DE2922427A1

DE2922427A1 - Spinnvlies mit hoher dimensionsstabilitaet und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2922427A1
Application number: DE19792922427
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl Chem Dr Hartmann
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1980-12-04
Also published as: US4363845A; GB2053301A; AT384833B; MX154221A; FR2457919B1; BE882804A; NL187983C; CH638361B; CH638361GA3; FR2457919A1; DE2922427C2; JPS55163253A; CA1158144A; ATA288680A; NL8003154A; NL187983B; GB2053301B; JPS6229541B2

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Heinheim/Berqstraße

Spinnvlies mit hoher Dimensionsstabilität und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Spinnvlies aus mehreren übereinandergeschichteten Lagen wirr abgelegter Filamente, die miteinander verbunden sind. Durch eine spezielle Anordnung der Filamente v/erden bisher nicht erreichte Gebrauchseigenschaften, insbesondere eine hohe Dimensionsstabilität und ein besonders günstiger Modul erreicht.

Spinnvliese sind an sich bekannt. Ihre Verwendung als Trägermaterialien für Kunststoffbeschichtung gehört mittlerweile zum Stand der Technik. Für herkömmliche PVC- oder Polyurethan-Beschichtung werden vor allem Polyamid-

2 und Polypropylen-Spinnvliese mit Flächengewichten von 40 bis 120 g/m eingesetzt. Dickere und schwerere Trägervliese werden vorzugsweise aus vernadelten Stapelfaservliesen hergestellt, z.B. für Verarbeitung zu poromerischen Kunstledern. Die meisten dieser Trägermaterialien dienen zur Herstellung beschichteter Kunstleder, die in der Täschner- und Kofferwarenindustrie, bei der Schuhfabrikation, für Bekleidungsleder oder in der Möbelindustrie eingesetzt werden. Für Verarbeitung bei hoher Zugbeanspruchung

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sind diese Vliesstofftypen nicht geeignet.

Spinnvlies-Trägermaterialien für den Tufting-Bereich werden in der DE-PS 22 40 437 beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, daß derartige hochfeste Spinnvliese bevorzugt durch autogene, d.h. Faserbindung, verfestigt, werden. Die so hergestellten Spinnvliese bewähren sich gut als dimensionsstabile Trägermaterialien zur Herstellung von Tufting-Teppichen. Die mit Copolyester-Fäden gebundenen Polyestervliese sind jedoch hochporös und haben eine offene Struktur, um das Eindringen der Tuftingnadel zu erleichtern.

Derartige hochporöse Vliese sind jedoch für viele Fälle nicht erwünscht und eine Reihe neuartiger Beschichtungsprodukte erfordert möglichst glatte Trägermaterial ien mit geschlossener Oberfläche, die immer höhere Festigkeiten, stärkere Einbindung und sehr hohe Moduli bei höheren Temperaturen notwendig macht. Insbesondere bei der Beschichtung mit Bitumen für Dachbahnen sowie mit PVC für Relief-Fußbodenbeläge (cushioned vinyl) werden Träger mit hohem Modul benötigt. Die großtechnische Verarbeitung erfordert dabei Höchstzugkräfte von über 800 Newton / 5 cm Streifen bei Höchstzugdehnungen von unter 60 % und einen minimalen Breiteneinsprung von unter 100 mm bei einer Beschichtungstemperatur von 200° C und 4 m Bahnbreite.

Sowohl herkömmliche Vliese aus Stapelfasern als auch die bis jetzt bekannten Spinnvliese aus Endlosfasern konnten die Kombination der vorstehend skizzierten Anforderungen nicht erfüllen. Insbesondere die Temperaturabhängigkeit des Moduls ist in allen Fällen unbefriedigend, weil bei ansteigender Temperatur sich eine zu starke Veränderung nach höheren Werten hin und damit größere Dehnungen bzw. Verformungen ergeben Dies trifft sowohl für die mit Hilfe von Bindefasern als auch die mit Dispersionen gebundenen Spinnvliese zu.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Vliesstoff zu entwickeln, welcher die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine hohe Dimensionsstabilität und sehr hohe Moduli bei höheren

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Temperaturen ergibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Multi-Filament-Spinnvlies gelöst, bei dem eine Vielzahl von Filamentgruppen miteinander vermischt ist und wobei Einzel filamente vorliegen, welche mit den Filamentgruppen wenigstens an den Überkreuzungspunkten gebunden sind, wobei sekundäre Bindemittel bevorzugt sind. Es wird weiterhin ein besonders günstiges Verfahren zur Herstellung derartiger Spinnvliese vorgeschlagen.

Das erfindungsgemäße Spinnvlies ist in den Ansprüchen 1 bis 8 beschrieben, das bevorzugte Verfahren in den Ansprüchen 9 bis 13. Bei dem Spinnvlies handelt es sich somit um ein Mischvlies aus wirr verteilten Einzelfilamenten gemischt mit durch Hilfe sekundärer Bindesysteme hergestellten Multifilanientsträngen. Unter sekundären Bindesystemen werden anmeldungsgemäß solche hochpolymeren Bindesubstanzen verstanden, die nicht wie die Bindefasern ausgesponnen, sondern nach dem primären Spinnprozess eingebaut werden.

Aus der US-PS 35 54 854 ist es bereits bekannt, Spinnvliese aus parallelen Gruppen von Filamenten herzustellen, wobei die Filamentgruppen auf parallelem Weg von der Spinndüse nach der Auffangzone geführt werden und dabei flächig aufeinander geschichtet werden. Die einzelnen die Filamentgruppen bildenden Filamente werden dabei in ihrer parallelen Konfiguration nicht mit Hilfe sekundärer Bindemittel zu Multifilamenten gebunden, sondern in Form des Gesamtvlieses einem Bindevorgang an den überkreuzungsstellen unterzogen. Es findet somit kein Aufbau eines Mischvlieses aus Multifilamenten und Einzelfilamenten in ubereinanderschichtung statt. Die Filamentgruppen sind flächig geschichtet. Diese flächige Schichtung unterscheidet dabei die Filamentgruppenvliese von den gekräuselten voluminösen Matten, wie sie z.B. in der US-PS 27 36 676 aus Glasfasersträngen hergestellt werden. Es zeigte sich, daß die Glasfaserstränge gemäß dem in der US-PS 27 36 676 beschriebenen Verfahren aufgrund der bogenförmigen Ablage und aufgrund der dadurch erhaltenen mangelnden Kohäsion der Einzel filamente eine zu hohe Dehnung bei Zugbelastung

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aufweisen, so daß sie für dimensionsstabile Spinnvliese nicht verwendet werden konnten.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Spinnvlies ist in seinen Eigenschaften wesentlich besser als die vorstehend geschilderten Spinnvliese. Es unterscheidet sich zunächst einmal von denjenigen gemäß US-PS 27 36 676 durch die wesentlich verbesserte Dimensionsstabilität. Es ist aber auch wesentlich besser als die in der US-PS 35 54 854 beschriebenen Spinnvliese, weil die Filamentgruppen bzw. Multifilamente mit Einzel filamenten vermischt sind und die Filamentgruppen in sich nicht autogen, sondern mit Hilfe sekundärer Bindesubstanzen aneinander gebunden werden, wobei sogenannte Multifilamente entstehen. Die Einzelfilamente dienen zur Stabilisierung des gesamten Mischvlieses, z.B. als Bindefasern mit niederem Erweichungspunkt zur Abbindung an den Überkreuzungsstellen.

Die Filamentgruppen werden erfindungsgemäß flächig, d.h. ohne Bildung von Bögen oder Kräuselungen wie sie z.B. in der US-PS 27 36 676 vorliegen, abgelegt. Die Filamentgruppen können aus einer Mischung unterschiedlicher Einzelfilamente, z.B. aus thermoplastischen Filamenten verschiedener Polymerer gebunden mit Elastomeren oder Duromeren bestehen.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein besonders günstiges Verfahren zur Herstellung der Mischvliese vorgeschlagen, wobei das mit Einzelelementen vermischte Spinnvlies aus parallelisierten Filamentgruppen aufgebaut wird, die flächig übereinander geschichtet werden, so daß eine Wirrlage von Filamentgruppen verschiedener Filamentzahl mit Einzel filamenten gemischt hergestellt wird und die Einzelfilamente innerhalb der Gruppe mit Hilfe sekundärer Bindesubstanzen zumindest streckenweise entlang ihrer Parallellage zu verklebten Multifilamenten verbunden werden.

Die flächige übereinanderschichtung aus verbundenen Filamentgruppen_s d.h. Multifilamenten verschiedener Filamentzahl, vermischt mit wirr abgelegten Einzelelementen, ergibt aufgrund der vorhandenen Filamentgruppen bzw. verklebten Multifilamenten hohe Festigkeiten j während die darin verteilten

Einzel filamente als Bindeveraiittler zur Stabilisierung des Flächenverbandes dienen, entweder indem sie aufgrund eines niederen Erweichungspunktes als Bindefasern dienen oder indem sie beim Aufbringen von sekundären Bindemitteln, z.B. in Form von Dispersionen, aufgrund ihrer freien Lage und großen Oberfläche als Bindevermittler zu den Strängen fungieren.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungemäß vorgeschlagenen Mischvliesaufbaues aus MuItifilamentgruppen und Einzel filamenten besteht in der Variation der Porengröße des Spinnvlieses. Dieses wird hierdurch insbesondere als Trägermaterial für hohe Beanspruchungen geeignet. So ist es beispielsweise ohne Schwierigkeiten möglich, die Mischvliese durch Tränkung mit Bitumen zu Dachbahnen zu verarbeiten. Um bei der fertigen Dachbahn das Eindringen von Wasser (Kapillarwirkung) zu vermeiden muß eine bestimmte Porengröße des Vlieses eingestellt werden, so daß beim Tränken mit Bitumen eine vollkommene Durchdringung erreicht wird. Da andererseits ein vorgegebenes Flächengewicht an Fasern zur Erreichung der notwendigen Festigkeiten erforderlich ist (z.B. 200 g/m Poiyesterfilamente), kann nach dem erfindungsgemäßen Aufbau aus MuI tifil amentgruppen vermischt mit Einzelelementen die Porengröße variiert v/erden. Diese Variation der Porengröße ist auch dringend erforderlich bei Verarbeitung von Bitumen-Tränkmischungen verschiedener Viskosität. Bei dem Aufbau des Spinnvlieses nur aus herkömm-

2 liehen Einzel filamenten ist bei gegebenem Flächengewicht (200 g/m gemäß obigem Beispiel) die Porenzahl und Porengröße sehr viel kleiner als beim Aufbau eines Vlieses des selben Gewichtes aus Multifilamentsträngen aus z.B. 6er Gruppen, d.h. einem MuItifilament aus 6 Einzel filamenten, weil die Einzelfilaniente der Gruppen parallel eng zusammenhängen und aufgrund der Wirrlage von Gruppen viele und große Poren bilden. Durch den Aufbau eines Hischvlieses aus bestimmten Prozentsätzen von MuItifilamentgruppen mit Einzel filamenten kann bei gegebenem Flächengewicht je nach Bitumenviskosität ein geeignetes Trägermaterial mit maximaler Durchtränkung gefunden werden.

Die Bedeutung der längs ihrer Parallel lage in Gruppen mit Hilfe sekundärer

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Bindemittel verbundenen Filamente erklärt sich aus der Spinnvlies-Methodik der aerodynamischen Verstreckung. Bekanntlich werden die Filamente beim Spinnvliesverfahren mit Hilfe schneller Luftströme aus der Spinndüse heraus verstreckt. Die bei der Einschnürung des geschmolzenen heißen Monofilaments auftretende Molekülorientierung muß schnellstens eingefroren werden, d.h. die Temperatur des Fadens muß unter den Glasumwandlungspunkt oder die Rekristallisationstemperatur gebracht werden. Dieser Vorgang verläuft naturgemäß am besten bei einem Filament mit entsprechend großer Oberfläche. Nun v/erden jedoch für hochfeste Gpinnvliese für technische Anwendungen möglichst feste, dicke Filamente benötigt, die nach dem aerodynamischen Spinnvliesverfahren schwierig herzustellen sind, aufgrund oben geschilderter Geschwindigkeiten des Wärmeabflusses zur Erreichung einer maximalen Molekülorientierung. Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten überwunden, indem relativ dünne Filamente, die einer aerodynamischen Verstreckung gut zugänglich sind, in Form von Gruppen ausgesponnen werden, wobei die Abkühlung aufgrund der Separierung der Einzelfilamente in den Gruppen während des Spinnvorganges gut vonstatten geht und damit eine maximale Molekülorientierung und damit Festigkeit erreicht wird und wo dann nach der Vliesablage der Gruppen mit Hilfe sekundärer Bindesubstanzen dieser Einzelfilamente innerhalb der Gruppen zu Strängen bzw™ MuI ti filamenten verklebt werden. Hierdurch wird ein Spinnvlies erhalten, das in der Festigkeit optimale Werte erreicht, da es sich so verhält, wie aus sehr dicken hochfesten Fäden bzw. Borsten aufgebaut. Sehr feine Fäden ergeben besonders weiche, grobe Fäden ergeben härtere Spinnvliese. Für viele Anwendungsbereiche ist ein härteres, steiferes Spinnvlies erwünscht, z.B. zur Herstellung von Trägermaterialien für die Bitumierung, z.B„ für Dachbahnen oder für die Straßensanierung bzw. Biturnenschichtverstärkung im Straßenbelagoberbau.

Das Ausspinnen der Einzelfilamente und die Bildung der Multifilamente findet somit in zwei Verfahrensschritten statt, was große Vorteile bietet, wie weiter unten ausgeführt wird. Die flächige, d.h. nicht gekräuselte bzw. nicht bogenförmige Übereinanderschichtung der Filamentgruppen bzw. MuI ti-

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filamente zusammen mit Einzelelementen zum MuItifilamentvlies bewirkt nach der Verfestigung des Vlieses, d.h. nach dem gegenseitigen Abbinden der Filamentgruppen bzw. Einzelfilamente, eine sehr niedrige Dehnung bei Belastung und ein hoher Modul selbst bei höheren Temperaturen. Eine gewisse Menge Einzelfilamente wird entv/eder beim Ablegen der zunächst noch losen Filamentgruppen durch Separierung erhalten oder sie werden, wie später geschildert, zugesponnen. Durch die Variation des Verhältnisses Multifilamente zu Einzel filamenten kann das Festigkeitsprofil des Spinnvlieses stark variiert werden. Bei Herstellung einer Dachbahn ist nicht nur die Reiß-, Einreiß- und Weiterreißfestigkeit wesentlich, sondern auch die Nagelausreißfestigkeit und Durchstoßfestigkeit. Es zeigte sich, daß eine optimale Reißfestigkeit nicht parallel geht mit einer optimalen Weiterreißfestigkeit, weil bei letzterer eine Verteilung der Kraftbeanspruchung auf eine größere Fläche wesentlich ist. Dies wiederum kann sehr stark durch die Anzahl der Filamente bzw. MuItifilamentgruppen gesteuert werden. Ein entsprechender Aufbau bzw. Mischung gestattet auch hier eine Optimierungsmöglichkeit je nach Anforderungsprofil. Ebenso kann die Dehnungsfähigkeit und Elastizität sehr stark durch diesen gezielten Mischaufbau variiert werden, wobei zu beachten ist, daß für die praktische Verwendung dieser Trägervliese, z.B. zur Herstellung von Dachbahnen, ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt v.'ird. Die herkömmlichen, aus z.B. Glasfasermatten aufgebauten Dachbahnen, gestatten nicht die Einstellung einer Dehnungsfähigkeit bzw. Elastizität, wodurch bei den, bei herkömmlichen Flachdächern auftretenden Dehnungen laufend Rißbildung auftritt. Dasselbe gilt bei Verwendung dieser Materialien als iRißbrücken in Bitumen-Straßenbelägen. Hier haben sich die erfindungsgemäßen Spinnvliese hervorragend bewährt, indem sie die z.B. aus dem Untergrund kommenden Risse und Verschiebungen abfangen und den Bitumenbelag (z.B. Auftragsstärke über dem Spinnvlies 6 cm) freihalten von Rissen. Durch Variation des Verhältnisses Multifilamenteinsatz zu Einzelfilament kann eine große Variation der Elastizität eingestellt werden.

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Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Multifilamentspinnvliese. Die Buchstaben A bzw. B zeigen Längsspinndüsen in alternierender Anordnung, wobei sich die Düsen A in der Lochkonfiguration von den Düsen B unterscheiden. Die Unterschiede der Lochkonfiguration werden in Figur 2 näher beschrieben. Die Düsen werden jeweils auf einem sogenannten Spinnbalken zusammengefaßt; die Figur 1 zeigt drei solcher hintereinandergeschalteter Spinnbalken mit den Buchstaben C, D und E. Die aus den Spinnbalken austretenden Filamentscharen bzw. Filamentgruppen werden mit Hilfe von Luftströmen in den Leitkanälen N auf parallelem Weg nach dem Auffangband F mit darunterliegender Absaugung H geführt und an den Auftreffstellen 0 zum in Wirrlage aufeinandergeschichteten Multifilament-ZEinzelfilament-Mischvlies G abgelegt. Nach dem Verlassen des Auffangbandes wird das Vlies mit Hilfe eines Kalanders mit beheizten Walzen J thermisch vorgebunden oder komprimiert und anschließend in dem Foulard K mit einer Dispersion, z.B. eines modifizierten Polyacrylats, getränkt. Hierbei werden die parallelen MuItifilamentgruppen in sich und an den Überkreuzungsstellen mit den Einzelelementen gebunden. Das getränkte Vlies wird mit Hilfe eines Trommeltrockners L getrocknet und bei M aufgerollt.

Figur 2 zeigt die Aufsicht auf einen Teil der Unterseite eines Spinnbalkens D, der drei verschiedenartige Düsen A, B, C in alternierender Anordnung zeigt. Die Düsen A, B und C unterscheiden sich in ihrer Lochkonfiguration, wobei A Dreierkombination von Spinnlöchern, die Dreierfilamentgruppen ergeben, trägt. Die Düsen B haben eine einfache Lochreihe, die im wesentlichen eine Reihe von Einzelfilementen ergibt, während die Düse C zwei Reihen von jeweils sich näherstehenden Lochreihen trägt, die damit sogenannte Zwillinge ergibt, d.h. Filamentgruppen mit jeweils zwei Filamenten. Durch beliebige Lochkonfiguration mit jeweils anderen Gruppenanordnungen wird das Multifilamentvlies jeweils andersartig aufgebaut.

Durch die jeweils andere Lochkonfiguration benachbarter Düsen oder durch Beschickung des Spinnbalkens mit Düsen nur einer Lochkonfigurati on_s jedoch des Nachbarbalkens mit einer anderen Lochkonfiguration;, können gezielte

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Mischvliese aus verschiedenartigen Multifilamentgruppen aufgebaut werden. Die MuI ti filamente können mit Einzelfilamenten gemischt werden, indem Düsen mit entsprechender Lochkonfiguration, wie in Figur 2 gezeigt, mit eingebaut werden.

Die übereinanderschichtung kann auch so erfolgen, daß z.B. der Spinnbalken D im wesentlichen MuI ti filamente aus paralleiisierten Gruppen von z.B. 6 Filamenten spinnt, während der benachbarte Balken E im wesentlichen Einzelfilamente spinnt oder umgekehrt. In jedem Fall ist es so, daß aufgrund der Laufrichtung des neugebildeten Spinnvlieses in Richtung Kalander bzw. Trockner und Aufroller das aus den hintereinander angeordneten Spinnbalken erzeugte Vlies aufeinandergeschichtet wird, so daß Spinnbalken D auf das Vlies des Spinnbalkens C spinnt usw. Dadurch kann, falls erwünscht, eine MuI ti filaments chichtung erreicht werden, d.h. das aus Einzel lagen iibereinandergeschichtete Vlies kann in den Einzel schichten variiert werden. Die Variation kann sowohl hinsichtlich der Filamentgruppierung erfolgen, als auch hinsichtlich der chemischen oder physikalischen Natur der zu verspinnenden Polymeren. Das bedeutet, daß die verschiedenen Spinndüsen A bzw, 3 auch verschiedenartige Polymere verspinnen können, genauso wie die verschiedenen Spinnbalken verschiedenartige Polymere verspinnen können_s so daß man zu einem aus verschiedenen Schichten aufgebauter. Spinnvlies kcniirst. das mit Hilfe des Kalanders J bzw. der Tränkung K zu einem Multifilamentspinnvlies verfestigt wird. Wesentlich ist dabei, daß durch das Auieinanderspinnen von flachen Multifilamentschichten keine gekräuselte oder bogenförmige Ablage durch die Vliesdicke durch erfolgt, weil dann eine zu r.ohe Dehnung des Fertigproduktes bei Zugbelastung erfolgt. Dies wird in den folgenden schematischen Skizzen des Vliesaufbaues gezeigt.

Als chemische Ausgangsstoffe der verschiedenartigen Spinnpolymeren können

beispielhaft erwähnt werden Polyamide. Polyester, Polypropylen, Polyäthylen und Ccpc".νmere dieser Substanzen-, f^:~ physikalischen Varianten seien erwähnt 'iie \.ne Fi lenient:!-cken, vir^'ids^s F1]ffiisiitai.ärsciin'^t5 (z-.B. rund

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und oval), verschiedener Kristallisationsgrad, verschiedener Erweichungspunkt etc. Alle diese Varianten oder nur einige derselben können in einem Multifilamentvlies vorhanden sein. Das Multifilamentvlies kann aber auch lediglich aus ein und derselben Substanz mit ein und denselben physikalischen Eigenschaften aufgebaut sein, sich jedoch dadurch auszeichnen, da3 es verschiedenartige Filamentaggregate enthält, d.h. es können Einzelelemente, Doppel filamentgruppen, Dreiergruppen etc. vorhanden sein. Diese verschiedenartigen Gruppierungen können in einer Schicht in Wirrlage flächig miteinander vermischt sein; sie können jedoch auch schichtweise differenziert übereinander angeordnet sein, je nachdem, ob sie aus alternierend angeordneten Spinndüsen in einem Balken oder aus verschiedenen Balken mit verschiedenartigen Düsen gesponnen sind. Die Fadenscharen eines Balkens v/erden übrigens meist dadurch hin- und herschwenken, z.B. unter Ausnutzung des Coanda-Effekts miteinander vermischt, so daß sich die Fäden der benachbarten Düsen A und B genügend vermischen.

In einem Verfahren der Dreistufenverfestigung werden die erfindungsgemäßen Multifilamentvliese abgebunden, so daß wesentliche Fortschritte gegenüber dem Stand der Technik erreicht wurden. Bei dieser Dreistufenverfestigung werden diese Fäden bzw. Multifilamentgruppen durch Einwirkung von Hitze und Druck zunächst autogen leicht vorverfestigt, wobei man z.B. die Monofilamente als Bindefilamente benutzt durch niedere Erweichungstemperatur entweder aufgrund chemischer oder physikalischer Modifikation., Diese Vorbindung dient zur Stabilisierung des gesamten Vliesverbands und zur besseren Handhabung. Dann wird in einer zweiten Stufe durch Aufbringung von Dispersionen eine Abbindung der Fäden im Vliesinnenverband durchgeführt, daß die Bindemittel die Einzel filamente der Filamentgruppen in ihrer parallelen Lage zu Multifilamentsträngen binden und in einer dritten Verfestigungsstufe werden diese Spinnvliese an den überkreuzungsstellen gebunden, getrocknet und hochtemperaturkondensiert. Durch dieses dreistufige Bindeverfahren kommt man zu einem hinsichtlich Temperaturverlauf des Moduls, hinsichtlich der Dichte und Oberflächenglätte sowie der Dicke sehr differenziert aufgebauten Gebilde, das sich jedoch hervorragend zur Verwendung als dimensionsstabiles Trägermaterial für Hoch-

toiupcraLurbeanspruchung eignet. HLerboi v;ircl, wie oben beschrieben, --.-ine Verklebunq der Kinzelfilamente innerhalb der jeweils parallelisierten Gruppen zu Multif ilairentsträngon erreicht. Dieser Aufbau wird in Fig. 5 und G näher beschrieben. Die Abbindung der VerfestigungssLufen 2 und 3 kann in besonderen Fällen zusammengefaßt werden.

Der Aufbau der erfindungsgeiuässcn Spinnvliese aus Filamentgruppen, vermischt mit Kinzeifilamenten, kann - wie bereits erwähnt - dann verfahrensteehnisch sehr vorteilhaft verwendet v/erden, wenn z.B. die Eiη ζ ölΓiLamente als Bindefasern benutzt werden, indem sie aus Polymeren r.iit einem niederen Krweichungspunkt hergestellt v/erden. .'Jo können beispielsweise die die Gruppen h?.\-i. späteren MuItifilamente bildenden Einzelfilamento aus Polyäthylenterephtalat aufgebaut v/erden, v/äiirend dj.e Bindof ilamente aus Polyäthylenterephtalat-Co-Isophtalat aufgebaut werden. Bei. dem in Fig. i gezeigten Ka Landervorgang j werden clic:.;e Bindef ilainen te aktiviert und annclil i .essutvi worden im Tränkvorgang K die die Filameutgruppen b i ldendcn Polyesteirf i lamante ζ λ "-!ί 1 ti ί" j lament en verklebt. Die F.in^oifi Lamento können aber auch durch physikalische Variation, z.B. geringeren Verstreckungsyrad i'ür diesen Zv/eck eingestellt v/erden.

PIs v/urde schon orw-ihnt, dass zur Herstellung der erfindungsgemässen hochfesten Spinnvliese auf eine flächige AbLage ohne starke Kräuselung, d.h. ohne leinge Bogen Wert gelegt wird, da bei bogenförmiger Ablage bei Belastung zu hohe Dehnungen auftreten. Die das Vlies aufbauenden, zu Multifilamenten verklebten Filamentgruppen stellen heterogene MuItifilamente dar, die nicht durch einen Spinnvorgang als sog. Iieterofilamente ersponrion wurden, sondern die in einem vom Spinnvorgang separierten Verfahrensschritt zum heterogenen Multifilament verbunden v/erden. Dies hat den grossei! Vorteil, dass heterogene Multifilamente bzw. Iletorofilamente auch anteilig aus solchen Substanzen aufgebaut v/erden können, die nicht

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verspinnbar sind. Neben Thermoplasten können Mithin zur Erzeugung von Multifilamenten auch Elastomere und Duromere bzw. Duroplaste benutzt v/erden. Es wird z.B. ein Multif i lament aus 6 Polyester!ilanienton (liter 12 dtex) mit Hilfe eines PoJyacrylestcrs oder eines Mol amin-Formaldehydhar/.es zu ei. η em MuJLi-Γί lament verbunden. Oder es kann ein MuI til" ilamentspi nnvlies aufgebaut v/erden au:; z.H. J Einzolf ilainonten eine:: aromatischen Polyamids verbunden mit einem Epoxyharz zu einem hochtemperaturbeständigen Multi fi lamentvlien . Ein au f. »erst zähe:; Multifilamentvlies kann aufgebaut v/erden aus Gruppen von Polypropylen!"ilamenten gebunden zum MuItifilamentvlies mit Hilfe von Po]ybutadlen-Acrylni tr il-Elastomeren . Die? Kombination von Polyester! i J aiuonten gebunden mit Hilfe von Duromeren, z.B. Malamin/Formaldehydharzon, gegebenenfalls kombinini ort mit Polyacrylestorn, zu Multifilamentspinnvliesen ist besonders für die Herstellung von Trägermaterialien für Dachbahnen bzw. für den Bi tuinon-Strassenbau von Wichtigkeit, weil damit ein in der Hitze wenig verformbares FI ächengobi J. do. hoher Diinensionsstab i. L i tat erreicht wird. Es wird dabei vor allem auch eine hohe Dimensionsstabilität bei verschiedenen klimatischen Bedingungen erreicht, wie sie vom Bausektor immer wieder gefordert, aber bis jetzt noch nicht erreicht wurden. Insofern bringt die vorliegende Erfindung einen erheblichen technischen Fortschritt.

Die Multifilamente müssen nicht in Form endlos verklebter Stränge vorliegen, sondern die das Multif!lament bildenden Einzelfiiamente können auch streckenweise zum Multifilament verklebt snin. Es zeigte sich, dass in vielen Fällen zur Erreichung optimaler Eigenschaften eine nur streckenweise Verklebung, wju in Fig. 3 gezeigt, genügt und bei näherer Untersuchung der Vliesstruktur erscheint dies verständlich.

Das Gesamtvlies wird wie jeder andere Vliesstoff dadurch gebunden, dass die Fasern an den Übcrkreuzungsstellon verklebt werden, entweder durch Bindefasern oder mit Hilfe von sekundären Bindemitteln,

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z.B. in Form von Binderdispersionen oder Pulver. Dadurch wird der Vliesverband durch Binde-Fixpunkte oder -Bereiche an den Überkreuzungsstellen stabilisiert und es genügt, dass die Multifilamente jeweils auf solchen Längen verklebt sind, die durch die Anzahl der Überkreuzungsstellen gegeben werden. Da im praktischen Fall das Multifilamentvlies mit Kinzelfilamenten vermischt ist, ergibt auf bestimmte Längen der Filamentgruppen Multifilamentstruktur, d.h. miteinander parallel verbundene Kinzelfilamente, auf anderen Wegstrocken zum Teil parallel liegende separate Kinzelfilamente, die sich in bestimmten Bereichen sogar zu Kinzelfilamenten separieren können und in anderen Wegstrecken wieder zusammengeführt worden.

Ls zeigte sich, dass dieser Aufbau grosse Vorteile in den Produkteigenschaften bringt. Zum Beispiel beim Aufbau eines Multifilamentvlieses aus Polyester!:ilamenten, die mit Molamin-Forinaldehydharz zum MuJ. tif ilanien t verbunden wurden, ergab sich beim völligen Verkleben £iuf die gesamte Wegstrecke der Kinzelf ilamente zum MuItifilament eine zu grosse Steifigkeit des Kndprodukts. Dadurch, dass die parallele Verklebung nur streckenweise erfolgte (wie in Ficj. 3 schemati sch dargestellt), ergeben sich flexiblere Bereiche, die wie Gelenke wirken und das Gesamtvlies zäher und elastischer gestalten. Durch Variation der Multifilamentstrecken zu den ungebundenen Paral lel-Filantent-Strecken kann die Eigenschaft des Multifilamentvlieses variiert werden. Zum Beispiel tritt eine ■ wesentliche Erhöhung der Weiterreiss- oder Stichausreissfestigkeit ein, wenn genügend "Gelenke" im Vliesverband vorhanden sind. Der Prozentsatz an verbundenen Filamentstrecken zum Multifilainent kann beim in Fig. 1 Tränkvorgang durch Variation der Bindemittol- konzentration bzw. Aufnahme gesteuert werden, da es sich zeigte, dass sich das Bindemittel aufgrund der Oberflächenspannung bevor zugt zwischen den eng benachbarten Filamenten der Gruppen sammelt. Durch Variation der Gewichtsverhältnisso bzw. der Filamentzahl in

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den Gruppen zum Gewichtsverhältnis Bindesubstanz kann eine Steuerung erfolgen. Durch ein "Aufblähen" der parallelisierten L-'ilamente an bestimmten Punkten bzw. Strecken laufen die Hndlosf ilamente aus dein verklebten Multi filamentstrang heraus und bilden so eine GelenksfeLie, um dann später wieder zum Multifilamentstrang verklebt zu werden.

Die streckenweise Verklebung der Filamentgruppen zu MuI L i'f ilamentsträngen kann auch so erfolgen, dass vor dem Einlauf in die Fadenführungskanülo die Filamentgruppen über AuLtragswulzen laufen (Fig. 4), die intermittierend Binder auftragen, ;;o dass ein intermittierend verklebtes MuItifilament geuuiss Fig. i entsteht. Die Auftragswalze für den intermittierenden Binderauftrag wird über ein nicht dargestelltes Beschickungssystem intermittierend mit Binder beschickt, wobei die Auf tragswalze die.se intermittierende Bindemengen auf die Filamentgruppe überträgt.

Fig. 6 zeigt in Aufsicht ein erfindungsgemässes Spinnvlies in Form des aus Einzelfilamenten und Multi filamenten aufgebauten Mischvlieses. Mit a sind die Einzelf ilamente angedeutet ,Ij zeigt Zweiergruppen, c Dreiergruppen und e überkreuzungssteil en von Multifilamenten, d solche von Einzelf ileunenten zu Multifilamenten. Wie oben ausgeführt, ist es in vielen Fällen vorteilhilft, aber nicht zwingend, die Filamente a als Binrlef i lamenle zu benutzen. Die 55ch'af f ierten Bereiche zwischen den Einzelf ilamenten zeigen die sekundären Bindemittel an, die die Filamente der Gruppen zu Multif ilamenten verbinden, z.B. Heliiminharzberei ehe zu l'ol.yesterfilamenten.

Beispielsv/eise können die die Filamentgruppen b und c bildenden Filamente aus Polyäthylenterephteilat hohen Verstreckungsgrads aufgebaut sein, während die Einzelfilamente a aus Polyäthylenterephtalat niederen Verstreckungsgrads oder aus Polyäthylen-

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terephtalat-co-adlpat aufgebaut sind. Die schraL" f ierten Bereiche können auch aus einem Triiuethylol-Melaminharz modifizierten Polyacrylsäureester bestehen, wie in einer bevorzugten Ausführungsform unten beschrieben.

Die folgende Abbildung 7 zeigt die Mikroaufnahme eine:; derartigen Spirmvlieses mit dem Ua:; ter-Elektrunen Mikroskop in der Veryrösserung 50 : 1, wobei man .sehr deutlich ein derartiges MuI tif ilamontvli er; erkennt mit Ser-Gruppen, 2er-Gru[ ρ< ι. ίΙ Einzelf ilaiuenten.

Für viele; Anwendung.szwecko v/ird da:; Vlies an den iJherl'.rouzuiitj:;-sLellen mit clemseLbi'ii ii inder"systeiu gebunden, da:; auch die :, Multi filaitientstränqe bindet. Die Abljildung 8 zeigt die Mikroaufnahme einer derartigen B indes te Lle, hergestellt mit Ras tcr-Klektroneii-H i kroskcjp in der Vergn"sserung 2(XJ : I.

Ijr.'lir schön erkennbar i 5:1: dabei c.-in Mull if ilaim-nl einer Dn.-ier —

giuppe.

Hei spiel

Für die ilerstel Lung einen erf i ndangsgemrissen Sp i niw 1 i.es<-s wird eine Spinn<mlage verv/endet, die in alternierender Anordnung gemä'ss Fig. 1 Spinndüsen Λ und U in einer Vlies Legebrei Le von 5 in aufweist. Die Spinndüsen A tragen Ί Keihon von Spinnlöchern mit Kapi 1 larendurchinesser 0,3 mm in 5er und 2er Gruppierung alternierend. Die Spinndüsen B tragen 2 Reihen von EinzelJüchern, ebenfalls mit 0,3 mm Kapillaren. Spinndüsen Λ v/erden mit PoIyäthyLenterephtalat bei einer Schmelz temperatur von 290 und einem Durchsatz von 5 g / Loch / Min. beschickt. Spinndüsen H v/erden mit Polyäthylenterephtalat-co-adipat und einem Durchsatz von 2,7 g / Loch/Min, bei einer Schmelztemperatur von 270 beschickt.

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Die durch die Spinndüsen gebildeten Fadengruppen bzw. Fäden werden unterhalb der Spinndüsen iiuf eine Strecke von 1 L>0 mm quer zur Fadenlaufrichtung mit Kühlluft mit einer Temperatur von 38 angeblasen und aiischlies.sond in Form der paral lolis i er ten Fadenschar einem aerodynamischen Abzugsorgan zugeführt. Hierbei werden die Fiidengruppcn auf eine Abzugsgesohwj ndiqkei t von !3.000 m/Min, beschleunigt, mit Hilfe von Coanda-Walzcn mit einer Frequenz von 675 Hub hin- und hergeschwenkt und auf einem Siebband mit darunterliegender Absaugung flächig aufeiimndergeschichtet in einer Laufgeschwindigkeit von 10 m/Spinnbalkon, d.h. bei 3 Spinnbalken ergeben sich 30 m Laufgeschwindigkeit.

Anschliessend wird das Vlies durch einen 6 m breiten beheizten Kalander bei 95 vorvertestigt. Das vorverfestigte Vlies wird mit einer Iiindeinitteldispcrsion eines Copolymerisats von 30 % Styrol, 40 % Butylacrylat, 20 % Acrylnitril und je S "„ methyloliertes Acrylamid und Meth-Acrylsäure unter Verwendung anionischer Netzmittel getränkt, wobei sich die Fileimentgruppen zu Multifilamentsträngen verkleben (Aufnahme trocken 10 'U). Anschliessend wird in einer zweiten Tränkstufe das Gesamtvlies getränkt mit einer Mischung aus einem methylolicrtem Melamin/ Forinaldchydvorkondensat mit oben erwähntem Poly-Acrylester im Verhältnis 3:7 und einer Gesaintbinderaufnähme von 30 Ί bezogen auf Fasergewicht. Das Vlies wird mit Hilfe eines Trommeltrockners bei 100 getrocknet und anschließend bei 130 ' kondensiert. Dndgewicht des Multifilamentvliones 230 g/qru.

Speziell zeigte es sich, dass zur Herstellung hochfester Trägcrmaterialien für Dachbahnen eine Kombination von Multifilamentgruppon au:; jeweiJs mehreren PolyoiJterfilamenten gebunden mit Poly-Butyl-Acrylester/Molaminharz-Konibination am besten geeignet ist, wobei es sich zeigte, dass hierbei das in der Kombination vorhandene methylolierte Melaminharz eine besonders hohe Ver-

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und damit. Abbinduii'i tier Ι·Μ Jamenlqruppen v.u den MuI LiI' i lament, si. rä ti'j en crrui chi;. Tr j.inelihy I ο J -Mi; J am inl..uz kann dabei ganz odor Lo Llwe i .se: durch einpolyjnerJ.Kiert.es MeLhyioltieryJ amid (CH-. ~ CII - CO W H_) ersetzt, werden, Heini I'.eispiel wird deshalb sowohl ο im· Kombj nal i on mit. und ohne mi'-I liy I " I j ·μ I '-im M'jJ. in:i i nliai / au I <je/.e i η I . Dar; ei npo Lymer i s i erle Acrylnitril ι·)·\\\>\. /war keine Veniet./uii'i, r.el./.t'. ji.'doch die t! 1 asLriiip'M a I^u r d>·'; !■" i I ms lu.'j uiiLcr, WOfJUi(Jh die llallunq de» HJndüj'l iJni;; xu den Γ i 1 «inienl ijiru[jj'fⁱn '/(Ί'1)ΐ;:ϋ^:(!Γΐ. v/ird. HcsoikJci :; <jul;i? Hal 1.1 <■:; I i ίΙ:<· i I xu d'-n ΙΌ.1 yu:;L(.·) I i .laiiujiilcn in d>'ii CL'iippi.'ii, d.h. in Hindnn-j der Mu 1 I. i — I i Jdiiiijiil.si läii'i'¹ <\i\d )> <Tonil··].".'! fji.it.«» Vi.-nn-l ;:uii'i <·( '|ι·Ι·«·η di«·, fljf! ι ."'jiikL i VI.M1 Cii'UppiMi - (.'(Jf)II und -Oll i-lilha 1 I <ίι . Uas liulylaciyl.iL ci'iibl. aul'iiimd i:r_· i nur VJ'McIiIhmi fiin· Ί"¹" llalluni, die viii n'jL/'!iu.l(;n ΐΊιιιρρι.Μΐ set.'/.en dann )>r.\ det: l^Mi^iMisal. i on die Wu i oh he j L hei ab und ei 'jH'CMi den huhon Modul des Kndpi odul: I.es , vor .ille/ii auch bei hohen Ti-mporaLurdii. '\

IM Hu besonders bevorv.UMl r '.:rf i iidun(.j:;(|eiiiäs::i» V.iri.ip.l" :;l- I Il .•Juni i. L ein ;■>)■ i nnv I i es .ms IO 1 yosl ei -I" i J.anieii L([ ruj ■(» ii > ji ·| i'iiid'·η mit. 1'oJ ybuLyi-n.:i yJ est ei-CopoJ yiiieii:jal.(.:n zu hei t:i o^r|eii"ii Mull.il ilanienl.-i;Lr.'iii'|en d..ir, welclie mil. lliJI.'e von C<irbcj>:y 1.- und N-MeLhy 1 öl .—j ruj >ρ<.·η vuriicLz L f.; i nd .

Die bevorzugte Filanientdicke liegt zwischen 6 und 15 dtex mit rundem Querschnitt und einem Erweichungspunkt über 150° C, wobei der Modul, gemessen bei 5 crn Breite, wie folgt eingestellt wird:

Bei 3 ?.'. Dehnung 270 Newton

bei 5 Ί Dehnung 315 Newton

bei 10 "L Dehnung 380 Newton

Es zeigt sich, daß die Vernetzung der Stränge bei vorsichtiger Temperaturerhöhung durchgeführt werden muß, weshalb im Beispiel zunächst bei 100° vorgetrocknet und bei 150 endkondensiert wird. Hierbei wird eine optimale Vernetzung zwischen den verschiedenen Komponenten erreicht. Bei zu schneller Temperaturerhöhung vernetzt jede Komponente für sich, und es werden keine optimalen Moduli bzw. festigkeiten der Multifilanientslrärnje bzw. der daraus hergestellten Spinnvliese erreicht.

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Claims

Patentansprüche

1. Spinnvlies bestehend aus mehreren libereinandergeschichteten Lagen v/irr abgelegter Filamente, die miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch ein Mischung aus Einzel filamenten und Filamentgruppen, wobei die Einzel filamente und die Filamentgruppen wenigstens an ihren überkreuzungsstellen gegenseitig gebunden sind und die Filamentgruppen aus Einzelfilamenten bestehende Multifilamentstränge sind, deren Einzelfilamente wenigstens streckenweise parallel zueinander angeordnet und ganz oder teilweise miteinander verbunden sind.

2. Spinnvlies nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch heterogene Multifilamentstränge, die aus Einzelfilamenten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und/oder physikalischer Eigenschaften und/oder Formgebung bestehen.

3. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgruppen in sich und/oder die Filamentgruppen mit den Einzelfilamenten mit Hilfe eines oder mehrerer geeigneter Bindemittel gebunden sind.

4. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Filamentgruppen, die aus heterogenen Multifilamentsträngen aus Polyesterfilamenten bestehen, die mit Hilfe zugesetzter Bindemittel, die mit Methyolgruppen vernetzt sind, zu parallelisierten Strängen gebunden sind.

5. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die heterogenen Multifilamentstränge aus Polyäthylenterephtalat-Filamenten bestehen, die mit Polybutylacrylaten als Bindemittel zu zumindest streckenweise parallelisierten Strängen aneinandergebunden sind, die N-Methylöl modifizierte Monomere in Form von Copolymeren enthalten.

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6. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Filanientgruppen flächig, d.h. ohne Bildung von Bögen oder Kräuselungen, abgelegt sind.

7. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einzel filamente und Filamentgruppen im Verhältnis von zwei zu eins vorliegen.

8. Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgruppen aus einer Mischung von thermoplastischen Einzelfilamenten bestehen die mit Thermoplasten, Elastomeren oder Duromeren zu MuI ti filamenten gebunden sind.

9. Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spinndüsen parallele Fadenscharen ausgesponnen und die Fadenscharen aerodynamisch verstreckt und flächig übereinander abgelegt werden, wobei durch geeignete Lochkonfiguration der Spinndüsen ein Mischvlies aus Einzel filamenten und Filamentgruppen gebildet wird, wobei die Einzelfilamente der Filamentgruppen mit Hilfe sekundärer Bindemittel zumindest streckenweise in ihrer gegenseitigen parallelen Lage zu heterogenen Multifilamenten gebunden werden und die MuI ti filamente und Einzel filamente in Wirrlage vermischt und wenigstens an ihren Überkreuzungspunkten gegenseitig gebunden werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfilamente und die Filamentgruppen vor der Aufbringung der sekundären Bindemittel, welche die parallelen Filamentgruppen zu Multifilamenten binden, zunächst durch Verwendung zusätzlich anteilig aufgesponnener Einzelfilamente durch Anwendung von Wärme und/oder Druck vorgebunden werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die in den Filamentgruppen vorgesehenen Filamente zu Multifilamenten gebunden werden und dann die Abbindung der einzelnen Filamente wenigstens an ihren Überkreuzungspunkten mit Hilfe von thermoplastischen Bindefilamenten vorgenommen wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau des Vlieses aus mit Hilfe von Methyl öl gruppen modifizierten Polybutylacrylaten gebundenen Polyesterfilementen zu KuHifiIamenten erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbindung der Polyesterfilamente zu MuItifilamenten unter gleichzeitiger Verwendung von methylolierten Melaminharzen als Bindemittel erfolgt.