DE2834438B2

DE2834438B2 - Spinnvlies aus Polyester-Filamenten zur Verwendung als Trägermaterial für einen tiefziehfähigen Tufting-Teppich und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2834438B2
Application number: DE2834438A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Chem. Dr. Hartmann; Ivo Dipl.-Ing. Ruzek
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1978-08-05
Filing date: 1978-08-05
Publication date: 1980-08-14
Also published as: US4210690A; DE2834438A1; DE2834438C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnvliesstoff aus Polyester-Filamenten zur Verwendung als Trägermaterial für einen tiefziehfähigen Tufting-Teppich sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Spinnvliesstoffe aus Polyesterfilamenten zur Verwendung als Trägervlies für Nadelflor- bzw. Tufting-Teppiche sind bekannt (z. B. Chemiefasern/Textilindustrie, April 1972, Seite 326).

Für die Herstellung getufleter und dreidimensional verformbarer Autoteppiche wird ein Trägermaterial benötigt, das gut verformbar ist, um an die jeweiligen Konturen der Autokonstruktion angepaßt werden zu können. Dies ist durch bindefasergebundene Spinnvliesstoffe zwar erreichbar, jedoch ist ebenso wichtig eine hohe Dimensionsstabilität in fertigem Zustand, welche Eigenschaft bisher nicht zufriedenstellend mit der Verformbarkeitsbedingung in Einklang gebracht werden konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spinnvliesstoff zur Verwendung als Trägermaterial für einen Tufting-Teppich zu entwickeln und herzustellen, der bei einer besonders guten Tiefziehfähigkeit eine große Dimensionsstabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Spinnvliesstoff der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Polyester-Filamente einen Gewichtsanteil von 0,1 bis 1 % eines diolmodifizierten Copolyesters in gleichmäßiger Verteilung enthalten.

Diolmodifizierte Copolyester zur Verbesserung gewi<ser Eigenschaften des üblichen Polyäthylenterephthalats sind an sich bekannt Die Dispergierung eines geringen Anteils eines diolmodifizierten Copolyesters in der Polyesterschmelze vor dem Verspinnen zu Fäden ist jedoch bisher nicht bekannt Nach dem Verspinnen liegt eine Polyäthylenterephthalat-Matrix und eine darin dispergierte Phase des Copolyesters vor.

Die Fäden des erfindungsgemäßen Spinnvliesstoffes sind somit aus einer heterogenen Modifizierung des üblichen Polyesters aufgebaut und sie zeigen ein deutlich verändertes Kristallisationsverhalten. Als unmittelbare Folge hiervon ist es möglich, den Vliesstoff in getufteter oder in ungetufteter Form bei wesentlich höheren Temperaturen umzuformen, als das bisher möglich war. Gleichzeitig wird hierdurch bei den Temperaturen die normalerweise in einem Automobil auftreten, eine gute Dimensionsstabilität erreicht Die erfindungsgemäßen Spinnvliese zeichnen sich weiterhin durch sehr gute Festigkeiten aus. Durch den Zusatz werden somit nicht diejenigen physikalischen Parameter beeinträchtigt, die hinsichtlich des nachfolgend angewendeten Tuftvorganges oder der späteren Gebrauchseigenschaften von wesentlicher Bedeutung sind. Die Durchführung des Tuftvorganges bildet insofern für jedes Trägermaterial eine erhebliche mechanische Belastung, als die Polschlingen mit Hilfe von Widerhakennadeln gewaltsam in dem Vliesband verankert werden. Dieser Belastung widersteht der erfindungsgemäße Spinnvliesstoff in einer ausgezeichneten Weise, und es ist dadurch möglich, die Polschlingen in einem sehr dichten gegenseitigen Abstand in den Spinnvliesstoff einzubringen, was gleichbedeutend ist mit einer Verbesserung der Flordichte.

Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das diolmodifizierte Copolyester, bezogen auf die Diolkomponente, 10 bis 100 Molprozent, eines Λ,ω-Diols enthält. Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das Λ,ω-Diol ein

Propandiol-1,3;

2-Methylpropandiol-l,3;

Butandiol-1,4;

2-Methylbutandiol-1,4;

2,2-Dimethylbiitandiol-1.4;

2,3-Dimethyl-butandiol-l,4;

Pentandiol-1,5;

3-Methylpentandiol-l,5oder

3,3-Dimethylpentandiol-l,5
ist.

Durch den erfindungsgemäßen Zusatz der Stoffe vor der Verspinnung wird das Kristallisationsverhalten der Spinnvliese au^r besonders vorteilhafte Weise verbessert, und es trifft nach der Umformung bei höheren Temperaturen eine nahezu sprunghafte Durchkristallisation der Fäden ein.

Hieraus resultiert unmittelbar im Anschluß an den Umformungsvorgang ein außerordentlich dimensionsstabiles Gebilde. Überraschenderweise wird dieser Effekt im Gesamtfadenverband des Spinnvlieses erreicht, obwohl als Binderfaserkomponente säure-modifizicrte Copolyester verwendet werden.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spinnvliesstoffes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein bekanntes Verfahren, bei dem in wenigstens einem Spinnextruder ein Granulat aus einem Polyethylenterephthalat er-

schmolzen und unter Verwendung einer Spinndüse zu einer Schar von Filamenten ersponnen wird, die mit Hilfe von Verstreckungsluftströmen modifiziert und auf einem luftdurchlässigen Flächengebilde gesammelt und zu einem Vliesstoff vereinigt werden, derart abzuwandeln, daß erfindungsgemäß in den Extruder zusammen mit dem Granulat aus Polyethylenterephthalat das Granulat aus einem diolmodifizierten Copolyester eingegeben wird, so daß die gegenseitige Vermischung der beiden Komponenten in dsm Extruder erfolgt.

Hinsichtlich der Herstellung des Spinnvliesstoffes ergeben sich also nach dem Verspinnen keine wesentlichen Änderungen, die von bekannten Verfahren abweichen. Sowohl der Spinnvorgang als auch der unmittelbar anschließende Verfestigungsvorgang durch thermische Einwirkung können ohne negative Beeinflussung durchgeführt werden.

Der Spinnvorgang wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß durch jeweils zwei benachbarte Düsen zwei verschiedenartige Polyester ausgesponnen werden, wobei die Fäden in Form von parallelen Scharen ^:.n einem linearen Abzugsorgan sowohl zur Verstreckung als auch gleichmäßig vermischt werden.

Die Abbildung zeigt diese Arbeitsweise in einem Fließschema.

Wesentlich im Sinne der vorliegenden Erfindung scheint es zu sein, daß es sich um eine heterogene Modifizierung des Grundpolymeren handelt. Die Modifizierungskomponente soll in der Schmelze gleichmäßig verteilte Einschlüsse bilden, die nach dem Erstarren die Kristallisierung beeinflussen können.

Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß die das Kristallisationsverhalten modifizierende Komponente in einem bestimmten Verhältnis zu dem Grundpolymeren zugesetzt wird. Es wurde festgestellt, daß dieser Anteil zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent betragen muß. Eine kleinere Menge hat keine praktische Wirkung. Eine größere Menge wirkt sich nachteilig auf das Schmelzverhalten des Polyesters aus.

In bestimmten Anwendungen hat es sich daneben als vorteilhaft erwiesen, dem diolmodifizierten Copolyester gleichzeitig noch solche Farbpigmente zuzufügen die für eine gegebenenfalls erwünschte Spinnfärbung benötigt werden.

Durchführungsbeispiel

An einer Spinnvliesanlage, die gemäß des Fließschemas in der Abbildung aufgebaut worden ist, wurde ein .Spinnvliesstoff aus zwei Arten von Polyesterfilamenten hergestellt. Die Matrixfilamente, deren Anteil 80 Gewichtsprozent betrug, wurden aus Polyethylenterephthalat hergestellt (Granulat I in der Abbildung). Bei der Herstellung von Bindefilamenten kam das PoIyäthylenterephthalat-co-adipat mit 20 Molprozem von Adipinsäure zur Anwendung. Dei Anteil der Bindefäden betrug 20 Gewichtsprozent (Granulat II). Beide Granulate wurden separat in zweistufigen stationären Lufttrocknern getrocknet, so daß die Restfeuchte unterhalb 0,01% lag. Anschließend an die Granulattrocknung und vor dem jeweiligen Spinnextruder wurde b;i den Granulatströmen die Modifizierungskomponente beigemengt, die aus einem Polyäthylen-co-butadien-1,4-terephihalat bestand. Das Mißverhältnis von Äthy· lengiyko! zu Butandiol-1,4 betrug 3 /u 2. Jedem Granulatstrom wurde dabei 0,5 Gewichtsprozent der Modifizierungskomponente zugesetzt. Beide Granulatströme wurden mittels Spinnextruder aufgeschmolzen, wobei durch die Verwendung von hydrodynamischeil Mischvorrichtungen eine gründliche Vermengung der Basis- und Modifizierungskomponente gewährleistet wurde. Die Schmelze wurde dann den einzelnen Spinndüsen zugeleitet, die abwechselnd an beide Spinnkreise angeschlossen waren.

Die folgende Tabelle gibt die Spinnbedingungen wieder:

Tabelle 1

Rohstoff	Spinnkreis 1	Spinnkreis 2
	Polyäihylen-	Polyäthylen-
	tereptithalat	terephthalat-
		co-adipat
rel. Viskosität	1,380	1.420
kristall. Schmelzpunkt (K)	530	475
Trocknungs	450	400
temperatur (K)
Spinntemperatur (K)	558	535
Gewichtsanteil (%)	80	20
Filamenter.zahl	110	42
Filamententiter (dtex)	11	7

Nach der Ablage zum Vlies wurden die Filamente in einem zweistufigen Verfestigungsvorgang miteinander verschweißt, wobei die erste Verfestigungsstufe bei 130° und die zweite Stufe bei 210⁰C durchgeführt wurde. Die erste Stufe wurde mit Hilfe eines beheizten Kalanders und die zweite Stufe mit einem Lochtrommelverfestiger durchgeführt.

Der Spinnvliesstoff wurde an einem Tuftstuhl mit einer Teilung von 31,5 Nadeln pro 10 cm (1/8") mit gesponnenem Polyamidgarn getuftet, so daß der resultierende Velours 650 g/m²Garn aufwies.

Die Verfestigungsparameter des Spinnvliesstoffes sind in der Tabelle 2 enthalten:

Tabelle 2

	Ungetuflet	Getufttt
	längs/quer	längs/quer
Flächengewirhi (g/m²)	120	770
Höchstzugkraft nach	220/210	226/186
DIN 53 875(N)
Höchstzugkraftdehnung	35/38	42/40
nach DIN 53 857(%)

Nach einer Beschichtung mit Polyäthylen (ca. 500 g/m²) wurde der Teppich bei 1 35°C tiefgezogen und verformt, wobei scharfkantige Höhendifferenzen von 100 mm auf einer Breite von 100 mm hergestellt wurden. Dabei kam es zu keiner Schädigung des Trägermaterials. Das abgekühhe Formstück zeichnete sich durch eine hohe Steifheit aus.

Ein Formstück, das ohne die Modifizierung mit dem genannten Copolyester hergestellt wurde, bereitete bei.ii Tiefziehen Schwierigkeiten und wies keine hinreichende Steifheit auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spinnvliesstoff aus Polyesterfilamenten zur Verwendung als Trägermaterial für einen tiefziehfähigen Tufting-Teppich, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyester-Filamente einen Gewichtsanteil von 0,1 bis 1% eines diolmodifizierten Copolyesters in gleichmäßiger Verteilung enthalten.

2. Spinnvliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das diolmodifizierte Copolyester, bezogen auf die Diolkomponente, 10 bis 100 Molprozent eines α,Μ-Diols enthält

3. Spinnvliesstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das α,ω-Diol ein

Propandiol-1,3;
2-Methylpropandiol-1,3;
3utandiol-l,4;
2-Methylbutandiol-1,4;
2,2-DimethylbuiandioJ-J,4;
2,3-Dimethylbutandiol-1,4;
Pentandiol-1,5;
3-Methylpentandiol-1,5 oder
3,3-Dimethylpentandiol-l,5
ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Spinnvliesstoffes nach Anspruch 1 bis 3, bei dem in wenigstens einem Spinnextruder ein Granulat aus einen Polyäthylenterephthalat erschmolzen und unter Verwendung einer Spinndüse zu einer Schar von Filamenten ersponnen wird, die mit Hilfe von Verstreckungsluftströmen modifiziert und auf einem luftdurchlässigen Flächengebilde gesammelt und zu einem Vliesstoff vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Extruder zusammen mit dem Granulat aus Polyäthylcntcrcphthalat das Granulat aus einem diolmodifizierten Copolyester eingegeben wird und daß die gegenseitige Vermischung in dem Extruder erfolgt.

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