DE2808361A1

DE2808361A1 - Verfahren zum formen eines nicht-gewebten textilstoffs

Info

Publication number: DE2808361A1
Application number: DE19782808361
Authority: DE
Inventors: Dennis Richard Sheard; Roger William Taylor
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1978-09-07
Also published as: FR2382534A1; US4195112A; JPS53124585A; NL7802370A; GB1596025A; FR2382534B1

Description

28Ü8361

PATENTANWALT

DR. RICHARD KNEISSL . ^{c L :}

Widsnmsyerstr. 46

D-SOOO MÜNCHEN 22 Tel. 089/295125

Mappe Nr. 24 403 - Dr.K/rm
ICI Case Nr. F 29339

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London / Großbritannien

Verfahren zum Formen eines nicht-gewebten Textilstoffs

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf geformte Textilstoffe.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Formen eines mindestens 20% zum Kleben veranlaßbarer Fasern (wie weiter unten definiert) enthaltenden nicht-gewebten Textilstoffs, bei welchem der Textilstoff in die gewünschte Form gebracht wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der nicht-gewebte Textilstoff zusammenhaltend, nachgiebig und thermisch gebunden ist und einem Prozeß unterworfen wird, um den Grad der thermischen Bindung auf einen Wert zu erhöhen, der ausreicht, den Textilstoff in der gewünschten Form zu halten.

Der zu verformende Textilstoff kann ein einfacher Textilstoff oder ein Teil eines Textilstoffaufbaus sein, der durch Zusammennähen oder ein ähnliches Verbinden zweier oder mehrerer Textilstoff e erhalten worden ist. Die Textilstoffe können aus endlosen Filamenten oder Stapelfasern bestehen. Der hier verwendete Ausdruck "Fasern" umfaßt also beide Alternativen. Mindestens 20% der Fasern sollen zum Kleben veranlaßbar sein, worunter zu verstehen ist, daß die Fasern mindestens zwei faserbildende polymere, sich über die Länge der Fasern erstreckende Komponenten aufweisen, wobei eine der Komponenten eine niedrigere Erweichungstemperatur als die andere(n) Komponente(n) aufweist und mindestens einen Teil der Außenfläche der Fasern bildet. Die Komponenten der Fasern können in einem Seite-an-Seite-Verhältnis angeordnet sein, in welchem Fall die Komponente mit der niedrigeren Erweichungstemperatur vorzugsweise 40 bis 60% des Faserquer-Schnitts einnimmt. Es ist jedoch erwünscht, daß die Komponenten in einem Hülle/Kern-Verhältnis angeordnet sind, \?obei die Hüll© durch die niedriger erweichende Komponente gebildet wird und vor¹=» zugsweise 10 bis 35%, insbesondere 20 bis 33%_s des Faserquer= Schnitts ©innimmt. Vorzugsweise enthält der Textilstoff minde-= stens 50% und insbesondere sogar 100% zum Kleben ireranlaßfoar®

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Fasern. Zum Kleben veranlaßbare Fasern, die aus Polyolefinen, Polyamiden und Polyestern, insbesondere Polyäthylenterephthalat . und dessen Mischpolymeren, bestehen, sind besonders vorteilhaft.

Textilstoffe, die sich zum Formen durch das erfindungsgemäße Verfahren eignen, enthalten eine Anzahl von Fasern, die thermisch miteinander verbunden sind. Die thermischen Bindungen können in diskreten Bereichen vorliegen, die durch den Textilstoff verteilt, aber voneinander durch Bereiche getrennt sind, in denen keine thermischen Bindungen vorhanden sind. Textilstoffe mit einer solchen Verteilung von thermischen Bindungen werden häufig als "punktgebundene Textilstoffe" bezeichnet. Alternativ können die Textilstoffe thermische Bindungen aufweisen, die über den ganzen Textilstoff verteilt sind. Solche Textilstoffe werden oftmals als ^wflächengebundene Textilstoffe" bezeichnet. Das Ausmaß der in solchen Textilstoffen anwesenden thermischen Bindung darf nicht zu groß sein, da der Textilstoff sonst nicht nachgiebig ist und Schwierigkeiten angetroffen werden, wenn der Textilstoff in die gewünschte Form gebracht wird. Andererseits muß der Grad der thermischen Bindung einen ausreichenden "Zusammenhalt der Fasern gewährleisten, so daß der Textilstoff leicht gehandhabt werden kann. Die thermischen Bindungen können durch jede zweckmäßige Maßnahme erzeugt werden. Beispielsweise können die thermischen Bindungen dadurch erzeugt werden, daß man ein erhitztes Fluid, das gegebenenfalls zum Weichmachen der Fasern befähigt ist, durch den Textilstoff hindurchführt oder daß man den Textilstoff zwischen ein Paar erhitzter Rollen hindurchleitet. Die Rollen können erhabene Stellen aufweisen, wobei die erhabenen Stellen j einer Rolle mit den erhabenen Stellen der anderen Rolle zusammenarbeiten, so daß ein zwischen den Rollen hindurchgeführter Textilstoff in den diskreten Bereichen thermisch gebunden wird. Die Textilstoffe können auch durch Ultraschallschwingungen gebunden werden, wobei die Textilstoffe durch einen Spalt geführt werden, der durch einen Ultraschallsender und einen Amboß gebildet wird. Der Amboß kann die Form einer Rolle mit erhabenen Stellen auf weisen, so daß ein punktgebundener Textilstoff entsteht.

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Um den Textilstoff in die gewünschte Form zu bringen, können die verschiedensten Maßnahmen angewendet werden. So kann der Textilstoff um die Außenseite oder Innenseite einer Form gelegt werden. Das Formen des Textilstoffs zwischen männlichen und weiblichen Formteilen ist besonders zweckmäßig. Das Formen kann kontinuierlich durchgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß man den Textilstoff zwischen zusammenarbeitende Rollen führt, die solche Vorsprünge aufweisen, daß die gewünschte Form erhalten wird.

Der Textilstoff wird entweder während oder nach der Formung einem Prozeß unterworfen, durch den das Ausmaß der thermischen Bindung gesteigert wird. Das Ausmaß der thermischen Bindung kann dadurch gesteigert werden, daß man neue Bindungen bildet, oder dadurch, daß man die Festigkeit der bereits anwesenden Bindungen erhöht. Das letztere kann einfach dadurch erreicht werden, daß man den Textilstoff an den Bindepunkten auf eine Temperatur erhitzt, die über derjenigen liegt, die bei der ersten Bindestufe verwendet worden ist. Wenn der Textilstoff ein punktweise gebundener Textilstoff ist, dann können zusätzliche Bindungen in den Bereichen des Textilstoffs erzeugt werden, in denen eine.thermische Bindung nicht vorhanden ist. Jedoch ist es im Falle von flächengebundenen Textilstoffen, in denen im wesentlichen alle Fasern an ihren Kreuzungspunkten mit anderen Fasern gebunden sind, zur Erzielung zusätzlicher Bindungen nötig, den geformten Textilstoff einer Verformungskraft auszusetzen, um zusätzliche Faser/Faser-Kontaktpunkte zu schaffen, bevor man mit dem thermischen Binden beginnt. Die Verformungskraft kann durch den Formvorgang selbst oder durch einen gesonderten Vorgang, beispielsweise durch Zusammendrücken des Textilstoffs, hervorgerufen werden. Die zusätzlichen thermischen Bindungen im Textilstoff können dadurch erzeugt werden, daß man Wärme anwendet, indem man beispielsweise ein erhitztes Fluid durch den Textilstoff führt oder den Textilstoff direkt mit erhitzten Oberflächen zusammenbringt, oder daß man den geformten Textilstoff Ultraschallschwingungen aussetzt. Die Anzahl der gebildeten zusätzlichen thermischen Bindungen muß ausreichen, daß

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der geformte Textilstoff seine Form beibehält, wenn er von der Form abgenommen und - sofern das thermische Binden durch die direkte Anwendung von Wärme erfolgt - abkühlen gelassen wird.

Durch eine entsprechende Wahl der Bedingungen bei dem Verfahrensschritt, bei welchem das Ausmaß der thermischen Bindung gesteigert wird, ist es möglich, einen Bereich von geformten Produkten herzustellen, der sich von flexiblen bis starren Produkten erstreckt. In dem Fall, in dem die Erhöhung des Ausmaßes der thermischen Bindung durch die direkte Anwendung von Wärme erfolgt, wird der Grad der Steifheit des resultierenden geformten Produkts durch die Temperatur, auf welche der Textilstoff erhitzt wird, die Zeit der Erhitzung und das Ausmaß der Verformung (beispielsweise Zusammendrücken) während der Erhitzung beeinflußt.

Produkte, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, besitzen die verschiedensten Anwendungen, insbesondere im Haushalt und in der Industrie. Produkte, die durch das Verfahren hergestellt werden können, sind z.B. Kleidungsstücke oder Teile von Kleidungsstücken, Lampenschirme, Abdeckungen für Möbel und Maschinen sowie Filter. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders auf die Herstellung von geformten Produkten anwendbar, die eine ganz bestimmte Porosität oder ganz bestimmte Arbeitseigenschaften aufweisen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1

Zwei Messingplatten, jeweils mit einer Länge von 150 mm, einer Breite von 120 mm und einer Dicke von 8 mm, wurden so gefräst, daß die männlichen und weiblichen Teile einer Form erhalten wurden. Das Muster der Form besaß Nuten, die parallel zur kürzeren Seite verliefen und eine Tiefe von 2 mm, eine Breite von 4 mm und einen Abstand von 20 mm aufwiesen. Eine Textilstoffdicke von

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0,3 mm wurde berücksichtigt. Ein Stück eines punktweise gebundenen Textilstoffs, der vollständig aus zum Kleben veranlaßbaren Hülle/Kern-Polyesterfasern bestand, ein noppiges Oberflächenmuster besaß und ein Flächengewicht von 160 g/m aufwies, wurde unter Verwendung der obigen Vorrichtung geformt. Der Kern der Fasern bestand aus Polyäthylenterephthalat und die Hülle aus einem Mischpolymer, das sich zu 85 Mol-% aus Äthylenterephthalateinheiten und zu 15 Mol-% aus Äthylenisophthalateinheiten zusammensetzte. Der Textilstoff wurde zwischen die männlichen und weiblichen Teile der Form gebracht, und die Platten wurden 5. min in einer auf 210⁰C erhitzten Presse einem Druck von 17,5 at ausgesetzt. Nach Entnahme aus der Form und Abkühlen war der Textilstoff starr, und die gebundenen Teile konnten einen Druck von 1 kg/cm ohne merkliche Deformation aushalten.

Beispiel 2

Zwei Stücke eines punktgebundenen Polyestertextilstoffs mit einem Flächengewicht von 150 g/m , der vollständig aus zum Kleben veranlaßbaren Hülle/Kern-Polyesterfasern (wie im Beispiel 1 beschrieben) bestand und eine genoppte Oberfläche aufwies, wurden entlang zweier Linien im Abstand von 13 mm zusammengenäht, xtforauf ein Messingrohr von 7,5 mm Außendurchmesser in den Schlitz eingeführt wurde. Die Zusammenstellung wurde 4 min in einen Heißluftofen mit 210⁰C gehängt. Der Textilstoff wurde aus dem Ofen entnommen und abgekühlt, wobei ©in starres Rohr entstand,, das einen Druck von 200 g/cm (linear) ohne merkliche Deformation aushalten konnte.

Beispiel 3

Der Versuch vom Beispiel 2 wurde ttfiederholt_p außer _s daß nicht sine Naht j sondern eine Schweißnaht erzeugt wurde ₉ xrobei ©in Polyäthylen-Verschweißgerät verwendet wurde,, das mit ©in©!⁶ maximalen Zeit und Temperatur betrieben wurde. Die Schweißnaht blieb

■■) ft ν - _H - C

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während der Erhitzung intakt, wobei, wie oben, ein starres Rohr erhalten wurde.

Beispiel 4

Eine Probe eines Canbrelle-Textiistoffs (eingetragenes Ifarenzeichen) mit einer Breite von 320 nun, einem Flächengewicht von 150 g/m^ und einer Dicke vcn 0,7 nun, bestehend aus Yerbtmdfasern mit eines Kern aus Polyethylenterephthalat und einer Eülle aus einem Mischpolymer von Poiyäthylenisophthalat und Polyäthyleaterephthalat in !-!©!verhältnis 15 : 85, wurde zwischen zwei Ealanderrollen einer Breite von 320 mm und eines Durchmessers von 133 aia durchgeführt. Eine Rolle besaß um die Rolle herumlaufende Vorsprünge mit dreieckigem Querschnitt von einer Höhe von 0,8 ess, welche mit Nuten von ähnlichem Querschnitt und einer Tiefe von 0,8 mm in der anderen Rolle kämmten. Die Oberflächentemperatur beider Rollen war 195⁰C. Es wurde ein hydraulischer Druck von 2,8 at angewendet. Der Textilstoff lief durch die Rollen mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min hindurch. Nach dem Abkühlen war die erhaltene geformte Faserstruktur ein Bahnmaterial mit einer größeren Steifheit als der ursprüngliche Textilstoff. Er ijesaS vorspringende Rippen in paralleler Anordnung, die einen Abstand von 12 mm aufwiesen. Die mittlere Dicke des Textilstoffs an den Rippen war 0,75 mm.

Beispiel 5

Eine Probe eines Cambrelle-Textilstoffs (eingetragenes Ifarenzeichen) mit einer Breite υοώ. 320 mm, einem Flächengewiclrfc von 140 g/m und einer Dicke von 0,9 mm, bestehend aus Yerbundfasern mit einem Kern aus Polypropylen und einer Hülle aus Polyäthylen, wurde durch die im Beispiel 4 beschriebenen Kalanderrollen mit einer Geschwindigkeit von β m/min hindurchgeführt. Die Oberflächentemperatur der Rolle mit den erhabenen Bändern war 125°C und die Oberflächentemperatur der Rolle mit den Nuten war

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115°C. Es wurde ein Druck von 2,8 at angewendet. Nach dem Abkühlen besaß die erhaltene Struktur eine mittlere Dicke von 0,33 mm zwischen den Rippen und 1,02 mm an den Rippen.

Beispiel 6

Eine Probe eines Cambrelle-Textilstoffs (eingetragenes Warenzeichen) mit einer Breite von 320 mm, einem Flächengewicht von 150
g/m und einer Dicke von 0,9 mm, bestehend aus Verbundfasern mit einem Kern aus Nylon-6,6 und einer Hülle aus Nylon-6, wurde zwischen die im Beispiel 4 beschriebenen Kalanderrollen mit einer
Geschwindigkeit von 6 m/min hindurchgeführt. Die Oberflächentemperatur der Rolle mit den erhabenen Bändern war 190⁰C und die
Oberflächentemperatur der Rolle mit den Nuten war 185⁰C. Der angewendete Druck war 2,8 at. Nach dem Abkühlen besaß die erhaltene Struktur eine mittlere Dicke von 0,28 mm zwischen den Rippen
und 0,87 mm an den Rippen.

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Claims

Patentansprüche

•Verfahren zum Formen eines mindestens 20% zum Kleben veranlaßbarer Fasern enthaltenden nicht-gewebten Textilstoffs, bei welchem der Textilstoff in die gewünschte Form gebracht wird, dadurch gekennzeichnet , daß der nicht-gewebte Textilstoff zusammenhaltend, nachgiebig und thermisch gebunden ist und einem Prozeß unterworfen wird, um den Grad der thermischen Bindung auf einen Wert zu erhöhen, der ausreicht, den Textilstoff in der gewünschten Form zu halten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilstoff diskrete Bereiche (A) aufweist, in denen Fasern miteinander thermisch gebunden sind, und diskrete Bereiche (B) aufweist, in denen thermisch gebundene Fasern abwesend sind, und daß die zum Kleben veranlaßbaren Fasern aktiviert v/erden, um die diskreten Bereiche (B) in einem solchen Ausmaß zu einer thermischen Bindung zu veranlassen, daß der Textilstoff die gewünschte Form beibehält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Textilstoff in sich verteilt thermisch miteinander verbundene Fasern enthält und daß der Textilstoff in die gewünschte Form gebracht und einer Verformungskraft sowie einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, um den Grad der thermischen Bindung auf einen Wert zu erhöhen, der ausreicht, daß der Textilstoff die gewünschte Form beibehält.

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