DE3915329A1 - Voluminoeses nicht gewebtes textilerzeugnis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein voluminöses, nicht gewebtes Textilerzeugnis, das für Filter usw. verwendet wird.

Herkömmliche nicht gewebte Textilerzeugnisse, die durch verschiedene Trockenverfahren hergestellt werden, welche die Wärmeschmelzung von Fasern per se ausnutzen, weisen die folgenden Nachteile auf, die von den angewendeten Verfahren abhängen. Das heißt, daß die nicht gewebten Textilerzeugnisse, die durch die Verfahren hergestellt werden, die aufgeheizte Walzen verwenden, von denen beispielsweise das Spinnverbindungsverfahren typisch ist, sind überragend was die Festigkeit anbelangt, aber schlecht, was die Voluminösität betrifft, wogegen die nicht gewebten Textilerzeugnisse, die durch Verfahren hergestellt werden, die Heißluft oder Infrarotstrahlen verwenden, überragend in der Voluminösität aber schlecht in der Festigkeit sind.

Die Erfindung betrifft ein trocken ungewebtes Textilerzeugnis hoher Voluminösität und Festigkeit, welches nicht die Nachteile der herkömmlichen trocken ungewebten Textilerzeugnisse aufweist. Insbesondere wird gemäß der Erfindung ein trocken nicht gewebtes Textilerzeugnis erhalten, welches eine Porosität von 90% oder mehr und eine Festigkeit von 300 g/(g/m²) oder mehr aufweist, welches umfaßt:
einen Spinnstoff mit wenigstens 15% eines Gespinstes aus einem hochschmelzend-klebenden Faserwerkstoff (das Wort "Gespinst" wird gewählt für die zusammengesetzte Faser oder den Faserwerkstoff und die Zusammensetzungskomponente bezüglich des Spinnstoffes, wenn es im folgenden zur Unterscheidung erforderlich ist) bestehend aus einer niedrigschmelzenden Gespinstkomponente und einer hochschmelzenden Gespinstkomponente mit einem Schmelzpunkt, der um 15°C oder mehr höher liegt als der Schmelzpunkt der niedrigschmelzenden Komponente, wobei die niedrigschmelzende Gespinstkomponente zusammenhängend wenigstens einen Teil der Oberfläche der klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern in Längsrichtung bildet, und
ein Netzwerk, das aus einem Netzgarn gebildet ist (wie vorstehend wird der Ausdruck "Netz" verwendet für Garn, zusammengesetzte Faser oder Filament und die Zusammensetzungskomponente bezieht sich auf das Netzwerk, wenn es für die Unterscheidung im folgenden erforderlich ist) mit einer Feinheit von 100 bis 1000 Denier, und eine heißschmelzend-klebende zusammengesetzte Netzfaser bestehend aus einer niedrigschmelzenden Netzkomponente aus einem Komponentenmaterial der gleichen Art wie das der niedrigschmelzenden Gespinstkomponente der heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfaser, und einer hochschmelzenden Netzkomponente mit einem Schmelzpunkt, der um 15°C oder mehr höher liegt als der der niedrigschmelzenden Komponente umfaßt, wobei die niedrig-schmelzende Netzkomponente zusammenhängend wenigstens einen Teil der klebenden zusammengesetzten Netzfaser in Längsrichtung bildet, und wobei das Gespinst und das Netzwerk übereinander laminiert sind und das erhaltene Laminat zur Integration wärmebehandelt wird bei einer Temperatur, die höher ist als die Schmelzpunkte der niedrigschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten, aber geringer als die der hochschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten, ohne daß Druck aufgebracht wird.

Die heißschmelzend-klebende Gespinstfaser, die erfindungsgemäß verwendet wird, ist eine zusammengesetzte Faser vom Typ Seite an Seite oder Mantel-Kern bestehend aus einer niedrigschmelzenden Komponente und einer hochschmelzenden Komponente, die einen Schmelzpunkt aufweist, der um 15°C oder mehr höher ist als der der niedrigschmelzenden Komponente, und derartige Kombinationen der beiden Komponenten wie vorstehend erwähnt sind beispielsweise Kristalline, Polypropylen/Polyethylene, Polyester/Polyethylen und Nylon 66/Nylon 6 usw. Im Falle der zusammengesetzten Faser vom Mantel-Kerntyp ist die niedrigschmelzende Komponente in dem Mantel angeordnet, so daß die niedrigschmelzende Komponente wenigstens einen Teil, vorzugsweise 50% oder mehr, der Oberfläche der Faser zusammenhängend in Längsrichtung bildet. Obgleich keine besondere Begrenzung auf die Feinheit eines Filamentes erfolgt, werden vorzugsweise Filamente von etwa 50 bis 3 d/f (Denier pro Filament) verwendet abhängig von dem Grad der Elastizität, die für das nicht gewebte Textilerzeugnis erforderlich ist, wobei ein spontanes oder mechanisches Kräuseln oder Crimpen erfolgt, um das nichtgewebte Textilerzeugnis voluminös zu machen.

Der erfindungsgemäß verwendete Spinnstoff kann entweder ein Spinnstoff bestehend aus einer hochschmelzenden klebenden zusammengesetzten Gespinstfaser allein oder ein gemischter Spinnstoff sein, der erhalten wird durch Mischen der heißschmelzenden klebenden zusammengesetzten Gespinstfaser mit anderen Fasern. Als andere Fasern können Fasern verwendet werden, die bei der später beschriebenen Wärmebehandlung weder schmelzen noch sich verschlechtern, beispielsweise künstliche Fasern bestehend aus Polyolefinen, Polyester, Polyamiden und Rayon usw. und natürliche Fasern, die durch Baumwolle, Flachs, Wolle usw. repräsentiert werden. Wenn der gemische Spinnstoff als Spinnstoff verwendet wird, sollte vorzugsweise kein gemischter Spinnstoff verwendet werden, der die heißschmelzend- klebende zusammengesetzte Gespinstfaser in einer Menge von weniger als 15% aufweist, da die Festigkeit des erhaltenen nicht gewebten Textilerzeugnisses unzureichend wird. Der Spinnstoff kann durch bekannte Verfahren präpariert werden, beispielsweise durch Cardieren oder willkürliches Spinnen (random webbing) usw.

Ein erfindungsgemäß verwendetes Netzwerk besteht aus einem heißschmelzend-klebenden Netzgarn mit einer Feinheit von 100 bis etwa 1000 Denier. Das Netzgarn umfaßt etwa zwei Typen, wobei jeder Typ aus einer heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Netzfaser besteht, von denen eines ein Monofilament (nachstehend bezeichnet als zusammengesetztes Monofilamentgarn) und das andere ein Multifilament (nachstehend bezeichnet als zusammengesetztes Multifilamentgarn) ist. Das Monofilament und die Multifilamente des Netzgarns weisen als niedrigschmelzende Netzkomponente einen Materialbestandteil der gleichen Art auf wie die niedrigschmelzende Gespinstkomponente der heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern, die den Spinnstoff des gleichen nicht gewebten Textilerzeugnisses bilden, und sie weisen einen ähnlichen Verbundaufbau auf. Das heißt, sie enthalten die niedrigschmelzende Netzkomponente und eine heißschmelzende Netzkomponente, die einen Schmelzpunkt aufweist, der um wenigstens 15°C oder mehr höher ist als der der niedrigschmelzenden Komponente, wobei die niedrigschmelzende Komponente wenigstens einen Teil, vorzugsweise 50% oder mehr, der Oberfläche der Fasern zusammenhängend in der Längsrichtung bildet. Eine einzelne oder Gesamtfeinheit von weniger als 100 Denier oder von mehr als 1000 Denier für das zusammengesetzte Monofilamentgarn oder das zusammengesetzte Multifilamentgarn ist nicht vorzuziehen, da die Verstärkungswirkung des nicht gewebten Textilerzeugnisses in dem ersteren Fall abnimmt und das Gewicht des nicht gewebten Textilerzeugnisses pro Fläche im letzteren Fall so erhöht ist, daß ein wirtschaftlicher Erfolg nicht erhalten wird.

Derartiges zusammengesetztes Monofilamentgarn oder Multifilamentgarn kann sowohl durch bekannte Wirkmaschinen und Webstühle in ein Netzwerk ausgebildet werden, als auch durch Verfahren, die Verwendung machen von der Wärmeschmelzung der niedrigschmelzenden Komponenten.

Das voluminöse nicht gewebte Textilerzeugnis gemäß der Erfindung wird erhalten durch Laminierung des voluminösen Spinnstoffes, der die heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern und das Netzwerk enthält, und durch Wärmebehandlung des erhaltenen Laminates, ohne daß irgendein Druck aufgebracht wird. Es können zwei Schichten verwendet werden, die einen Spinnstoff und ein Netzwerk aufweisen, oder drei oder mehr Schichten, die in abwechselnder Anordnung Spinnstoffe und Netzwerke umfassen. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur ausgeführt, die höher ist als die beiden Schmelzpunkte der niedrigschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten, aber niedriger ist als die beiden Schmelzpunkte der hochschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten. Bei Durchführung der Wärmebehandlung bei einer derartigen Temperatur und ohne Aufbringung irgendeines Druckes werden die heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern fest untereinander in dem Spinnstoff verbunden, wobei ihre Form erhalten bleibt durch Schmelzen der niedrigschmelzenden Komponente, und sie werden fest mit dem Netzwerk verschmolzen durch Schmelzen der gemeinsamen niedrigschmelzenden Komponente. Als Einrichtung zur Durchführung einer derartigen Wärmebehandlung kann eine Heißluftzirkulation eines Wärmeofens verwendet werden. Insbesondere ist vorzuziehen, einen Saugtrockner zu verwenden, da dieser kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann.

Beispiele

Die physikalischen Werte, auf welche in den Beispielen Bezug genommen wird, wurden durch die folgenden Verfahren gemessen.

Porosität

Diese ist bestimmt in Ausdrücken von (100-a), wobei a das Gewicht des nicht gewebten Textilerzeugnisses pro Volumen von 100 Millilitern ist.

Festigkeit des nicht gewebten Textilerzeugnisses

Gemäß dem Verfahren zur Messung der Zugfestigkeit nach JIS L 1085 (Prüfen von nichtgewebtem Textilerzeugnis für Zwischenfutter) wurden fünf Teststücke, jedes in einer Breite von 5 cm und einer Länge von 20 cm einer Reißprüfung unterzogen, wobei sie mit einem Greifabstand von 10 cm und einer Zuggeschwindigkeit von 10 cm/min gezogen wurden, um das Mittel ihrer Bruchfestigkeit (kg pro 5 cm Breite) zu bestimmen.

Festigkeit des nicht gewebten Textilerzeugnisses

Diese ist definiert in Ausdrücken der Festigkeit/Gewicht pro Flächeneinheit (g/cm²).

Beispiel 1

Kristallines Polypropylen (mit einem Schmelzpunkt von 165°C) und Polyethylen hoher Dichte (mit einem Schmelzpunkt von 135°C) wurden als heiß- bzw. niedrigschmelzende Komponenten verwendet. Beide Komponenten wurden in einem Zusammensetzungsverhältnis vonn 50 : 50 Seite an Seite angeordnet, gesponnen, gezogen und wärmebehandelt, um eine hochschmelzende klebende zusammengesetzte Gespinstfaser mit 12 spontanen Kräuselungen/25 mm, einer Feinheit von 1,5 d/f und einer Faserlänge von 51 mm zu erhalten. Diese heißschmelzend-klebende zusammengesetzte Gespinstfaser wurde durch Kardieren in einen Spinnstoff mit einem Gewicht von 30 g/m² ausgebildet.

Für die heißschmelzend-klebende zusammengesetzte Netzfaser wurde die gleiche niedrigschmelzende Komponente und hochschmelzende Komponente (mit einem Schmelzpunkt von 135°C) wie die der heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfaser in einer Mantel-Kernform angeordnet (als Mantel wurde die niedrigschmelzende Komponente angeordnet), mit einem Zusammensetzungsverhältnis von 50 : 50, um das zusammengesetzte Monofilamentgarn mit einer Feinheit von 300 Denier herzustellen, welches dann als Netzgarn verwendet wurde, um ein Netzwerk in Leinwandbindung mit 10 Kett- und 10 Schußfäden pro 25 mm herzustellen.

Auf dieses Netzwerk wurde der Spinnstoff laminiert und das Laminat wurde bei 140°C 30 Sekunden lang unter Verwendung eines Saugtrockners wärmebehandelt, um ein voluminöses nicht gewebtes Textilerzeugnis zu erhalten, dessen physikalische Eigenschaften in Tabelle 1 angegeben sind. Es ist zu bemerken, daß die Zugabe des Netzwerkes ergab, daß das Gewicht des nicht gewebten Textilerzeugnisses pro/m² größer war als das des Spinnstoffes.

Vergleichsbeipiele 1 und 2

Die heißschmelzend-klebende zusammengesetzte Gespinstfaser, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde ausgebildet durch Cardierung in einen Spinnstoff mit einem Gewicht von 60 g/m², der dann bei 140°C 30 Sekunden lang mit einem Saugtrockner wärmebehandelt wurde, wobei aber keine Laminierung an irgendein zusammengesetztes Netz erfolgte, wodurch ein voluminöses nicht gewebtes Textilerzeugnis erhalten wurde.

In Vergleichsbeispiel 1 wurde kein Druck auf den Spinnstoff aufgebracht, aber in Vergleichsbeispiel 2 wurde der Spinnstoff mit einem Saugtrockner wärmebehandelt und er wurde dann leicht zwischen Metallwalzen gepreßt, um eine geringere Porosität auszubilden. Die physikalischen Eigenschaften dieser nicht gewebten Textilerzeugnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Bezugsbeispiele 1 und 2

Die physikalischen Eigenschaften von herkömmlich verfügbaren spinnverbundenen nicht gewebten Nylontextilerzeugnissen sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben, wie sie gemessen wurden.

Tabelle 1

Aus den Daten der Vergleichsbeispiele 1 und 2 zeigt sich, daß die nichtgewebten Textilerzeugnisse, die ohne Aufbringung von Druck wärmebehandelt wurden, oder bei welchen ein geringer Druck zwischen zwei erwärmten Walzen aufgebracht wurde, eine vergrößerte Porosität, aber eine verringerte Festigkeit aufweisen, und daß die nichtgewebten Textilerzeugnisse, die durch erwärmte Walzen wärmebehandelt wurden, wie bei den Bezugsbeispielen 1 und 2, eine erhöhte Zugfestigkeit, aber eine verringerte Porosität und Dicke aufweisen.

Bei dem nichtgewebten Textilerzeugnis gemäß der Erfindung, wie es in Beispiel 1 gezeigt ist, sind die Fasern in dem Spinnstoff nicht nur untereinander durch die heißschmelzend-klebenden Fasern verbunden, sondern der Spinnstoff und das zusammengesetzte Netz sind untereinander durch Schmelzen der gleichen Art der niedrigschmelzenden Komponente verbunden. Somit verbindet das erfindungsgemäße nichtgewebte Textilerzeugnis unabhängig davon, ob es in Abwesenheit irgendeines Druckes wärmebehandelt wurde, Voluminösität mit hoher Zugfestigkeit durch einen wirksamen Verstärkungseffekt des Netzwerkes.

Claims (3)

1. Trocken ungewebtes Textilerzeugnis mit einer Porosität von 90% oder mehr und einer Zugfestigkeit von 300 g/(g/m²) oder mehr, gekennzeichnet durch,
einen Spinnstoff mit 15 Gew.-% oder mehr von heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern bestehend aus einer niedrigschmelzenden Gespinstkomponente und einer hochschmelzenden Gespinstkomponente mit einem Schmelzpunkt, der um 15°C oder mehr höher liegt als der der niedrigschmelzenden Komponente, wobei die niedrigschmelzende Gespinstkomponente zusammenhängend wenigstens einen Teil der Oberfläche der klebenden zusammengesetzten Gespinstfasern in Längsrichtung bildet, und durch ein Netzwerk, gebildet aus einem Netzgarn mit einer Feinheit von 100 bis 1000 Denier und bestehend aus einer heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Netzfaser bestehend aus einer niedrigschmelzenden Netzkomponente aus einem Komponentenmaterial der gleichen Art wie das der niedrigschmelzenden Gespinstkomponente der heißschmelzend-klebenden zusammengesetzten Gespinstfaser und einer hochschmelzenden Netzkomponente mit einem Schmelzpunkt, der um 15°C oder mehr höher ist als der der niedrigschmelzenden Komponente, wobei die niedrigschmelzende Netzkomponente zusammenhängend wenigstens einen Teil der Oberfläche der klebenden zusammengesetzten Netzfaser in Längsrichtung bildet, und wobei
der Spinnstoff und das Netzwerk übereinander laminiert sind, und wobei
das erhaltene Laminat zur Integration oder Verbindung wärmebehandelt wird bei einer Temperatur, die höher ist als die beiden Schmelzpunkte der niedrigschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten aber niedriger als die beiden Schmelzpunkte der hochschmelzenden Gespinst- und Netzkomponenten, wobei kein Druck aufgebracht wird.

2. Nichtgewebtes Textilerzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgarn ein einziges heißschmelzend-klebendes zusammengesetztes Monofilamentgarn aufweist.

3. Nichtgewebtes Textilerzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgarn ein heißschmelzend-klebendes zusammengesetztes Multifilamentgarn aufweist.