Polyäthylen mit niedriger oder mittlerer Dichte wird bevorzugt weil man eine schwächere latente Wärme
kräuselbarkeit in den Verbundfasern erzielt und weil sie
bei verschiedenen Wärmebehandlungen, wie sie beim Verarbeiten zu Faservliesen vorkommen, vorteilhaft
sind. Man kann auch ein hochdichtes Polyäthylen verwenden, in Fällen, in denen eine etwas stärkere
latente Kräuselung zulässig oder bevorzugt ist
Das Vermischen der EVA oder verseiften EVA mit Polyäthylen wird so vorgenommen, daß die Gesamtmenge an Vinylmonomerkomponente in der Polymermischung 0,5 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 1 bis 15
Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren der Vjnylmonomerkomponente und der darin enthaltenen Äthylenkomponente beträgt Es liegt folgende
Beziehung hinsichtlich der Gewichtsprozente uud Molprozente an Vinylacetatkomponente in EVA vor.
Beispielsweise entsprechen 5 Gc.w.-% etwa 1,7 Mol-%
und40Gew.-% entsprechen etwa 18 Mol-%.
Das heißt daß der Gehalt an Vinylacetatkomponente in einer Polymermischung aus 30 Gew.-% EVA,
enthaltend 5 Gew.-% Vinylacetat und 70 Gew.-%
Polyäthylen, 0,5 Mol-% beträgt. Im vorerwähnten Falle,
bei dem 30 Gew.-% eines zu 100% verseiften EVA verwendet werden, beträgt der Gehalt an Vinylalkoholkomponente 0,5 Mol-%, d. h. daß er fast dem
vorerwähnten Falle gleich ist. Um 0,5 Mol-% an
Vinylmonomergehalt in der Polymermischung zu
erhalten wird ein EVA, enthaltend 40 Gew.-% Vinylacetatkomponente oder zu 100% verseiftes EVA
davor, mit Polyäthylen im Verhältnis von 3,8 Gew.-% im Fall des ersteren und 3 Gew.-% im Falle des letzteren
vermischt Bei der Verwendung von EVA und verseiftem EVA sind diese Verhältnisse jeweils Minimum-Vermischbarkeitswerte.
Ist der Gehalt an Vinylmonomerkomponente geringer als 0,5 Mol-%, dann ist die Klebefestigkeit der Faser
nicht ausreichend. Bis zu 18 Mol-% gilt, daß, je größer der Gehalt an Vinylkomponente ist, um so größer ist die
Klebekraft der Faser, ohne daß man Nachteile, wie eine zu starke Verminderung des Schmelzpunktes oder
Schwierigkeiten auf Grund der Klebrigkeit, in Kauf
nehmen muß. Ein Vinylmonomergehalt von 1 bis 15
Mol-% wird besonders bevorzugt im Hinblick auf die Klebekraft als auch die Einfachheit der Handhabung.
Hinsichtlich der Verspinnbarkeit der Verbundfasern
wird für die zweite Faserkomponente ein Polymerisat mit einem MI von 1 bis 50, vorzugsweise 10 bis 30
bevorzugt, und zwar sowohl wenn das EVA mit Polyäthylen vermischt ist, als auch, wenn das EVA-Copolymer
allein vorliegt.
Falls die Dichte der zweiten Komponente der Verbundfasern 0,93 oder weniger durch Formulierung in
der vorher genannten Weise beträgt, weist die erhaltene Verbundfaser eine niedrige Kräuselbarkeit auf, unabhängig
davon, ob diese als sichtbare oder latente Kräuselung vorliegt, und man erhält Produkte mit einer
überlegenen Dimensionsstabilität bei der Verarbeitung zu Faservliesen, so daß diese besonders vorteilhaft bei
der Herstellung von Faservliesen nach dem Naßverfahren sind.
Die spezifische Dichte des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren
steigt an mit dem Vinylacetatgehalt, beispielsweise steigt die Dichte bei einem Vinylacetatgehalt
von 10, 20, 30 und 40 Gew.-% auf 0,93 bis 0,94, 0,96 bzw. 0,97, obwohl diese Beziehung in einem
gewissen Maße variabel ist in Abhängigkeit von den Verfahrensbedingungen. Die gleiche Beziehung besteht
auch im Falle der verseiften Produkte. Man kann somit die zweiten Komponenten in unterschiedlichen Dichten
erhalten durch Auswahl der Arten und des Mischungsverhältnisses von Vinylcomonomeren und Äthylen.
Um die Schmelzverklebung der niedrigschmelzenden Komponente unter Aufrechterhaltung der Form der
Faser während der Erhitzungszeit der erfindungsgemäßen wärmeverklebbaren Verbundfasern beizubehalten,
wird bevorzugt, daß die Verbundfasern aus zwei Komponenten bestehen, die gewöhnlich große Unterschiede
in den Schmelzpunkten zeigen. Im Falle der vorliegenden Verbundfaser beträgt der Schmelzpunkt
der ersten Komponente aus kristallinem Polypropylen (höherschmelzende Komponente) etwa 165°C. Andererseits
beträgt der Schmelzpunkt des Polymeren der zweiten Komponente etwa 500C im Falle von
Vinylacetat enthaltend 40 Gew.-% EVA und selbst der höchste Schmelzpunkt ist etwa 1300C, der also in der
Nähe von 135° C für hochdichtes Polyäthylen liegt Das
heißt, daß der Unterschied der Schmelzpunkte der beiden Komponenten groß genug ist und daß man
verschiedene Arten von Polymeren in geeigneter Weise aussuchen und kombinieren kann innerhalb der
vorerwähnten Bereiche, um Ve/bundfasern zu erzielen, die befriedigende Schmelzpunkte der zweiten Komponente
und auch eine befriedigende Handhabungsfähigkeit besitzen. Wegen der Klebrigkeit der zweiten
Komponente muß J;ese selbstverständlich ein Teil der
Oberfläche der Faser bilden. Wegen der beim SchmHzverspinnen cngewendeten · Verfahrensweise
wird diese Oberflächenbildung im allgemeinen kontinuierlich in Längsrichtung der Fasern erzielt Dies wird
auch bevorzugt gegenüber unterbrochenen Oberflächenbildungen auf Grund der Wirksamkeit der Verklebung,
selbst wenn auch im letzteren Falle eine Verklebbarkeit vorliegt. Obwohl eine Verklebbarkeit in
gewissem Maße noch vorliegt wenn das Verhältnis der zweiten Komponente, welche die Faseroberfläche
bedeckt, 20 bis 30% oder in der Größenordnung,
ausgedrückt durch das Umfangsverhältnis des Faserquerschnitts, beträgt, wird ein Verhältnis von 50% oder
mehr doch bevorzugt, um ausreichende Klebewirkung zu erzielen. Beträgt das Querschnittsumfangsverhältnis
85% oder mehr, so ist die Klebewirkung besonders gut Deshalb werden Verhältnisse in diesem Bereich
einschließlich 100% {einschließlich dem Fall eines Kern-
und Mantel-Typs) vorzugsweise angewendet
Das Verhältnis der ersten zu der zweiten Komponente beträgt vorzugsweise 30 :70 bis 70 :30. Übei steigt
das Verhältnis der zweiten Komponente 70% so wird das Aufwickeln des Garnes schwierig auf Grund der
verminderten Verspinnbarkeit und wird das Verhältnis niedriger als 30%, so wird die Klebekraft durch
Wärmeadhäsion vermindert, auf Grund der zu geringen Dicke der zweiten Komponente, selbst wenn das
ίο Querschnittsumfangsverhältnis der Faser innerhalb des
bevorzugten Bereiches liegt
Falls die Schmelzfließgeschwindigkeit der zweiten Komponente nach dem Verspinnen 1,5- bis 6mal so groß
ist wie die der ersten Komponente, ist die Anzahl der Krauset nach dem Verstrecken niedriger, unabhängig
davon, ob in der Verbundfaser eine Seite-an-Seite-Anordnung
oder eine Mantel-Kern-Anordnung vorliegt. In vielen Fällen liegen 12 WeIlungen/25 mm oder weniger
vor und eine latente Kräuselung ist kaum vorhanden.
Da die wärmeverklebbaren Verbundfasern gemäß der Erfindung nicht nur eine guit Wärmeverklebbarkeit
zwischen sich berührenden Fasern aufweisen, sondern auch zwischen Fasern und anderen Materialien, wie
Textilien, Holz, Metall und dergleichen, können sie beispielsweise zu geeigneten Stapellängen geschnitten
werden, um daraus Vliese zu bilden und sie können zu Faservliesen durch Erhitzen verarbeitet werden, um die
Wärmeverklebung an fremden Materialien zu erzielen. Andererseits kann man auch die Bildung des Faservliesei
und die Verklebung an ein anderes Material gleichzeitig erzielen indem man das Vlies so wie es ist
mit einem anderen Material in Berührung bringt und erhitzt Das Erhitzen erfolgt bei einer Temperatur die
höher als der Schmelzpunkt der zweiten Komponente und niedriger als der der ersten Komponente ist. Dies
wird im allgemeinen bei den vorerwähnten Temperaturen durch Druckverpressung während 1 oder mehreren
Minuten erzielt. Verbundplatten, die nach der vorerwähnten Verfahrensweise hergestellt wurden, z. B.
durch Heißverpressen des aus den erfindungsgemäßen Verbundfasern zusammengesetzten Vlieses, mit Papier,
zeigen eine ausgezeichnete Abziehfestigkeit und dadurch wird es möglich, die Stufe, bei der ein Bindemittel
aufgetragen wird und die bisher erforderlich war, fortzulassen oder zu vereinfachen Da weiterhin die
erfindungsgemäßen Verbundfasern gewöhnlich eine geringere latente Kräuselbarkeit aufweisen, wird die
Dimensionsstabilität der Faservliese sichergestellt auf Grund des geringen Schrumpfes beim Verformen durch
Erhitzung und Preßverklebung.
Die Verbuntfasern gemäß der Erfindung weisen mit einer Verminderung der Dichte der zweiten Komponente
eine niedrigere Kräuselbarkeit auf und sind geeignet auch zur Herstellung von Faservliesen nach
dem Naßverfahren. Insbesondere weisen sohhe Verbundfasern, bei denen die zweite Komponente eine
Dichte von 0,93 oder weniger hat und unverstreckte Garne, die durch Spinnen unter starken Verzugsbedingungen
erhal'en wurden und als erste Komponente kristallines Polypropylen mit einem Q-Wert von 3,5
oder weniger (Erläuterung folgt) vorliegt, fast keine
sichtbaren Kräusel und keine latente Kräuselbarkeit auf und sie sind deshalb vorzüglich geeignet zur Herstellung
von Faservliesen nach dem Naßverfahren. Beispielsweise kann man dh vorerwähnten Verbundfasern gemäß
der Erfindung, die sich aus Fasern mit geringem Titer, vorzugsweise 1,1 bis 1,4 dtex (1 bis 4 den) zusammensetzen,
auf eine Länge von annähernd 5 mm schneiden und
sie zu Papier verarbeiten. In diesem Falle kann die
Papierherstellung erfolgen indem man entweder die Verbund-Stapelfasern mit anderen Rohstoffen, wie
Baumwolle, Pulpe und dergleichen vermischt oder indem man die Fasern der vorliegenden Erfindung als
einziges Rohmaterial verwendet. Auf diese Weise wird die Struktur durch die Heißverklebung zwischen den
Fasern stabilisiert und man erhält ein Papier mit hoher Naßfestigkeit und einer guten Heißsiegelbarkeit bei
niedrigen Temperaturen.
Da weiterhin die Verbundfasern gemäß der Erfindung eine eingestellte Wärmevcrklebungstemperatur innerhalb
eines weiten Bereiches von etwa 50 bis etwa I3O°C
haben können, kann eine Wärmeverklebungstemperatür
und eine TmcknungstempcraUir in einem Trockner
nach der Papierherstellung so gewählt werden, daß eine Schmelzverklebung der zweiten Komponente kaum
wahrend der Trocknungszeit erfolgt. Auf diese Weise kann man ein Papier mit guter Festigkeit als auch giiicr
Naßfestigkeit herstellen. Im Falle von üblichen Polypropylenfasern
wird eine zusätzliche Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen oftmals nach der Papierherstcl'jng
angewendet, um dem Papier eine höhere Festigkeit zu verleihen. Im Falle der vorliegenden
Verbundfasern kann eine solche Stufe fortfallen. Da weiterhin die Polypropylenkomponente nicht schmilzt
sondern die Faserstruktur aufrechterhält selbst nach dem Trocknen und dem Wärmeverkleben, zeigt das
erhaltene Papier nicht nur einen guten Griff sondern auch eine ausgezeichnete Heißsiegelbarkeit. Insbesondere
hat ein Papier, bei dem erfindungsgemäße Verbundfasern mit verhältnismäßig niedriger Verklebungstemperatur
verwendet wurde, eine ausgezeichne-Ie Heißsiegelbarkeit.
Nachfolgend werden zwei Verfahren zur Herstellung der wärmeverklebbaren Verbundfasern gemäß der
[Erfindung angegeben.
Beim ersten Verfahren ist eine Schmelzspinnstufe und eine Streckstufe vorhanden. Man nimmt als erste
Komponente kristallines Polypropylen und als zweite Komponente das Äthylen-Vinylacetat-Copolymere bei
dem der Gehalt an Vinylacetat 0,5 bis 18 Mol.-%. vorzugsweise 1 bis 15 Mol.-%, bezogen auf die
Gesamtmonomerenmenge in der Vinylacetatkomponente und der Äthylenkomponente, beträgt oder ein
Verseifungsprodukt davon oder eine Polymermischung aus dem genannten Copolymeren oder dessen Verseifungsprodukt
und Polyäthylen, enthaltend 0,5 bis 18 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 15 Mol-%, an Vinylmonomerkomponente.
bezogen auf den Gesamtmonomergehalt der Vinylmonomerkomponente und der Äthylenkomponente
in der genannten Mischung, und bildet Verbundfasern vom Seite-an-Seite-Typ oder Kern-Mantel-Typ
durch Schmelzspinnen derart, daß die zweite Komponente einen Teil der Oberfläche der
Faser bedeckt, worauf dann die unverstreckte Verbundfaser bei 25° C bis zu einer Temperatur, die niedriger als
10° C als der Schmelzpunkt der zweiten Komponente ist
auf das 3- bis öfache der ursprünglichen Länge verstreckt wird.
Kristallines Polypropylen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere
und Polyäthylen, die als Ausgangsstoffe verwendet werden, sind vorher erläutert worden. Der
beim Schmelzspinnen bei diesem Herstellungsverfahren angewendete Zug ist der übliche bei der Herstellung
vor. Poiypropylenfasern angewendete und beträgt
weniger als 300 und in den meisten Fäilen etwa 200. Das beim Schmelzspinnen mit einem solchen Spinnverzug
verwendete Polypropylen ist das übliche für Faserzwekke verwendete Produkt mit einem (?-Wert (nachfolgend
beschrieben) von 4 bis 7 oder ähnlich. Man kann jedoch auch solche Produkte verwenden, bei denen der Q-V/eri
3,5 oder niedriger ist.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Seite-an-Seite- oder Mantel-Kern-Verbundfasern kann die übliche sein.
Werden zwei Komponenten mit einer Seite-an-Seite-Schmelzspinnapparatur
versponnen, so wird das Querschnittsumfangsverhältnis
der zweiten Komponente im allgemeinen durch das Verhältnis der .Schmelzfließgcschwindigkeit
der zweiten Komponente relativ zu dem der ersten Komponente (nachstehend abgekürzi als
Sch melzfließgesch wind igkeits verhältnis bezeichnet) während des Spinnens bestimmt, solange wie das
Zusammensetzungsverhältnis der beiden Komponenten nicht extrem wird und in die vorher erwähnten
Ziisammensetzungsverhältnisse fällt. Ist das SchmelzflipilcrPSphWinHiCTkiMtcyprha jtnic j( dsilM !Si düS O""r
schnittsumfangsverhältnis der beiden Komponenten annähernd das gleiche. Wenn das Schmelzflicßverhältnis
größer als I wird, dann wird das Faserqucrschnittsumfangsverhältnis
der zweiten Komponente auch größer und erreicht 90% oder mehr wenn das Schmelzfließgeschwindigkeitsverhältnis 6 ist. Betragt
das Schmelzfließgeschwindigkeitsverhältnis 1,5 bis 6 dann zeigen sowohl die Verbundfasern vom Seite-anSeite-
als :uch die vom Mantel-Kern-Typ nur eine geringe Anzahl Kräusel nach dem Strecken, im
allgemeinen einige Kräusel oder weniger pro 25 mm. Insbesondere wenn die Dichte der zweiten Komponenti
0.93 oder weniger beträgt, ist eine Kräuselbarkeit kaum vorhanden. Mantel-Kern-Strukturen können
leicht durch Verwendung einer geeigneten Spinnvorrichtung hergestellt werden.
Die Temperatur beim Schmelzspinnen liegt im Bereich von 200 bis 3500C, vorzugsweise 230 bis 300° C
für die erste Komponente und 180 bis 280° C.
vorzugsweise 200 bis 250° C für die zweite Komponente.
Die so erhaltenen unverstreckten Fasern werden dann bei einer Temperatur von 250C bis zu einer
Temperatur die um 10° niedriger ist als der Schmelzpunkt der zweiten Komponente, um das 3- bis 6fache
verstreckt. Die etwas höheren Strecktemperaturen ergeben Fasern mit geringer latenter Kräuselbarkeit
und der Prozentsatz an Schrumpfung pro Flächeneinheit bei der FsGcrvücshei stellung ist niedriger wenn ein
daraus gebildetes Vlies erhitzt wird. Ist die Strecktemperatur niedriger, dann ist die Wärmeschrumpfbarkeit
größer wegen der nicht ausreichenden Spannungserholung beim Verstrecken. Die geeigneten Temperature.,
variieren hinsichtlich des Vinylmonomergehaltes der zweiten Komponente. Temperaturen die höher als 100C
unterhalb des Schmelzpunktes der zweiten Komponente liegen sind nicht geeignet, weil die geschmolzenen
Fasern an der Streckvorrichtung ankleben.
Das zweite Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundfasern ist sehr eigenartig und umfaßt
nur eine Schmelz-Spinnstufe.
Im allgemeinen haben Fasern für die Herstellung von Faservliesen nach dem Naßverfahren, insbesondere für
die Papierherstellung, einen Titer der so niedrig wie 4,4 dtex (4 den) oder weniger beträgt. Bei Fasern mit einem
derartig niedrigen Titer besteht eine Begrenzung im Spinnzug bei der Herstellung der Poiypropylenfasern
wegen der Verspinnbarkeit des üblicherweise erhältlichen Polypropylens. Man kann somit keine Faser durch
eine Spinnaufnahmestufe alleine bilden und deshalb
werden die Fasern in zwei Stufen hergestellt, wobei ein Zug sowohl beim Verspinnen als beim Verstrecken
(gewöhnlich um das 2- bis öfache) angewendet wird, um den gewünschten Titer zu erzielen. Wird eine
Verbundstruktur verwendet um die Schmelzverklebungstemperatur
zu vermindern und Fasern die als größeren Anteil einer Verbundkomponente ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres
oder dergleichen, welches sel'i-t eine schlechte Verspinnbarkeit aufweist, verwendet,
so wird die Verspinnbarkeit stark vermindert. Deshalb wird die Notwendigkeit einer Streckstufe viel
größer bei der Herstellung von den Fasern der obenerwähnten Struktur mit geringem Titer.
Erstaunlicherweise kann man jedoch Titer von 4,4 dtex (4 den) oder weniger durch eine Spinnaufnahmestufe
alleine sogar aus Verbundfasern, welche eine Komponente schlechter Verspinnbarkeit enthalten,
erzielen, wenn man als Polypropylenkomponente Polymere mit niedriger Molekulargewichtsverteiliing
hat einen ζλ-Wert von 4 bis 7 und kann daher nicht in
dieser Form bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Rohmaterial aus Polypropylen niedrigen
<?-Wertes kann nach bekannten Verfahren erhalten
ί werden. Beispielsweise kann man ein Polypropylen, das
nach dem vorerwähnten Verfahren erhalten wurde, Heißverschmelzen nach Zugabe von organischen
Peroxiden, wie Dicumylperoxid, einer Phosphorverbindung, wie Trilauryltrithiophosphit, und Sauerstoff und
ίο dergleichen, oder man kann es durch kräftige Scherwirkung
zersetzen. Obwohl die Verspinnbarkeit besser wird mit dem enger werden der Molekulargewichtsverteilung
(d. h. das der (?-Wert kleiner wird), ist es
erstaunlich, daß man in dem Falle, bei dem ein ζ)-Wert
I) von 3,5 oder weniger verwendet wird, immer noch mit
einem mehrere lOOOmal intensiveren Verzug verspinnen kann, selbst wenn eine Faser mit einer Verbundstruktur
vorliegt, und diese als eine Komponente ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres oder ein Versei-
Polypropylen das mit den üblichen Ziegler-Natta-Katalysatoren
durch Polymerisation in üblicher Weise gewonnen wurde, an Stelle der genannten kristallinen
Polypropylene verwendet. In diesem Falle kann man niedrigschmelzende wärmeverklebbare Polypropylenverbundfasern
mit im wesentlichen keiner Kräuselung erhalten, ohne daß man eine gewöhnlich nach dem
Verspinnen angewendete Streckstufe durchführt. Und dieses Verfahren hat, wie nachfolgend erläutert, noch
zahlreiche weitere Vorteile.
Bei diesem Verfahren besteht die erste Faserkomponer.;
aus einem Polypropylen mit einem (?-Wert von
3,5 oder weniger (nachfolgend wird dies als Polypropylen mit niedrigem ζ)-Wert bezeichnet) und die zweite
Faserkomponente besteht aus einem Äthylen-Vinylace-'.at-Copolymeren
mit einem Vinylacetatgehalt von 0,5 bis 18 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 15 Mol-%, bezogen
auf den Gesamtmonomeranteil sowohl der Vinylacetatkomponente und der Äthylenkomponente, oder einem
Verseifungsprodukt davon oder einer Polymerenmischung aus dem genannten Copolymeren oder einem
Verseifungsprodukt davon und Polyäthylen, welches einen Vinylmonomerantei! von 0,5 Mol-% oder mehr,
vorzugsweise 1 bis 15 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomerenkomponenten in der
Pr>lymermischung, hat. Die erste und die zweite Komponente werden Seite-an-Seitc oder in Kern-Maniel-Beziehung
angeordnet und schmeizversponnen, so daß die zweite Komponente einen Teil der Faseroberfläche
besetzt, und mit einem Verzugsverhältnis von 600 bis 3000 versponnen.
Es ist notwendig, daß die erste Faserkomponente aus einem Polypropylen gebildet wird, das einen (>Wert
von 3,5 oder weniger hat. Der hier erwähnte Q-Wert
bezieht sich auf das MW/Μη (Mw bedeutet Gewichtsmittelmolekulargewicht,
Mn bedeutet Zahlendurchschnittsmolekulargewicht) und wird im allgemeinen angewendet, um den Grad der Molekulargewichtsverteilung
anzuzeigen. Beim Schmelzverspinnen findet keine Veränderung des Q-Wertes statt oder falls doch,
nur in einem sehr geringen Umfang, und man kann daher die Q-Werte vor und nach dem Spinnen im
wesentlichen als gleich ansehen. Die Molekulargewichtsverteilung eines sogenannten isotaktischen Polypropylens,
wie man es durch Polymerisation erhält, die mit einem üblichen Ziegler-Natta-Katalysator durchgeführt
wurde, einer Kombination aus einer Übergangsmetallverbindung und einer Alkylaluminiumverbindung,
luiigapiuuuiM uavuii inn siinciiiici rci »μιιιιιυϋΐ neu
enthält. Diese Tatsache wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung festgestellt. Infolgedessen ist
es möglich geworden, wärmeverklebbare Verbundfasern gemäß der Erfindung herzustellen, die einen Denier
von so wenig wie annähernd 1 bis 50 Denier haben, durch Verbundspinnen von kristallinem Polypropylen
und einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren. Darüber hinaus sind die so erhaltenen Verbundfasern noch im
unverstreckten Zustand und sie sind im wesentlichen frei von Kräuselung und frei von einer latenten
Kräuselbarkeit.
Ein Q-Wert des Polypropylens von 3,5 oder weniger
gibt für die vorliegende Erfindung eine ausreichende Wirkung, wobei geringere (?-Werte noch mehr
bevorzugt sind. In den Beispielen der vorliegenden Erfindung werden solche mit einem Q-Wert von so
wenig wie 2 erläutert, aber man kann auch solche mit einem ζ)-Wert von weniger als 2 verwenden.
Bei diesem Herstellungsverfanren sind die anderen Bedingungen, nämlich die Eigenschaften des jeweiligen
Rohmaterials, wie die physikalischen Eigenschaften de1·
ersten Komponente aus kristallinem Polypropylen, abgesehen vom O-Wert. beispielsweise die Schmelzfließgeschwindigkeit,
der verfügbare Bereich der Bestandteile, der bevorzugte Bereich der Anteile oder
der physikalischen Eigenschaften der zweiten Faserkomponente aus dem Äthylen-Vinylacetat-Copolymer
oder deren Verseifungsprodukte, und weiterhin die Spinnvorrichtung, die Temperaturbedingungen und das
Verhältnis der Komponenten zueinander und dergleichen, abgesehen von dem Verzug zur Zeit des
Schmelzspinnens, die Verhältnisse der Spinnvorrichtung, das MFR-Verhältnis der ersten und der zweiten
Faserkomponente und das Querschnittsumfangsverhältnis und dergleichen gleich wie im Falle des
erstgenannten Herstellungsverfahrens.
Die Festigkeiten der Verbundfasem, die nach diesem zweiten Verfahren hergestellt wurden, sind etwas
niedriger, weil sie nach dem Verspinnen nicht verstreckt wurden, und die Reißfestigkeit des Garns betrag 04 bis
2,7 g/dtex (0,6 bis 3 g/den). Bei ihrer Verwendung für
Faservliese, beispielsweise Papier, sind die wesentlichen Faktoren für die Papierfestigkeit aber die Wasserdispergierbarkeit
und die Klebefestigkeit zur Zeit der Papierherstellung und nicht die Festigkeil des Garns.
Verwendet man deshalb die erfindungsgemäß hergestellten Verbundfasern, so wird eine Verminderung der
Festigkeit in keinem Falle festgestellt, selbst wenn die
Garnfestigkeit in der vorerwähnten Größenordnung liegt.
Nachfolgend sollen die Vorteile dieses zweiten Verfahrens zur Herstellung der Verbundfasem erläutert
werden. Das wesentlichste Merkmal dieses Verfahrens ist die Abwesenheit der Streckstufe und die Vorteile die
sich in der Hauptsache dadurch ergeben. Dadurch daß man die Streckstufe vermeidet, werden sowohl die
Kosten für die Vorrichtungen als auch für die Arbeitskräfte eingespart und es werden auch die
Anforderungen an das Rohmaterial erleichtert Bei einem Verfahren, bei dem eine Streckstufe eingeschlossen
ist, ist eine Auswahl des mit dem EVA zu vermischenden Polyäthylens erforderlich, um eine
zwischen den Fasern erfolgende Schmelzverklebung zu ι >
vermeiden, die zur Zeit des Streckens eintritt, wenn Vinylacetat in der zweiten Komponente eine gewisse
Menge übersteigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das Vermeiden der Streckstufe vermieden,
daß die Schwierigkeiten während des Verstreckens eintreten und es wird der mögliche Bereich für die
Auswahl des Polyäthylens erhöht und dadurch wird es möglich ein solches Polyäthylen einzusetzen, welches,
würde die Verbundfaser verstreckt, dazu neigen würde abzublättern. Außerdem ist es in der Praxis üblich, zur 2Ί
Erzielung einer besseren Produktivität das Verstrecken vorzunehmen, nachdem man durch das Spinnen
erhaltene Garne kombiniert hat zu einem Titer von etwa 44,4 ktex bis 77,7 ktex (400 000 bis 700 000 den),
aber dann ist es erforderlich diese Garne nach dem jo Verstrecken wieder in die einzelnen Fäden bzw. Garne
aufzutrennen, welche den gewünschten Titer haben, falls man ein solches Fadenbündel verwenden will. Dieses
Auftrennen des Fadenbündels ist sehr mühselig. Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann man r>
Fadenbündel mit dem gewünschten Denier leicht erhalten, indem man die erforderliche Anzahl der
Fadenbündel nach dem Verspinnen von jeder Spinneinheit miteinander kombiniert. Nachfolgend werden
Beispiele, Vergleichsversuche und ein Beispiel für die Papierherstellung gegeben. Die dabei verwendeten
Begriffe und Meßmethoden für die physikalischen Eigenschaften werden nachfolgend erklärt.
Prozentsatz der Schrumpfung eines Faservlieses
■4")
Stapelfasern mit einer Faserlänge von 64 mm werden unter Ausbildung eines Vlieses von 200 g/m2 kardiert.
Anschließend werden Teile des Vlieses einer Größe von 25 χ 25 cm 5 Minuten bei einer vorbestimmten
Temperatur unter Verwendung eines Heißlufttrockners ϊο
wärmebehandelt und die longitudinal Länge (a cm) und die laterale Länge (b cm) des Stückes wird nach der
Wärmebehandlung gemessen. Der Prozentsatz der Schrumpfung pro Einheitsfläche wird nach der folgenden
Gleichung berechnet. Durch diesen spezifischen Wert kann das Ausmaß der Entwicklung von Kräuseln
zur Zeit der Hitzebehandlung festgestellt werden.
Prozent Schrumpfung(%) = (\ - j~A
10°
Reißfestigkeit des Faservlieses
Faservliese die nach der vorerwähnten Verfahrensweise hergestellt wurden, werden zu rechteckigen t,5
Stücken von 5 cm Breite und 20 cm Länge geschnitten und die Reißfestigkeiten werden mit Prüflängen v.;n i0
cm gemessen, bei einer konstanten Geschwindigkeit von 100 mm/min unter Verwendung Instron-Reißfestigkeitsmessers.
Festigkeit und Dehnung der Fasern
Unter Verwendung einer Instron-Reißfestigkeitsprüfvorrichtung werden die Messungen bei Prüflängen von
20 cm und Geschwindigkeiten von 20 mm/min durchgeführt.
Bruchlänge
Die Messung wird gemäß JIS P 8113 durchgeführt Im
Falle einer feuchten Probe werden die Messungen durchgeführt nachdem man die Fasern 10 Minuten in
Wasser von 20°C eingetaucht hat.
Bruchlänge (km)= '^01^'^" <M χ 1000
B: Breite des Prüfstückes (mm)
W: Ausgangsgewicht des Prüfstückes (g/m2)
ltU«,ll UIUI IVIt
Stücke einer Größe von 20 mm Breite und 100 mm Länge die an fremden Materialien anhafteten wurden
gemessen unter Verwendung einer Instron-Vorrichtung mit einer Reißgeschwindigkeit von 50 mm/min.
Abreißfestigkeit von Papier
Papierproben einer Größe von 15 mm Breite und 200 mm Länge werden /ur halben Größe von 15 mm Breite
und 100 mm Länge gefaltet und mit einem Heißsiegelgerät
heißversiegelt, wobei eine vorbestimmte Temperatur und ein Druck von 2,8 kg/cm2 während einer
gewissen Zeit einwirken gelassen wird. Ein kleiner Teil der zusammenklebenden Oberflächen vom einen Ende
wird abgezogen und die Abreißfestigkeit wird unter Verwendung einer Instron-Vorrichtung bei einer
Prüflänge von 50 mm und einer Reißgeschwindigkeit von 50 mm/min gemessen.
Reißfestigkeit von Papier
Papierproben von 15 mm Breite und 200 mm Länge wurden gemessen unter Verwendung einer Instron-Prüfvorrichtung
bei einer Testlänge von 150 n.m und einer Reißgeschwindigkeit von 50 mm/min.
Dichte von Polyäthylen
Wenn die Dichte des Polyäthylens nicht durch numerische Werte angegeben ist sondern nur als
»niedrig«, »mittel« oder »hoch« bezeichnet wird, dann wurden folgende Werte diesen Klassifizierungen
zugeordnet:
Niedrige Dichte: niedriger als 0,93
Mittlere Dichte: 0,93 bis 0,95
Hohe Dichte: höher als 0,95
Mittlere Dichte: 0,93 bis 0,95
Hohe Dichte: höher als 0,95
Beispiele 1 bis 11
Man verwendet als erste Faserkomponente ein kristallines Polypropylen (MFR 4 bis 5 g/10 min) und als
zweite Faserkomponente eine Mischung von verschiedenen Äthylen-Vinylacetat-Copolvmeren mit Polyäthylen
in verschiedenen Mischverhältnissen oder Verseifungsprodukte (Verseifungsgrad 80%) von Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren
(mit einem Anteil von 1£2 MoI-% Vinylacetat) (nur Beispiel 10) und ordnet diese
beiden Komponenten mit vorbestimmten VerbundverhäJüiissen
Seite-an-Seite oder Mantel· Kern (nur Beispie!
5) unter Ausbildung von Verbundfasern an. Die Verspinnbarkeit durch Schmelzspinnen war ausge7eich-
nei und es traten keinerlei Probleme auf. Die Spinn- und
Streckbedingungen für diese Verbundfasern sind die folgenden:
Spinndüsen:
1,5 mm Lochdurchmesser χ 60 Löcher
Mit Ausnahme der Düse für den Kern-Mantel-Typ gemäß Beispiel 5 wurden in allen anderen Beispielen
Düsen zur Ausbildung von Seite-an-Seite-Verbundfasern verwendet.
Zufuhrmenge:
2 χ 72 g/min
Aufwickelgeschwindigkeit:
Aufwickelgeschwindigkeit:
300 m/min
Streckverhältnis:
Streckverhältnis:
4fach [der erzielte Einzel-Titel war 20 atex (18 den)].
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. In den Tabellen bedeutet O bei der Verstreckbarker;
gute Ergebnisse und die Markierung Δ zeigt Fälle, bei
Tcmperatui | Verbund- | /.weile Komponente | denen eine geringe Tendenz einer Sehr | nelzverklebu | Ml | Dichte | Schmel/- | (g/cm1) | (Π·:> | Mischver | Vinylmonn |
verhiillnis I. Kom ponente/ |
beachtet wurde. | indcx | 0,960 | MI | hältnis | mer in der | |||||
2. Kom | MFR bedeutet Schniclzfließgcschwindig!;eit. | - | F.VA/PE | 2. Kompo | |||||||
Zweite Komponente (PE, EVA), Seile 2000C | ponente | 0,916 | nente | ||||||||
Erste Komponente(PP)Seite 300°C | 15 | - | iMol-%) | ||||||||
Tabelle 1 | Aihyicn-Vinyiacetai-Copoiymcr l'olyathylcn (EVA) |
15 | 0,916 | 50/50 | 5,63 | ||||||
Nr. | Vinylacctat-Anteil | 15 | - | 25 | 100/0 | 11,3 | |||||
50/50 | Gew.-%/Mol-% | 15 | 0,916 | - | 30/70 | 3,38 | |||||
50/50 | 15 | 0,926 | 23 | 100/0 | 7,11 | ||||||
50/50 | 15 | 0,916 | - | 50/50 | 3,56 | ||||||
50/50 | 15 | - | 23 | 100/0 | 5,04 | ||||||
40/60 | 28/11,3 | 15 | - | 50/50 | 2,52 | ||||||
50/50 | 28/11,3 | 15 | 23 | 50/50 | 3.56 | ||||||
Beispiel 1 | 50/50 | 28/11,3 | 17 | 0.944 | 20 | 50/50 | 3,56 | ||||
2 | 50/50 | 19/7,11 | 23 | 100/0 | 12,2 | ||||||
3 | 60/40 | 19/7,11 | - | ||||||||
4 | 50/50 | 14/5,04 | 30 | ||||||||
5 | 14/5,04 | 30/70 | 3.99 | ||||||||
6 | 19/7,11 | 35 | |||||||||
7 | 50/50 | 19/7,11 | |||||||||
8 | 30/12,2*) | ||||||||||
9 | (Verseifiings- | ||||||||||
10 | grad 80%) | ||||||||||
32 | |||||||||||
11 | |||||||||||
*) Die Zahl Tür den Vinylacetatgehalt gibt den Wert vor der Verseifung an. Es wurden solche, die zu 80% verseift wurden,
verwendet
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Nr. | S"inn-MFR und Verhältnis | QuerschniKs- | ^ CrSirCCiiwäi picii | Prozent der Schrump |
der zweiten Komponente/ | umfangsver- | fung des Faser | ||
erste Komponente | hältnis der | vlieses | ||
zweiten | ||||
Komponente | ||||
(Verhältniszahl) | (%) | (Strecktemperatur) | (Erhitzungstemperatur) | |
Beispiel 1 | 34,7/9,61 (3,6) | 76 | O (80°C) | 41% (145 C) |
2 | 53,2/9,61 (5,5) | 88 | Δ (25°C) | - |
3 | 31,0/9,67 (3,2) | 75 | O (IfJO0C) | 4% (130 C) |
4 | 32,3/9,9 (3,3) | 75 | O (600C) | 49% (130 C) |
Δ (800C) | - | |||
5 | 42,7/9,9 (4,3) | 100 | O (80cC) | 0-1,5% (145 C) |
6 | 32,3/9,9 (3,3) | 76 | O (6O=C) | 64% (130:C) |
Δ ί80Ό | _ |
27 | 15 | 47 177 | 16 | Verslreckbarkeit | Prozent der Schnjmp | |
lung des Faser | ||||||
Fortsetzung | Spinn-MFR und Verhältnis | vlieses | ||||
Nr. | der zweiten Komponente/ | Querschnilts- | ||||
erste Komponente | umfangsver- | |||||
hältnis der | (Strecktemperatur) | (Erhitzungstemperatur | ||||
zweiten | O (80 C) | 1,5% (145C) | ||||
(Verhäitniszahl) | Komponente | 5% (145°C) | ||||
41,6/9,9 (4,2) | (%) | O (100 C) | 5% (145CC) | |||
Beispiel 7 | 81 | O (800C) | 6% (145CC) | |||
39,5/9,54 (4,1) | O (1000C) | 2,3% (145 C) | ||||
8 | 48,0/9,54 (5,0) | 80 | O (100 C) | 2,5% (145 C) | ||
9 | 84 | 4% (120 Q | ||||
51,2/9,54 (5,4) | O (100 C) | 2,5% (125 C) | ||||
!0 | 86 | |||||
55,3/9,54 (5,8) | ||||||
11 | 91 | |||||
Die Stapel der Verbundfasern aus jedem der vorgenannten Beispiele wurden einer Kardiervorichtung
zugeiiefert und es wurden Vliese mit 200 g/m2 gebildet Die erhaltenen Vliese wurden auf fremde
Stoffe, wie Baumwolltuch, eine zinnplattierte Platte oder Papier gelegt und mit einer Temperatur von 1300C
und bei einem Druck von 0,5 kg/cm2 1 Minute aufgepreßt um die Verklebung zu bewirken, wobei man
gute Schichten des Faservlieses erhielt und die
Anhaftung der Schichten an das vorerwähnte Fremd material blieb erhalten, so daß man unterschiedliche
Verbundmaterialien erhielt. Bei diesen drei Beispieler wurden die Abreißfestigkeiten gemessen. Die Ergebnis
se sind in Tabelle 2 angegeben. Die hier ausgewählter Beispiele zeigen besonders geringe Schrumpfung de;
Faservlieses und deren hervorragende Gebrauchseigen schäften.
Verwendete
Verbundfaser |
Abreißfestigkeit (g/2 cm)
an Baum- an zinn- wolltuch plattierte Platte |
30 |
an Papier
*2) |
Beispiel 6 | 920 | 20 | 200 |
9 | 790 | 530 | 160 |
10 | 1590 | 20 | 700 |
11 | 650 | 0 | 130 |
PP-PE-Verbund- fasern (als Ver gleich)*1) |
150 | 50 |
*') Verbundfasern nach dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 6 erhalten mit der Ausnahme, daß die Komponente der zweiten Faser aus Polyäthylen bestand.
♦2) Kraftpapier.
Beispiele 12 bis 20 und Vergleichsversuch 1
Als erste Faserkomponente wird kristallines Polypropylen verwendet und als zweite Faserkomponente
werden Mischungen von verschiedenen Arten Athylen-Vinylacetat-Copolymeren
mit Polyäthylen verwendet und es werden Seite-an-Seite- oder Mantel-Kern-Verbundfasern
hergestellt, welche die vorerwähnten beiden Komponenten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis
enthalten. Die Verspinnbarkeit und die Verstreckbarkeit
beim Schmelzspinnverfahren war in allen Fällen ausgezeichnet. Die Spinn- und Streckbedingungen
bei diesen Verbundfasern waren die folgenden:
Spinndüse: 0,6 mm 0 χ 240 Löcher Mit Ausnahme der in Beispiel 15 zum Verspinnen
einer Faser vom Mantel-Kern-Typ verwendeten Düse wurden in allen Beispielen Spinnvorrichtungen zum
Verspinnen von Seite-an-Seite-Verbundfasern verwendet.
Temperatur: bei der ersten Komponente 3000C
bei der zweiten Komponente 2300C
Die verwendeten Polymerisat-Rohmaterialien wer den in Tabelle 3 gezeigt und aus Tabelle 4 sind da;
Verhältnis in dem diese Materialien eingesetzt wurden die Streckbedingungen und die Eigenschaften dei
erhaltenen Fasern ersichtlich.
909 521/471
17 | (Polymerisat) | MI | 27 47 | 177 | Dichte | 18 | Vinylmono- | Erste Kom | |
Zweite Komponente | (g/cm3) | mer in der | ponente | ||||||
Tabelle 3 | Äthylen-Vinylacetat- | zweiten | (PP) MFR | ||||||
Nr. | Copolymer (EVA) | 20 | 0,916 | Mischver | Komponente | ||||
Vinylacetatgehalt | 30 | Polyäthylen (PE) | 0,915 | hältnis | (Mol-14) | ||||
Gew.-%/Mol-% | 12 | 0,918 | (EVA/PE) | ||||||
15 | 0,919 | 0,753 | |||||||
20 | Art | MI | 0,944 | 3,86 | 3,7 | ||||
20/743 | 30 | 0,915 | 1,52 | 4,6 | |||||
Beispiel | 33/13,8 | 20 | 0,918 | 10/90 | 0,71 | 4,6 | |||
12 | 15/5,43 | niedrige Dichte | 23 | 28/72 | 1,13 | 4,6 | |||
13 | 19/7,10 | niedrige Dichte | 20 | 28/72 | 2,66 | 3,7 | |||
14 | 20/743 | 12 | niedrige Dichte | 35 | 0,944 | 10/90 | 3,40 | 5,9 | |
15 | 32/13,3 | 12 | niedrige Dichte | 8 | 0,918 | 15/85 | • | 6,9 | |
16 | 32/13,6*) | - | mittlere Dichte | 15 | 0,960 | 20/80 | |||
17 | (Verseifungsgrad | niedrige Dichte | 20 | 25/75 | 2,72 | ||||
18 | 40%) | niedrige Dichte | 35 | 0,916 | 2,72 | 4,6 | |||
15/5,43 | - | 9,9 | |||||||
15/5,43 | 50/50 | 6,9 | |||||||
19 | Vergleichs- - | mittlere Dichte | 15 | 50/50 | |||||
20 | versuch 1 | niedere Dichte | 8 | 0/100 | |||||
hohe Dichte | 35 | ||||||||
(50 Teile) | |||||||||
niedere Dichte | 23 | ||||||||
(50 Teile) | |||||||||
*) Die Zahlen für den Vinylacetatgehalt waren die vor der Verseifung. Die in der Tabelle gezeigten wurden zu 40% verseift.
(Verhältnis der Komponenten zueinander, Streckbedingungen und physikalische Eigenschaften)
Verbundverhältnis
I.Komponente/
2. Komponente
I.Komponente/
2. Komponente
Streckbedingungen Physikalische Eigenschaften der Faser
Tem- Streck- Titer pcratur verhältnis pro
Faser dtcx (den)
(O
Zahl der Prozent des Querschnitlumfangs
Kräusel- (%)
wcllungen/
25 mm
wcllungen/
25 mm
VerhältA
2. Komponente nis der
= Fließge-
MFR schwin-
,1. Komponente digkeit ,
Zweite Komponente Dichte
Schrumpfung des Faservlieses (Erhitzungstemperatur 145 C)
(g/cm3) (%)
Beispiel | 50/50 | 100 | 3,5 | 1,7 | 0 |
12 | (1,5) | ||||
70/30 | 50 | 4,5 | 2,2 | 0 | |
13 | (2,0) | ||||
50/50 | 80 | 4,5 | 3,3 | 0 | |
14 | (3,U) | ||||
50/50 | 90 | 4.5 | 3,3 | 1 | |
15 | (3,0) | ||||
50/50 | 100 | 5 | 3,3 | 3 | |
16 | (3,0) | ||||
50/50 | 70 | 5,5 | 4,4 | 0 | |
17 | (4,0) | ||||
40/60 | 90 | 5 | 3,3 | 0 | |
18 | (3,0) | ||||
50/50 | 100 | 4 | 3,3 | 8 | |
19 | (3.0) | ||||
»(1S-*
τ. pg-v»)
100*) 80
73
(Äf-4fls)
63
0,9 i 9 | 3 |
0,928 | IvJ |
0,922 | 0 |
0,921 | 5 |
0,943 | 7 |
0,923 | 0 |
0,927 | 2 |
0,939 | 2 |
Fortsetzung
Verbundverhältnis
1. Komponente/
!Komponente
Tem- Streck- Titer peralur verhältnis pro Faser dtex (den)
(C)
Physikalische Eigenschaften der Faser
Zahl der Prozent des Querschnittumfangs
Kräusel- (%) /MFR Verhält-^
Kräusel- (%) /MFR Verhält-^
wellungen/ !Komponente nisder
mm = Fließge-
schwin-
MFR
!.Komponente
digkeit
Zweite Komponente Dichte
Schrumpfung des Faservlieses (Erhitzungstemperatur 145 C)
(g/cm3) (%)
Beispiel
20 50/50 100
20 50/50 100
Ver- 50/50 100
gleichsversuch
1
1
*) Mantel-Kerr.-Anordnung.
4 4
3,3 (3,0)
3,3 (3,0)
12 0
55
70
70
m
=
0,926 23 0,938
Die Verwendung von Polyäthylen allein als zweite Komponente (Vergleichsversuch f) wird gleichzeitig
gezeigt. Die Verbundfasern wurden in folgender Weise verwendet: jo
(1) Beispiel für die Papierherstellung
Die Verbundfasern der Beispiele 17 und 18 und des Vergleichsversuchs 1 wurden jewt.is zu kurzen Längen
von 5 mm als Rohstoff für die Papierherstellung
geschnitten. Nach dem Vermischen von Papierrohmaterialien
wurde das Pap^r nach dem Verfahren gemäß JIS
P 8209 hergestellt. Die Trocknung wurde bei einer Trocknertemperatur von 1000C durchgeführt, wobei
man Blätter aus Papier aus künstlichen Fasern erhielt mit einem Grundgewicht von 30 g/m2. Die physikalischen
Eigenschaften des erhaltenen Papiers werden in Tabelle 5 gezeigt
Tabelle | 5 | Zusammensetzung des | 30 | Papierrohmaterials | 70 | (%) | Charakteristische physikalische | Papiers | naß | Eigenschaften | naß | des mit I | 170 C |
30 | 70 | versehenen | Reißfestigkeit | 0,301 | 0,665 | 0,5 Sek. | |||||||
(Papierherstellungsversuch) | 30 | 70 | PVA | (kg/15 mm) | 0,337 | Bruchlänge | 0,748 | 180 | |||||
Papier- | Arten der PP-Fasern | 30 | Reyon NBKP | 70 | 0,0482 | (km) | 0,111 | 200 | |||||
her- | 30 | 35 | 0,0363 | 0,076 | 5P | 26 | |||||||
stellungs | 30 | 35 | trocken | 0.296 | 0,657 | 0 | |||||||
beispiel | 30 | 35 | 1,86 | 0,345 | trocken | 0,773 | Abreißfestigkeit | 180 | |||||
30 | 35 | _ | 1,95 | 0,0571 | 4,13 | 0,126 | (g/15mm) Heiß | 190 | |||||
Beisp. 17 | 50 | _ | 50 | - | 1,20 | 0,0436 | 4,41 | 0,094 | siegelbedingungen | 53 | |||
Beisp. 18 | 50 | - | 50 | - | 0,871 | 0,286 | 2,64 | 0,634 | 130 C | 0 | |||
1 | Vergleichsvers. 1 | 50 | - | 50 | - | 1,89 | 0,320 | 1,93 | 0,707 | 0,5 Sek. | 210 | ||
2 | PP-Faser (3d) | 50 | - | 50 | 5 | 2,11 | 0,0374 | 4,18 | 0,083 | 110 | 240 | ||
3 | Beisp. 17 | 30 | 5 | 1,23 | 0,0163 | 4,49 | 0,035 | 140 | 94 | ||||
4 | Beisp. 18 | 30 | 5 | 1,04 | 2,81 | 0 | 0 | ||||||
5 | Vergleichsvers. I | 30 | 5 | 1,79 | 2,33 | 0 | |||||||
6 | PP-Faser (3d) | 30 | - | 1,84 | 3.96 | 150 | |||||||
7 | Beisp. 17 | - | - | 0,856 | 4,09 | 170 | |||||||
8 | Beisp. 18 | - | - | 0,621 | 1,90 | 4 | |||||||
9 | Vergleichsvers. 1 | - | - | 1,37 | 0 | ||||||||
10 | PP-Faser (3d) | - | 180 | ||||||||||
11 | 220 | ||||||||||||
12 | 0 | ||||||||||||
0 | |||||||||||||
PP-Faser = Polypropylenfaser
(2) Unter Verwendung der Fasern der Beispiele und der Vergleichsversuche wurden Faservliese hergestellt
Die Bedingungen wurden schon vorher erläutert und der Prozentsatz der Schrumpfung der Faservliese und
die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
(3) Stapelfasern aus den Verbundfasern 20 dtex (18 den)/64 mm aus jedem der vorher erwähnten Beispiele
wurden einer Kardiervorrichtung zugeführt und es
wurden Faservliese von 200 g/mJ hergestellt Diese
Vliese wurden auf fremde Rohstoffe, wie Baumwollstoff, Papierblätter und dergleichen gelegt und sie wurden
durch Anlegen eines Druckes von 0,5 kg/cm2 bei einer Temperatur von 1300C während einer Minute damit
verklebt. In allen Fällen erhielt man gute Beschickungen
von Faservliesen, die an den Fremdstoffen anhafteten, so daß man Verbundstoffe erhielt
Beispiele 21 bis26
Herstellung von Polypropylen mit enger Molekulargewichtsverteilung.
Herstellung von Polypropylen mit enger Molekulargewichtsverteilung.
üu einem Polypropylenpulver mit einem MFR von
0,76 und einem <?-Wert von 6,3 werden 0,015 Gew.-%
2,5-Dimethyl-2,5-ditertiärbutylperoxyhexan gegeben uüd die Mischung wird auf einem 65 mm Durchmesser
Extruder bei 2800C pelletisiert, wobei -.mn Polypropylenpellets
mit einem MFR von 7,0 und einem (j-Wert
von 2,6 erhält
Die Kombinationsbedingungen der erhaltenen Polypropylenpellets
mit verschiedenen Arten der zweiten Komponenten werden beim V^spinnen variiert wobei
man die in den Tabellen 6 und 7 gezeigten Ergebnisse erhält (die Q-Werte bei allen Beispielen der Tabelle 6
sind die Q-Werte der ersten Komponente nach dem
Verspinnen).
Tabelle 6
(Polymerisat)
(Polymerisat)
Zweite Komponente | Polyäthylen (PE) | Dichte | Misch | Vinyl- | Erste | Komponente |
Äthylen-Vinylacetat-Copolymer | verhältnis | monomer | MFR | Q-Wert | ||
(EVA) | Art MI | (g/cm3) | (EVA/PE) |
in der
2. Kom |
||
Vinylacetatgehalt MI Dichte | ponente | |||||
(Mol-%) | ||||||
Gew.-%/Mol-% (g/cm3) | ||||||
Beispiel
21
21
20/7,53
20/7,53
32/13,3
20/7,53
32/13,3
30/12,2*)
(Verseifungsgrad 80%)
28/11,2
14/5,03
(Verseifungsgrad 80%)
28/11,2
14/5,03
Vergleichsversuch
Beispiel
27
27
Vergleiehsversuch
20/7,53
20/7,53
20/7,53
20/7,5?
19/7,10
19/7,10
20/7,53
20
20
30
17
20
30
17
18
15
15
20
20
20
20
15
15
0,941 0,941 0,955 0,950
0,950 0,930
0,941 0,941
0,941 0,938 niedere Dichte
hohe Dichte
hohe Dichte
23
25
25
0,916
0,960
0,960
100/0 7,53
25/75 1,88
10/90 1,33
100/0 12,7
niedere Dichte 23 0,916 50/50 5,60 niedere Dichte 23 0,924 50/50 2,52
niedere Dichte
niedere Dichte
niedere Dichte
23 0,916 25/75
23 0,916 50/50
23 0,916 50/50
mittlere Dichte 35 0,944 50/50
niedere Dichte 23 0,?'.6 30/70
niedere Dichte 23 0,?'.6 30/70
/hohe Dichte 35 0,96Ol n/lnn
!niedere Dichte 23 0,916/
0,941 - - 100/0
!niedere Dichte 23 0,916/
0,941 - - 100/0
1,88 1,88
3,77 4,97
0
7,53
7,53
7,0 7,0 7,0 7,0
7,0 7,0
7,3 7,3
21,0 8,3
7,0 7,4
2,6 2,6 2,6 2,6
2,6 2,6
6,4 6,4
2,2 3,3
2,6 3,9
*) Die Zahl für den Vinylacetatgehalt gibt den Wert vor der Verseifung an. Es wurden solche, die zu 80% verseift wurden,
verwendet.
23
24
(Spinnbedingungen und physikalische Kigenschaften)
Spinnbedingungen | Spinn- | Zuführ | Aufnahme | Anzahl | Durch | Zug | Misch | |
Spinnverfahren | lemperatur | geschwin | geschwin | der Löcher | messer der | verhältnis | verhältnis | |
I. Komponente/ | digkeit | digkeit | in der | Löcher in | I. Komponente/ | |||
2. Komponente | Spinnplatte | derSpinn- | 2. Komponente | |||||
platte | ||||||||
(O | (g/Min) | (m/Min) | ||||||
Heispiel | .100/2(X) | 64 | WO | 240 | 0,6 | 880 | 50/50 | |
21 | Seite-.in-Seitc | 300/200 | 84 | 900 | 240 | 0.6 | 670 | 50/50 |
22 | Scite-cin-Seile | 300/2(X) | 60 | 500 | 80 | 1.5 | 1110 | 30/70 |
23 | Seite-an-Scite | .120/200 | 84 | WO | 240 | 0.6 | 670 | 50/50 |
24 | Seite-an-Seitc | .120/230 | 64 | 450 | 240 | 1.5 | 2750 | 50/50 |
25 | Mantel (IiVA) | |||||||
Kern (IM') | .120/200 | 64 | 1400 | 80 | 1.5 | 2870 | 70/30 | |
26 | Scite-an-Seite | |||||||
Vergleichs | ||||||||
versuch | .100/200 | 144 | 450 | 240 | 0.6 | 200 | 50/50 | |
2 | Seite-an-Scitc | 300/2(X) | 144 | 850 | 240 | 0.6 | 370 | 50/50 |
3 | Seite-an-Scite | (Grenze) | ||||||
Beispiel | 320/200 | 72 | WO | 470 | 0.75 | 2390 | 60/40 | |
η | Seite-an-Seite | 300/200 | 74 | 750 | 240 | 0.6 | 630 | 50/50 |
28 | Seite-an-Scitc | |||||||
Vergleichs | ||||||||
versuch | 300/250 | 144 | 450 | 240 | 0.6 | 200 | 50/50 | |
4 | Seite-an-Seite | 300/200 | 80 | 690 | 240 | 0.6 | 540 | 50/50 |
S | Seite-an-Seite | (Grenze) | ||||||
Tabelle 7 (Fortsetzung)
Physikalische Eigenschaften der Fasern
Titer (den) dtex
Anzahl Festigkeit Dehnung Prozent Querschnittsumfang
der (g/den)
Kräusel- g/dtex wellungen/ 25 mm
MFR der
Verhältnis \
2. Komponente derSchmelz-
= tließge-
MFR der schwindig1
1. Komponente keit
Physikalische Eigenschaften des Faservlieses
Reiß
Prozentsatz der
festigkeit Schrumpfung. Erhitzungstemperatur 145 C
(kg/20mm)
Beispiel 21 |
(2,7) 3.0 |
0 | (1,5) 1,4 |
220 | 73 | (ti=3'1) | 20 |
22 | (3,5) 3,8 |
0 | (1,1) 1,0 |
350 | 63 | (fg =2,3) | 19 |
23 | (13,5) 14,8 |
0 | (U) 1,2 |
290 | 79 | iff=2'6) | 17 |
24 | (3,5) 3,8 |
0 | (1,2) 1,1 |
330 | 82 | /53J =3 9] 113,8 ' ' |
22 |
25 | (5,3) 5,8 |
0 | (2,5) 2,3 |
90 | 100 | (Mantel-Kern-Spinnen) | 21 |
26 | (5,1) 5,6 |
0 | (2,4) 2,3 |
100 | 53 | (111 = 2,4) | 22 |
0 0 0 0 0 0
Fortsetzung
Physikalische Eigenschaften der Fasern
Titer
(den)
die χ
(den)
die χ
Vergleichsversuch
2 (3,0)
3,3
3,3
3 (6.4)
7.0
7.0
27 (1,5)
1,6
1,6
28 (3,7)
4,1
4,1
Vergleichsversuch
4 (3,0)
3,3
3,3
5 (4,4)
4,8
4,8
Anzahl Festigkeit Dehnung Prozent Querschnittsumf.ing
der (g/den)
Kräusel- g/dlex
wellungen/
25 mm
wellungen/
25 mm
(3,3)
3,0
3,0
(0,5)
0.5
0.5
(2,6)
2,4
(0,7)
0.6
0.6
(3,5)
37
650
650
90
540
540
32
61
71
67
MFR der Verhältnis \
2. Komponente derSchmelz-l
fließge-
MFR der schwindig1-
I. Komponente keit /
= 2-
Physikalische Eigenschaften des Faservlieses |
Prozentsatz der Schrumpfung, Erhitzungs temperatur 145 C |
I Ϊ ΐ |
Reiß festigkeit |
<%) | I |
(kg/20nini) | 2 | |
21 | 0 | |
10 | 0 | |
24 | 0 | |
16 |
Verglcichsversuch 2
Durch Polymerisation erhaltene Polypropylene wurden ohne Zugabe eines Peroxids pelletisiert bei einer
Harztemperatur von 27O°C auf einem 65 mm Durchmesser Extruder, wobei man Polypropylenpellets
mit einem MFR von 7,3 und einen Q-Weri von 6.4
erhielt. Die unverstreckten Fasern die erhalten worden waren durch Verspinnen einer ersten Komponente aus
Polypropylen und einer zweiten Komponente gemäß Tabelle 6 unter den in Tabelle 7 gezeigten Bedingungen
wurden mit einer Walzentemperatur von l00°C um das 41ache der ursprünglichen Länge verstreckt, wobei man
verstreckte Fasern mit 3,3 dtex (3.0 den) erhielt. Die entstandenen Verbundfasern zeigten 8 Kräusel pro 2,54
cm. Es war schwierig, diese Fasern auf eine Länge von etwa 5 mm zu zerkleinern, deswegen war es unmöglich,
diese Fasern als Rohmaterial bei der Papierherstellung zu verwenden.
Vergleichsversuch 3
Die erste und die zweite Komponente aus dem Vergleichsversuch 2 wurden zu Seite-an-Seite-Verbundfasern
in einem Komponentenverhäitnis von 50/50 versponnen unter Verwendung der gleichen Düse wie
im Vergleichsbeispiel 2, wobei eine Zufuhrgeschwindigkeit mittels einer Zahnradpumpe von 144 g/Min,
eingehalten wurde und die Aufnahmegeschwindigkeit allmählich anstieg um die Grenzen der Aufnahmegeschwindigkeit
zu ermitteln bis zu einem stabilisierten Spinnverfahren. Diese Grenze lag bei einer Geschwindigkeit
von 8,5 m/Min. Die hierbei angewendeten Bedingungen und die physikalischen Eigenschaften der
Fasern werden in Tabelle 7 gezeigt.
65 Beispiel 27
Zu dem Polypropylenpulver mit einer MFR von 0,74 und einem ζ)-Wert von 4.3 wurden 0,07% Dicumylperoxid
gegeben und die Pelletisierung wurde bei einer Temperatur von JOO0C durchgeführt, wobei man ein
Polypropylen mit einem MFR von 21 und einem (λWert
von 2,3 erhielt. Verwendet man das erhaltene Polyprc pylen als erste Komponente und als zweite Komponente
die in Tabelle 6 gezeigte und führt das Verbundspinnen unter den in Tabelle 7 angegebenen Bedingungen
durch, dann erhält man Verbundfasern, welche die in Tabelle 7 angegebenen physikalischen Eigenschaften
haben.
Beispiel 28
Zu dem Polypropylenpulver mit einem MFR von 2.2 und einem Q-Wert von 5,7 wurden 0,006 Gew.-%
2 5-Dimethyl-2,5-ditertiärbutylperoxyhexan als ein Peroxid zugegeben und die Pelletisierung wurde bei einer
Temperatur von 2800C auf einem 65 mm Durchmesser Extruder durchgeführt, wobei man Polypropylenpellets
mit einem MFR von 8,3 und einem Q-Wert von 3.3
erhielt Die physikalischen Eigenschaften der aus dem entstandenen Polypropylen als erste Komponente
erhaltenen Verbundfasern, wobei als zweite Komponente die in Tabelle 6 aufgezeigte verwendet wurde, und
wobei die in Tabelle 7 angegebenen Bedingungen eingehalten wurden, sind in Tabelle 7 angegeben.
Vergleichsversuch 4
Ordnet man eine Polypropylenkomponente, wie sie in Beispiel 21 verwendet wurde, und eine Polyäthylenkomponente,
die aus 50 Gew.-% Polyäthylen hoher Dichte mit einem MI von 35 und einer Dichte von 0,960 g/cm3
und 50 Gew.-% aus einem Polyäthylen niedriger Dichte
mit einem MI von 23 und einer Dichte von 0,916 g/cmJ besteht in Seite-an-Seite-Anordnung an, wobei das
Verhältnis der beiden Komponenten 50/50 ist, und verspinnt man unter den in Tabelle 7 angegebenen
Bedingungen Verbundfasern, so erhält man unverstreckte Fasern, die anschließend um das 4fache ihrer
ursprünglichen Lä^ge bei einer Walzentemperatur von 100° C verstreckt werden, wobei man verstreckte
Fasern mit einem Titer von 3,3 dtex (3,0 den) erhielt Die erhaltenen verstreckten Fasern zeigten keine Krauset
und konnten bei der Papierherstellung verwendet werden.
Vergleichsversuch 5
Zu dem Polypropylenpulver mit einem MFR von 1,9 und einem (?-Wert von 6,2 wurden 0,04 Gew.-%
2,5-Dimethyl-2,5-ditertiärbutylperoxid gegeben und die Pelletisierung wurde bei einer Temperatur von 2800C
auf einem 65 mm Durchmesser Extruder durchgeführt, wobei man Polypropylenpellets mit einem MFR von 7,4
und einem ζ)-Wert von 3,9 erhielt. Unter Verwendung
des erhaltenen Polypropylens als erste Komponente und dem in Tabelle 6 gezeigten EVA als zweite
Komponente und den in Tabelle 7 angegebenen Spinnbedingungen und Einstellen einer Zufuhrgeschwindigkeit
mittels einer Zahnradpumpe von 80 g/Min, und allmählichem Ansteigen der Aufnahmegeschwindigkeit
um die Grenze der Aufnahmegeschwindigkeit, bei welcher eine stabilisierte Verspinnung
möglich ist, festzustellen, wurde eine Geschwindigkeit von 690 erzielt. Das Zugverhältnis betrug diesmal 540.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Fasern werden in Tabelle 7 gezeigt.
Beispiel für die Papierherstellung
Die Verbundfasern aus Beispielen 22 und 24 und Vergleichsversuch 4 wurden zu Fasern einer Länge von
etwa 5 mm geschnitten um sie als Rohmaterial bei der Papierherstellung zu verwenden. Nach dem Vermischen
der Papierrohstoffe wurde die Papierherstellung nach dem Verfahren von JlS P 8209 durchgeführt. Es wurden
Paniere mil einem Cminrippwirht vnn ptu/a Sn o/m2
hergestellt unter Verwendung einer Trocknertemperatur von 95°C. Die physikalischen Eigenschaften des
erhaltenen Papiers sind in Tabelle 8 gezeigt. Man kann feststellen, daß die physikalischen Eigenschaften des
Papiers, das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundfasern erhalten wurde, am besten waren.
Tabelle 8
(Papierherstellungsversuch)
(Papierherstellungsversuch)
Beispiele | Zusammensetzung des | Papierrohmaterials | 70 | (%) | Physikalische Eigenschaften des | naß | Bruchläng (km) |
PP enthaltenden Papiers | Ah/iehfestigkeit (g/15 mm) Hciß- siegelbedingungcn |
180 C 0,5 Sek. |
der Papier herstellung |
Art der PP-Faser | Reyon NBKP **) |
70 | PVA | Reißfestigkeit (kg/15 mm) |
0,361 | trocken | C | 140 C 0.5 Sek. |
180 |
70 | trocken | 0,415 | 3.91 | naß | 120 | 210 | ||||
1 | Beispiel 22 30 | _ | 70 | _ | 2,99 | 0,062 | 4,23 | 0,472 | 160 | Ί |
2 | Beispiel 24 30 | - | 35 | - | 3,17 | 0,048 | 2,24 | 0.565 | 6 | 5 |
Vergleichsvers.4 30 | - | 35 | - | 1,78 | 0.373 | 1,91 | 0.084 | 0 | 190 | |
4 | PP-Faser(3d)*) W | - | 35 | - | 1,40 | 0,416 | 4.05 | 0.062 | 170 | 200 |
5 | Beispiel 22 30 | 30 | 35 | 5 | 2,98 | 0,071 | 4,52 | 0,488 | 180 | 72 |
6 | Beispiel 24 30 | 30 | 50 | 5 | 3.46 | 0.051 | 2,47 | 0,555 | 14 | 15 |
/ | Vergleichsvers.4 30 | 30 | 50 | 5 | 1.85 | 0,357 | 2.33 | 0,097 | 0 | 230 |
8 | PP-Faser (3d)*) 30 | 30 | 50 | 5 | 1.64 | 0,391 | 3,83 | 0.064 | 210 | 250 |
9 | Beispiel 22 50 | - | 50 | - | 2,93 | 0,029 | 4,07 | 0,467 | 230 | 110 |
10 | Beispiel 24 50 | - | - | 3,24 | 0,010 | 1,86 | 0,521 | 18 | 50 | |
11 | Vergleichsvers.4 50 | - | - | 1.40 | I 1 ~) | 0,040 | r\ υ |
|||
12 | PP-Faser (3d)*} 50 | - | - | 0,82 | 0,014 | |||||
*) Einfache einzelne Polypropylenfaser.
**) Eine Art von Kraftpulpe.
**) Eine Art von Kraftpulpe.
Claims (10)
1. Wärmeverklebbare Verbundfasern aus (1) kristallinem Polypropylen und (2) einem, gegebenenfalls verseiften, Äthylen-Vmylacetat-Copolymer, bei
dem die Komponente (1) und die Komponente (2) in Seite-an-Seite- oder in Kern-Mantel-Form angeordnet sind und die'Komponente (2) zumindest einen
Teil der Oberfläche der Verbundiasern ausmacht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (2) ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymer mit
einem Vinylacetatgehalt von 0,5 bis 18 Mol-%,
bezogen auf den Gesamtgehalt an Vinylacetat und Äthylenmonomeren, oder ein Verseifungsprodukt
davon oder eine Polymermischung aus dem Copolymeren und/oder dessen Verseifungsprodukt mit
Polyäthylen ist, wobei die Polymermischung 0,5 bis 18 Mol-% insgesamt an Vinylacetat und/oder
Vinylalkohol, bezogen auf die gesamten Monomereinheiten in der Mischung enthält
2. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der <?-Wert
des kristallinen Polypropylens im Bereich von 4 bis 7
liegt, wobei der Q-Wert -rj— ist, worin Mw das
Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht bedeutet und Λ/π das Zahlendurchschnittsmolekulargewicht
3. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Q-Wert
des kristallinen Polypropylens nicht mehr als 3,5 beträgt.
4. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Komponente aus einem verseiften Äthylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Verseifungsgrad von
nicht weniger als 30% besteht.
5. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Komponente zu 70 Gew.-% oder weniger aus dem Äthylen-Vinylacetat-Copolymer und zu 30 Gew.-%
oder mehr aus Polyäthylen besteht.
6. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Komponente zu 70 Gew.-% oder weniger aus einem Verseifungsprodukt des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einem Verseifungswert von weniger als
30%. und zu 30 Gew.-% oder mehr aus Polyäthylen besteht.
7. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Dichte der zweiten Komponente nicht größer
als 0,93 ist.
8. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Komponente einen Prozentsatz des Umfangs zum Faserquerschnitt von nicht weniger als 50%
ausmacht.
9. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Komponente (I) zu (2) im Bereich von 30 :70
bis 70 : 30 liegt.
10. Wärmeverklebbare Verbundfaser gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzfließgeschwindigkeit der zweiten Komponente das
1,5- bis 6fache der ersten Komponente beträgt.
Die Erfindung betrifft wärmeverklebbare Verbundfasern auf Basis von kritallinem Polypropylen mit guter
Tieftemperatur-Verklebbarkeit und guter Verklebbarkeit an andere Stoffe, und weiterhin wärmeempfindliche
Verbundfasern, die im wesentlichen nicht gekräuselt sind und die geeignet sind für nach einem Naßverfahren
hergestellte Faservliese.
Verbundfasern, aus zwei unterschiedlichen Polymeren mit verschiedenen Schmelzpunkten sind aus US-PS
ίο 35 89 956, GB-PS 1149 270 und GB-PS 14 46 570
bekannt
Faservliese können insbesondere hergestellt werden, indem man Verbundfasern der vorgenannten Struktur
gewöhnlich in Form eines Vlieses oder dergleichen
formt, worauf man sie oberhalb des Schmelzpunktes der
niedrigerschmelzenden Komponente und unterhalb des Schmelzpunktes der höherschmelzenden Komponente
erhitzt und dadurch eine Schmelzverklebury zwischen den sich berührenden Teilen der Fasern ausbildet
Die bisher hergestellten wärmeverklebbaren Verbundfasern der vorgenannten Art haben im allgemeinen
eine hohe Verklebungstemperatur und müssen darum auf eine hohe Temperatur erhitzt werden. Selbst wenn
man Verbundfasern verwendet, bei denen Polyäthylen
als niedrigschmelzende Komponente vorliegt ist die
Erhitzungstemperatur noch nicht ausreichend niedrig. Ein weiterer Nachteil der Verbundfasern des Standes
der Technik liegt in der schlechten Verklebbarkeit mit fremden Stoffen, wie Textilmaterialien, Holz, Metall und
dergleichen. Wenn man infolgedessen beispielsweise die vorher erwähnten Faservliese verwendet, um sie mit
anderen Stoffen zu verkleben oder sie mit anderen Stoffen unter Ausbildung von Verbundstoffen kombiniert, so ist die Verwendung eines zusätzlichen
Bindemittels erforderlich. Und selbst bei Verwendung eines Bindemittels ist die Klebehaftung nicht in jedem
Falle befriedigend. Da weiterhin die wärmeverklebbaren Verbundfasern des Standes der Technik im
allgemeinen in einem gewissen Maße dazu neigen sich
■ίο zu wellen, d. h. einige oder mehrere Kräuselungen pro
25 mm aufwiesen, waren sie nicht geeignet als Materialien zur Herstellung von typischen durch
Naßverfahren hergestellten Faservliesen, wie Papier, bei denen die Wärmeverklebbarkeit angewendet wird.
4> Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wärmeverklebbare Verbundfasern aus Polypropylen zur
Verfügung zu stellen, welche ohne die Nachteile des Standes der Technik nicht nur eine gute Wärmeverklebbarkeit bei niedriger Temperatur haben, sondern die
■>n auch eine gute WärmeverklebbatJ.eit an andere
Materialien aufweisen, die nach dem Naßverfahren zu Faservliesen verarbeitet werden können und die im
wesentlichen nicht zum Wellen neigen.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen
>) wärmeverklebbaren Verbundfasern gelöst, die als erste
Komponente ein kristallines Polypropylen enthalten und als zweite Komponente ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 0,5 bis 18
Mol-%, vorzugsweise 1 bis 15 Mol-%, bezogen auf die
mi Gesamtmenge an Vinylacetat und monomeren Äthylen
oder einem Verseifungsprodukt davon oder einem Gemisch aus einem der genannten Copolymeren
und/oder Verseifungsprodukten mit Polyäthylen, welches insgesamt 0,5 bis 18 Mol-%, vorzugsweise
insgesamt I bis 15 Mol-% an Vinylacetat- und/oder Vinylalkoholkomponente (nachfolgend werden diese
Komponenten als Vinylmonomerkomponente bezeichnet) in jedem Polymer, bezogen auf die Gesamtmenge
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