DE3248753A1

DE3248753A1 - Verfahren zum verdichten von faservliesen

Info

Publication number: DE3248753A1
Application number: DE19823248753
Authority: DE
Inventors: Eberhard 4230 Wesel Latussek
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1982-12-31
Publication date: 1984-07-12
Also published as: CA1252993A; US4601937A

Description

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Verfahren zum Verdichten von Faservliesen

A k ζ ο GmbH Wuppertal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von Faservliesen mittels Wärme und Druck.

Bekannt sind Verfahren zum bleibenden, d.h. irreversiblen, Verfestigen von Faservliesen mittels Wärme und gegebenenfalls Druck, bei denen Bindemittel, z.B. Bindefasern, verwendet werden. Bei diesen" Verfahren wird das auf der Vliesoberfläche und/oder innerhalb des Vlieses befindliche Bindemittel durch trockene oder feuchte Wärme in einen flüssigen, plastischen oder teigigen Zustand übergeführt und auf diese Weise ein stellenweises Verkleben der das Vlies bildenden Fasern, insbesondere an ihren Kreuzungspunkten, bewirkt und damit eine Erhöhung der Festigkeit des Vlieses erreicht.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen das in einer Flüssigkeit gelöste oder mit einer Flüssigkeit vermischte

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Bindemittel auf das Faservlies aufgesprüht wird und die Verfestigung des Faservlieses durch anschließendes Verdampfen der Flüssigkeit erzielt wird.

Eine durch solche Verfahren gegebenenfalls auch noch erreichte Verdichtung der Faservliese ist irreversibel. Zudem bedeutet die Verwendung von Bindemitteln gleich welcher Art einen zusätzlichen technischen und finanziellen Aufwand.

Schließlich sind auch noch Verfahren bekannt, bei denen die Eigenschaften der das Vlies bildenden Fasern es gestatten, eine Verfestigung der Vliese auch ohne Bindemittel zu erreichen, und zwar nur durch das Miteinanderverkleben oder Verschmelzen der Fasern an ihren Kreuzungspunkten. Auch hierbei ist eine gegebenenfalls stattfindende Verdichtung des Faservlieses irreversibel.

Da die bekannten Verfahren also stets nur zu einer irreversiblen Verfestigung und Verdichtung von Faservliesen führten, mußten Vliese, deren großes Volumen eine entscheidende Gebrauchseigenschaft und daher wesentliche Voraussetzung für bestimmte Einsatzzwecke darstellt, in demjenigen voluminösen Zustand transportiert und verarbeitet werden, der bei dem fertigen Produkt jeweils erwünscht war. Dies hatte zur Folge, daß einerseits aufgrund der geringen Dichte solcher Faservliese trotz großer Transportvolumina nur verhältnismäßig geringe Transportgewichte erreicht wurden und damit relativ hohe Transportkosten pro Gewichtseinheit entstanden und daß andererseits die Verarbeitung solch voluminöser

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Vliesbahnen, beispielsweise das Zuschneiden, Vernähen, Versteppen u.dgl., schwierig und aufwendig war.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere den Transport und die Verarbeitung von Vliesbahnen, die ihres großen Volumens (Fülligkeit) bzw. ihrer großen Dicke wegen für bestimmte Einsatzzwecke bevorzugt werden, beispielsweise als Polstermaterial für wattierte Kleidungsstücke u.dgl., wesentlich zu verbessern und zu vereinfachen, indem diese Vliesbahnen für den Transport und/ oder die Verarbeitung auf ein geringeres Volumen, d.h. eine größere Dichte, insbesondere auf eine geringere Dicke, verdichtet werden, als der Dichte beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vliesbahn oder der daraus hergestellten Produkte entspricht, wobei dieserverdichtete Zustand ohne gezielte Einwirkung beliebig lange aufrechterhalten werden kann, auf Wunsch aber jederzeit zumindest größtenteils wieder rückgängig gemacht werden kann, somit also reversibel ist. Eine weitere, durch die Erfindung gelöste Aufgabe besteht darin, auch in Fällen, in denen ein verdichtetes Faservlies als oder im Endprodukt gewünscht wird, die Verdichtung des Faservlieses, wo immer möglich, ohne Bindemittel und bei geringeren Temperaturen, als bisher üblich, d.h. unter Energieeinsparung, zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verdichten von Faservliesen mittels Wärme und ohne Verwendung von Bindemitteln gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Faservlies unmittelbar nach der unter Druck durchgeführten Wärmebe-

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handlung (Warmpressen) bei im wesentlichen unveränderter Druckeinwirkung gekühlt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die hierdurch erfolgte Verdichtung des Faservlieses in vielen Fällen ganz', in den meisten Fällen größtenteils, zumindest aber teilweise wieder rückgängig zu machen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren sind insbesondere solche Vliese geeignet, die ganz oder größtenteils, zumindest aber teilweise, aus natürlichen oder künstlichen Fasern mit rücksprungelastischen Eigenschaften bestehen. Solche Vliese zeigen im allgemeinen selbst auch ein Rücksprungverhalten, d.h. sie sind druckelastisch und nehmen nach kurzzeitiger kalter Verformung sofort, zumindest aber bereits nach kurzer Zeit wieder ihr ursprüngliches Volumen ein. Das Rücksprungverhalten der Fasern oder Vliese kann dabei auf natürlichen biegeelastischen Eigenschaften der Fasern beruhen oder aber durch entsprechende Behandlung, z.B. Texturieruncr, der Fasern oder durch einen entsprechenden Aufbau der Vliese selbst erreicht werden.

Unter Faservlies wird im Sinne der vorliegenden Erfindung , ein Flächengebilde verstanden, welches aus Spinnfasern (Stapelfasern) oder Endlosfilamenten oder einer Mischung aus beiden bestehen kann. Hierunter fallen somit Z.-.B.. auch Watten.

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Es wurde darüber hinaus gefunden, daß häufig die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichte Verdichtung von Faservliesen auch anderen als den oben genannten Anforderungen ge~ nügt, so daß in solchen Fällen auf die bisher üblichen eingangs erläuterten aufwendigen Verfahren zur Verdichtung der· betreffenden Faservliese verzichtet werden kann.

Andererseits bietet die Möglichkeit, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichte Verdichtung von Faservliesen unter den genannten Voraussetzungen reversibel zu gestalten, erhebliche Vorteile für den Transport und die Weiterverarbeitung insbesondere solcher Faservliese, die in unverdichtetem Zustand ein großes Volumen, insbesondere eine große Dicke,, aufweisen, und bei denen insbesondere diese Eigenschaft das für die Verwendung entscheidende Kriterium darstellt. Das ganz oder teilweise Wiederrückgängigmachen der zuvor erreichten reversiblen Verdichtung des Faservlieses ist daher eine wesentliche Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Ob und in welchem Maß das erfindungsgemäße Verfahren bei einem diesbezüglich noch nicht untersuchten Vlies wirksam wird, läßt sich durch einfache Versuche an Probemustern dieses Vlieses feststellen. Hierzu werden entsprechende Vliesabschnitte unterschiedlichen, zunächst jedoch vorzugsweise in den als vorteilhaft erkannten Bereichen liegenden, Verfahren sbedingungen unterworfen und die Wirkung derselben durch Vergleichsmessungen, beispielsweise der Vliesdicke, an den unterschiedlich behandelten Proben und dem unbehandelten Vlies ermittelt. Ist eine Verdichtung des Vlieses

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erreicht worden, so läßt sich anschließend auf ebensoeinfache Weise feststellen, ob und in welchem Umfang diese Verdichtung reversibel ist oder nicht. Hierzu genügt es im allgemeinen, die verdichtete Vliesprobe zunächst ohne jegliche Druckanwendung oder Flächenpressung ansonsten aber im wesentlichen den gleichen Bedingungen zu unterwerfen, unter denen zuvor die Verdichtung desselben erreicht worden war. Eine schnellere bzw. intensivere Wirkung wird dabei im allgemeinen durch Beaufschlagung des Vlieses .mit Wasserdampf erzielt.

Die Tatsache, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter den genannten Voraussetzungen Faservliese auch ohne Bindemittel verdichtet (komprimiert) werden können, bedeutet jedoch nicht, daß nicht auch ein zuvor mittels eines Bindemittels oder sonstwie verfestigtes Faservlies mit Erfolg dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden könne oder dürfe. Lediglich bedarf es solcher Bindemittel nicht, um ein Faservlies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verdichten und darf ein eventuell vorhandenes Bindemittel beim erfindungsgemäßen Warmpressen keine Aggregatzustandsänderung erfahren, wenn das Verdichten des Faservlieses reversibel sein soll.Beispielsweise kann ein auf seinen beiden Seiten mit einem Acrylharzbinder oberflächenverfestigtes Vlies aus gekräuselten Polyesterfasern mit Erfolg nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst verdichtet und anschließend durch Behandeln mit Wasserdampf wieder in seinen ursprünglichen, unverdichteten Zustand zurückgebracht werden, ohne daß die Oberflächenverfestigung dadurch Schaden nimmt.

Das Maß der Verdichtung des Faservlieses läßt sich durch Veränderung des angewendeten Drucks (Flächenpressung) und der

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angewendeten Temperatur beeinflussen, wobei bei Anwendung feuchter Wärme, also beispielsweise beim Warmpressen in Dampfatmosphäre, im allgemeinen eine höhere Verdichtung

des Faservlieses als bei trockener Wärme erzielt wird. 5

Besonders gute Ergebnisse werden dann erreicht, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei Temperaturen oberhalb 100⁰C, insbesondere oberhalb 11O°C, jedoch unterhalb einer eventuell vorhandenen Erweichungs- oder sonstigen Aggregatzustands-· änderungs-Temperatur der für das Vlies verwendeten Fasern durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Faservliese aus natürlichen Fasern wie Wolle oder Baumwolle, als auch für solche aus künstlichen und synthetischen Fasern, beispielsweise aus regenerierter Cellulose,· Polyamid, Polyacryl, Polypropylen u.dgl. sowie aus Mischungen solcher Fasern, wobei ganz besonders gute Ergebnisse mit solchen Faservliesen erreicht werden, die ganz oder teilweise aus Polyesterfasern bestehen. Darüber hinaus können für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vliese auch ganz oder teilweise aus Hohlfasern bestehen.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vliese können nach einem Naßverfahren oder einem Trockenverfahren, beispielsweise als Spinnvliese, Krempelvliese, Kardenvliese, aerodynamisch gebildete Faservliese u.dgl.., hergestellt sein und auch zu mehreren Lagen übereinander geschichtet sein.

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Weiterhin können sowohl sogenannte orientierte Vliese, bei denen die Fasern vorzugsweise in einer Richtung liegen, oder Kreuzlagenvliese, bei denen die Fasern durch Kreuzung der Flore vorzugsweise in zwei Richtungen orientiert sind, als auch Wirrfaservliese, bei denen die Fasern keine bevorzugte Richtung aufweisen, dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden. ,

Für Vliese, die, aus welchen Gründen auch immer, beispielsweise aufgrund der Art ihrer Herstellung, bereits eine geringe Dicke (Höhe) aufweisen, ist das erfindungsgemäße Verfahren weniger bedeutungsvoll als für solche Vliese, die eine Höhe (Dicke) im Bereich von einem bis mehreren Zentimetern aufweisen und die sich beispielsweise bei einer Flächenpressung von 6 cN/cm² auf die Hälfte ihrer Dicke (Höhe) zusammendrücken lassen. Solche Vliese lassen sich durch noch höhere Drücke beim Warmpressen je nach Art der Fasern, aus denen sie bestehen, ohne weiteres beispielsweise auf 1/4 bis 1/5 ihrer Dicke (Höhe) und weniger durch das erfindungsgemäße Verfahren verdichten.

Besonders gute Ergebnisse, d.h. eine hohe Verdichtung"des Vlieses,wurden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise dann erreicht, wenn das Vlies ganz oder teilweise aus Polyesterfasern bestand. Derartige Faservliese, auch Füllvliese genannt, werden u.a. in großem Umfang zur Wattierung von Kleidungsstücken, Bettdecken, Schlafsäcken u.dgl. verwendet, wobei dabei eingesetzten Fasern oder auch nur ein Teil davon gekräuselt sein können.

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Falls gewünscht, können die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verdichteten Faservliese auch ohne einen anderen Oberstoff oder überzug verwendet werden, wobei sie dann vorteilhafterweise auch in farbiger oder gemusterter Aufmachung zur Verfügung gestellt werden können. Auf besonders vorteilhafte Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß die zu verdichtenden Faservliese während des Warmpressens, gegebenenfalls auch davor oder danach, thermobedruckt werden.

Zur Herstellung von Faservliesen mit nichtebener, also strukturierter, gewellter, gerippter oder profilierter Oberfläche, kann das erfindungsgemäße Verfahren in weiterer Ausgestaltung so durchgeführt werden, daß das Faservlies nur stellenweise, bereichsweise oder abschnittsweise der Einwirkung von Wärme und/oder Druck ausgesetzt wird.

Faservliese, die als Füllvliese zu Kleidungsstücken oder anderen Gebrauchsartikeln verarbeitet werden, werden im allgemeinen auf der späteren Außenseite mit einem Oberstoff und auf der späteren Innenseite mit einem Futterstoff überzogen, die durch Versteppen miteinander verbunden werden. Dieses Versteppen dient insbesondere der Fixierung des Füllvlieses zwischen den beiden Abdeckstoffen. Auf dieses Versteppen kann ganz oder teilweise verzichtet werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auf der Ober- und/oder Unterseite des verdichteten Faservlieses ein thermoplastisches Bindemittel aufgebracht wird. Ein solches nur oberflächlich aufgebrachtes Bindemittel, welches in beliebiger Form vorliegen und in beliebiger Art und Weise aufgebracht worden sein kann, gestattet

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es, eine im allgemeinen ausreichend feste Verbindung zwischen dem Füllvlies und dem Ober- und/oder Futterstoff herzustellen. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Einwirkung von Wärme, und zwar in besonders vorteilhafter Weise beim sogenannten Aufbügeln oder Finishdämpfen des fertigen Bekleidungsstückes bzw. Gebrauchsartikels, auf schnelle und einfache Weise zustande gebracht werden.

Das Verdichten von Faservliesen, insbesondere dann, wenn sie in Form langer Bahnen vorliegen,"kann kontinuierlich, beispielsweise auf Kalandern, durchgeführt werden. Da die Faservliese nach dem Warmpressen, d.h. vor und bei dem sich daran anschließenden Abkühlen nicht aufbauschen dürfen, müssen sie zu diesem Zweck durch ausreichende Flächenpressung (Druck) ■^ im zusammengepreßten Zustand gehalten werden. Hierzu empfiehlt es sich, bei der Verwendung von Kalandern oder ähnlichen kontinuierlich arbeitenden Einrichtungen zwischen den Walzen und dem Faservlies ein oberes und ein unteres textiles oder metallisches Mitläuferband vorzusehen, durch welches auf einfache Weise das Faservlies auch nach der Warmpreßzone, d.h. vor und in der Kühlpreßzone, im zusammengepreßten Zustand gehalten wird. Kleinere Faservliesstücke können beispielsweise auf Bügelpressen oder ähnlichen Einrichtungen verdichtet werden. Das gleiche gilt sinngemäß für das Thermobedrucken bzw. für das nur stellenweise Verdichten von Faservliesen. Bei kontinuierlich arbeitenden Verfahren kann ein stellenweises Verdichten des Faservlieses beispielsweise durch ein entsprechend profiliert ausgebildetes Mitläuferband bewirkt werden.

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Das vollständige oder teilweise Wiederherstellen der ursprünglichen Bauschigkeit des Faservlieses, das sogenannte Aufdampfen oder Finishdämpfen kann ebenfalls kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Auch fertige oder halbfertige Artikel können, nachdem sie mit dem erfindungsgemäß verdichteten Faservlies versehen worden sind, diesem möglichen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens einzeln oder in Gruppen unterworfen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch nicht nur für Faservliese, die in der Bekleidungs- oder Heimtextilienindustrie verwendet werden, sondern auch für solche Vliese, die in technischen Bereichen, also beispielsweise als Dämmoder Isoliermaterial verwendet werden. Auch in diesen Fällen können die hierfür bestimmten Faservliese zur Senkung des Platzbedarfs bei der Lagerung und beim Transport zunächst erfindungsgemäß verdichtet werden und erst bei Bedarf durch Aufdämpfen in ihren Ausgangszustand zurückgebracht werden. Eine solche Vorgehensweise bietet sich beispielsweise insbesondere dort an, wo die zum Dämmen oder Isolieren bestimmten Faservliese in enge Spalten eingebracht werden müssen. Hierbei wird das Aufdämpfen zweckmäßiqerweise erst nach dem Verlegen durchgeführt.

Bei Kleidungsstücken läßt sich die Möglichkeit, Faservliese erfindungsgemäß reversibel verdichten zu können, beispielsweise auch noch dahingehend ausnutzen, daß bei einem Kleidungsstück die Vlieseinlage zur Benutzung des Kleidungsstückes während der warmen Jahreszeit erfindungsgemäß ver-

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dichtet wird und daß vor Beginn der kalten Jahreszeit durch Dämpfen des Kleidungsstückes das ursprüngliche volle Volumen der Vlieseinlage wieder hergestellt wird.

Erfindungsgemäß verdichtete (komprimierte) Vliese können eine höhere Steifigkeit besitzen als unverdichtete, was mitunter als nachteilig oder störend empfunden wird. In solchen Fällen kann durch Einritzen der Vliese, Stanzen von Löchern in die Vliese und ähnliches die Flexibilität der verdichteten Vliese erhöht werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Faservlies der oben beschriebenen Art/, welches bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 110°C und darüber, insbesondere in einer Wasserdampfatmosphäre, ein mindestens doppelt so großes Volumen, insbesondere eine doppelt so große Dicke, wie vor dieser Behandlung einnimmt.

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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. la einen Querschnitt einer unverdichteten Vliesbahn, 5

Fig. Ib einen Querschnitt einer erfindungsgemäß verdichteten Vliesbahn,

Fig. 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäß nur stellen- , weise verdichteten Vliesbahn,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäß verdichtete Vliesbahn mit ausgestanzten bzw. eingeschlitzten

Bereichen,
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Fig. 4 in vereinfachter schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung zum Verdichten einer Vliesbahn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 5 in vereinfachter schematischer Darstellungsweise das erfindungsgemäß mögliche Wiederruckgängigmachen der erfindungsgemäß bewirkten reversiblen Verdichtung einer Vliesbahn in kontinuierlicher Fahrweise.

In Fig. la ist ein Querschnitt eines Faservlieses 1 vor dem erfindungsgemäßen Verdichten dargestellt. Die Ausgangshöhe (-dicke) der Vliesbahn 1 beträgt H. In Fig. Ib ist ein Querschnitt derselben Vliesbahn 1 nach dem erfindungsgemäßen Verdichten dargestellt. Die Höhe (Dicke) dieser gegebenenfalls reversibel komprimierten Vliesbahn 1 beträgt nunmehr h.

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In Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Vliesbahn 1 dargestellt, die nur stellenweise erfindungsgemäß verdichtet ist und somit in den verdichteten Bereichen Vertiefungen 2 aufweist. Die Vertiefungen 2 können in Draufsicht betrachtet kreisförmig, oval, pologinal usw. oder trichterförmig, halbkugelförmig, furchenähnlich oder ähnlich ausgebildet sein und längs, quer, diagonal, wellenförmig, zickzackförmig usw. verlaufen und stellenweise auch unterbrochen sein. Die Höhe der unverdichteten Bereiöhe'der Vliesbahn 1 beträgt H. Wie Fig. 2 darüber hinaus zeigt, kann das nur stellenweise Verdichten einer Vliesbahn 1 so durchgeführt werden, daß Vertiefungen 2 nur auf einer Seite oder aber auf beiden Seiten der Vliesbahn 1 gebildet werden, so daß auch der Grad der Verdichtung einer Vliesbahn 1 an verschiedenen Stellen unterschiedlich ausallen kann. So beträgt die Höhe (Dicke) des verdichteten Bereiches in der Mitte des Querschnitts der Vliesbahn 1 das Doppelte der außenliegenden Bereiche, nämlich 2h.

In Fig. 3 ist in Draufsicht ein nach dem erfindunqsgemäßen Verfahren verdichtetes Faservlies 1 dargestellt, welches ausgestanzte Bereiche 4 aufweist. Das Austanzen kann bereits vor, oder aber auch erst nach dem erfindungsgemäßen Verdichten des Faservlieses 1 erfolgen und verleiht dem verdichteten Faservlies 1 eine höhere Geschmeidigkeit bzw. Flexibilität. Die Ausgestanzten Bereiche 4 sind beispielshalber, von links nach rechts betrachtet, als senkrechtverlaufende, waagerechtverlaufende bzw. kreisförmige Ausnehmungen (Löcher) bzw. als senkrecht- oder waagerechtverlaufende Einritzungen bzw. Einschnitte 3 dargestellt, Sie können jedoch auch beliebig anders ausgebildet und bemessen sein.

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Auch ist es möglich/ auf einer Vliesbahn nicht nur eine, sondern auch verschiedenartige Formen dieser Ausstanzungen 4 bzw. Einschnitte 3 anzuordnen. Die in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäß verdichtete Vliesbahn weist eine gleichmäßige, aber geringere Höhe (Dicke) auf, als vor dem Verdichten.

Fig. 4 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verdichten von Faservliesbahnen beliebiger Länge kontinuierlich durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung weist mehrere Rollen 6 auf, die paarweise angeordnet sind, und ein oberes endloses Mitläuferband 8 sowie ein unteres endloses Mitläuferband 9, die beide über Umlenkrollen 7 geführt werden. Nicht dargestellt ist der Antrieb, der das Drehen der Rollen 6 und 7 und das Antreiben der Mitläuferbänder 8 und 9 bewirkt. Die Mitläuferbänder 8 und 9 bewirken den Transport der Vliesbahn 1 in der durch Pfeile bezeichneten Richtung. Durch den gegenseitigen \ Abstand'.der Rollen 6 wird", zwischen den Mitläuferbändern 8 und 9 ein Spalt gebildet, der ausreicht, die gewünschte Verdichtung der Faservliesbahn 1 zu erreichen. Wie Fig. 4 weiter zeigt, tritt die Vliesbahn 1 in unverdichtetem Zustand von der einen Seite in den von den Rollenpaaren 6 und den Mitläuferbändern 8 und 9 gebildeten Spalt ein und verläßt diesen auf der anderen Seite in verdichtetem Zustand wieder. Dies wird dadurch erreicht, daß das Faservlies 1 in dem durch den genannten Spalt bewirkten zusammengedrückten Zustand einer Wärmebehandlung unterworfen wird, indem beispielsweise warmes Gas 10, warme Luft 10, Wasserdampf 10 oder ein Gas- bzw. Luft<Dampfgemisch 10 durch die Vliesbahn 1 geleitet wird und die Vliesbahn 1 unmittelbar danach, d.h. ebenfalls in dem durch

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den genannten Spalt bewirkten komprimierten Zustand gekühlt wird, beispielsweise indem kalte Luft 11 oder kaltes Gas 11 durch das Vlies 1 geleitet wird. Zu diesem Zweck müssen die Mitläuferbänder 8 und 9 dampf- bzw. gasdurchlässig sein. Die Wärmebehandlung und/oder das Abkühlen der Vliesbahn 1 läßt sich jedoch auch ohne strömende Fluide 10? 11 also beispielsweise auch durch bloßen Oberflächenkontakt der Vliesbahn 1 mit beheizten und/oder gekühlten Mitläuferbändern 8; 9 erreichen.

Fig. 5 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung, mit welcher ein erfindungsgemäß verdichtetes Faservlies 1 beliebiqer Länge kontinuierlich einer Wärmebehandlunq unterworfen werden kann, durch welche die Vliesbahn 1 in einen nicht komprimierten Zustand zurückqebracht werden kann, der qanz oder teilweise dem ursprünqlichen Zustand entsprechen kann. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen in einer mit warmer Luft, einem warmen Gas, Wasserdampf oder einem Luft- bzw. Gas-Dampf-Gemisch beaufschlaqten Kammer 3, durch welche die verdichtete Vliesbahn 1 hindurchgeleitet wird und in welcher sie unter der Einwirkung der gegebenenfalls feuchten Wärme wieder ein merklich größeres Volumen, insbesondere eine größere Dicke (Höhe) einnehmen kann, da dieser Volumensvergrößerung kein Widerstand entgegengesetzt wird.

Die Länge der Behandlungsstrecken für die Vliesbahn 1 in den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtungen richtet sich nach der erforderlichen Einwirkdauer für das Erwärmen bzw. Abkühlen des Vlieses 1 zum Erreichen der gewünschten Verdich-

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tung bzw. Aufhebung derselben und ist abhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher die Vliesbahn 1 durch die Vorrichtungen hindurchgeführt werden soll, sowie von der Art und den Temperaturen der Behandlungsmedien. Die zur Erzielung der angestrebten Verdichtung bzw. ihrer wieder Rückgängig- machung erforderliche Mindestverweilzeit des Faservlieses in den genannten Behandlungszonen läßt sich mit ausreichender Genauigkeit mit Proben der zu behandelnden Vliesbahn 1 beispielsweise mit Hilfe einer üblichen Bügelpresse ermitteln.

Das gleiche gilt für die übrigen Verfahrensparameter wie Behandlungstemperaturen, Flächenpressung usw. Auch bei solchen Vorversuchen ist sicherzustellen, daß die Vliesproben unmittelbar nach dem Warmpressen, also noch im komprinierten Zustand, ausreichend abgekühlt werden und daß den Vliesproben keine Möglichkeit gegeben wird, sich nach dem Warmpressen und vor dem Abkühlen auch nur kurzzeitig zu entspannen, weil hierdurch die Verdichtung größtenteils wieder verlorenginge.

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Beispiele:

1. Versuche mit einem zur Wattierung von Bekleidungsstücken üblichen Füllvlies aus hierfür üblichen mattierten gekräuselten Polyesterfasern mit folgenden · Eigenschaften:

Einzelfasertiter: 6,7 dtex

Faserlänge (Stapellänge): 60 mm
Beide Seiten (Ober- und Unterseite) durch Aufsprühen von ca. je 8 g/m³ eines Bindemittels auf Acrylharzbasis verfestigt;

Ausgangshöhe (-dicke): 12 mm

Flächengewicht: ca. 80 g/m²
Abmessungen des Vlieses: 200 mm χ 300 mm

Das Vlies wurde auf einer üblichen Dampfbügelpresse insgesamt 25 mal abwechselnd komprimiert und aufgedämpft, wobei nach jedem Verdichtungsschritt und. jedem Aufdämpf-Vorgang die Vlieshöhe (-dicke) gemessen wurde. Beim Komprimieren wurde das Vlies mit einem Druck von 300 cN/cm² zusammengedrückt und jedesmal in zusammengepreßtem Zustand 5 s lang mit Wasserdampf von ca. 110°C beaufschlagt und unmittelbar danach im unverändert belassenen zusammengepreßten Zustand 5 s lang bei ca. 100°C getrocknet und sofort danach gekühlt.' Das Aufdämpfen erfolgte bei geöffneter Dampfbügelpresse, wobei das zuvor komprimierte Vlies jedesmal 10 s lang mit Wasserdampf von ca. 100°C beaufschlagt wurde und sich frei ausdehnen konnte. In Tabelle 1 ist die Vlieshöhe (-dicke) nach jedem Behandlungsschritt aufgeführt.

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Tabelle 1

Anzahl der	Vlieshöhe	(-dicke) mm
Zyklen	komprimiert
1-2	1
3-6	1
7-16	1
17 - 25	1 ·
aufgedämpft
11
10
9
8

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, erreichte das verwendete ursprünglich 12 mm dicke Vlies aus PES-Pasern selbst nach 25 Behandlungszyklen, d.h. nach 25 maligem Komprimieren auf 1 mm Dicke unter den o.a. Bedingungen und jedesmal sich daran anschließendem. Aufdämpfen beim Wiederaufdämpfen noch eine Dicke von 8 mm, was ca. 67 % der Ausgangsdicke und gegenüber der Dicke im komprimierten Zustand einer Verachtfachung entspricht, wobei nach dem 17. Zyklus offensichtlich ein stabiler Zustand im Vlies erreicht worden war, der sich bei jedem Aufdämpfen wieder einstellte.

2. Versuche mit einem für Steppdecken, Schlafsäcke usw. üblichen Füllvlies:

Ausgangshöhe (-dicke): 30 mm
Flächengewicht: ca. 200 g/m²

übrige Merkmale wie beim ersten Versuch. Das gleiche gilt auch für die Verfahrensbedingungen und den Verfahrensablauf. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

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Tabelle 2 '

Anzahl der Zyklen	Vlieshöhe komprimiert	(-dicke) mm aufgedämpft
1	3	26
2	3	24
3	3	22
4,5	3	21
6,7	2 ■	19
8-17	2	18
18 - 23	2	16
24,25	2	15

Hierbei erreichte das ursprünglich 30 mm dicke Vlies nach dem 25. Behandlungszyklus immerhin noch eine Dicke von 15 mm. Das entspricht 50% der Ausgangsdicke und dem 7,5-fachen der beim 25. Komprimieren erreichten Dicke.

Im Normalfall werden solche Vlies nun aber nur einmal verdichtet zu werden brauchen und erst nach Beendigung aller sonstigen Verarbeitungsschritte wieder aufgedämpft werden (= Finish-Dämpfen). Wie die Versuche 1 und 2 zeigen, läßt sich selbst bei einer so ungewöhnlich starken Verdichtung, wie sie beispielshalber durchgeführt wurde und die das 12- bzw. 10-fache betrug, durch das Aufdämpfen immerhin wieder eine Vliesdicke erreichen, die ca. 91,7% bzw. ca. 86,7% der Ausgangsdicke beträgt, wenn das Verdichten nur einmal durchgeführt wird. Häufig wird aber auch bereits eine weniger hohe Verdichtung für den gewünschten Zweck ausreichend sein, so daß auch ein entsprechend geringerer Vliesdickenschwund, wenn überhaupt, eintreten wird.

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3. Vliese derselben Beschaffenheit wie bei den Versuchen

1 und 2 wurden unter sonst gleichen Bedingungen nur einmal, aber weniger stark komprimiert/ und zwar, indem der Druck der Dampfbügelpresse auf einen geringeren Wert eingestellt wurde. Bekanntlich ist der Schließdruck üblicher Dampfbügelpressen im allgemeinen von · "schwach" bis "sehr stark" stufenlos einstellbar, jedoch nicht exakt meßbar. Mit diesem Versuch soll nur gezeigt werden, daß eine geringere Flächenpressung beim Komprimieren zu einer geringeren Verdichtung von Faservliesen führt. Es ergab sich:

Für das 12 mm dicke Vlies eine Dicke von 2 mm, für das 30 mm dicke Vlies eine Dicke von 8 mm. 15

Nach dem Aufdämpfen hatten beide Vliese wieder ihre Ausgangsdicke von 12 bzw. 30 mm.

Zum selben Ergebnis kann man auch durch Verringerung der Einwirkdauer des Dampfes bzw. der trockenen Hitze gelangen, wobei die Behandlungszeiten hierfür auch unterschiedlich lang gewählt werden können.

4. Mit Vliesen, wie schon bei den Versuchen 1 und 2 verwendet, wurden auch noch Versuche auf einer üblichen Fixierpresse, also mit trockener Wärme, und zwar bei unterschiedlichen Temperaturen im Bereich von 100 bis 180°C durchgeführt. Die beim Komprimieren angewandte Flächenpressung betrug dabei jedesmal 400 cN/cm². Das Warmpressen dauerte 10 s. Das Aufdämpfen erfolgte wie schon zuvor mit Hilfe einer geöffneten Bügelpresse und dauerte ebenfalls 10 s. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

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Tabelle 3

Temperatur	Vlies 1	Vlieshöhe	(-dicke) mm	aufged.
	kompr.	= 12 mm	Vlies 2 = 30 m ·.	30
	9	aufged.	kompr.	30
100⁰C	8	12	28	30
HO⁰C	8	12	27	30
120°C	8	12	26	29
130°C	8	12	26	27
140°C	8	12	26	24
150⁰C	8	10	26	22
160°C	7	10	22	21
170°C	6	9	19
180⁰C	8	19

Diese Versuche zeigen folgendes: Trotz der erhöhten Flächenpressung von 400 cN/cm² wurde selbst bei höheren Temperaturen mit trockener Wärme nur eine wesentlich geringere Verdichtung erzielt als beim Verdichten der Vliese mit Dampf wie bei den Versuchen 1 bis 3. Trotzdem trat .bei den höheren Temperaturen trotz des nur einmal erfolgten Verdichtens eine stärkere irreversible Verdichtung'ein als zuvor. So erreichte das nur einmal mit 180°C auf 6 mm komprimierte Vlies 1 beim Aufdämpfen nur noch eine Dicke von 8 mm, so wie dies zuvor bei dem gleichen Vlies erst nach 17-maligem Verdichten mit Dampf beim 17. Aufdämpfen eintrat, obwohl dort das Vlies jedesmal wieder auf 1 mm verdichtet worden war. Beim Vlies 2 wurde durch das Verdichten bei 180°C beim Aufdämpfen die gleiche Dicke erreicht wie zuvor erst nach dem 4. Zyklus (s. Tabelle 2).

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Daß bei den höheren Temperaturen eine insgesamt höhere Verdichtung erzielt wurde als bei den niedrigeren Temperaturen, war zu erwarten.

Je nachdem, was mit dem erfindungsgemäßen Verdichten von Faservliesen also erreicht werden soll, lassen sich somit auf einfache Weise mit wenigen Versuchsreihen die hierfür geeigneten Verfahrensbedingungen ermitteln. Dies gilt auch für Vliese, die beispielsweise ganz oder teilweise aus Wolle, Baumwolle, Viskose oder anderen synthetischen Fasern als den obengenannten bestehen.

Häufig kann es vorteilhaft sein, die Vliese beim Komprimieren wenigstens auf einer Seite mit Papier abzudecken. 15

Die in den Beispielen angegebenen Werte für die Höhe (Dicke) der Vliese sind Mittelwerte aus mehreren Messungen an jedem Vlies, die zudem auf- oder abgerundet wurden.

Je nach Art der Fasern,der Herstellung oder der Vorbehandlung eines Vlieses kann es vorkommen, daß dieses nach dem Aufdampfen ein größeres Volumen, d.h. eine größere Höhe (Dicke), hat als vor dem Komprimieren.

Durch weitere Versuche wurde die Eignung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch für Watte aus Baumwolle und aus Viskosefasern nachgewiesen.

Claims

J14 8 / S J A3GW32O36 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verdichten eines Faservlieses, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies zusammengepreßt (komprimiert) und in diesem Zustand der Einwirkung von Wärme ausgesetzt wird (Warmpressen) und unmittelbar danach im zusammengepreßten (komprimierten) Zustand gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies der.Einwirkung von feuchter Wärme (Dampf) ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung von Wärme auf das zusammengepreßte Vlies bei einer Temperatur oberhalb 100⁰C, insbesondere oberhalb 110°C erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ganz oder teilweise aus Polyester-Fasern besteht.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ein Wirrfaservlies ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies beim Warmpressen thermobedruckt wird.

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7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies nur stellenweise der Einwirkung von Wärme und/oder Druck ausgesetzt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober- und/oder Unterseite des Faservlieses ein thermoplastisches Bindemittel aufgebracht wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das fertigverdichtete Faservlies nur der Einwirkung von Wärme ausgesetzt und anschließend gekühlt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das fertigverdichtete Faservlies der Einwirkung von feuchter Wärme (Dampf) ausgesetzt wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das fertigverdichtete Faservlies einer Temperatur oberhalb 100°C, insbesondere oberhalb HO⁰C ausgesetzt wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fertigverdichtete Faservlies nur stellenweise der Einwirkung von Wärme ausgesetzt wird.

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