DE60117179T2

DE60117179T2 - Faserige vliesbahnen

Info

Publication number: DE60117179T2
Application number: DE60117179T
Authority: DE
Inventors: Jr. Delton R. Saint Paul THOMPSON; A. David Saint Paul OLSON; C. David Saint Paul BROWNLEE; A. Pamela Saint Paul PERCHA; L. Myles Saint Paul BROSTROM
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: CN1222645C; TW548354B; BR0115487A; US6667254B1; AU2002227117A1; EP1352116B1; CA2428352A1; MXPA03004293A; US20040113309A1; ATE317462T1; DE60117179D1; ES2258114T3; CN1474886A; EP1352116A1; WO2002046504A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft faserige Vliesbahnen, insbesondere solche, die Polyethylenterephthalatfasern umfassen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Vliesbahn auf der Grundlage von schmelzgeblasenen PET-Fasern.
Die direkte Ausbildung von polymerem Material zu faserigen Vliesbahnen mittels Verfahren, wie Schmelzblasen, weist zahlreiche Vorteile auf; allerdings können die Festigkeitseigenschaften von schmelzgeblasenen Fasern einiges zu wünschen übrig lassen. Die Polymerketten in schmelzgeblasenen Fasern sind im Allgemeinen nicht ausreichend ausgerichtet, um den Fasern ein großes Ausmaß an Festigkeitseigenschaften zu verleihen; siehe Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, John Wiley & Sons, Inc., 1987, Band 10, Seite 240. Schmelzgeblasene Fasern werden üblicherweise durch Extrusion von geschmolzenem Polymer durch Öffnungen in einer Düse in einen Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit hergestellt, in dem das Extrudat unter Ausbildung von Fasern mit im Allgemeinen kleinem Durchmesser schnell und umfassend verstreckt wird. Ein großer Teil der Verlängerung des Extrudats tritt dann auf, wenn sich das Polymer oberhalb der Schmelztemperatur (T_m) befindet, was dazu führt, dass ein Teil der inneren Spannungen in den Polymermolekülen, die durch das Verstrecken des Extrudats entstanden, nachlassen kann und somit nicht der verhältnismäßig hohe Orientierungsgrad erreicht wird, der die Bildung eines geordneten kristallinen Zustands der Moleküle induziert.
Schmelzgeblasene Polyethylenterephthalatfasern (PET) unterliegen diesen Tendenzen in besonderem Grad. Gesammelte schmelzgeblasene PET-Fasern zeigen einen fast vollständigen Mangel an kristalliner Ausrichtung, da PET eine verhältnismäßig hohe Entspannungsgeschwindigkeit, eine verhältnismäßig niedrige Kristallisations geschwindigkeit, eine verhältnismäßig hohe Schmelztemperatur und eine Glasübergangstemperatur (T_g) weit oberhalb der Raumtemperatur hat.
Der Mangel an kristalliner Ordnung schwächt herkömmliche schmelzgeblasene PET-Fasern und macht die Fasern außerdem nicht dimensionsstabil, wenn diese erhöhten Temperaturen oberhalb ihrer T_g ausgesetzt sind. Einige innere Spannungen – manchmal als amorphe Ausrichtung bezeichnet, d. h. eine Ausrichtung, die keine kristalline Ordnung induzieren kann – werden während des Verstreckens des schmelzgeblasenen Extrudats erzeugt und dort aufgrund des raschen Abkühlens der Schmelze fixiert. Später kann ein Erwärmen einer Vliesbahn aus Fasern diese inneren Spannungen lösen und ermöglicht ein Zusammenziehen der Polymerketten, wodurch die Fasern schrumpfen. Ein Schrumpfen bei erhöhten Temperaturen kann sich 50 % der gelegten Abmessungen der Bahn nähern. Neben dem Zusammenziehen der PET-Moleküle nach Aussetzen an erhöhte Temperaturen tritt eine gewisse Kristallisation der Moleküle ein; diese Kristallisation der im Allgemeinen amorphen Moleküle versprödet und schwächt die Fasern in Wirklichkeit aber nur.
Das führt dazu, dass PET zwar eine Reihe wichtiger Vorteile aufweist – bei hohen Temperaturen wie 180 °C schmilzt es beispielsweise nicht oder zersetzt sich nicht, hat im Vergleich zu Polyolefinen eine wünschenswerte Feuerhemmung und ist verhältnismäßig preiswert – seine Verwendung als schmelzgeblasene Faser ist jedoch begrenzt.
Es wurden mehrere Versuche unternommen, eine stabilere und nützlichere schmelzgeblasene PET-Faser bereitzustellen. US-Patent Nr. 5,958,322 lehrt ein Verfahren, mit dem einer bereits gelegten Bahn aus schmelzgeblasenem PET durch Tempern der Bahn, während diese auf einer Spannstruktur gespannt ist, eine bessere Dimensionsstabilität verliehen wird. Zwar wird mit dieser Technik eine gute Dimensionsstabilität erreicht, das Verfahren verlangt jedoch einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt, der Kosten verursacht, außerdem wäre eine größere Verbesserung von Morphologie und Festigkeit wünschenswert. Die japanische Veröffentlichung Kokai Nr. 3-45768 enthält eine weitere Lehre zum Erwärmen einer PET-Bahn oder eines PET-Stoffs unter Spannung zur Verbesserung der Kristallinität mit ähnlichen Unzulänglichkeiten.
US-Patent Nr. 4,988,560 lehrt eine Technik zum Ausrichten schmelzgeblasener Fasern und erzielt hochfeste Fasern. Die in diesem Patent beschriebenen Fasern verlangen jedoch spezielle Schritte, um sie in einer zusammenhängenden Bahn zu sammeln und festzuhalten, wie das Prägen der gesammelten Fasern oder das Zugeben eines Bindemittelmaterials zu den gesammelten Fasern. US-Patent Nr. 4,622,259 beschreibt ähnlich hochfeste schmelzgeblasene Fasern, die jedoch zum Verfestigen der gesammelten Fasern zu einer griffigen und nützlichen Bahn Prägen oder dergleichen verlangen.
Die japanische Veröffentlichung Kokai 90663/1980 lehrt (wie im Europäischen Patent Nr. 527 489, Seite 2, Zeile 36–51 beschrieben) die Herstellung von PET-Faserbahnen mittels eines Schmelzblasverfahrens, das eine Kombination aus Einblasen von Luft unter hohem Druck durch einen engen Spalt, PET-Polymere mit einer Grenzviskosität von 0,55 oder höher und Extrusion bei einer Schmelzviskosität, die höher ist als diejenige, die "gute Schmelzblasbedingungen sicherstellt", verwendet. Dieses Verfahren soll schmelzgeblasene PET-Stoffe mit guten Eigenschaften, wie Festigkeit, Griff und Wärmebeständigkeit, bereitstellen, EP 527 489 besagt aber, dass das Verfahren kommerziell nicht praktisch und nicht einheitlich ist und dass die hergestellten Fasern keinen Zusammenhalt untereinander aufweisen und sich stattdessen während des Sammelns verteilen.
EP 527 489 selbst versucht, diesen Mängeln des Stands der Technik durch Einmischen von Polyolefin in das PET-Polymer in einer Menge von 2 bis 25 Gewichtsprozent abzuhelfen. Das Polyolefin soll in dem PET als diskrete Inseln dispergiert werden, was zu einer Senkung der Schmelzviskosität führt, was zusammen mit der Verwendung von Luft mit geringem Druck dimensionsstabile schmelzgeblasene Fasern ergibt.
US-Patent Nr. 5,753,736 verfolgt einen anderen Ansatz und verwendet bestimmte keimbildende Mittel in PET zur Herstellung von schmelzgeblasenen PET-Bahnen mit einer Kombination aus kristallinen, amorphen und steif-amorphen molekularen Anteilen, die Schrumpfbeständigkeit erreichen sollen.
Es ist nicht bekannt, dass eine der vorstehenden Techniken zu tatsächlichen, kommerziellen, dimensionsstabilen schmelzgeblasenen faserigen PET-Bahnen geführt hat. Trotz erheblicher bekannter Anstrengungen ist der Bedarf nach derartigen Bahnen weiterhin nicht erfüllt.
Die vorliegende Erfindung stellt neue faserige Vliesbahnen mit im Vergleich zu herkömmlichen Vliesbahnen hervorragender Festigkeit, Haltbarkeit und Dimensionsstabilität bereit. Die Fasern dieser neuen Bahnen sind vorzugsweise schmelzgeblasene PET-Fasern und durch eine Morphologie gekennzeichnet, die bei solchen Fasern einmalig scheint. Insbesondere zeigen die erfindungsgemäßen neuen Fasern einen kettenverlängten kristallinen molekularen Anteil (gelegentlich als spannungsinduzierter kristalliner (SIC) Abschnitt bezeichnet), einen nicht kettenverlängten (NCE) kristallinen molekularen Anteil und einen amorphen Anteil. Ohne an theoretische Erklärungen gebunden sein zu wollen wird angenommen, dass der kettenverlängte kristalline Anteil der erfindungsgemäßen neuen schmelzgeblasenen PET-Fasern einmalige wünschenswerte physikalische Eigenschaften, wie Festigkeit und Dimensionsstabilität, be reitstellt; und dass der amorphe Anteil der neuen Fasern eine Faser-an-Faser-Bindung bereitstellt: eine Masse der neuen Fasern, die am Ende des Schmelzblasverfahrens gesammelt wird, kann zusammenhängend und griffig sein und sie kann einfach durch einen Ofen geführt werden, um eine weitere Adhäsion oder Verbindung der Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern zu erreichen, wodurch eine kräftige kohärente und griffige Bahn gebildet wird.
Die einmalige Morphologie der erfindungsgemäßen schmelzgeblasenen PET-Fasern kann anhand von einmaligen Kennzeichen, wie denjenigen, die mittels Differentialkalorimetrie (DSC) nachgewiesen werden, erkannt werden. Ein DSC-Diagramm der erfindungsgemäßen PET-Fasern zeigt die Gegenwart von molekularen Anteilen mit verschiedenen Schmelzpunkten, die sich in Form von zwei Schmelzpeaks im DSC-Diagramm zeigen ("Peak" bedeutet den Abschnitt einer Wärmekurve, der sich einem einzigen Verfahren zuordnen lässt, z. B. dem Schmelzen eines bestimmten molekularen Anteils der Faser, wie dem kettenverlängten Anteil; DSC-Diagramme von erfindungsgemäßen PET-Fasern zeigen zwei Peaks, zwei Peaks können jedoch ausreichend nahe beieinander liegen, dass sich ein Peak als Schulter an einem der Kurvenabschnitte manifestiert, der den anderen Peak festlegt). Ein Peak ist offensichtlich dem nicht kettenverlängten Anteil (NCE), oder der weniger geordneten molekularen Fraktion, zuzuordnen und der andere Peak ist offensichtlich der kettenverlängten, oder SIC, molekularen Fraktion zuzuordnen. Letzterer Peak tritt bei einer höheren Temperatur als der erste auf, ein Anzeichen für die höhere Schmelztemperatur der kettenverlängten, oder SIC, Fraktion. Uns sind keine früheren Vliesbahnen bekannt, die PET-Fasern umfassen, welche wie beschrieben doppelte Schmelzpeaks im DSC-Diagramm aufweisen, und derartige Bahnen bieten überlegene Eigenschaften – z. B. eine kombinierte Dimensionsstabilität und Zähigkeit – die nachstehend ausführlich erläutert wird.
Ein amorpher molekularer Anteil verbleibt im Allgemeinen Teil der PET-Faser und kann eine autogene Verbindung (eine Verbindung ohne die Hilfe von zusätzlichem Bindemittelmaterial oder Prägedruck) der Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern bereitstellen. Das ist nicht gleichbedeutend mit einer Verbindung an allen Kreuzungspunkten der Fasern; der Begriff Verbindung bedeutet hier eine ausreichende Verbindung (d. h. Zusammenhalt zwischen Fasern, was normalerweise eine gewisse Verschmelzung von polymerem Material zwischen sich berührenden Fasern beinhaltet, jedoch nicht notwendigerweise einen signifikanten Materialfluss) unter Ausbildung einer Bahn, die zusammenhält und von einer Trägerbahn als selbsttragende Masse abgehoben werden kann. Das Ausmaß der Verbindung hängt von den jeweiligen Verfahrensbedingungen ab, wie dem Abstand von der Düse zur Sammelvorrichtung, Verarbeitungstemperatur des geschmolzenen Polymers, Temperatur des Luftstroms zur Verstreckung usw. Häufig ist eine über die auf der Sammelvorrichtung erreichte Verbindung hinausgehende Verbindung erwünscht und kann einfach dadurch erreicht werden, dass die gelegte Bahn durch einen Ofen geführt wird; Kalandrieren oder Prägen ist nicht erforderlich, kann aber zum Erreichen bestimmter Effekte verwendet werden.
Kurz zusammengefasst, umfasst eine erfindungsgemäße neue Bahn auf PET-Basis im Allgemeinen eine Menge PET-Fasern, die a) auf einem DSC-Diagramm doppelte Schmelzpeaks aufweisen, welche einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentieren, der in einer nicht kettenverlängten (NCE) kristallinen Form vorliegt, und einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentieren, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der kristallinen NCE-Form liegt, und b) sich autogen verbinden lassen.
In den meisten Verwendungen der erfindungsgemäßen Bahnen weisen die PET-Fasern vorzugsweise die Größe von Mikrofasern auf, d. h., sie haben einen tatsächlichen durchschnittlichen Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger. Große Fasern sind jedoch für zahlreiche Verwendungen zufrieden stellend. Am häufigsten beträgt der effektive Faserdurchmesser (EFD, gemessen mittels einer Technik, die im Allgemeinen eine größere Abmessung als den tatsächlichen Durchmesser angibt) 20 Mikrometer oder weniger.
Weiter weist die Bahn bei den meisten Anwendungen eine Dichte von weniger als 100 Kilogramm pro Kubikmeter auf, vorzugsweise jedoch von mehr als 2 kg/m³. Der Druckabfall an der Bahn beträgt vorzugsweise mindestens 0,3 mm H₂O Druckabfall (gemessen durch Hindurchführen eines Luftstroms durch eine Fläche von 102,6 Quadratzentimetern mit einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute), und mehr bevorzugt mindestens 0,5 oder 1 mm Wassersäule. Ein derartiger Druckabfall ist charakteristisch für Bahnen, die gute Schallisolierungseigenschaften aufweisen. Schallisolierungsbahnen weisen im Allgemeinen eine Dichte von 50 Kilogramm pro Kubikmeter oder weniger und vorzugsweise von 25 Kilogramm pro Kubikmeter oder weniger auf und sind vorzugsweise mindestens 1 bis 2 Zentimeter dick.
Erfindungsgemäße Bahnen werden im Allgemeinen in getemperter Form verwendet, die eine erhöhte Stabilität bietet. Im Gegensatz zu bekannten PET-Bahnen, die getempert wurden, um ein Ausmaß an Dimensionsstabilität zu erreichen, die aber durch willkürliches Kristallwachstum verspröden und geschwächt werden, bewahren erfindungsgemäße PET-Bahnen nach dem Tempern eine gute Festigkeit und Haltbarkeit. Erfindungsgemäße getemperte Bahnen weisen auch eine bessere Verbindung auf und diese Verbindungen werden bei Aussetzen an Wärme gut behalten.
Es wurden Bahnen erhalten, die hervorragende Dimensionsstabilität und hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Haltbarkeit vereinen. So wurden beispielsweise Bahnen mit einer Schrumpfung von nicht mehr als etwa 2 beim 5 Minuten langen Aussetzen an eine Temperatur von 160 °C erhalten. Im Allgemeinen können Bahnen, die unter derartigen Umständen eine Schrumpfung von weniger als 20 % zeigen, nützlich sein, Schrumpfungen von 5 oder weniger sind jedoch besonders nützlich. Die erfindungsgemäßen Bahnen bewahren nach dem Tempern auch eine hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Haltbarkeit, selbst wenn diese nach einer Lagerzeit von beispielsweise einem Monat bei Umgebungsbedingungen gemessen werden. Erfindungsgemäße Bahnen, die Polyethylenterephthalat-Fasern umfassen, bieten hohe Festigkeit, einen guten Modul (z. B. Steifigkeit) und gute federnde Eigenschaften, geringe Freisetzung flüchtiger organischer Verbindung nach Erwärmen, Beibehaltung physikalischer Eigenschaften nach Aussetzen an Wärme und Umweltbedingungen, verhältnismäßig geringe Entflammbarkeit und Verformbarkeit zu Durchmessern in Mikrogröße und geringe Kosten. Mit der erfindungsgemäß erreichten Wärmebeständigkeit werden schmelzgeblasenen PET-Bahnen mit erheblich verbessertem Nutzwert bereitgestellt.
Erfindungsgemäße Bahnen werden mittels eines neuen Schmelzblasverfahrens hergestellt. Das neue Verfahren umfasst die Schritte des Extrudierens von geschmolzenem PET-Polymer durch die Öffnungen einer Schmelzblasdüse in einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom, der das extrudierte Polymer zu schmelzgeblasenen Fasern verstreckt, und Sammeln der hergestellten Fasern, kurz gesagt dadurch gekennzeichnet, dass das extrudierte geschmolzene PET-Polymer eine Verarbeitungstemperatur von etwa 295 °C aufweist, und dass der Hochgeschwindigkeitsgasstrom eine Temperatur von weniger als der des geschmohzenen PET-Polymers und eine Geschwindigkeit von mehr als 100 Metern pro Sekunde aufweist. Vorzugsweise hat das PET-Polymer eine Grenzviskosität von etwa 0,60 oder weniger.
In einigen erfindungsgemäßen Verfahren werden vor dem Sammeln andere Fasern zwischen den PET-Fasern verteilt. So können beispielsweise gekräuselte und/oder nicht gekräuselte Stapelfasern zwischen den schmelzgeblasenen PET-Fasern verteilt werden, um eine federndere und elastischere Bahn zu erhalten oder um eine spätere Formung und Verbindung der geformten Form der Bahn zu unterstützen (erfindungsgemäße Bahnen können üblicherweise ohne die Gegenwart von Stapelfasern geformt werden).
Zwar ist die Erfindung besonders bei Polyethylenterephthalat anwendbar, die hier beschriebenen Grundsätze sind aber auch bei anderen halb kristallinen polymeren Materialien, wie Polyamiden, Polyolefinen und anderen Polyestern, nützlich. Erfindungsgemäße Verfahren heben die Auswirkungen von Düsenquellen (Ausdehnung des Extrudats beim Austreten aus der Düsenöffnung) besser auf, was bedeutet, dass die Polymerketten im Extrudat weniger entspannt sind und dass diese geringere Entspannung zusammen mit der beim Verfestigen des Extrudats im Hochgeschwindigkeitsluftstrom aufgezwungenen Dehnung zu günstigen kristallinen Eigenschaften dieser Polymere führt.
1 ist eine hauptsächlich skizzenhafte Zeichnung einer Vorrichtung, die bei der Durchführung der Erfindung nützlich ist.
2, 4, 6 und 8 sind Differentialkalorimetriediagramme (DSC) von Fasern aus verschiedenen nachstehend in dieser Beschreibung dargestellten Beispielen (eine bestimmte DSC-Form, die als Modulated DSC bekannt ist, wurde unter Verwendung eines von TA Instruments, Inc., New Castle, DE, lieferbaren Mess instruments durchgeführt und stellt zusätzliche Informationen bereit): 2 und 4 sind die DSC-Diagramme der Faser aus Beispiel 31; 2 ist ein Diagramm der Faser vor dem Tempern und 4 ist ein Diagramm der Faser nach dem Tempern; 6 das DSC-Diagramm der Faser in der Bahn aus Beispiel 10 und 8 das DSC-Diagramm der Faser in der Bahn aus Beispiel 22.
3, 5, 7 und 9 sind WAXS-Diagramme der Faser, deren DSC-Diagramm in 2, 4, 6 bzw. 8 dargestellt ist.
10a und 10b sind rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen mit 2500-facher bzw. 7500-facher Vergrößerung einer Bahn aus Beispiel 30.
11a und 11b sind rasterkraftmikroskopische Aufnahmen der erfindungsgemäßen Faser vor dem Ätzen (11a) und nach dem Ätzen (11b).
12 ist ein Diagramm der Schallisolierwerte einer Bahn aus Beispiel 37.
Eine repräsentative Vorrichtung, die zur Herstellung schmelzgeblasener Fasern, welche erfindungsgemäß nützlich sind, oder einer erfindungsgemäßen schmelzgeblasenen faserigen Bahn nützlich ist, ist skizzenhaft in 1 dargestellt. Ein Teil der Vorrichtung, die die geblasenen Fasern bildet, kann wie bei Wente, Van A, "Superfine Thermoplastic Fibers" in Industrial Engineering Chemistry, Band 48, S. 1342 ff. (1956) oder in Bericht Nr. 4364 von Naval Research Laboratories, veröffentlicht am 25. Mai 1954, mit dem Titel "Manufacture of Superfine Organic Fibers" von Wente, V. A.; Boone, C. D.; und Fluharty, E. L. beschrieben sein. Dieser Teil der dargestellten Vorrichtung umfasst eine Düse 10, die einen Satz ausgerichteter nebeneinander liegender paralleler Düsenöffnungen 11 aufweist, von denen eine im Querschnitt durch die Düse dargestellt ist. Die Öffnungen 11 öffnen sich von der zentralen Düsenhöhlung 12 aus. Fasern bildendes Material wird von einem Extruder 13 in die Höhlung 12 eingeführt. Eine längliche (lotrecht auf der Seite stehende) Öffnung oder Schlitz 15, der an jeder Seite der Reihe Öffnungen 11 angeordnet ist, führt erwärmte Luft mit sehr hoher Geschwindigkeit. Diese Luft, Primärluft genannt, trifft auf das extrudierte Fasern bildende Material und zieht das Material schnell aus und verstreckt es zu einer Menge Fasern.
Die Fasern bewegen sich von der Schmelzblasdüse 10 in einem Strom 16 zu einer Sammelvorrichtung 18. Wenn sich die schmelzgeblasenen Fasern im Strom 16 der Sammelvorrichtung 18 nähern, werden sie abgebremst. Während der Abbremsung werden die Fasern auf der sich bewegenden Sammelvorrichtung als Bahn 19 gesammelt. Die Sammelvorrichtung kann die Form einer fein perforierten zylindrischen Siebvorrichtung oder Trommel oder eines sich bewegenden Bands annehmen. Eine Gas abziehende Vorrichtung kann hinter der Sammelvorrichtung angeordnet sein, um das Ablegen der Fasern und das Entfernen von Gas, z. B. der Luft, die die Fasern im Strom 16 transportiert, zu unterstützen.
Obgleich die gelegte Bahn nach dem Sammeln zusammenhängend und griffig sein kann, wird die Bahn üblicherweise von der Sammelvorrichtung 18 zu einem Ofen transportiert, in dem die Bahn erwärmt wird, um eine weitere Verbindung der Fasern untereinander an den Kreuzungspunkten der Fasern zu verursachen. Aufgrund der Gegenwart eines erheblichen amorphen Anteils in den Fasern der Bahn, einschließlich in Außenanteilen der Fasern, erweichen die Fasern und haften unter Ausbildung von Verbindungen zwischen den Fasern aneinander. Aber aufgrund des kristallinen Charakters der Fasern, insbesondere der kettenverlängten kristallinen Struktur, zeigen die Bahnen während des Verbindungsvorgangs nur eine geringe Schrumpfung. Ferner werden die Fasern durch die Wärme im Ofen weiter getempert, was den kristallinen Gehalt der Fasern erhöht und deren Dimensionsstabilität verbessert.
Im Allgemeinen werden erfindungsgemäße dimensionsstabile Bahnen durch Steuern einer Reihe von Parametern des Schmelzblasprozesses erreicht. Zwei derartige Parameter sind die Temperatur des Polymers in der Schmelzblasdüse, d. h. die Temperatur des geschmolzenen Polymers im Extruder 13 und der Höhlung 12, sowie die Temperatur des Gases, im Allgemeinen Luft, das durch die Schlitze 15 auf das Polymerextrudat geblasen wird. Durch Erwärmen des Polymers im Extruder und in der Düsenhöhlung auf eine Temperatur unterhalb der, die herkömmlich beim Schmelzblasen verwendet wird, wodurch die Temperatur des Polymers beim Austritt aus den Düsenöffnungen 11 gesenkt wird, wird die Frostlinie (der Punkt, an dem das geschmolzene Extrudat gefriert oder sich verfestigt, d. h. vom geschmolzenen Zustand in einen festen Zustand übergeht) näher zur Düse gebracht. Das führt dazu, dass die Polymerketten während der Verstreckung des Extrudats zu Fasern dazu neigen, begradigt und ausgerichtet zu werden und einen wesentlichen Anteil ihrer Ausrichtung bewahren. Ein Anteil der begradigten und ausgerichteten Polymerketten ist weiterhin amorph ("amorphe Ausrichtung", wobei die Ausrichtung nicht ausreicht, um die Bildung einer kristallinen Struktur zu induzieren). Ein anderer Anteil der Polymerketten ist jedoch einer ausreichenden Spannung, der "kritischen Spannung" ausgesetzt, die eine regelmäßige Anordnung der Polymerketten bewirkt, die ausreicht, um eine kettenverlängte kristalline Struktur zu fördern. Diese kettenverlängte kristalline Struktur, auch spannungsinduzierte Kristallisation genannt, trägt zu den einmaligen Eigenschaften von schmelzgeblasenen Fasern bei, die erfindungsgemäß verwendet werden.
Neben einer kettenverlängten kristallinen Struktur enthalten Fasern in erfindungsgemäßen Bahnen im Allge meinen eine nicht kettenverlängte (NCE) kristalline Struktur. Diese NCE kristalline Struktur kann während der ursprünglichen Verstreckung der Fasern begonnen werden und wird während des Temperns der gelegten Bahnen durch Kristallisieren von amorphen und amorph ausgerichteten Polymerketten vergrößert. Das Kristallisieren von amorphem oder halb kristallinem Material durch Erwärmen wird als "kalte Kristallisation" bezeichnet. Ein typisches amorphes oder teilweise kristallines PET-Material, das keine signifikante Ausrichtung aufweist, erfährt beim Erwärmen auf etwa 125 °C eine kalte Kristallisation. Erfindungsgemäße dimensionsstabile Fasern, die nach dem Sammeln durch Aussetzen an Temperaturen von mehr als 125 °C getempert wurden, verlieren diesen Peak der kalten Kristallisation. Vor dem Tempern zeigen die gesammelten Fasern im Allgemeinen einen Peak der kalten Kristallisation, sie sind jedoch aufgrund der Gegenwart der kettenverlängten kristallinen Struktur trotzdem recht dimensionsstabil.
Die Bildung der genannten Morphologie wird durch Senken (im Vergleich zu herkömmlichen Schmelzblasvorgängen) der Temperatur der Primärluft, die durch die Schlitze 15 geblasen wird, verbessert, da Luft mit einer niedrigeren Temperatur zu einer Senkung der Temperatur im Extruder beiträgt. Da die Kristallisation ein exothermes Ereignis ist, unterstützt das Blasen von Luft mit einer niedrigeren Temperatur auf die Fasern das Entfernen der erzeugten exothermen Wärme und fördert den Kristallisationsprozess.
Die Temperatur des Polymers in der Düsenhöhlung wird vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten, die weniger als etwa 35 °C über der des Schmelzpunktes des Polymers liegt. Für PET bedeutet dies im Allgemeinen eine Temperatur von etwa 295 °C oder weniger. Niedrigere Temperaturen, wie 285 °C oder weniger, sind im Allgemeinen besser; vorzugsweise liegt die Temperatur nicht mehr als etwa 20 °C über der Schmelztemperatur, d. h. bei etwa 275 °C oder weniger für PET (im Allgemeinen gilt der Schmelzpunkt der nicht kettenverlängten kristallinen Struktur von PET als Schmelzpunkt von PET). Die Temperatur der Primärluft oder eines anderen Gases liegt im Allgemeinen unter der des Polymers in der Düsenhöhlung, üblicherweise etwa 15 °C unter der Temperatur des Polymers in der Düsenhöhlung.
Ein anderer Parameter, der zum Erreichen von erfindungsgemäßen dimensionsstabilen Bahnen nützlich ist, ist die Geschwindigkeit der Primärluft, die aus den Schlitzen 15 geblasen wird. Je höher die Geschwindigkeit der Luft, desto größer die Kraft, die am Extrudat anliegt, was die Ausrichtung der Polymerketten im Extrudat fördert. Eine höhere Geschwindigkeit wird durch Erhöhen des Drucks in den Förderleitungen, die zu den Schlitzen 15 führen, erreicht, wodurch das Volumen an Luft oder eines anderen Gases, das durch die Schlitze 15 geblasen wird, erhöht wird. Durch Analyse der beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren haben wir festgestellt, dass die Primärluft (oder ein anderes Gas) vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 100 Metern pro Sekunde und mehr bevorzugt mindestens 150 Metern pro Sekunde hat. Diese Geschwindigkeit in Feet/s wird durch die folgende Gleichung bestimmt, worin Q der SCFM-Wert für den verwendeten Luftstrom ist, P der Druck in psi am Düsenausgang ist und mit einem Wert von 0 psi angesetzt wird, t die Lufttemperatur in °F ist und a die vereinigte Fläche der Schlitze 15 in Quadrat-Feet ist.
Mit SI-Einheiten (wobei die Abstände in Metern angegeben sind, sodass die Geschwindigkeit in Metern/Sekunde, die Fläche in Quadratmetern und Q in SCMM angegeben ist; der Druck in Pascal angegeben ist und die Temperatur in °C angegeben ist) lautet die Gleichung:
Ein weiterer Parameter, der zum Erreichen dimensionsstabiler Bahnen sowie eines kleinen effektiven Faserdurchmessers gesteuert werden kann, ist das Molekulargewicht des Polymers, das durch die Grenzviskosität des Polymers wiedergegeben ist. PET-Polymere mit einem üblichen Molekulargewicht und einer Grenzviskosität, einschließlich beispielsweise wenigstens Grenzviskositäten von etwa 0,6 bis 0,75, sind für die Erfindung nützlich. Die besten Ergebnisse beim Erzielen von Fasern in der Größe von Mikrofasern wurden jedoch mit Polymeren mit niedriger Grenzviskosität, z. B. einer Grenzviskosität von etwa 0,50, erreicht. Die niedrigere Grenzviskosität ermöglicht das Verstrecken des Extrudats mit einem kleinen Durchmesser. Zwar besteht bei einer niedrigeren Grenzviskosität die Neigung zu geringeren Kräften, die zum Begradigen der Polymerketten auf das Extrudat einwirken, bei ausgewählten Polymertemperaturen und Primärluftgeschwindigkeiten tritt jedoch eine für das Auftreten einer spannungsinduzierten Kristallisation ausreichende Begradigung der Kette auf. Die besten Ergebnisse für SIC und Dimensionsstabilität wurden jedoch mit PET-Polymeren erzielt, deren Grenzviskosität mehr als etwa 0,45 betrug.
Wenn schmelzgeblasene PET-Fasern, die wie hier beschrieben hergestellt wurden, einer Differentialkalorimetrie unterworfen werden (DSC; die Messbedingungen sind in Beispiel 1–17 angegeben), wird ein Diagramm mit doppeltem Schmelzpeak erhalten, wie die Diagramme mit durchgehender Linie, die in 2 und 4 dargestellt sind, die Diagramme der Bahn aus Beispiel 31 unten sind; 2 ist ein Diagramm der nicht getemperten Bahn aus Beispiel 31 und 4 ist ein Diagramm der Bahn nach 5 Minuten langem Tempern bei 160 °C. Wie aus den Diagrammen hervorgeht, weisen diese einen ersten endothermen Peak 30 auf, der unter den beschriebenen Messbedingungen üblicherweise bei 250–260 °C beobachtet wird und der mit dem Schmelzen der polymeren molekularen Anteile, die in der nicht kettenverlängten (NCE) Konfiguration kristallisiert sind, verbunden ist. Es gibt einen zweiten endothermen Peak, oder eine höhere Schmelzschulter, 40, die mit den polymeren molekularen Anteilen, die mit der kettenverlängten oder spannungsinduzierten (SIC) Konfiguration kristallisiert sind, verbunden ist. Die kettenverlängten kristallinen polymeren molekularen Anteile, die mit dem zweiten Peak 40 verbunden sind, weisen einen höheren Schmelzpunkt als die polymeren Anteile auf, die mit dem Peak 30 verbunden sind; der höhere Schmelzpunkt wird typisch im Temperaturbereich von 260 bis 280 °C beobachtet.
Neben den beschriebenen kettenverlängten und nicht kettenverlängten kristallinen Anteilen enthalten die erfindungsgemäßen nützlichen beschriebenen PET-Fasern eine amorphe Komponente, die während der DSC und anderer Analysen nachgewiesen wird und die sich auch dadurch unterscheidet, dass sie für eine autogene Verbindung der PET-Fasern an den Kreuzungspunkten der Fasern zur Verfügung steht. Wie vorstehend besprochen, ist der Zusammenhalt der erfindungsgemäßen gelegten Bahnen aus Fasern ausreichend, um als griffige einstückige Struktur von der Sammelvorrichtung entfernt werden zu können. Wenn eine erfindungsgemäße gelegte Bahn in einem Ofen auf eine Temperatur über T_g, aber unter T_m, erwärmt wird, erweichen ferner Anteile der Fasern und haften an den Kreuzungspunkten der Fasern. Im Allgemeinen wird eine Temperatur oberhalb der Temperatur der kalten Kristallisation (125 °C bei PET) verwendet; ein Vergleich von 2 und 4 zeigt, dass der Peak der kalten Kristallisation 50, der in der nicht getemperten Bahn erscheint (2), durch den Temper-/Verbindungsvorgang entfernt wurde (4), ein Anzeichen dafür, dass eine weitere Kristallisation und Ordnung der Moleküle aufgetreten ist. Eine derartige Kristallisation begrenzt ein erneutes Schmelzen an den Verbindungspunkten, wenn die getemperten und verbundenen Bahnen später Wärme ausgesetzt sind. Oberhalb der Temperatur weist das DSC-Diagramm üblicherweise eine Ablenkung auf, die in 4 durch Punkt 60 dargestellt ist. Höhere Temper-/Verbindungstemperaturen, wie 160 °C, sind erwünscht, da diese ein Tempern/Verbinden innerhalb eines kürzeren Zeitraums ermöglichen. Die Verbindung verlangt keinen Prägedruck, erfindungsgemäße Bahnen können jedoch geprägt oder kalandriert werden, um die Verbindung zu verstärken und der Bahn eine gewünschte Konfiguration oder andere Eigenschaften zu verleihen.
Ein wesentlicher Anteil des amorphen Gehalts liegt am äußeren Umfang der hergestellten Fasern vor. Die Oberfläche der extrudierten Filamente lässt sich schneller kühlen oder abschrecken und kann einem anderen Spannungsmuster als dem im zentralen Anteil des Filaments unterliegen, was zur Bildung von amorphem Gehalt an der Oberfläche führen kann. Was immer der Grund, amorpher Gehalt ist durch die Verbindungen nachweisbar, die in erfindungsgemäßen Bahnen auftreten. 10a ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in Beispiel 30 getemperten Bahn mit 2500-facher Vergrößerung, die eine Verbindungsstelle 70 zwischen sich kreuzenden Fasern zeigt, und 10b zeigt diese Verbindungsstelle mit 7500-facher Vergrößerung.
Der amorphe Gehalt an der Oberfläche der Fasern wird auch durch Analysen, wie der Rasterkraftmikroskopie (AFM), nachgewiesen. 11a ist eine AFM eines Anteils der erfindungsgemäßen Faser, und 11b ist eine AFM der Faser nach dem Ätzen mit Natriumhydroxid.
Wie aus 11a, vor dem Ätzen, hervorgeht, ist die Oberfläche der Faser verhältnismäßig glatt und glasartig, was ein Anzeichen für amorphen Gehalt ist. Aber nach dem Ätzen mit Natriumhydroxid, das vorzugsweise das äußere amorphe PET-Material ätzt, ist die Oberfläche, wie in 11b gezeigt, streifig, was wahrscheinlich die kristalline Struktur zeigt. Die Gegenwart der Umfangsschicht aus amorphem polymerem PET-Material ist für die Verbindung der erfindungsgemäßen Bahnen vorteilhaft.
Polyethylenterephthalat ist ein besonders bevorzugtes Polymer zur erfindungsgemäßen Verwendung, andere Polymere oder Materialien können jedoch unter Verwendung einer geeigneten Steuerung anderer Parameter, wie Schmelztemperatur und Viskosität und Geschwindigkeit der Primärluft, mit dem PET vermischt werden. Weiter können erfindungsgemäße Bahnen unter Verwendung von Techniken, wie sie beispielsweise in US-Patent Nr. 6,057,256 gelehrt werden, Bikomponent-Fasern enthalten, in denen PET oder ein verwandtes Polymer eine Komponente darstellt (die in Längsrichtung entlang der Faser durch einen ersten Abschnitt der Querschnittsfläche der Faser erstreckt) und ein oder mehrere andere Polymere die anderen Komponenten sind (die in Längsrichtung entlang der Faser durch einen oder mehrere andere Abschnitte der Querschnittsfläche der Fasern erstrecken; der Begriff "Bikomponent" enthält hier Fasern mit zwei und mehr Komponenten). Verfahrensparameter sollten derart gesteuert werden, dass sich eine Kristallisation in der PET-Komponente entwickelt, die sich in dem doppelten Schmelzpeak des DSC-Diagramms manifestiert.
In eine erfindungsgemäße faserige Bahn können andere Fasern gemischt werden, z. B. durch Einführen der anderen Fasern in den Strom geblasener Fasern, ehe dieser die Sammelvorrichtung erreicht. US-Patent Nr. 4,118,531 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen gekräuselter Stapelfasern in einen Strom schmelzgeblasener Fasern zur Erhöhung der Federung der gelegten Bahn, und ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind in Verbindung mit erfindungsgemäß genutzten Fasern nützlich. US-Patent Nr. 3,016,599 lehrt ein solches Verfahren zur Einführung nicht gekräuselter Fasern. Die zusätzlichen Fasern können viele Funktionen aufweisen: Öffnen und Lockern der Bahn, Erhöhung der Porosität der Bahn, Bereitstellung einer Abstufung der Faserdurchmesser in der Bahn, Erhöhung der Kompressibilitätsbeständigkeit oder Elastizität usw.
Die zusätzlichen Fasern können auch dazu dienen, der gelegten Bahn mehr Zusammenhalt zu verleihen. So können beispielsweise schmelzbare Fasern, vorzugsweise Bikomponentfasern, die eine Komponente aufweisen, welche bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der anderen Komponente schmilzt, hinzugefügt werden, und die schmelzbaren Fasern können an den Kreuzungspunkten der Fasern unter Ausbildung einer zusammenhängenden Bahn verschmolzen werden, die zur Bereitstellung einer verbesserten Bahnformbarkeit nützlich ist (siehe US-Patent Nr. 5,841,081). Ferner kann die Zugabe von gekräuselten Stapelfasern zu dem Strom schmelzgeblasener Fasern eine zusammenhängende Bahn erzeugen, wobei die gekräuselten Fasern miteinander und mit den gerichteten Fasern verdrillt sind.
Einige erfindungsgemäße Bahnen enthalten teilchenförmige Materie, die auf die in US-Patent Nr. 3,971,373 offenbarte Weise in die Bahn eingeführt werden kann, beispielsweise um eine verbesserte Filtration bereitzustellen. Die zugefügten Teilchen können mit den Fasern verbunden sein oder nicht, z. B. durch Steuerung der Verfahrensbedingungen während der Bildung der Bahn durch spätere Wärmebehandlungen oder Formvorgänge. Die zugegebene teilchenförmige Materie kann auch ein superabsorbierendes Material, wie in US-Patent Nr. 4,429,001 gelehrt, sein. Darüber hinaus können Zusätze, wie Far ben, Pigmente oder flammenhemmende Mittel, in die PET-Fasern eingearbeitet werden.
In einer weiteren Abwandlung werden Faserströme von zwei oder mehr Schmelzblasdüsen zusammengeführt, siehe 1 in US-Patent Nr. 4,429,001 und 2 in US-Patent Nr. No. 4,988,560. Die Ströme können jeweils erfindungsgemäße PET-Fasern umfassen oder der zweite Strom (oder zusätzliche Ströme) kann eine andere Faser, einschließlich einer herkömmlichen schmelzgeblasenen PET-Faser, umfassen.
Erfindungsgemäße Bahnen sind besonders als Isolierung, z. B. Schall- oder Wärmeisolierung, nützlich. Bahnen, die ein Gemisch aus gekräuselten Fasern und gerichteten schmelzgeblasenen PET-Fasern, wie hier beschrieben, umfassen (z. B. umfassend Stapelfasern in Mengen von bis zu etwa 90 Gewichtsprozent, wobei die Menge vorzugsweise weniger als etwa 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Bahn, beträgt), sind als Isolierung besonders nützlich. Die Zugabe von gekräuselten Fasern erhöht den Bausch oder die Federung der Bahn, was die Isoliereigenschaften verbessert. Erfindungsgemäße Isolierbahnen weisen vorzugsweise eine Dicke von 1 oder 2 Zentimetern oder mehr auf, obwohl auch Bahnen, die nicht dicker als 5 Millimeter sind, für Isolierzwecke benutzt wurden. Die hier beschriebenen gerichteten schmelzgeblasenen PET-Fasern haben wünschenswerterweise einen geringen Durchmesser, was auch die Isolierqualität der Bahn verbessert, da dies zu einer größeren Oberfläche pro Volumeneinheit des Materials beiträgt. Die Kombination aus Bausch und geringem Durchmesser ergibt gute Isoliereigenschaften.
Aufgrund der Dimensionsstabilität unter thermischer Spannung eignen sich erfindungsgemäße Bahnen besonders zum Auskleiden von Kammern, wie dem Motorraum von Fahrzeugen oder dem Gehäuse kleinerer und größerer Geräte, z. B. Klimaanlagen, Geschirrspülmaschinen, Kühlschränke usw. Die Bahnen weisen auch aufgrund der SIC der schmelzgeblasenen PET-Fasern eine erhöhte Zugfestigkeit und Haltbarkeit auf und die Bahnen besitzen eine gute Biegefestigkeit. Ihre Haltbarkeit verbessert ihre Nützlichkeit bei der Isolierung und stellt beispielsweise eine verbesserte Verschleißfestigkeit und Waschbarkeit bereit. Andere beispielhafte Verwendungen der erfindungsgemäßen Bahnen sind als akustische Dämpfungseinrichtungen, Filter und Trennwände für Batterien.
Die Erfindung ist in den folgenden Punkten zusammengefasst:

1. Faserige Vliesbahn, umfassend einer Menge von Polyethylenterephthalatfasern, die in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei ein Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht kettenverlängten kristallinen Form liegt, wobei die Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern autogen verbunden sind.
2. Vliesbahn nach Punkt 1, die getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird.
3. Bahn nach Punkt 1 oder 2, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,75 aufweist.
4. Bahn nach Punkt 1 oder 2, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität von ungefähr 0,6 oder weniger aufweist.
5. Bahn nach Punkt 1–4, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern ungefähr 20 Mikrometer oder weniger beträgt.
6. Bahn nach Punkt 1–4, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern ungefähr 10 Mikrometer oder weniger beträgt.
7. Bahn nach Punkt 1–6, wobei die PET-Fasern eine Umfangsschicht von amorphem polymerem Material enthalten.
8. Bahn nach Punkt 1–7, die beim 5 Minuten langen Erwärmen auf eine Temperatur von 160 °C eine Schrumpfung von weniger als 5 % zeigt.
9. Bahn nach Punkt 1–8, die andere Fasern umfasst, die zwischen den PET-Fasern verteilt sind.
10. Bahn nach Punkt 1–8, die Stapelfasern umfasst, die zwischen den PET-Fasern verteilt sind.
11. Bahn nach Punkt 1–10 mit einer Dichte von 100 Kilogramm pro Kubikmeter oder weniger.
12. Bahn nach Punkt 1–11 mit einer Dicke von mindestens 5 mm.
13. Bahn nach Punkt 1–12 mit einem Druckabfall von mindestens etwa 0,3 mm Wasserdruck bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 32 Litern/Minute und einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute.
14. Bahn nach Punkt 1–12 mit einem Druckabfall von mindestens etwa 0,5 mm Wasserdruck bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 32 Litern/Minute und einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute und einer Dichte von 50 Kilogramm/Kubikmeter oder weniger.
15. Bahn nach Punkt 1–14, wobei die PET-Fasern vom Bikomponenten-Typ sind und mindestens eine polymere Komponente, die nicht PET ist, aufweisen, wobei sich die PET-Komponente in Längsrichtung entlang der Faser durch einen ersten Abschnitt der Querschnittsfläche der Fasern erstreckt und in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweist und wobei sich die mindestens eine weitere polymere Komponente in Längsrichtung entlang der Faser durch einen zweiten Abschnitt der Querschnittsfläche der Fasern erstreckt.
16. Faserige Vliesbahn, umfassend eine Menge von Polyethylenterephthalatfasern, die auf einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei ein Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht kettenverlängten kristallinen Form liegt; wobei die Bahn getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird; und wobei die Bahn beim Erwärmen auf eine Temperatur von 160 °C für eine Dauer von 5 Minuten eine Schrumpfung von weniger als 5 % aufweist und ferner nach Lagerung bei Umgebungsbedingungen weiterhin Festigkeit, Zähigkeit und Flexibilität aufweist.
17. Bahn nach Punkt 16, wobei die PET-Fasern eine Umfangsschicht von amorphem polymerem Material umfassen, wodurch die PET-Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern autogen verbunden sind.
18. Bahn nach Punkt 16 oder 17, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern ungefähr 20 Mikrometer oder weniger beträgt.
19. Bahn nach Punkt 16 oder 17, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern ungefähr 10 Mikrometer oder weniger beträgt.
20. Dimensionsstabile faserige Vliesbahn, umfassend eine zusammenhängende Menge von ineinander verknäulten selbst verbundenen schmelzgeblasenen Polyethylenterephthalatfasern, die in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei der erste Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht kettenverlängten kristallinen Form liegt; wobei die Menge von PET-Fasern einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 20 Mikrometern oder weniger aufweist und die Bahn eine Dichte von weniger als etwa 100 Kilogramm pro Kubikmeter, eine Dicke von mindestens ungefähr 5 mm und einen Druckabfall von mindestens etwa 0,3 mm Wasser bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 32 Litern/Minute und einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute aufweist.
21. Vliesbahn nach Punkt 20, die getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird.
22. Bahn nach Punkt 20 oder 21, die beim 5 Minuten langen Erwärmen auf eine Temperatur von 160 °C eine Schrumpfung von weniger als 5 % zeigt.
23. Bahn nach Punkt 20–22, wobei die PET-Fasern einen Durchmesser von durchschnittlich 10 Mikrometern oder weniger aufweisen und die Bahn einen Druckabfall von mindestens 0,5 mm Wasserdruck bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 32 Litern/Minute und einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute, einer Dichte von 50 Kilogramm/Kubikmeter oder weniger und einer Dicke von mindestens 10 Millimetern aufweist.
24. Bahn nach Punkt 20–23, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,6 aufweist.
25. Verfahren zur Herstellung einer Vliesbahn auf der Grundlage von schmelzgeblasenen PET-Fasern, umfassend a) Extrudieren von geschmolzenem PET-Polymer mit einer Temperatur von 295 °C oder weniger durch die Öffnungen einer Schmelzblasdüse in einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom zur Herstellung einer Menge von PET-Fasern, wobei der Luftstrom eine Temperatur am Verteiler von 260 °C oder weniger und eine Luftgeschwindigkeit von mindestens 100 Metern pro Sekunde aufweist was ausreicht, um die PET-Fasern einer kettenverlängten Kristallisation zu unterziehen; und b) Sammeln der hergestellten PET-Fasern, wobei die hergestellten PET-Fasern in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, der einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der eine nicht kettenverlängte kristalline Phase umfasst, und einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der eine kettenverlängte kristalline Phase umfasst und bei einer höheren Temperatur als die nicht kettenverlängte kristalline Phase schmilzt.
26. Verfahren nach Punkt 25, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,75 aufweist.
27. Verfahren nach Punkt 25 oder 26, wobei andere Fasern oder Teilchen zwischen den PET-Fasern verteilt werden, bevor diese gesammelt werden.

BEISPIELE
Beispiel 1–17
Eine Serie schmelzgeblasener faseriger PET-Vliesbahnen wurde unter Verwendung einer Schmelzblasdüse wie allgemein in 1 dargestellt aus PET mit einer Grenzviskosität von 0,60 (3M PET-Harz 651000) hergestellt. Die Anordnung aus Öffnungen an der Düsenspitze hatte eine Breite von 10 Inch (25,4 Zentimetern) mit Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,015 Inch (0,381 mm), die in einer Reihe angeordnet und mit 0,040 Inch (1,02 mm) Mittenabstand beabstandet waren. Die vordere Kante der Spitze der Düse, die den Schlitz 15 festlegt (Punkt 23 in 1) lag 0,049 Inch (1,25 mm) vor (weiter stromabwärts) der Spitze (24), die die Öffnung 11 festlegt (dies wird als negative Rücksetzung bezeichnet). Die gesamte Breite der Schlitze 15 (Abmessung 21 in 1) wurde auf 0,069 Inch (1,75 mm) bemessen und die Schlitze waren 16 Inch (40,6 Zentimeter) lang, d. h., sie erstreckten sich drei Inch über das Ende der Reihe Öffnungen 11 an jeder Seite der Düse hinaus. Die Sammelvorrichtung war 18 Inch (etwa 46 Zentimeter) von der Schmelzblasdüse beabstandet.
Die Temperatur des PET-Polymers im Extruder und die Temperatur und der Druck der Luft, die durch das Luftmesser (Schlitz 15) geführt wurde, die Primärluft, wurden wie in Tabelle 1 dargestellt verändert. Die Luftgeschwindigkeit wurde anhand der vorstehend genannten Formel berechnet. Die Polymerdurchsatzgeschwindigkeit wurde konstant bei etwa 1 Pound/Inch/Stunde (etwa 180 g/cm/Stunde) gehalten und die Sammelfläche wurde mit einer Geschwindigkeit bewegt, die eine Bahn von etwa 260 Gramm/Quadratmeter ergab.
Das Schrumpfen der gelegten Bahnen, die in den Beispielen hergestellt wurden, wurde durch Markieren einer Fläche der Größe 10 Inch mal 10 Inch (25,4 Zentimeter mal 25,4 Zentimeter) auf jeder Probe und Anbringen der Proben einzeln in einen Ofen, der auf 160 °C erwärmt war, wodurch diese fünf Minuten lang einer uneingeschränkten Erwärmung ausgesetzt waren, bestimmt. Die Proben wurden entnommen, zum Abkühlen stehen gelassen und bezüglich Dimensionsänderungen erneut gemessen. Die Ergebnisse der Schrumpfung sowohl in Maschinenrichtung (der Richtung, in der sich die Sammelvorrichtung während des Sammelns der Probebahn bewegte) und quer zu dieser Richtung wurden bestimmt und gemittelt.
Der durchschnittliche effektive Faserdurchmesser kann durch Messen des Druckabfalls der Luft, die durch die Hauptfläche der Bahn geführt wird, und über der Bahn, wie in dem Prüfverfahren ASTM F 778-88 skizziert, geschätzt werden, mit der Ausnahme, dass eine Oberfläche von 102,6 Quadratzentimetern und eine Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute verwendet wird. Der hier verwendete Begriff "durchschnittlicher effektiver Faserdurchmesser" bedeutet einen Faserdurchmesser, der gemäß dem Verfahren ermittelt wurde, das von Davies, C. N., "The Separation of Airborne Dust and Particles," Institution of Mechanical Engineers, London, Proceedings 1B, 1952, beschrieben ist. Bei einigen Beispielen wurden die tatsächlichen durchschnittlichen Faserdurchmesser auch anhand der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen ermittelt.
Die Bahndicke wurde bei jedem Beispiel gemäß ASTM D5736 unter Verwendung einer Druckplattenkraft von 0,002 Pound pro Quadrat-Inch (13,8 Pascal) ermittelt.
Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 1 hervor.
Für eine repräsentative Faserbahn aus Beispiel 10 wurde unter Verwendung eines Systems für Modulated DSC (Modell 2920, erhältlich von TA Instruments Inc, New Castle, DE) und unter Verwendung einer Heizgeschwindigkeit von 4 °C/Minute, einer Störamplitude von plus oder minus 0,636 °C und einem Zeitraum von 60 Sekunden ein Differentialkalorimetrie-Diagramm, das als 6 beiliegt, erstellt. Das WAXS-Diagramm für Fasern aus Beispiel 10, das als 7 beiliegt, wurde unter Verwendung eines Mikrodiffraktometers von Bruker, Kupfer-K_α-Strahlung und Hi-STAR 2D für die positionsempfindliche Detektorerfassung der Streustrahlung (erhältlich von Bruker AXS, Inc, Madison, WI) erstellt. Der Diffraktometer war mit einem 300-Mikron-Kollimator und Grafit-Monochromator für das einfallende Licht ausgestattet. Der Röntgengenerator bestand aus einer sich drehenden Anodenquelle mit einem Kupferziel mit den Einstellungen 50 kV und 100 mA. Die Daten wurde 60 Minuten lang unter Verwendung einer Übertragungsgeometrie gesammelt, wobei der Detektor bei 0 Grad (2θ) bei einem Abstand zwischen Probe und Detektor von 6,0 cm zentriert war. Die Proben wurden so angebracht, dass die Faserrichtung senkrecht verlief. Die 2D-Detektordaten wurden mithilfe der GADDS-Datenanalysesoftware von Bruker mit der Detektorempfindlichkeit und räumlichen Unregelmäßigkeiten bereinigt.
Tabelle 1
Beispiel 18–22
Ein anderer Satz Beispiele wurde im Allgemeinen mit dem für Beispiel 1–17 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Geschwindigkeit des extrudierten Polymers von 1 Pound/Inch/Stunde auf 3 Pound/Inch/Stunde (etwa 540 Gramm pro Zentimeter pro Stunde) erhöht wurde. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 2 hervor. Ein DSC-Diagramm repräsentativer Fasern aus Beispiel 22 ist in 8 abgebildet und ein WAXS-Diagramm dieser Fasern ist in 9 abgebildet.
Tabelle 2
Beispiel 23–36
Ein anderer Satz Beispiele wurde im Allgemeinen mit dem für Beispiel 1–17 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, dass Polyethylenterephthalate mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Grenzviskositäten verwendet wurden. Genauer gesagt hatte das in Beispiel 23–31 verwendete PET eine Grenzviskosität von 0,5 und das in Beispiel 32–36 verwendete PET eine Grenzviskosität von 0,45. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 3 hervor. Ein DSC-Diagramm einer repräsentativen Faser aus Beispiel 31 ist wie gesammelt in 2 abgebildet und ein WAXS-Diagramm dieser Faser ist in 3 abgebildet. Ein DSC-Diagramm einer repräsentativen Faser nach dem 5 Minuten langen Tempern bei 160 °C der gelegten Bahn ist in 4 abgebildet und ein WAXS-Diagramm dieser Faser ist in 5 abgebildet. Es sei bemerkt, dass die Fasern in 4 nach dem Tempern ihren doppelten Schmelzpeak behalten. Das WAXS-Diagramm zeigt auch an, dass der SIC-Anteil nach dem Tempern erhalten und die Kristallinität erhöht ist. Rasterkraftmikroskopische Aufnahmen nicht getemperter Fasern wie derjenigen, die gemäß Beispiel 31 hergestellt wurden, wurden unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM, erhältlich von Digital Instruments (Santa Barbara, CA) "Dimension 5000") er stellt. Die Bildgebung der Fasern erfolgte im Modus Tapping-Mode-AFM (TM-AFM) unter Verwendung von Siliziumproben (OMCL-AC160TS, Olympus, Japan). Einige Fasern wurden anschließend 5 Stunden lang in nicht gerührter 30 % NaOH-Lösung geätzt, dann gründlich mit entionisiertem Wasser gespült. Die Fasern wurden vor der Bildgebung an Luft getrocknet. Die Bilder (2,88 Mikrometer mal 1,44 Mikrometer) wurden in Längsrichtung entlang der Faser gescannt (Bilder lotrecht zur Faserrichtung (nicht dargestellt) wurden ebenfalls erfasst, um die Richtungsabhängigkeit der Strukturen in Faserrichtung zu bestätigen). 11a zeigt die Faser vor dem Ätzen und 11b nach dem Ätzen.
Beispiel 37
Eine faserige Vliesbahn wurde unter Verwendung zweier Schmelzblasdüsen, die vertikal übereinander mit einem Abstand von 9 Inch (23 cm) angeordnet waren, hergestellt. Die Düsen hatten einen Winkel von 45 Grad zur Mittellinie, die die zwei Düsen voneinander trennte, sodass die Faserströme der Düsen zusammenliefen und sich vor den Düsen vereinigten. Beide Schmelzblasdüsen waren wie in Beispiel 1–17 beschrieben konfiguriert, mit der Ausnahme, dass die Breite der Schlitze 15 (Abmessung 21 in 1) mit 0,060 Inch (1,52 mm) bemessen war und dass die negative Rückstellung zwischen Düsenspitze und Luftschlitz 0,049 Inch (1,25 mm) betrug. An der ersten Düse wurden schmelzgeblasene PET-Fasern mit PET-Harz mit einer Grenzviskosität von 0,52, das mit einer Geschwindigkeit von 1,0 Pound/Inch/Stunde extrudiert wurde, hergestellt. Die Verarbeitungstemperatur des PET-Polymers betrug 273 °C. Die Temperatur der Verstreckungsluft, die durch den Schlitz 15 geführt wurde, betrug 255 °C. Der Luftdruck war auf 11 psi (76 Kilopascal) eingestellt. An der zweiten Düse wurden schmelzgeblasene Polyethylenfasern mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 0,4 Pound/Inch/Stunde aus Polyethylen-Harz 6806, erhältlich von The Dow Chemical Company, hergestellt. Die Verarbeitungstemperatur des Polyethylen-Harzes war auf 265 °C eingestellt. Die Temperatur der Verstreckungsluft, die durch den Schlitz 15 geführt wurde, betrug 230 °C. Der Luftdruck war auf 3 psi (21 Kilopascal) eingestellt.
Eine Bahn, umfassend 71 Gewichtsprozent PET-Fasern und 29 Gewichtsprozent PE-Fasern, wurde mit einer Geschwindigkeit gesammelt, die ein Flächengewicht von etwa 377 Gramm/Quadratmeter ergab. Die Sammelvorrichtung befand sich in einem Abstand von 26 Inch (66 cm) zu der Ebene, die durch die Spitzen der beiden Schmelzblasdüsen bestimmt wurde.
Die hergestellte Bahn wurde dann unter wärme verbunden und durch 5 Minuten langes Erwärmen in einem Ofen bei 160 °C getempert. Das Schallschluckvermögen der Bahn wurde, wie in Prüfverfahren ASTM E-1050 beschrieben, unter Verwendung eines Impedanzmessrohrs geprüft. Die Prüfung wurde einmal wiederholt und die durchschnittlichen Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt und in 12 abgebildet. Der effektive Faserdurchmesser der Bahnen aus Beispiel 37 betrug etwa 13 Mikrometer, die Bahnen hatten eine durchschnittliche Rohdichte von etwa 14,6 Kilogramm pro Kubikmeter und die Bahnen zeigten einen Druckabfall von etwa 1,2 mm Wassersäule (auf der Grundlage von der Prüfung von 6 Probenbahnen) unter den vorstehend angegebenen Messbedingungen.
Beispiel 41–42
Zwei faserige Vliesverbundstoffbahnen, umfassend schmelzgeblasene Fasern und Stapelfasern wurden wie in US-Patent Nr. 4,118,531 (Hauser) beschrieben hergestellt. Die Bahnen enthielten schmelzgeblasene PET-Mikrofasern, die aus PET-Harz mit einer Grenzviskosität von 0,52 und unter Verwendung einer Schmelzblasdüse wie allgemein in 1 dargestellt und allgemein in Beispiel 1–17 beschrieben hergestellt wurden, wobei deren Breite jedoch 47 Inch (119 Zentimeter) und die gesamte Breite der Schlitze 15 (Abmessung 21) 0,059 Inch (1,5 mm) betrug. Die Bahnen enthielten auch eine Mischung aus gekräuselten Füllstapelfasern und sich unter Wärme verbindende Bikomponent-Stapelfasern (Beispiel 41) oder nur sich unter Wärme verbindende Bikomponent-Stapelfasern (Beispiel 42). Genauer gesagt umfasst Beispiel 41 63 % schmelzgeblasene PET-Fasern, 18,5 % Polyester-Stapelfasern mit 6 Denier (Typ 295 mit einer Länge von 1,5 Inch, erhältlich von KoSa) und 18,5 % sich unter Wärme verbindende Bikomponentfasern (Typ T-257, erhältlich von KoSa). Das Flächengewicht der gelegten Verbundbahn betrug 280 Gramm pro Quadratmeter. Beispiel 42 umfasst 80 % schmelzgeblasene PET-Fasern und 20 % sich unter Wärme verbindende Bikomponentfasern mit einer Länge von 1,5 Inch (Typ T-252, erhältlich von KoSa). Das Flächengewicht der gelegten Verbundbahn betrug 275 Gramm pro Quadratmeter.
Die gelegten Bahnen wurden unter Wärme verbunden und durch eine Minute langes Erwärmen in einem Durchgangsofen bei 160 °C getempert, wonach die Bahnen zwischen Rip-Stop-Nylon eingenäht wurden, um quadratische Proben mit einer Kantenlänge von 22 Inch herzustellen. Die Bahnen wurden in einer Frontlader-Waschmaschine (UNIMAC Model UF50) mit einer Wassertemperatur von 170 °C gewaschen oder gereinigt und anschließend getrocknet. Dies wurde 50 Mal wiederholt. Der Wert der Wärmeisolierung wurde vor dem Waschen und erneut nach dem 50.
Waschgang wie in ASTM D1518 beschrieben in clo gemessen. Die Bahndicke wurde wie in ASTM D5736 beschrieben unter Verwendung einer Druckplattenkraft von 0,002 Pound pro Quadrat-Inch vor und nach den 50 Waschgängen ermittelt. Angegeben ist der prozentuale Dickeverlust. Beide beispielhaften Bahnen bestanden die Sichtprüfung auf Haltbarkeit und die Ergebnisse gehen aus Tabelle 6 hervor.
Tabelle 6

Claims

Faserige Vliesbahn, umfassend eine Menge von Polyethylenterephthalatfasern, die in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei ein Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht kettenverlängten kristallinen Form liegt, wobei die Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern autogen verbunden sind.
Vliesbahn nach Anspruch 1, die getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird.
Bahn nach Anspruch 1 oder 2, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,75 aufweist.
Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die PET-Fasern eine Umfangsschicht von amorphem polymerem Material enthalten.
Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die andere Fasern umfasst, die zwischen den PET-Fasern verteilt sind.
Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die Stapelfasern umfasst, die zwischen den PET-Fasern verteilt sind.
Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die PET-Fasern vom Bikomponenten-Typ sind und mindestens eine polymere Komponente, die nicht PET ist, aufweisen, wobei die PET-Komponente in Längsrichtung entlang der Faser durch einen ersten Abschnitt der Querschnittsfläche der Fasern erstreckt und in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweist und wobei die mindestens eine weitere polymere Komponente in Längsrichtung entlang der Faser durch einen zweiten Abschnitt der Querschnittsfläche der Fasern erstreckt.
Faserige Vliesbahn, umfassend eine Menge von Polyethylenterephthalatfasern, die in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei ein Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht kettenverlängten kristallinen Form liegt; wobei die Bahn getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird; und wobei die Bahn beim Erwärmen auf eine Temperatur von 160 °C für eine Dauer von 5 Minuten eine Schrumpfung von weniger als 5 % aufweist und ferner nach Lagerung bei Umgebungsbedingungen weiterhin Festigkeit, Zähigkeit und Flexibilität aufweist.
Bahn nach Anspruch 8, wobei die PET-Fasern eine Umfangsschicht von amorphem polymerem Material umfassen, wodurch die PET-Fasern an Kreuzungspunkten der Fasern autogen verbunden sind.
Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern unge fähr 20 Mikrometer oder weniger beträgt.
Bahn nach Anspruch 10, wobei der durchschnittliche Durchmesser der PET-Fasern ungefähr 10 Mikrometer oder weniger beträgt.
Dimensionsstabile faserige Vliesbahn, umfassend eine zusammenhängende Menge von ineinander verknäulten selbst verbundenen schmelzgeblasenen Polyethylenterephthalatfasern, die in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, wobei der erste Peak einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in einer nicht kettenverlängten kristallinen Form vorliegt, und der andere Peak einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der in kettenverlängten kristallinen Form vorliegt und einen Schmelzpunkt aufweist, der über dem der nicht gestrecktkettigen kristallinen Form liegt; wobei die Menge von PET-Fasern einen durchschnittlichen Durchmesser von 20 Mikrometern oder weniger aufweist und die Bahn eine Dichte von weniger als 100 Kilogramm pro Kubikmeter, eine Dicke von mindestens ungefähr 5 mm und einen Druckabfall von mindestens 0,3 mm Wasser bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 32 Litern/Minute und einer Anströmungsgeschwindigkeit von 3,12 Metern pro Minute aufweist.
Vliesbahn nach Anspruch 12, die getempert wurde, was durch die Abwesenheit eines Peaks der kalten Kristallisation im DSC-Diagramm angezeigt wird.
Bahn nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,6 aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Vliesbahn auf der Grundlage von schmelzgeblasenen PET-Fasern, umfassend a) Extrudieren von geschmolzenem PET-Polymer mit einer Temperatur von 295 °C oder weniger durch die Öffnungen einer Schmelzblasdüse in einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom zur Herstellung einer Menge von PET-Fasern, wobei der Luftstrom eine Temperatur am Verteiler von 260 °C oder weniger und eine Luftgeschwindigkeit von mindestens 100 Metern pro Sekunde aufweist, was ausreicht, um die PET-Fasern einer kettenverlängten Kristallisation zu unterziehen; und b) Sammeln der hergestellten PET-Fasern, wobei die hergestellten PET-Fasern in einem DSC-Diagramm einen doppelten Schmelzpeak aufweisen, der einen ersten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der eine nicht kettenverlängte kristalline Phase umfasst, und einen zweiten molekularen Anteil innerhalb der Faser repräsentiert, der eine kettenverlängte kristalline Phase umfasst und bei einer höheren Temperatur als die nicht kettenverlängte kristalline Phase schmilzt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die PET-Fasern aus Harz hergestellt werden, das eine Grenzviskosität zwischen ungefähr 0,45 und 0,75 aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei andere Fasern oder Teilchen zwischen den PET-Fasern verteilt werden, bevor diese gesammelt werden.