DE69936684T2 - A method for improving and regulating the adhesion between cellulosic fibers or a cellulose-synthetic fiber blend in a process for producing nonwoven products - Google Patents

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Abstract

The new method combination is aimed at improving and regulating the adhesion between similar or different fibers in connection with a method for producing hydroentangled and thermobonded fabrics from cellulose and synthetic fiber blends. Improvement of the fiber adhesion aims at providing highstrength and well absorbing, stable, non-linting nonwoven structures containing high cellulose concentrations. In the new method, adhesion strength is improved by increasing kinetically and quantitatively the contact and wetting between molten polyolefin used for cellulose bonding, and the cellulose, and providing in the cooling contact site transcrystallization following heterogenous nucleation of the polyolefin structure. In order to provide for pre-contacts between the cellulose and cellulose-polyolefin fibers, effectivated hydrogen bonding between the cellulose fibers is used, especially when mechanically hydroentangling cellulose using unreacting synthetic fiber (polyamide, ester). In order to improve adhesion strength, the surface structure of the polyolefin and/or cellulose fibers has to be modified. The surface structure of the polyolefins is modified by molecular chain degradation caused by spinning oxidation, in order to decrease the surface energy, viscosity and temperature of the surface melt formed in bonding. The modification of the cellulose surfaces takes place by heat treatment in a polar liquid, whereby in connection with a conversion of the cellulose crystal structure (C-II (C-I) -> C-IV), its surface energy, crystallinity degree and crystal lamellar thickness of its superstructure increase. Hydrogen bond formation is activated with a combined corona and steam wetting-pressure-drying method.

Description

Das neue Verfahren ist auf die Verbesserung und Regulierung der Haftung zwischen gleichen oder verschiedenen Fasern in Verbindung mit einem Verfahren zur Herstellung von wasserstrahlverfestigtem und thermisch gebundenen Geweben aus Cellulose oder Cellulose-Synthesefaser-Gemischen gerichtet.The new procedure is to improve and regulate liability between the same or different fibers in conjunction with a Process for the preparation of hydroentangled and thermal bonded tissues of cellulose or cellulose-synthetic fiber blends directed.

Bei dem Verfahren werden sowohl natürliche als auch regenerierte Cellulosefasern und in erster Linie Polyolefin- und Polyester-Synthesefasern verwendet.at The process will be both natural as well as regenerated cellulose fibers and primarily polyolefin and polyester synthetic fibers used.

Regenerierte Cellulosefasern können schon vor dem thermischen Bindungs- oder Wasserstrahlverfestigungsprozess mit Synthesefasern gemischt werden. Eine Faserschicht, die aus kurzen Pulpecellulosefasern als solche oder als ein Vorgemisch mit einer Polyolefin-Mikrofaser erzeugt wird, wird mit einem Synthesefaser-Träger unter Verwendung herkömmlicher Verfahren wasserstrahlverfestigt, wobei darauf abgezielt wird, im Hinblick auf die Cellulose entweder ein Laminat oder einen so gut wie möglichen Grad der Vermischung zu erhalten. Indem die Haftung zwischen den Fasern in einem Vlieserzeugnis verbessert wird, zielt man darauf ab, außer den Hochfestigkeitseigenschaften ein hohes Absorptionsvermögen und eine stabile und nicht fusselnde Struktur des Erzeugnisses mit einem hohen Cellulosegehalt bereitzustellen.regenerated Cellulose fibers can even before the thermal bond or hydroentanglement process be mixed with synthetic fibers. A fibrous layer that is short Pulp cellulose fibers as such or as a premix with a Polyolefin microfiber is produced, with a synthetic fiber support under Use of conventional Method hydroentangled, wherein it is aimed in the With regard to the cellulose either a laminate or so good as possible To obtain degree of mixing. By the adhesion between the Fibers in a nonwoven product is improved, it aims at it off, except high absorbency and high absorbency a stable and non linting structure of the product with a to provide high cellulose content.

Textile Materialien für medizinische Anwendungen schließen Fasern, Mono- und Multifilamentgarne, Gewebe- und Vlieserzeugnisse und Verbundstoffe ein. Die Hauptanforderungen an medizinische Textilien sind in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung Absorptionsvermögen, Festigkeit, Flexibilität, Weichheit, manchmal biologische Stabilität oder biologische Abbaubarkeit. Baumwoll-, Pulpe- und Seidenfasern sind die gebräuchlichsten natürlichen Materialien in medizinischen Textilien. Diese werden verbreitet in Kombination mit regenerierten Cellulosefasern (u. a. Reyonviskose) in chirurgischen, nicht implantierbaren Materialien und in Erzeugnissen für medizinische Versorgung und Hygiene verwendet. Von den synthetischen Materialien werden in erster Linie Polyester, Polyamide und Polyolefine in medizinischen Textilien verwendet.Textile Materials for close medical applications Fibers, monofilaments and multifilament yarns, woven and nonwoven products and composites. The main requirements of medical textiles are dependent from the intended application absorbency, strength, flexibility, softness, sometimes biological stability or biodegradability. Cotton, pulp and silk fibers are the most common natural Materials in medical textiles. These are being distributed in combination with regenerated cellulose fibers (inter alia rayon viscose) in surgical, non-implantable materials and in articles for medical Supply and hygiene used. Of the synthetic materials are primarily polyesters, polyamides and polyolefins in medical Textiles used.

Das neue Verfahren zur Regulierung ist in erster Linie mit sowohl chirurgischen Textilien als auch Textilien für medizinische Versorgung und Hygiene verbunden. Die erstere Gruppe umfasst u. a. Wundverband-Textilien, Gazen, Heftpflaster und die letztere Textilien für Operationskleidung, Decken, Inkontinenzwindeln, Schutzkleidung, Reinraumwischtücher usw.The New method of regulation is primarily concerned with both surgical Textiles as well as textiles for medical care and hygiene. The former group includes u. a. Wound dressing textiles, gauzes, adhesive plaster and the the latter textiles for Surgical clothing, blankets, incontinence diapers, protective clothing, Cleanroom Wipes etc.

Medizinische Vliestextilien werden in erster Linie unter Verwendung von zwei verschiedenen Arten von Verfahren hergestellt, nämlich thermische Bindungs- und Wasserstrahlverfestigungsverfahren. Die Verwendung von bindenden Polymeren oder entsprechenden Bindemitteln in flüssiger Form wird bei medizinischen Textilien in erster Linie aus Gründen der Hygiene und auch der Eigenschaften des Erzeugnisses vermieden. Flüssige, kurzkettige Bindemittel bedecken und verkapseln insbesondere absorbierende Fasern und verhindern auch die Erzeugung von semipermeablen, absorbierenden Textilien (Textilien für Operationskleidung).medical Nonwoven textiles are primarily made using two various types of processes, namely thermal bonding and hydroentanglement process. The use of binding Polymers or corresponding binders in liquid form are used in medical textiles primarily for reasons hygiene and also the properties of the product. Liquid, short-chain Binders cover and encapsulate in particular absorbent fibers and also prevent the production of semipermeable, absorbent Textiles (textiles for Surgical gowns).

Feine Cellulosefusseln, die aus der Struktur der Vliestextilie als Folge der Herstellungstechnik abgelöst werden, sind sehr schädlich. Die Fusselbildung ist eine Folge von u. a. der kurzen Länge von sowohl natürlichen als auch Synthesefasern, Mikrofibrillation und anderen Faktoren. Die Anforderungen an Luftreinheit in Krankenhausoperationsräumen und einigen speziellen Abteilungen setzen u. a. der Teilchenemission aus medizinischen Textilien sehr enge Grenzen. Der USA Federal Standard 209E, 1992, definiert, dass die Luft in einem Reinraum der Reinheitsklasse 100 höchstens 100 Teilchen mit einem Durchmesser d ≥ 0,5 μm pro Kubikfuß, das heißt 3531 pro m3, enthält. Es ist sehr schwierig, diesen Wert beispielsweise mit Pulpefaser, die wasserstrahlverfestigte Gewebe enthält (50 Gew.-% Cellulose, Gewicht 70 g/m2), zu erreichen, wenn mit herkömmlichen Testverfahren getestet wird. Außerdem ist ein wasserstrahlverfestigtes Textilerzeugnis unabhängig von Veränderungen bei den Herstellungsverfahren sehr instabil im Hinblick auf die Ablösung von Cellulosefusseln auf Grund der Kürze der Pulpecellulosefasern und deren breite Längenverteilung und ist auch besonders empfindlich gegenüber Biegen und Scherung.Fine cellulosic lint, which are detached from the structure of the non-woven fabric as a result of the manufacturing technique, are very harmful. Linting is a consequence of, among other things, the short length of both natural and synthetic fibers, microfibrillation and other factors. The requirements for air purity in hospital operating rooms and some special departments place very limited limits on particle emissions from medical textiles. The US Federal Standard 209E, 1992, defines that the air in a clean room of purity class 100 contains at most 100 particles with a diameter d ≥ 0.5 μm per cubic foot, ie 3531 per m 3 . It is very difficult to achieve this value with, for example, pulp fiber containing hydroentangled webs (50% by weight cellulose, weight 70 g / m 2 ) when tested by conventional test methods. In addition, a hydroentangled fabric is very unstable, regardless of changes in the manufacturing processes, in terms of detachment of cellulose fuzz due to the shortness of the pulp cellulose fibers and their broad length distribution, and is also particularly susceptible to bending and shear.

Die Merkmale der Erfindung werden in den angefügten Ansprüchen offenbart.The Features of the invention are disclosed in the appended claims.

Die Aufgabe der Erfindung ist also ein Verfahren zur Verbesserung und Regulierung der Haftfestigkeit zwischen Cellulosefasern oder Cellulose-Synthesefaser-Gemischen, insbesondere Polyolefinfasergemischen, wobei Wasserstrahlverfestigungs- und/oder thermische Bindungsverfahren eingesetzt werden, um Vliese aus Gazen und/oder Formaten der Fasern und/oder Fasergemische zu verbinden, wobei gemäß diesem Verfahren vor dem Bindungsverfahren die Werte der Oberflächenenergie der Cellulosefaser erhöht werden, indem gleichzeitig der Kristallinitätsgrad und der lange Identitätsabstand ihrer Oberflächenschicht erhöht werden und ihre Kristallstruktur von Cellulose-II- oder Cellulose-I-Struktur in die Hochtemperatur-Cellulose-IV-Struktur umgewandelt wird, indem die Cellulosefaser in einer polaren, Cellulose nicht lösenden Flüssigkeit bei erhöhter Temperatur wärmebehandelt wird,
vor dem Bindungsverfahren die Molekülkettenlänge in der Oberflächenschicht der Synthesefaser, die zum Binden der Cellulose verwendet wird, verringert wird, um die Oberflächenenergie, Schmelzviskosität und den Schmelzpunkt der bindenden Schmelze, die während des Bindens aus der Oberflächenschicht der Faser erzeugt wird, zu erniedrigen, indem man die Faseroberfläche während der Spinnstufe davon in geschmolzenem Zustand einem kontrollierten oxidativen Kettenabbau unterzieht,
vor dem Bindungsverfahren die Synthese- und Cellulosefasern, die am Schmelzverbinden teilnehmen, unter Verwendung von Kardieren oder einem anderen, als solchen bekannten Verfahren vermischt werden und in guten gegenseitigen Vorkontakt gebracht werden, um während des Schmelzverbindens Benetzen der Teilschmelze der Synthesefaser und der Celluloseoberfläche, Keimbildung und Transkristallisation an der Grenzfläche zu gewährleisten, was bei Walzen-Bindungsverfahren üblicherweise, indem der lineare Druck zwischen den Walzen reguliert wird, und bei Wasserstrahlverfestigungsprozessen üblicherweise, indem die Wasser-Nadelungsenergie und/oder der Wasserstoff-Bindungseffekt zwischen den Cellulosefasern reguliert wird, erfolgt,
das Ablösen von kurzen Cellulosefasern von den Oberflächen der Vlies-Laminate und Mischgewebe neben dem Schmelzverbinden mittels eines Korona-Bedampfungs- und Trocknungsverfahren unter Druck, das als On-Line-Verfahren nach dem Bindungsverfahren, welches die Haftung durch Wasserstoffbindung verbessert, durchgeführt wird, verhindert wird.
The object of the invention is therefore a method for improving and regulating the adhesion between cellulose fibers or cellulose-synthetic fiber mixtures, in particular polyolefin fiber mixtures, wherein water jet bonding and / or thermal bonding methods are used to gauze nonwovens and / or formats of the fibers and / or To combine fiber mixtures, according to this method prior to the bonding process, the values of the surface energy of the cellulose fiber are increased by simultaneously increasing the degree of crystallinity and the long identity distance of their surface layer and their crystalline structure of cellulose II or cellulose I structure is converted to the high temperature cellulose IV structure by heat treating the cellulose fiber in a polar, non-cellulose liquid at elevated temperature,
before the bonding process, the molecular chain length in the surface layer of the synthetic fiber used to bind the cellulose is reduced to lower the surface energy, melt viscosity and melting point of the bonding melt produced during bonding from the surface layer of the fiber by subject the fiber surface to a controlled oxidative chain degradation during the spinning stage thereof in the molten state,
prior to the bonding process, the synthetic and cellulosic fibers that participate in fusion bonding are blended using carding or another method known as such and placed in good mutual precontacting to wet the melted portion of the synthesis fiber and the cellulosic surface during fusion bonding, nucleation and to ensure transcrystallization at the interface, which is usually done in roll bonding processes by regulating the linear pressure between the rolls, and in hydroentangling processes, usually by controlling the water needling energy and / or the hydrogen bonding effect between the cellulose fibers,
the peeling of short cellulose fibers from the surfaces of the nonwoven laminates and blended fabrics in addition to the fusion bonding by means of a corona vapor deposition and drying process under pressure, which is carried out as an on-line method after the bonding process, which improves the adhesion by hydrogen bonding becomes.

Charakteristische Merkmale für das neue Verfahren sind u. a. die folgenden:

  • – Verbesserung der Haftung zwischen den Cellulose- und Polyolefinfasern wird erhalten, indem die Benetzung zwischen dem geschmolzenen Polyolefin und der Cellulose erhöht wird und indem Transkristallisation in der Polymerstruktur des Abkühlkontaktpunktes bereitgestellt wird. Die Benetzung zwischen den Faseroberflächen wird verbessert, indem die Oberflächenstruktur der Polyolefin- und/oder Cellulosefasern modifiziert wird. Dies erfolgt in Verbindung mit dem Trocknungsverfahren (Durchfluss- oder Saugverfahren) des Wasserstrahlverfestigungsverfahren oder als ein separater, aber On-Line-Prozess.
  • – Modifikation der Polyolefin-(insbesondere Polypropylen)faseroberfläche beruht darauf, dass mittels Oxidation beim Spinnen ( FI-Anmeldung Nr. 974169 /07.11.97) Abbau der Molekülketten in der Faseroberflächenschicht in großem Maßstab und entsprechende Abnahme des Schmelzpunkts und der Oberflächenenergie und Viskosität der geschmolzenen Phase, die aus der Schicht erzeugt wird, erhalten wird. Dieses Verfahren wird in Verbindung mit der Fasererzeugung durchgeführt.
  • – Modifikation der Cellulosefaseroberfläche beruht in erster Linie auf der Umwandlung der kristallinen Struktur der regenerierten (falls notwendig auch der natürlichen) Cellulose C-II (C-I) in die Struktur C-IV durch Wärmebehandlung derselben in einer polaren flüssigen Phase. Als Folge der Umwandlung nimmt der Wert der Oberflächenenergie der Cellulosefaser zu. Die Modifikation kann in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren für die Cellulosefaser durchgeführt werden, indem gesättigter Hochdruckdampf verwendet wird oder, abhängig von den Umständen, als separater Wärmebehandlungsprozess.
  • – Eine Folge der Wärmebehandlung der Cellulosefaser (C-I, C-II) in flüssiger Phase ist außer einer Erhöhung des strukturellen Kristallinitätsgrads, welcher an sich u. a. die freie Oberflächenenergie erhöht, die Bildung einer deutlich lamellaren Cellulose-Überstruktur und eine Zunahme des langen strukturellen Abstands. Die Zunahme des langen Abstands und Kristallinitätsgrads der Oberflächenstruktur der Cellulose führt zu einer Zunahme der kristallinen lamellaren Dicke, welche wiederum eine ebene Fläche bereitstellt, welche die kritische Größe übersteigt, die für die heterogene Keimbildung notwendig ist, welche eine Voraussetzung für die Transkristallisation ist (u. a. für das Haftvermögen von Wasserstoffatomen in der Polymerkettenhelix, die zur ebenen Fläche zeigt, an Stellen mit niedriger Energie in der Cellulosestruktur).
  • – Die Verbesserung der Haftung zwischen Cellulosefaser beruht auf einer Modifikation der Cellulosefaseroberfläche mittels Hochenergie-Koronabehandlung, um den oxidativen Abbau der Molekülketten in der Cellulosestruktur und u. a. eine Zunahme der Oberfläche mittels mechanischer Bearbeitung, die durch Beschießen mit geladenen Ionen und Elektronen bewirkt wird, zu bewerkstelligen. Die Benetzung des Fasergemischs und Trocknen unter Druck nachfolgend auf die Koronabehandlung führen zu einer sehr wirksamen Zunahme der Haftung durch Wasserstoffbindung. Die Korona- und damit verbundenen anderen Behandlungen werden an einem wasserstrahlverfestigten trockenen Textilerzeugnis durchgeführt. Wenn das Verfahren in Verbindung mit einem Pulpecellulose-Polyolefinmikrofaser-Gemisch verwendet wird, wird ein guter Vorkontakt (vor der Schmelzenbenetzung und Transkristallisation) in dem Cellulose-Synthesefaser-System erhalten. Es ist insbesondere zu beobachten, dass sich die Wirkung der Koronabehandlung an der Oberfläche des Textilerzeugnisses lediglich in eine dünne Oberflächenschicht erstreckt, aber die Bildung der Wasserstoffbrücken die Oberflächenfasern so haften lässt, dass die Cellulosefasern unterhalb der Oberflächenschichten 'verkapselt' sind und das Ablösen von Cellulosefusseln endet. Das Absorptionsvermögen und die Absorptionsgeschwindigkeit eines Korona-behandelten Textilerzeugnisses sind auf Grund des vorstehend erwähnten Mechanismus erhöht. Die Korona- und damit verbundenen Teilbehandlungen (auch die Benetzungs- und Transkristallisationsprozesse) werden als ein On-Line-Verfahren in einem herkömmlichen Wasserstrahlverfestigungsverfahren durchgeführt.
  • – Cellulose-Polyolefin-Fasergemische verhalten sich beim thermischen Binden auf eine Weise, die Polymersynthesefasern entspricht, aber die Beteiligung beim Binden der Cellulose in dem Gemisch ist gering (das heißt, die Polymerschmelze bedeckt auch einen sehr kleinen Teil der Celluloseoberfläche, also ohne zukünftige Absorptionsprozesse zu stören). Das thermische Binden von Fasergemischen wird auf eine Weise reguliert, die in dem Patent FI 101087 /1998 beschrieben ist.
Characteristic features of the new process include the following:
  • Improving the adhesion between the cellulosic and polyolefin fibers is obtained by increasing the wetting between the molten polyolefin and the cellulose and by providing transcrystallization in the polymer structure of the cooling contact point. The wetting between the fiber surfaces is improved by modifying the surface structure of the polyolefin and / or cellulose fibers. This is done in conjunction with the drying (flow or suction) process of the hydroentanglement process or as a separate but on-line process.
  • Modification of the polyolefin (in particular polypropylene) fiber surface is based on the fact that by oxidation during spinning ( FI Application No. 974169 / 07.11.97) degradation of molecular chains in the fiber surface layer on a large scale and corresponding decrease in the melting point and the surface energy and viscosity of the molten phase generated from the layer is obtained. This process is performed in conjunction with fiber production.
  • Modification of the cellulose fiber surface is based primarily on the conversion of the crystalline structure of the regenerated (if necessary also the natural) cellulose C-II (CI) into the structure C-IV by heat treating it in a polar liquid phase. As a result of the conversion, the value of the surface energy of the cellulose fiber increases. The modification can be carried out in conjunction with the cellulose fiber manufacturing process by using high pressure saturated steam or, depending on the circumstances, as a separate heat treatment process.
  • - A consequence of the heat treatment of the cellulosic fiber (CI, C-II) in the liquid phase is, apart from an increase in the structural degree of crystallinity, which among other things increases the free surface energy, the formation of a clearly lamellar cellulose superstructure and an increase of the long structural distance. The increase in the long distance and degree of crystallinity of the cellulosic surface structure results in an increase in the crystalline lamellar thickness, which in turn provides a flat surface area exceeding the critical size necessary for heterogeneous nucleation, which is a prerequisite for transcrystallization (et al for the adhesion of hydrogen atoms in the polymer chain helix pointing to the flat surface at low energy sites in the cellulosic structure).
  • The improvement in adhesion between cellulose fiber is due to modification of the cellulosic fiber surface by high energy corona treatment to accomplish the oxidative degradation of the molecular chains in the cellulosic structure and, among other things, an increase in surface area through mechanical processing caused by charged ion bombardment and electrons , The wetting of the fiber mixture and drying under pressure following the corona treatment result in a very effective increase in hydrogen bond adhesion. The corona and related other treatments are performed on a hydroentangled dry fabric. When the process is used in conjunction with a pulp cellulose-polyolefin microfiber blend, good pre-contact (prior to melt wetting and transcrystallization) is obtained in the cellulose synthetic fiber system. In particular, it can be observed that the effect of corona treatment on the surface of the fabric extends only into a thin surface layer, but the formation of hydrogen bonds causes the surface fibers to adhere so that the cellulose fibers are "encapsulated" beneath the surface layers and detachment of cellulose fuzz ends. The absorbency and absorption rate of a corona-treated fabric are due to of the aforementioned mechanism increases. The corona and associated sub-treatments (also the wetting and transcrystallization processes) are carried out as an on-line process in a conventional hydroentanglement process.
  • Cellulosic polyolefin fiber blends behave in thermal bonding in a manner corresponding to polymer synthetic fibers, but the participation in binding the cellulose in the blend is low (that is, the polymer melt also covers a very small portion of the cellulosic surface, ie, without future adsorption processes disturb). The thermal bonding of fiber blends is regulated in a manner disclosed in the patent FI 101087 / 1998.

Jedes Teilverfahren in dem Verfahren kann bezüglich seiner Wirkung reguliert werden und somit ist es möglich, das Endergebnis und die Teilverfahren, die ausgewählt werden, um dasselbe zu erreichen, zu steuern.each Sub-procedure in the process can be regulated in terms of its effect and thus it is possible the final result and the sub-procedures that are selected to achieve the same, to steer.

Sowohl über den Stand der Technik, der die Anwendbarkeit von Haftvermögen und Haftungsbinden zwischen Synthese- und natürlichen Polymerfasern betrifft, und die naturwissenschaftlichen Prinzipien, die das Haftungsbinden betreffen, als auch über die Verwendung von Cellulosefasern in Vlieserzeugnissen, die aus Fasergemischvliesen durch Wasserstrahlverfestigungs- und thermische Bindungsverfahren hergestellt werden, wird ein kurzer Überblick gegeben.Both about the Prior art, the applicability of adhesion and Adhesion bonding between synthetic and natural polymer fibers is concerned, and the scientific principles that tie-bonding concern, as well as over the use of cellulosic fibers in nonwoven products made of fiber blend nonwovens by hydroentanglement and thermal bonding processes a short overview will be given.

Die Erklärung der naturwissenschaftlichen Prinzipien der Haftungsbindung beruht hier auf den kritischen Beobachtungen von S. Wu /1/.The statement based on the scientific principles of liability here on the critical observations of S. Wu / 1 /.

Die ideale Festigkeit der Haftungsbindung zwischen zwei Phasen ist, ausgedrückt mittels der Haftungsarbeit (Wa) und dem Gleichgewichtsabstand (Zo) zwischen den Phasen σad = K × Wa/Zo, /1/wobei Wa = γ1 + γ2 – γ12 und γ1, γ2 und γ12 die Oberflächenenergien jeder Phase und ihrer Grenzfläche sind.The ideal bond strength between two phases is expressed in terms of the adhesion work (Wa) and the equilibrium distance (Zo) between the phases σ ad = K × Wa / Zo, / 1 / where Wa = γ 1 + γ 2 - γ 12 and γ 1 , γ 2 and γ 12 are the surface energies of each phase and their interface.

Bei typischen Polymervariablenwerten wird für diese ideale Festigkeit ein Wert von lediglich ungefähr 104 N/mm2 erhalten. In der Praxis werden jedoch Festigkeiten erhalten, die eine Größenordnung niedriger sind. Vollständiger molekularer Kontakt, der eine Voraussetzung für eine ideale Haftungsbindung ist, ist in der Praxis schwierig zu erhalten.For typical polymer variable values, a value of only about 104 N / mm 2 is obtained for this ideal strength. In practice, however, strengths are obtained which are an order of magnitude lower. Complete molecular contact, which is a prerequisite for ideal adhesion bonding, is difficult to obtain in practice.

Um das untersuchte, neue Haftungsbindungsverfahren zu erklären, wird im folgenden ein Überblick über drei, experimentell bewiesene Teiltheorien gegeben, die wesentlich die Haftfestigkeit beeinflussen.Around to explain the investigated new liability bonding procedure Below is an overview of three, given experimentally proven partial theories, which essentially the Adhesion strength influence.

Nach der Fractura-Theorie resultiert der Unterschied zwischen der idealen und tatsächlichen Haftfestigkeit aus dem Umstand, dass der Bruchbildungsprozess nicht reversibel ist und dass es immer Fehlstellen an der Korngrenze und Masseflächen gibt. Die Festigkeit der Haftungsbindung wird durch die Größe der Fehlstelle und die Energie bestimmt, die bei der irreversiblen Verformung während des Bruchbildungsprozesses verloren geht, das heißt f = K[Eζ/d]1/2, /2/wobei E der Elastizitätsmodul ist, d die Länge des Mikrobruchs ist, ζ die Energie beim Bruch ist: ζ = Wa + ψ, wobei ψ die Gesamtarbeit der irreversiblen Prozesse ist (ψ >> Wa, und deshalb ζ – ψ).According to fracture theory, the difference between ideal and actual bond strength results from the fact that the fracturing process is not reversible and there are always defects at the grain boundary and ground planes. The strength of adhesion bonding is determined by the size of the defect and the energy lost in the irreversible deformation during the fracturing process, that is f = K [Eζ / d] 1.2 , / 2 / where E is the Young's modulus, d is the length of the microburst, ζ the energy at break is: ζ = Wa + ψ, where ψ is the total work of the irreversible processes (ψ >> Wa, and therefore ζ - ψ).

Nach der Benetzungskontakt-Theorie reichen die van-der-Waals-Kräfte aus, um starke Haftung zu verleihen, vorausgesetzt dass es einen molekularen Kontakt zwischen den Phasen gibt und dass die Kontaktenergien die Ausdehnung des Kontakts an der Grenzfläche und somit die Haftfestigkeit beeinflussen.To wetting contact theory, van der Waals forces are sufficient to give strong adhesion, provided that it is a molecular Contact between the phases gives and that the contact energies the Extension of the contact at the interface and thus the adhesion influence.

Es wird angenommen, dass die Triebkraft bei der Benetzung der Ausbreitungskoeffizient λ12 ist, das heißt λ12 = γ2 – (γ1 + γ12), /3/wobei λ12 der Ausbreitungskoeffizient der Phase 1 auf Phase 2 ist. Wenn die Größe d einer unbenetzten Grenzflächenpore mit dem Ausbreitungskoeffizienten gemäß der Gleichung d = Do[1 – (λ122)]n in Beziehung steht, wobei do und n Konstanten sind, erhält man durch Einsetzen in die Gleichung /2/ die folgende Gleichung für die Haftfestigkeit f = K[Eζ/do]1/2 [1 – (λ122)]–n/2, /4/das heißt, die Benetzbarkeit ist direkt proportional zu der Haftfestigkeit, wobei diese Tatsache auch experimentell bewiesen wurde.It is assumed that the driving force in wetting the propagation coefficient is λ 12 , that is λ 12 = γ 2 - (γ 1 + γ 12 ), / 3 / where λ 12 is the phase 1 propagation coefficient to phase 2. When the size d of an unwetted interface pore is related to the propagation coefficient according to the equation d = D o [1- (λ 12 / γ 2 )] n , where d o and n are constants, one obtains by substituting into the equation / 2 / the following equation for the adhesive strength f = K [Eζ / d O ] 1.2 [1 - (λ 12 / γ 2 )] -n / 2 , / 4 / that is, the wettability is directly proportional to the adhesive strength, and this fact has been experimentally proven.

Die Geschwindigkeit der Benetzung einer Grenzflächenpore kann als eine exponentielle Dämpfungsfunktion ausgedrückt werden (dy/d)1/2 = 1 – α exp(–t/τ), /5/wobei d und dy die Porengrößen zum Zeitpunkt t und bei unendlicher Zeit sind, α und τ Konstanten sind. Durch Einsetzen der Haftfestigkeit aus der Gleichung /2/ in die Gleichung /5/ erhält man die Veränderung der Festigkeit zum Zeitpunkt t. Es ist ersichtlich, dass die Zunahme der Haftfestigkeit einer Kinetik erster Ordnung folgt, was auch experimentell gezeigt werden kann.The rate of wetting of an interface pore can be expressed as an exponential damping function (d y / D) 1.2 = 1 - α exp (-t / τ), / 5 / where d and d y are the pore sizes at time t and at infinite time, α and τ are constants. By substituting the adhesive strength from the equation / 2 / into the equation / 5 /, one obtains the change of the strength at the time t. It can be seen that the increase in adhesive strength follows first order kinetics, which can also be shown experimentally.

Nach der Diffusionstheorie ist eine Molekülketten- oder Segmentdiffusion durch die Grenzfläche der Phasen eine Voraussetzung für die Entwicklung einer starken Haftungsbindung, das heißt auch: molekularer Kontakt mit der Grenzfläche reicht als solcher nicht aus.To The diffusion theory is a molecular chain or segment diffusion through the interface the phases a prerequisite for the development of a strong liability bond, which also means: molecular contact with the interface is not sufficient as such out.

Eine Voraussetzung dafür, dass die Interdiffusion stattfindet, ist die Verträglichkeit der Komponenten. Die meisten Polymerpaare sind jedoch nicht verträglich. Die statistische Thermodynamik erfordert, dass die Diffusionsbewegungen, die in der Grenzflächenschicht auftreten, die Grenzflächenenergie minimieren müssen. Die Dicke der Diffusionsgrenzflächenschicht zwischen Polymeren ist umgekehrt proportional zum (Flory-Higgins) Wechselwirkungsparameter. Wenn die Verträglichkeit der Komponenten zunimmt, nimmt der Wechselwirkungsparameter ab, die Durchdringung nimmt zu und die Dicke der Grenzflächenschicht nimmt zu. Andererseits ist der Wechselwirkungsparameter proportional zum Quadrat der Differenz zwischen den Löslichkeitsparametern. Es wurde beobachtet, dass die Haftfestigkeit zwischen Polymeren abnimmt, wenn die Differenz zwischen den Löslichkeitsparametern der Phasen zunimmt.A Prerequisite for that the interdiffusion takes place, is the compatibility of the components. However, most polymer pairs are not compatible. The statistical thermodynamics requires that the diffusion movements, those in the interface layer occur, the interfacial energy have to minimize. The thickness of the diffusion interface layer between polymers is inversely proportional to (Flory-Higgins) Interaction parameter. When the compatibility of the components increases, If the interaction parameter decreases, the penetration increases and the thickness of the interface layer is increasing. On the other hand, the interaction parameter is proportional to the square of the difference between the solubility parameters. It was observed that the bond strength between polymers decreases, if the difference between the solubility parameters of the phases increases.

Ähnliche Abhängigkeiten gibt es auch bei der Benetzungskontakt-Theorie. Es ist ersichtlich, dass das Verbessern der Verträglichkeit zwischen den Löslichkeitsparametern zu einer Abnahme der Grenzflächenspannung führt und somit die Triebkraft hinter Benetzung und Haftfestigkeit erhöht.Similar dependencies There is also the wetting contact theory. It is obvious that improving the compatibility between the solubility parameters to a decrease in interfacial tension leads and thus the driving force behind wetting and adhesion increases.

Die Diffusionskinetik für die Bildung einer Haftungsbindung wird durch die Gleichung f = 5,5 × V × [(2 ρ1/M1)2/3D1 1/2 + (2 ρ2/M2)2/3D2 1/2] × θ × t(1 – β)/2, /6/ausgedrückt, wobei f die Haftfestigkeit zum Zeitpunkt t = t ist, V ein Frequenzfaktor ist, ρ die Dichte ist, M das Molekulargewicht ist, D die Diffusionskonstante ist, θ die Abtrennrate für die Haftungsbindung ist, β eine Konstante ist (oft ist β ≈ 1/2). Nach der Gleichung nimmt die Haftfestigkeit zu, wenn die Kontaktdauer zunimmt, das Molekulargewicht abnimmt und die Testgeschwindigkeit zunimmt. Die Diffusion kann nur in Gegenwart von Kontakten stattfinden. Die Bildung einer Haftungsbindung kann auf zwei Stufen stattfinden, wobei die erste Stufe Benetzung zur Bildung von Grenzflächenkontakt umfasst und die zweite Stufe Interdiffusion zur Bildung einer Diffusionsgrenzflächenschicht umfasst. Es kann experimentell gezeigt werden, dass die Haftfestigkeit nach der Bildung eines vollständigen Grenzflächenkontakts immer noch weiter zunimmt.The diffusion kinetics for the formation of an adhesion bond is given by the equation f = 5.5 × V × [(2 ρ 1 / M 1 ) 2.3 D 1 1.2 + (2 ρ 2 / M 2 ) 2.3 D 2 1.2 ] × θ × t (1-β) / 2 , / 6 / where f is the adhesive strength at time t = t, V is a frequency factor, ρ is the density, M is the molecular weight, D is the diffusion constant, θ is the adhesion bond separation rate, β is a constant (often β ≈ 1/2). According to the equation, the adhesive strength increases as the contact time increases, the molecular weight decreases, and the test speed increases. The diffusion can only take place in the presence of contacts. Adhesion bonding may take place in two stages, the first stage comprising wetting to form interfacial contact and the second stage comprising interdiffusion to form a diffusion interface layer. It can be experimentally shown that the adhesion strength still increases after the formation of a complete interfacial contact.

Ebenso kann chemische Haftung zu der Gruppe von untersuchten Prozessen, die Haftungsbindung beeinflussen, gezählt werden. Die Bindungsenergie einer chemischen Bindung beträgt typischerweise ungefähr 80 kcal/mol, während die van-der-Waals-Anziehung hinsichtlich ihrer Energie lediglich 2,5 kcal/mol beträgt. Es kann experimentell gezeigt werden, dass die Zunahme der Haftungsbindungsstärke als Folge einer chemischen Bindung das 35-Fache betragen kann.As well can chemical adhesion to the group of investigated processes, affect the adhesion, be counted. The binding energy a chemical bond is typically about 80 kcal / mol while the van der Waals attraction in terms of energy is only 2.5 kcal / mol. It can It can be shown experimentally that the increase of the bond strength as Result of a chemical bond can be 35 times.

Bei der chemischen Bindung von Grenzflächen sind sowohl Kupplungsmittel auf der Basis von Silanen, Titanaten, Chromkomplexen usw. als auch von funktionellen Gruppen, wie Amino-, Amid-, Carboxyl-, Hydroxyl-, Epoxid-, Isocyanatgruppen usw., bekannt.at The chemical bonding of interfaces are both coupling agents based on silanes, titanates, chromium complexes, etc. as well of functional groups, such as amino, amide, carboxyl, hydroxyl, Epoxide, isocyanate groups, etc., known.

Eine wichtige Stufe im Haftungsverfahren gemäß der Erfindung ist außer dem Polymer/Feststoffmaterial-Kontakt und -Benetzung die Verfestigung des geschmolzenen Polymers in Kontakt mit festem Material und die damit verbundenen Phänomene.An important step in the bonding process according to the invention is, besides the polymer / solid material contact and wetting, the solidification of the molten polymer in contact with solid material and the associated phenomena.

Die primäre Keimbildung von Sphärulithen, die durch Oberflächen von festem Material auf einer genau definierten fremden Oberfläche induziert wird, wird als Transkristallisation bezeichnet. Das Vorhandensein vieler Keimbildungsstellen auf der fremden Oberfläche verhindert ein laterales Wachstum der Sphärulithe, wodurch die Kristallisation lediglich in einer Richtung senkrecht zur Keimbildungsoberfläche stattfinden kann. Die Bildung einer solchen transkristallinen Oberflächenschicht verbessert natürlich die Haftung zwischen fremder Oberfläche und Polymer und dementsprechend die Festigkeit des gesamten Verbunds. In diesem Zusammenhang werden Faktoren untersucht, die den Transkristallisationsprozess von Polypropylen steuern, wobei auf Ergebnisse von kritischen experimentellen Studien (Goldfarb: /2/) Bezug genommen wird.The primary Nucleation of spherulites, through surfaces of solid material induced on a well-defined foreign surface is called, is called transcrystallization. The presence prevents many nucleation sites on the foreign surface a lateral growth of the spherulites, whereby the crystallization is perpendicular in one direction only to the nucleation surface can take place. The formation of such a transcrystalline surface layer improves of course the adhesion between foreign surface and polymer and accordingly the strength of the entire composite. In this context will be Factors investigating the transcrystallization process of polypropylene controlling, based on results from critical experimental studies (Goldfarb: / 2 /) is referred to.

Die freie Energie der Keimbildung für die Bildung einer rechtwinkligen heterogenen Zelle ist ΔGn = –abl Δgf + 2bl γ + 2ab γe + al Δσ, /7/wobei a, b und l die rechtwinkligen Dimensionen sind, Δgf die freie Schmelzenergie pro Volumeneinheit ist, γ und γe die freien Oberflächenenergien pro Oberflächeneinheit für die bl- und ab-Niveaus sind, ΔG die gesamte freie Energie der Zellbildung ist und Δσ die Energiedifferenzfunktion Δσ = γcs + γcm – γms, /8/ist, wobei γcs die freie Energie der Kristall/Träger-Grenzfläche pro Flächeneinheit ist, γcm die freie Energie der Kristall/Schmelze-Grenzfläche pro Flächeneinheit ist und γs die freie Energie der Schmelze-Träger-Grenzfläche pro Flächeneinheit ist. Im Fall von primärer Keimbildung wird die Größenordnung der freien Energiebarriere erhalten, indem die Gleichung /7/ bezüglich der rechtwinkligen Dimensionen differenziert wird und aus den Differenzialen die kritischen Dimensionen (a*, b*, l*) bestimmt und diese in die Gleichung /7/ eingesetzt werden, das heißt ΔGn* = 16 × Δσ × σe × σ × Tm2/(ΔHf × ΔT × ρc), /9/wobei die freie Schmelzenergie ersetzt wird, indem die Schmelzentropie durch einen temperaturunabhängigen Term für ein Material mit der Dichte ρs ausgedrückt wird, Tm der Schmelzpunkt des Polymers ist und ΔT der Grad der Unterkühlung (Tm – Tc) ist.The free energy of nucleation for the formation of a rectangular heterogeneous cell ΔG n = -Abl Δg f + 2bl γ + 2ab γ e + al Δσ, / 7 / where a, b and l are the rectangular dimensions, Δg f is the free energy of fusion per unit volume, γ and γ e are the surface free energies per unit surface for the bl and out levels, ΔG is the total free energy of cell formation and Δσ is the energy difference function Δσ = γ cs + γ cm - γ ms , /8th/ where γ cs is the free energy of the crystal / carrier interface per unit area, γ cm is the free energy of the crystal / melt interface per unit area and γ s is the free energy of the melt-carrier interface per unit area. In the case of primary nucleation, the magnitude of the free energy barrier is obtained by differentiating the equation / 7 / with respect to the rectangular dimensions and determining from the differentials the critical dimensions (a *, b *, l *) and these into the equation / 7 / are used, that is ΔG n * = 16 × Δσ × σ e × σ × Tm 2 / (AH f × ΔT × ρ c ), / 9 / wherein the free melting energy is replaced by expressing the melting entropy by a temperature independent term for a material of density ρ s , Tm is the melting point of the polymer and ΔT is the degree of supercooling (Tm - Tc).

Die kritischen Variablen für ein gegebenes Polymer sind also die Variablen ΔT und Δσ. Die Auswirkung des Grads der Unterkühlung wird erhalten, indem die spezifische Kristallisationstemperatur und die freie Energiedifferenz der Trägeroberfläche variiert werden, indem der Keimbildungsträger variiert wird.The critical variables for a given polymer are the variables ΔT and Δσ. The impact of the degree of hypothermia is obtained by the specific crystallization temperature and the free energy difference of the carrier surface can be varied by the germinal carrier is varied.

Nach den Messungen stellen kristalline und amorphe Oberflächen nahezu identische Keimbildungsdichten bereit, was zeigt, dass die Energiedifferenz auf den Trägeroberflächen, die in der Untersuchung verwendet wurden, von derselben Größenordnung ist. Dies weicht von früheren Untersuchungen ab, nach denen unterschiedliche Träger deutlich unterschiedliche Keimbildungsaktivitäten aufwiesen (u. a. Schonhorn: /2/). In der Untersuchung, auf die nun Bezug genommen wird, wurde jedoch besondere Aufmerksamkeit auf die Ähnlichkeit der Größenordnung zwischen den Trägeroberflächen und auf die Verhinderung der Vergiftung des Trägers gelegt. Die Keimbildungsdichten in der Untersuchung stellen eher das natürliche Keimbildungspotential des verwendeten Trägers als seinen effektiven Wert dar.To The measurements almost make crystalline and amorphous surfaces identical nucleation densities ready, showing that the energy difference on the support surfaces, the used in the investigation, of the same order of magnitude is. This is different from earlier ones Investigations, according to which different carriers clearly showed different nucleation activities (ia Schonhorn: / 2 /). In the investigation, to which reference is now made however, special attention to the similarity of magnitude between the carrier surfaces and placed on prevention of poisoning of the carrier. The nucleation densities in the investigation rather put the natural nucleation potential of the used carrier as its effective value.

Zur Abschätzung der Werte der Oberflächenenergie der Komponenten der verschiedenen Träger wird das Modell von Fowkes /2/ verwendet, nach dem angenommen wird, dass lediglich Dispersionswechselwirkungen für die Kohlenwasserstoff/Träger-Wechselwirkung kritisch sind, d. h. als Beispiel γms = γm + γs – 2(γm d × γs d)1/2, /10/wobei γms die freie Energie der Grenzfläche der nicht mischbaren Phasen m und s ist, γm und γs die Oberflächenspannungen der Phasen m und s sind und γm d und γs d die Oberflächenspannungen sind, die aus der dispersiven Komponente der freien Grenzflächenenergie resultieren.To estimate the surface energy values of the components of the various supports, the Fowkes / 2 / model is used, which assumes that only dispersion interactions are critical to the hydrocarbon / support interaction, ie, as an example γ ms = γ m + γ s - 2 (γ m d × γ s d ) 1.2 , / 10 / where γ ms is the free energy of the interface of the immiscible phases m and s, γ m and γ s are the surface tensions of the phases m and s and γ m d and γ s d are the surface tensions resulting from the dispersive component of the free interface energy result.

Durch Einsetzen der Teilgleichungen /10/ in die Gleichung /8/ und die Annahme, dass die Komponenten γm d und γc d konvergieren, wird die folgende Gleichung für die Energiedifferenz erhalten Δσ = 2(γc – γc d) + 2(γs d)1/2[(γm d)1/2 – (γc d)1/2] /11/ By substituting the partial equations / 10 / into the equation / 8 / and assuming that the components γ m d and γ c d converge, the following equation for the energy difference is obtained Δσ = 2 (γ c - γ c d ) + 2 (γ s d ) 1.2 [(Γ m d ) 1.2 - (γ c d ) 1.2 ] / 11 /

Der entscheidende Teil der freien Energiedifferenz des Träger wird aus dem ersten, endlichen, positiven konstanten Term 2(γc – γc d) gebildet, wobei der zweite variable Term im Vergleich zum ersten von niedrigerem Wert bleibt.The decisive part of the free energy difference of the carrier is formed from the first, finite, positive constant term 2 (γ c - γ c d ), the second variable term remaining of lower value compared to the first.

Da spezifische und gleiche sphärulithische Stellen nach wiederholten Schmelzen und Kristallisationen beobachtet werden, muss angenommen werden, dass es eine feste Anzahl aktiver Keimbildungsstellen auf der Trägeroberfläche gibt. Da das Modell, das der Gleichung /7/ entspricht, eine planare Keimbildungsoberfläche von der Größe a × l Einheiten voraussetzt, sind mindestens diese Abmessungen als Keimbildungsbedingungen erforderlich. Jedes Material, das den Kontakt zwischen dem Träger und der Polymerschmelze verhindert, verhindert die sphärulithische Keimbildung. Eine Verunreinigungskomponente, die die Benetzung der Grenzfläche verhindert oder die kritischen Dimensionen ihrer ebenen Fläche verändert, kann eine Keimbildungsstelle zerstören. Andererseits können aktive Keimbildungsstellen auch auf einen 'vergifteten' Träger (auf die eine oder andere Weise) eingeführt werden, indem der Grad der Unterkühlung ΔT erhöht wird. Die Gleichung /9/ wurde aus den kritischen Dimensionen gebildet, wobei Ui dem Minimum der freien Energie des Systems entspricht: Ui = ci × Tm/(ΔHf × ΔT × ρc), /12/wobei die Werte von ci für die unterschiedlichen Dimensionen a, l und b 4γ, 4γe bzw. 2Δγ waren.Since specific and identical spherulitic sites are observed after repeated melting and crystallization, it must be assumed that there are a fixed number of active nucleation sites on the support surface. Since the model corresponding to the equation / 7 / requires a planar nucleation surface of the size a × l units, at least these dimensions are required as nucleation conditions. Any material that prevents contact between the carrier and the polymer melt prevents spherulitic nucleation. An impurity component that prevents wetting of the interface or changes the critical dimensions of its planar surface can destroy a nucleation site. On the other hand, active nucleation sites can also be introduced to a 'poisoned' carrier (in one way or another) by increasing the degree of supercooling ΔT. The equation / 9 / was formed from the critical dimensions, where U i corresponds to the minimum free energy of the system: U i = c i × T m / (AH f × ΔT × ρ c ), / 12 / where the values of c i for the different dimensions a, l and b were 4γ, 4γ e and 2Δγ, respectively.

Nach Gleichung /12/ verringert die Erhöhung von ΔT die planaren Dimensionen (a, l), die für die sphärulithische Keimbildung notwendig sind.To Equation / 12 / reduces the increase of ΔT the planar dimensions (a, l) for the spherulithic Nucleation are necessary.

Es kann weiter beobachtet werden, dass im untersuchten Temperaturbereich die Keimbildungsdichten konstant blieben, aber es gab beträchtliche Unterschiede bei den Keimbildungsaktivitäten bei verschiedenen Temperaturen. Die Schwankungen der Aktivitäten wurden als reziproke Werte der Keimbildungsinkubationszeiten gemessen, und die Messergebnisse entsprachen der klassischen Gleichung für die Rate.It can be further observed that in the investigated temperature range the nucleation densities remained constant, but there were considerable Differences in nucleation activities at different temperatures. The fluctuations of the activities were measured as reciprocal values of nucleation incubation times, and the results of the measurements corresponded to the classical equation for the rate.

Als Zusammenfassung der Untersuchung kann beobachtet werden, dass

  • – Transkristallisation ein häufiges Phänomen ist, das stattfindet, wenn es guten Kontakt zwischen dem Träger und der Polymerschmelze gibt
  • – die natürliche Aktivität des Trägers unabhängig von seiner chemischen Natur ist
  • – die Fowkes-Gleichung für einen Vergleich der Aktivitäten der Träger anwendbar zu sein scheint
  • – die klassische Gleichung für die Rate mit den gemessenen Werten für Keimbildungsdichte und Inkubationsdauer übereinstimmt.
As a summary of the investigation can be observed that
  • Transcrystallization is a common phenomenon that occurs when there is good contact between the carrier and the polymer melt
  • - the natural activity of the carrier is independent of its chemical nature
  • - the Fowkes equation seems to be applicable for a comparison of the activities of the carriers
  • The classical equation for the rate agrees with the measured values of nucleation density and incubation time.

Es gibt zwei frühe Untersuchungen, die die Transkristallisation von Polypropylen auf Cellulose- und Graphitfaseroberflächen mit unterschiedlichen Qualitäten betreffen. Die Transkristallisation von Polypropylen auf Cellulosefaseroberflächen unterschiedlicher Qualitäten (Baumwolle, Ramiefaser, Fortisan, Reyon, Pulpe) wurde untersucht (Gray: /2/), indem diese in einen dünnen geschmolzenen Polypropylenfilm eingetaucht, dieser Film auf die Kristallisationstemperatur abgekühlt (Heiztisch) und das transkristalline Kristallwachstum, das auf die oberflächliche Keimbildung folgt, in einem Polarisationsmikroskop beobachtet (fotografiert) wurde. Die Untersuchung zeigte, dass die Keimbildung vorzugsweise auf einer natürlichen Celluloseoberfläche stattfindet, während eine ungebleichte Celluloseoberfläche anscheinend auf Grund des Vorhandenseins von Hemicellulose- und Ligninkomponenten ein schlechter Keimbildner ist. Die Oberflächen von regenerierten Cellulosefasern und mercerisierter Baumwolle waren sehr schlechte Keimbildungsoberflächen. Verschiedene physikalische und chemische Oberflächenbehandlungen induzierten keine Keimbildung auf regenerierter Cellulose. In den Untersuchungen gibt es keinen Hinweis auf eine Wirkung, die von unterschiedlichen Kristallmorphologien der Keimbildungsoberflächen herrührt, sondern eine geometrische Eigenschaft der Oberflächen in breitem Maßstab könnte hinsichtlich der Transkristallisation steuernd sein.It are two early Investigations on the transcrystallization of polypropylene Cellulose and graphite fiber surfaces with different qualities affect. The transcrystallization of polypropylene on cellulose fiber surfaces of different qualities (Cotton, Ramiefaser, Fortisan, Reyon, Pulpe) was examined (Gray: / 2 /) by placing them in a thin molten polypropylene film dipped, this film cooled to the crystallization temperature (hot stage) and the transcrystalline crystal growth occurring on the surface Nucleation follows, observed in a polarizing microscope (photographed) has been. The investigation showed that the nucleation is preferable on a natural cellulose surface takes place while an unbleached cellulose surface apparently due to the Presence of hemicellulose and lignin components a worse Nucleating agent is. The surfaces of regenerated cellulose fibers and mercerized cotton very bad nucleation surfaces. Different physical and chemical surface treatments did not induce nucleation on regenerated cellulose. In the Investigations there is no indication of an effect of different crystal morphologies of the nucleation surfaces, but a geometric property of the surfaces on a broad scale could be considered be the transcrystallization controlling.

Eine Untersuchung, die die Polypropylenkeimbildung auf zwei, auf PAN basierenden Graphitfaserqualitäten (Hobbs: /2/) betrifft, ist interessant. Eine schlecht Keime bildende Faserqualität bestand aus kleinen nicht orientierten Graphitkeimen mit einer Größe von etwa 25 Å, und eine gut Keime bildende Faserqualität aus breiten Graphitplatten, die stark in Richtung der Faserachse ausgerichtet waren und eine Größe von über 100 Å aufwiesen. Der große Unterschied in den Keimbildungseigenschaften zwischen diesen Graphitqualitäten scheint den Unterschieden der Größe und Ausrichtung ihrer strukturellen Graphitebenen zuzuschreiben sein. Die Adsorption von Polypropylen direkt auf der Grundebene des Graphitträgermaterials kann sowohl durch die Tatsache, dass Polypropylen in einem monoklinen Gittersystem kristallisiert, wobei die Molekülketten eine spiralförmige Konformation, umfassend drei sich wiederholende Einheiten, bilden, als auch durch Molekülorbitalberechnungen, die zeigen, welche die vorrangigen Adsorptionsstellen für Wasserstoff auf einer Graphitoberfläche zeigen, erklärt werden. Die spiralförmige Polypropylen-Molekülkette kann so auf eine Graphitgitteroberfläche platziert werden, dass alle Wasserstoffatome, die mit der Oberfläche in Kontakt sind, in Positionen geringster Oberflächenenergie (das heißt entlang C-C-Bindungen) angeordnet sind.An investigation concerning polypropylene nucleation on two PAN-based graphite fiber grades (Hobbs: / 2 /) is interesting. A poorly nucleated fiber grade consisted of small unoriented graphite seeds about 25 Å in size, and a good nucleation fiber quality of wide graphite plates that were strongly oriented toward the fiber axis and had a size over 100 Å. The large difference in nucleation properties between these graphite grades appears to be due to differences in the size and orientation of their structural graphite planes. The adsorption of polypropylene directly on the ground plane of the graphite carrier material can be both by the fact that polypropylene crystallizes in a monoclinic lattice system, the molecular chains forming a helical conformation comprising three repeating units, as well as molecular orbital calculations demonstrating which show the preferential adsorption sites for hydrogen on a graphite surface. The helical polypropylene molecular chain can be placed on a graphite lattice surface such that all of the hydrogen atoms in contact with the surface are located in positions of least surface energy (that is, along CC bonds).

Die Verwendung von Cellulosefasern unterschiedlicher Qualitäten in Vlieserzeugnissen, die mit Verfahren des thermischen Bindens von Vliesen hergestellt wurden, wird nun untersucht.The Use of cellulose fibers of different qualities in nonwoven products, produced by methods of thermal bonding of nonwovens are now being investigated.

Das Verfahren gemäß dem Patent US 3,507,943 /1970, /3/ ist eine frühe Innovation, welche industrielles thermisches Binden von Vliesbahnen mit weit reichender Anwendbarkeit betrifft. In dem Verfahren wird thermisches Binden unter Verwendung eines Paars von Walzen durchgeführt, wobei eine oder beide Walzen geprägt und auf eine gewünschte Temperatur erwärmbar sind. Außer normalem thermischem Binden umfasst das Verfahren bei der Herstellung des Vlieserzeugnisses Imprägnieren, Lamination, Perforation, Walken, Falten usw. Die thermisch zu bindenden Vliese enthalten üblicherweise eine spezifizierte Menge an bindenden thermoplastischen Fasern (Polypropylen) und absorbierenden Fasern (0 bis 75% Baumwoll-, Reyon-Pulpe-Faser) für absorbierende Wischtucherzeugnisse. Bei der Lamination werden als Trägermaterialien u. a. Vlies- und Gewebeerzeugnisse, organischer Film, Papier, Band usw. verwendet.The method according to the patent US 3,507,943 / 1970, / 3 / is an early innovation concerning industrial thermal bonding of nonwoven webs with wide applicability. In the process, thermal bonding is performed using a pair of rollers wherein one or both of the rolls are embossed and heatable to a desired temperature. In addition to normal thermal bonding, the process of making the nonwoven product includes impregnation, lamination, perforation, flexing, wrinkling, etc. The thermal bond webs typically contain a specified amount of thermoplastic (polypropylene) and absorbent (0 to 75% cotton) bonding fibers. , Rayon pulp fiber) for absorbent wiping products. Nonwoven and woven fabrics, organic film, paper, tape, etc. are used as substrates in lamination.

Das Patent US 3,501,369 /1970, /3/ betrifft ein Vlieserzeugnis und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das neue Vlieserzeugnis mit hohen Nass- und Trockenfestigkeitswerten besteht aus einem thermisch gebundenen Polypropylen-Cellulose-Faser-Vlies, wobei der Anteil der Cellulosefaser 25 bis 95 Gew.-% beträgt. Die Cellulosefasern sind entweder kurze natürliche Fasern (u. a. Baumwolle) oder Synthesefasern (u. a. Reyon). Das Herstellungsverfahren umfasst das Erzeugen eines Vlieses aus dem Fasergemisch, Erwärmen (163 bis 204°C) und Binden unter Druck (36 bis 360 kg/m) des Vlieses durch Heiß- oder Kaltwalzen.The patent US 3,501,369 / 1970, / 3 / relates to a nonwoven product and a process for its production. The novel nonwoven product having high wet and dry strength values consists of a thermally bonded polypropylene-cellulose fiber nonwoven, wherein the proportion of the cellulose fiber is 25 to 95 wt .-%. The cellulose fibers are either short natural fibers (including cotton) or synthetic fibers (including rayon). The manufacturing method comprises producing a nonwoven fabric from the fiber blend, heating (163 to 204 ° C), and bonding under pressure (36 to 360 kg / m) of the nonwoven fabric by hot or cold rolling.

Gemäß der Beschreibung sind die bindenden Polypropylenfasern in dem Erzeugnis um die Cellulosefasern herum gewunden und verleihen dem Erzeugnis, zum Teil miteinander verschmolzen, Festigkeit, das heißt, die Bindung der Cellulosefasern ist in erster Linie mechanisch. Auf Grund seines Absorptionsvermögens ist das Erzeugnis zum Wischen, für chirurgische Anwendungen usw. gut geeignet.According to the description The binding polypropylene fibers in the product are the cellulose fibers winding around and lending the produce, in part, to each other fused, strength, that is, the bonding of the cellulose fibers is mechanical in the first place. Due to its absorption capacity is the product for wiping, for surgical applications, etc. well suited.

J. P. Moreau /4/ untersuchte das thermische Binden von Polypropylen-Baumwolle- Gemischen (20, 30, 50, 75, 100 Gew.-% PP) als Funktion der Temperatur unter Verwendung eines Paars von Walzen, wovon eine geprägt war und die andere glatt. Die Bindungsgeschwindigkeit des Faservlieses betrug 30,5 mm/s und der lineare Druck zwischen den Walzen 66 kN/m. Die Gewichte der gebundenen Vliese betrugen 40, 60 und 80 g/m2. Das Vermischen der Baumwolle- und Polypropylenfasern erwies sich in der Testreihe als schwierig. Die Verwendung eines bindenden Polymers in Form eines Films mit einem Baumwollvlies ergab, verglichen mit einem Fasergemisch, eine bessere Polymer-Cellulose-Verteilung. Ein Baumwollfaser-Polymerfilm-Laminat ergab, verglichen mit einem entsprechenden Fasergemischerzeugnis, bessere Werte für die longitudinale und transversale Festigkeit. Die Bruchfestigkeit, Dehnung, Steifheit und Absorptionsvermögen der Erzeugnisse wurden gemessen und die Auswirkungen von Mischungsniveaus, Oberfläche des Erzeugnisses und Temperatur auf die Eigenschaften des Erzeugnisses wurden unter Verwendung von statistischer Analyse bestimmt. Es kann erwähnt werden, dass die Werte für die Zugfestigkeit, die in den Tabellen der Veröffentlichung von Moreau (/4/, 1990) angegeben sind, die Regulierungsgleichung für das thermisch bindende Modell gemäß der FI-Patentanmeldung 961252 /18.03.96, /5/ in zufrieden stellender Weise erfüllen. Die thermisch bindende Regulierungsgleichung für das Vlies, welche die Messergebnisse der Veröffentlichung hinsichtlich der MD-Zugfestigkeit simuliert, ist σ = 5,476 × 1012 × [PP]1,131 × exp[1,045 × 10–2 × w] × T2 × exp[–36010/RT], /13/wobei σ die Zugfestigkeit des Textilerzeugnisses in N ist; [PP] der Polymergehalt des Fasergemisch in Gew.-% ist; w das Gewicht des Textilerzeugnisses in g/m2 ist; T die Öltemperatur der Walze in k ist und E die Dimension für die Aktivierungsenergie in cal/mol ist.JP Moreau / 4 / examined thermal bonding of polypropylene-cotton blends (20, 30, 50, 75, 100 weight percent PP) as a function of temperature using a pair of rollers, one stamped and the other smooth , The bonding speed of the nonwoven fabric was 30.5 mm / s and the linear pressure between the rolls was 66 kN / m. The weights of the bonded nonwovens were 40, 60 and 80 g / m 2 . The mixing of the cotton and polypropylene fibers proved difficult in the test series. The use of a cotton-fleece film-bonded polymer resulted in a better polymer-cellulose distribution as compared to a fiber blend. A cotton fiber-polymer film laminate gave better values for longitudinal and transverse strength as compared to a corresponding blended fiber product. The breaking strength, elongation, stiffness and absorbency of the products were measured and the effects of blend levels, surface area of the product and temperature on the properties of the product were determined using statistical analysis. It can be mentioned that the values for the tensile strength given in the tables of the publication by Moreau (/ 4 /, 1990), the regulation equation for the thermo-bonding model according to the FI patent application 961252 / 18.03.96, / 5 / in a satisfactory manner. The thermal bonding regulatory equation for the web which simulates the measurement results of the publication in terms of MD tensile strength is σ = 5.476 × 10 12 × [PP] 1,131 × exp [1,045 × 10 -2 × w × T 2 × exp [-36010 / RT], / 13 / where σ is the tensile strength of the fabric in N; [PP] is the polymer content of the fiber mixture in% by weight; w is the weight of the fabric in g / m 2 ; T is the oil temperature of the roller in k and E is the dimension for the activation energy in cal / mol.

T. F. Gilmore et al. /1992, /4/ untersuchen in ihrer Veröffentlichung die Vorteile, Verwendung und Verbesserung der Verwendung von Baumwolle in Vlieserzeugnissen. Hier ist thermisches Binden eine ökonomische und wichtige Alternative zu Wasserstrahlverfestigungsverfahren, welche, wie bekannt ist, am besten die vorteilhaften Textileigenschaften von Baumwolle im Erzeugnis beibehalten. Insbesondere die Verwendung von heterophilen Zweikomponentenfasern als bindende Fasern beim thermischen Binden ergibt in diesem Fall Erzeugnisse mit guten Textil- und Festigkeitseigenschaften. Im experimentellen Abschnitt der Veröffentlichung wird das thermische Binden eines Baumwollvlieses unter Verwendung einer Polypropylen-Polyester-Zweikomponentenfaser (20 Gew.-% im Gemisch) durchgeführt. Die Tests für das thermische Binden wurden als eine Funktion des linearen Drucks zwischen den Walzen und der Temperatur durchgeführt, wobei das nominelle Gewicht des Textilerzeugnisses 85 g/m2 betrug. Bei den Bindungstests wurde sowohl Duo- als auch Trio-Walzen verwendet, wobei das Vlies in der Vorwärtsrichtung über eine heiße, geprägte und heiße, glatte Walze und das vorgebundene Textilerzeugnis in der Rückwärtsrichtung über die vorstehend erwähnte heiße, glatte und eine unbeheizte elastische Walze transportiert wurde. Als ein Ergebnis der Untersuchung wurde beobachtet, dass Trio-Walzen im Vergleich zu Duo-Walzen keine merklichen Vorteile bereitstellte. Gemäß der Veröffentlichung wird angenommen, dass der Bindungsmechanismus auf mechanischer Befestigung oder Verkapselung von Baumwolle durch Polypropylen beruht.TF Gilmore et al. / 1992, / 4 / in their paper examine the benefits, uses and improvements of the use of cotton in nonwovens. Here, thermal bonding is an economical and important alternative to hydroentangling processes which, as is known, best retain the beneficial textile properties of cotton in the product. In particular, the use of heterophilic bicomponent fibers as bonding fibers in thermal bonding yields Er in this case products with good textile and strength properties. In the experimental section of the publication, thermal bonding of a cotton nonwoven fabric is carried out using a polypropylene-polyester bicomponent fiber (20% by weight in admixture). The thermal bonding tests were conducted as a function of the linear pressure between the rolls and the temperature, the nominal weight of the fabric being 85 g / m 2 . The duo and trio rolls were used in the bond tests wherein the mat transports in the forward direction over a hot, embossed and hot, smooth roll and the pre-bonded fabric in the reverse direction over the aforementioned hot, smooth and unheated elastic rolls has been. As a result of the investigation, it was observed that trio-rolls did not provide appreciable advantages compared to duo-rolls. According to the publication, it is believed that the binding mechanism is based on mechanical attachment or encapsulation of cotton by polypropylene.

Die Verwendung von Cellulosefasern in Erzeugnissen, die mit Wasserstrahlverfestigungsverfahren erhältlich sind, ist bekannt. Einige Beispiele aus dem sehr breiten Stand der Technik, die solche Verfahren und Erzeugnisse betreffen, werden erwähnt.The Use of cellulose fibers in products made by hydroentangling process available are known. Some examples from the very broad state of the Technology that affects such processes and products mentioned.

Das Verfahren und die Erzeugnisse gemäß dem Patent US 3,485,706 /1969, /3/ werden oft als die bahnbrechenden Erfindungen bei der industriellen Anwendung von Flüssigkeits-Nadelungs-Verfahren angesehen. Bei dem Verfahren werden entweder Cellulosefasern als solche oder im Gemisch und Laminate mit Synthesefasern verwendet. In erster Linie Baumwoll- und Reyonfasern und auch kurze Pulpecellulosefasern in Form von Seidenpapier werden als Cellulosefasern verwendet. Es gibt eine Vielzahl von Synthesefasern (Polyester-, Polyamid-, Polyacryl-, Polyolefinfasern usw.), Homo- und Copolymerfasern entweder als Ein- oder Zweikomponentenfasern, Endlosfasern oder Stapelfasern.The method and the products according to the patent US 3,485,706 / 1969, / 3 / are often regarded as the pioneering inventions in the industrial application of liquid-needling processes. The process uses either cellulosic fibers as such or in admixture and laminates with synthetic fibers. Cotton and rayon fibers in the first place and also short pulp cellulose fibers in the form of tissue paper are used as cellulosic fibers. There are a variety of synthetic fibers (polyester, polyamide, polyacrylic, polyolefin fibers, etc.), homo- and copolymer fibers either as one- or two-component fibers, continuous fibers or staple fibers.

Bei dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren gemäß dem Patent US 4,442,161 /1984, /3/ werden Vlieserzeugnisse mit verbesserten Flüssigkeitssperreigenschaften hergestellt. Bei dem Verfahren werden sowohl eine Düsenreihe, die dichter als normal angeordnet sind, als auch eine Sprüherkombination, umfassend die Verwendung von hohen und niedrigen Drücken, verwendet. Bei dem Verfahren werden Polyesterfasern entweder in Form von Endlosfasern oder Stapelfasern und Pulpefasern in erster Linie in Form von Harmac-Papier verwendet. Von der Natur der Bindung zwischen der Cellulose und den Synthesefasern wird angenommen, dass sie vollständig mechanisch ist. In den Beispielen für das Verfahren sind die „Selbstbindungs"temperaturen der Polyesterqualitäten angegeben, aber anscheinend für die Auswahl der Trocknungstemperaturen für die Erzeugnisse.In the hydroentanglement process according to the patent US 4,442,161 / 1984, / 3 / produces nonwoven products with improved liquid barrier properties. The method uses both a row of nozzles that are more dense than normal and a combination of sprayers including the use of high and low pressures. The process uses polyester fibers either in the form of continuous fibers or staple fibers and pulp fibers primarily in the form of harmac paper. The nature of the bond between the cellulose and the synthetic fibers is believed to be completely mechanical. Examples of the process indicate the "self-bonding" temperatures of the polyester grades, but apparently for the selection of drying temperatures for the products.

In dem Verfahren gemäß dem Patent US 4,902,564 /1988, /3/ wird ein hochfestes, gut absorbierendes, oberflächenbehandeltes Wischtucherzeugnis (100 bis 270 g/m2) aus einem Fasergemisch hergestellt, das 50 bis 75 Gew.-% Holzpulpe und 25 bis 50 Gew.-% Synthesefasern enthält. In dem Verfahren wird das nass gelegte Vlies der Wasserstrahlverfestigung zugeführt. Es ist besonders vorteilhaft, Pulpefasern mit einer Länge von 3 bis 5 mm zu verwenden, da diese beim Nadeln die beste Leistung zeigen und die Erzeugnisse sowohl die beste Zug- und Abriebfestigkeit als auch ausreichende Nassfestigkeiten aufweisen. In dem Verfahren werden Polypropylen-, Polyamid- und Polyesterfasern als Synthesefasern verwendet. Die Bindung zwischen den Fasern ist vollständig mechanisch.In the method according to the patent US 4,902,564 / 1988, / 3 /, a high strength, high-absorbency, surface-treated wiper (100 to 270 g / m 2 ) is prepared from a fiber blend containing 50 to 75 weight percent wood pulp and 25 to 50 weight percent synthetic fibers. In the process, the wet laid web is subjected to hydroentanglement. It is particularly advantageous to use pulp fibers with a length of 3 to 5 mm, since these show the best performance in needling and the products have both the best tensile and abrasion resistance and sufficient wet strengths. In the process, polypropylene, polyamide and polyester fibers are used as synthetic fibers. The bond between the fibers is completely mechanical.

Die Erfindung gemäß dem Patent US 5,459,912 /1993, /3/ umfasst sowohl Gewebeerzeugnisse aus der Wasserstrahlverfestigung, die aus Synthesefasern und Pulpefasern hergestellt wurden, als auch ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention according to the patent US 5,459,912 / 1993/3 / comprises both hydroentanglement fabric articles made from synthetic fibers and pulp fibers and a method of making same.

Die Gewebeerzeugnisse weisen sehr niedrige Nass- und Trocken-Teilchenzahlen und gutes Absorptionsvermögen auf. Die minimale Teilchenzahl wird trocken als 2,83 × 105 pro m3 und nass als 6,5 × 107 pro m3 und die minimale Absorptionsgeschwindigkeit bzw. Absorptionsvermögen als 0,1 g/(gs) bzw. 300% angegeben. Der Pulpeanteil des Textilerzeugnisses beträgt 5 bis 50 Gew.-%. Polyester-, Polypropylen-, Polyamid- und Polyacrylfasern und deren Kombinationen werden als Synthesefasern verwendet.The fabric products have very low wet and dry particle counts and good absorbency. The minimum particle number is given as dry as 2.83 x 10 5 per m 3 and wet as 6.5 x 10 7 per m 3 and the minimum absorption rates as 0.1 g / g and 300%, respectively. The pulp content of the fabric is 5 to 50% by weight. Polyester, polypropylene, polyamide and polyacrylic fibers and combinations thereof are used as synthetic fibers.

In einem ersten Schritt des Herstellungsverfahrens gemäß dem Patent wird ein Vlies, umfassend Cellulose- und Synthesefaserschichten, mit der Synthesefaserschicht an das Drahtnetz (maximal: 75 mesh) bei einem Bereich des Düsendrucks von 6,9 bis 138 bar genadelt, wobei die Gesamtenergie des Nadelstrahls mindestens 50 kJ × N/g beträgt. Während des Nadelns werden die Fasern in der Pulpeschicht hydraulisch mit den Fasern in der Synthesefaserschicht verschlungen. In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird das erhaltene, vorgemischte Vlies mit seiner Pulpeseite auf einer mit Öffnungen versehenen Prägevorrichtung getragen, wobei deren Öffnungszahl im Bereich von 40 bis 10 mesh liegt, und wird unter Verwendung einer Gesamtenergie von mindestens 53 kJ·N/g wassergenadelt. Während des Nadelns werden die Fasern in der lateralen und vertikalen Richtung von ihren anfänglichen Positionen in Richtung der Öffnungen in der Prägevorrichtung (d. h. das Drahtnetz) hin bewegt, wodurch auf dem Textilerzeugnis ein Abdruck erzeugt wird. Die Geschwindigkeit des Drahtnetzes in dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren beträgt mindestens 18 m/min (im Bereich von 90 bis 180 m/min). Um die Absorptionseigenschaften des Textilerzeugnisses zu verbessern, wird in dem Verfahren mit den Geweben Wasserentfernung bei Unterdruck durchgeführt.In a first step of the manufacturing process according to the patent, a nonwoven comprising cellulose and synthetic fiber layers is needled with the synthetic fiber layer to the wire net (maximum: 75 mesh) at a die pressure range of 6.9 to 138 bar, the total energy of the pin jet is at least 50 kJ × N / g. During the needling, the fibers in the pulp layer are hydraulically entangled with the fibers in the synthetic fiber layer. In a second step of the process, the resulting premixed nonwoven is supported with its pulp side on an apertured embossing apparatus with an opening number in the range of 40 to 10 mesh and is fired using a total energy of at least 53 kJ · N / g water needles. During the needling, the fibers are moved in the lateral and vertical directions from their initial positions towards the openings in the embossing device (ie, the wire net), thereby producing an impression on the fabric. The speed of the wire mesh in the hydroentangling process is at least 18 m / min (in the range of 90 to 180 m / min). In order to improve the absorbency properties of the fabric, water removal under reduced pressure is performed in the process with the fabrics.

Im Hinblick auf das Erzeugnis und die Verfahren gemäß dem Patent US 5,459,912 kann gefolgert werden, dass sie hinsichtlich älterer bekannter Erzeugnisse oder angewandter Wasserstrahlverfestigungstechnologie nichts wesentlich Neues umfassen. Eine Angabe der Maximalwerte für die Teilchenzahl für die Erzeugnisse definiert nicht eindeutig die Qualität des Textilerzeugnisses hinsichtlich der Ablösung von Cellulosefasern, da die Fasern, die von dem Textilerzeugnis ausströmen, sowohl eine Größen- als auch eine Gewichtsverteilung besitzen. Da keine Korrelation zwischen dem verwendeten (nicht standardisierten) Teilchenmessverfahren und anderen Messverfahren (u. a. basierend auf der Gewichtsänderung der Probe des Textilerzeugnisses) angegeben ist, ist es unmöglich, einen Vergleich der Erzeugnisse, die mit dem Verfahren erhalten wurden, im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik durchzuführen.With regard to the product and the methods according to the patent US 5,459,912 It can be concluded that they do not include anything significantly new in terms of older known products or applied hydroentanglement technology. An indication of the maximum particle count values for the products does not clearly define the quality of the fabric in terms of cellulosic stripping, as the fibers emanating from the fabric have both size and weight distributions. Since there is no correlation between the used (non-standardized) particle measurement method and other measurement methods (among other things based on the weight change of the sample of the fabric), it is impossible to compare the products obtained with the method with the known prior art to perform the technique.

In der begrenzten Untersuchung von Veröffentlichungen, die das Binden von Cellulose- und Synthesefasern betreffen, wurde kein Verfahren oder Regulierungsverfahren gefunden, das dem neuen Verfahren vergleichbar ist, um die Haftungsbindung zwischen Fasern von unterschiedlichen Qualitäten zu verbessern.In the limited study of publications that are binding of cellulose and Synthetic fibers did not become a process or regulatory procedure found that is comparable to the new method to the adhesion bond between fibers of different qualities.

Einige Betriebsprinzipien, die die neue Kombination von Regulierungsverfahren betreffen, die bei der Herstellung von Vlieserzeugnissen verwendet wird, werden ausführlich in den folgenden Beispielen untersucht.Some Operating principles representing the new combination of regulatory procedures used in the manufacture of nonwovens becomes detailed examined in the following examples.

Sub-Beispiel 1Sub-example 1

Im Sub-Beispiel 1 wird sowohl die Struktur von Cellulosefasern als auch die Kinetik der polymorphen Änderungen in der Cellulose und deren Wirkung auf die Faserstrukturen in Verbindung mit dem Regulierungsverfahren mittels Röntgen-Weitwinkel- und -Kleinwinkel-Streuung (WAXS und SAXS) und Hitzebehandlungstests untersucht. In den Beispielen wird in Verbindung mit der neuen Innovation eine Zunahme im Energieniveau der Oberflächenschicht der Cellulosefasern als Folge der Gittertransformation, Zunahme des Kristallinitätsgrads und Übersteigen der kritischen minimalen Größe der Haftungsoberflächen gezeigt, wobei diese Funktionen zum Teil zueinander in Beziehung stehen.in the Subexample 1 describes both the structure of cellulose fibers also the kinetics of the polymorphic changes in the cellulose and their effect on the fiber structures in conjunction with the Regulatory procedure using X-ray wide-angle and small angle scattering (WAXS and SAXS) and heat treatment tests examined. In the examples will be in conjunction with the new innovation an increase in the energy level of the surface layer of the cellulose fibers as a result of lattice transformation, increase in degree of crystallinity and exceeding the critical minimum size of the adhesion surfaces, these functions are partly related to each other.

Drei polymorphe Formen der Cellulose-Kristallstruktur sind mit der vorliegenden Innovation verknüpft, nämlich

  • – native Cellulose, das heißt Cellulose I (C-I), die in den meisten natürlichen Fasern vorkommt, wie Baumwoll-, Holz-, Ramie-, Leinen- und verschiedene Hanffasern.
  • – Hydrat-Cellulose, das heißt Cellulose II (C-II), wobei diese Form u. a. in regenerierter und mercerisierter Cellulose vorkommt.
  • – Hochtemperatur-Cellulose, das heißt Cellulose IV (C-IV), die bei erhöhter Temperatur in Gegenwart einer polaren flüssigen Phase sowohl aus nativer als auch Hydrat- Cellulose hergestellt werden kann.
Three polymorphic forms of the cellulose crystal structure are linked to the present innovation, namely
  • - native cellulose, ie cellulose I (CI), found in most natural fibers, such as cotton, wood, ramie, linen and various hemp fibers.
  • Hydrate cellulose, ie cellulose II (C-II), this form occurring inter alia in regenerated and mercerized cellulose.
  • High temperature cellulose, ie cellulose IV (C-IV), which can be prepared at elevated temperature in the presence of a polar liquid phase from both native and hydrate cellulose.

Die Cellulosen I und II sind monoklin bezüglich ihrer Kristallgitterform, und sie unterscheiden sich voneinander in erster Linie hinsichtlich der Gitterkonstante c und des Winkels β der (a/c)-Achse. Die Gitterform der Cellulose IV wurde nicht bestätigt, aber sie wird für tetragonal oder orthorombisch gehalten. Die Gitterkonstanten der Cellulosegitter C-IV und C-I liegen sehr nahe beieinander, aber dem C-IV-Gitter fehlt der Reflex der Ebene (101). In der Tabelle 1 sind sowohl die Gitterkonstanten für die Cellulosequalitäten als auch die wichtigen Reflexe der Ebenen, die den daraus berechneten Miller-Indices entsprechen, angegeben. Außer der Identifizierung, die auf der WAXS-Streuung der Cellulosegitterformen beruht, wurden die Kristallinitätsgrade aus den Proben im Winkelbereich von 2θ = 10 bis 30°, basierend auf der Summe der Streuungsintensität, bestimmt.The celluloses I and II are monoclinic with respect to their crystal lattice form, and they differ from each other primarily with respect to the lattice constant c and the angle β of the (a / c) axis. The lattice form of cellulose IV was not confirmed, but it is considered to be tetragonal or orthorhombic. The lattice constants of the cellulose lattices C-IV and CI are very close to each other, but the C-IV lattice lacks the plane-plane reflex (10 1 ). Table 1 shows both the lattice constants for the cellulosic qualities and the important reflections of the planes corresponding to the Miller indices calculated therefrom. Apart from the identification based on the WAXS scattering of the cellulose lattice forms, the degrees of crystallinity from the samples were determined in the angular range of 2θ = 10 to 30 °, based on the sum of the scattering intensity.

Um die Cellulosestrukturen zu bestimmen, wurden WAXS-(und SAXS-)Messungen sowohl an natürlichen Fasern, Rohcellulosefasern, Seidenpapier und regenerierten Cellulosefasern, die auf unterschiedliche Weisen hergestellt wurden, als auch an entsprechenden Cellulosefilmen durchgeführt. Die Celluloseproben unterschieden sich in ihren Kristallinitätsgraden wesentlich voneinander, wobei der Kristallinitätsgrad von regenerierten Cellulosefasern (C-II-Gitter: 23 Proben) wesentlich niedriger als der von natürlichen Cellulosefasern war: Baumwolle: 68 bis 70%, Kiefer-Espen-Cellulose: 53 bis 65%, auf Xanthat basierendes Reyon: 35 bis 40%, auf NMMO basierendes Reyon: 50 bis 55% und auf Carbamat basierendes Reyon: 35 bis 45%.To determine the cellulosic structures, WAXS (and SAXS) measurements were made on both natural fibers, raw cellulosic fibers, tissue paper and regenerated cellulosic fibers made in different manners, as well as on corresponding cellulosic films. The cellulose samples differed substantially in their degrees of crystallinity, with the degree of crystallinity of regenerated cellulose fibers (C-II lattice: 23 samples) being substantially lower than that of natural cellulose fibers: cotton: 68 to 70%, pine aspen cellulose: 53 to 65%, Xanthat-based Reyone: 35 to 40%, NMMO-based rayon: 50 to 55% and carbamate-based rayon: 35 to 45%.

Die strukturelle Änderung C-II (C-I)/C-IV im Kristallgitter der Cellulosefasern hängt von vielen Faktoren zusätzlich zur Faserqualität ab. Allgemein gesprochen ist die Umwandlung vollständiger, je niedriger die kristalline Ordnung ist und je weniger Energie dafür erforderlich ist. Somit ist eine strukturelle Änderung für regenerierte Cellulosefaser (C-II) leichter als für mercerisierte oder unbehandelte natürliche Fasern (C-I).The structural change C-II (C-I) / C-IV in the crystal lattice of cellulose fibers depends on many factors in addition to fiber quality from. Generally speaking, the transformation is more complete, the lower the crystalline order and the less energy required for this is. Thus, a structural change is for regenerated cellulose fiber (C-II) easier than for mercerized or untreated natural fibers (C-I).

Reyonviskosefaser in trockener Form ist bis zu einer Temperatur von 300°C strukturell nahezu unverändert, wenn sie aber in Flüssigkeiten in einem Temperaturbereich von 140°C (80°C) bis 300°C behandelt wird, nimmt der Umwandlungsgrad C-II/C-IV in dem Maße zu, wie die Polarität der Flüssigkeit zunimmt. Während des Mercerisierens werden die Cellulosemoleküle voneinander unter dem Einfluss eines Quellmittels getrennt, wodurch sich während der Umwandlung die Anhydroglucosemoleküle leichter zurück auf das ab-Gitterniveau drehen.Reyonviskosefaser in dry form is structural up to a temperature of 300 ° C almost unchanged, but when in liquids is treated in a temperature range of 140 ° C (80 ° C) to 300 ° C, takes the Degree of conversion C-II / C-IV as the polarity of the liquid increases increases. While Mercerizing the cellulose molecules from each other under the influence separated a swelling agent, which makes the anhydroglucose molecules easier during the conversion back turn to the down-grid level.

In dem Verfahren gemäß der neuen Innovation ist der notwendige C-II/C-IV-Umwandlungsgrad gering, da es das Ziel ist, eine dünne Cellulose-IV-Schicht mit hoher Oberflächenenergie auf den Faseroberflächen zu erhalten.In the method according to the new Innovation is the necessary C-II / C-IV conversion level low as it is the target is a thin one To obtain cellulosic IV layer with high surface energy on the fiber surfaces.

Das Konzentrationsverhältnis der Kristallphasen C-IV/C-II wurde für Viskosefasern mittels der entsprechenden WAXS-Intensitätsverhältnisse (u. a. die Intensitäten des Reflexes der (101)-Ebene) nach sowohl Glycerin- als auch Wasser-Autoklavenbehandlung gemessen. Die folgende Gleichung wurde zum Simulieren der Intensitätsverhältnisse mit ausreichender Genauigkeit (in diesem Zusammenhang) erhalten. I(C-IV)/I(C-II) = F exp[–E/RT], /14/wobei für die untersuchten Viskosefasern der Wert der Aktivierungsenergie E = 4676 cal/mol betrug, wobei die Konstante F von der Faserqualität abhing. Für die Konstante F wurden für zwei auf Xanthat basierende Faserqualitäten A-71 und Cs-88 die folgenden Werte erhalten: F = 381,3 und 194,6. Für die Faserqualität L-71, die aus einer NMMO-Lösung regeneriert ist, wurde der Wert F = 213,4 für die Konstante erhalten.The concentration ratio of the crystal phases C-IV / C-II was measured for viscose fibers by means of the respective WAXS intensity ratios (inter alia the intensities of the (101) plane reflex) after both glycerol and water autoclaving. The following equation was obtained to simulate the intensity ratios with sufficient accuracy (in this connection). I (C-IV) / I (C-II) = F exp [-E / RT], / 14 / wherein for the examined viscose fibers, the value of the activation energy E = 4676 cal / mol, the constant F depending on the fiber quality. For the constant F, the following values were obtained for two Xanthat-based fiber grades A-71 and C s -88: F = 381.3 and 194.6. For the fiber quality L-71 regenerated from a NMMO solution, the value F = 213.4 for the constant was obtained.

Das Streuungsintensitätsverhältnis der (101)-Ebenen der Faserqualität A-71 betrug in Glycerin nach Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 226°C S = 5,05 (Gleichung 14:S = 4,85), was einem Umwandlungsgrad von etwa 90% im kristallinen Teil der Struktur und somit einer C-IV-Konzentration von 57,6% im kristallinen Teil entspricht (die Kristallinitätsgrade vor bzw. nach der Wärmebehandlung betrugen 38 bzw. 64%). Die Faserqualität L-71 weist ein Streuungsintensitätsverhältnis auf, das niedriger ist als das vorherige (2,71), aber ihr Kristallinitätsgrad ist höher als der erstere (vor bzw. nach Behandlung 55 bzw. 70%), weshalb sich die C-IV-Konzentrationen der Faserqualitäten nicht stark voneinander unterscheiden.The Scatter intensity ratio of (101) levels of fiber quality A-71 was in glycerol after heat treatment at a temperature of 226 ° C S = 5.05 (Equation 14: S = 4.85), which corresponds to a degree of conversion of about 90% in the crystalline part of the structure and thus a C-IV concentration of 57.6% in the crystalline part (the degrees of crystallinity before or after the heat treatment were 38 and 64%, respectively). The fiber quality L-71 has a scattering intensity ratio which is lower than the previous one (2.71), but its degree of crystallinity is higher than the former (before or after treatment 55 or 70%), which is why the C-IV concentrations of the fiber qualities are not very different differ.

Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass auf Grund der Wirkung der Wärmebehandlung in einer polaren Flüssigkeit u. a. der Kristallinitätsgrad von Cellulose II zunimmt, so dass er dem Kristallinitätsgrad von Cellulose I entspricht. Der Kristallinitätsgrad von Cellulosestrukturen erhöht sich nicht, wenn in trockener Form erwärmt wird. Die Wirkung der Wärmebehandlungsdauer auf die C-II/C-IV-Umwandlung war gemäß den Messungen so klein (+~ 0,5 – 36 h), so dass sie nicht merklich das Intensitätsverhältnis beeinflusst, zieht man u. a. den Fehler beim Kristallinitätsgrad in Betracht. Es ist zu beobachten, dass das Verfahren, das in diesem Zusammenhang zum Messen der C-IV/C-II-Konzentrationen verwendet wird, in erster Linie qualitative Werte ergibt, da u. a. die Zunahme des Kristallinitätsgrads für beide Kristallsysteme als eine Funktion von Temperatur (und Dauer) von unterschiedlicher Größenordnung ist, und der Grad der Kristallinität bei der verwendeten, schnellen Messtechnik ungenau ist.It It should be noted in this context that due to the effect the heat treatment in a polar liquid u. a. the degree of crystallinity of cellulose II increases to the degree of crystallinity of Cellulose I corresponds. The degree of crystallinity of cellulose structures elevated not when heated in dry form. The effect of the heat treatment duration on the C-II / C-IV conversion was so small according to the measurements (+ ~ 0,5 - 36 h), so that it does not appreciably affect the intensity ratio, you draw u. a. the error in the degree of crystallinity into consideration. It is observed that the procedure in this context used to measure C-IV / C-II concentrations, first Line qualitative values, since u. a. the increase in the degree of crystallinity for both Crystal systems as a function of temperature (and duration) of different order of magnitude is, and the degree of crystallinity used in the, fast Measurement technology is inaccurate.

Um die C-I/C-IV-Gitterumwandlung der Kristallstruktur von trockener natürlicher Baumwolle (C-I) zu untersuchen, wurden einige Wärmebehandlungstests in Glycerin (200°C/2 h) durchgeführt. Die Wärmebehandlung ergab niedrigere Intensitätsverhältnisse als bei der vorstehend erwähnten C-II-Umwandlung, aber aus der WAXS-Analyse war leicht eine Verschiebung der (C-I)-Streuungsintensität der (101)-Ebene in Richtung größerer 2θ-Werte und das Verschwinden der (C-I)-Streuungsintensität der (101)-Ebene zu bemerken, wenn sich das C-IV-Gitter bildet.Around the C-I / C-IV lattice transformation of the crystal structure of dry naturally To investigate cotton (C-I), some heat treatment tests were carried out in glycerol (200 ° C / 2 h). The heat treatment yielded lower intensity ratios as in the aforementioned C-II conversion, but from the WAXS analysis was slightly a shift the (C-I) scattering intensity the (101) plane towards larger 2θ values and Note the disappearance of the (C-I) scattering intensity of the (101) plane when the C-IV lattice forms.

Das Cellulosegitter C-IV ist keine polymorphe Form von Cellulose in genau demselben Anteil wie die Gitter C-I und C-II, aber C-IV ist instabiler als diese und kann für eine defekte und nicht organisierte Form von Cellulose-I gehalten werden. Andererseits gibt es bei der Cellulose-C-II/C-IV-Umwandlung eine Änderung der Cellulose-Überstruktur zu einer organisierteren lamellaren Struktur, was leicht mit Röntgen-Kleinwinkel-Streuungsmessungen gezeigt werden kann.Cellulose lattice C-IV is not a polymorphic form of cellulose in exactly the same proportion as lattices CI and C-II, but C-IV is more unstable than these and can be considered a defective and unorganized form of cellulose-I. On the other hand, in the cellulose C-II / C-IV conversion, there is a change in the cellulose superstructure to a more organized lamellar structure, which is easy with X-ray small angle scattering ungsmessungen can be shown.

SAXS-Analyse von sowohl natürlichen (C-I) als auch regenerierten (C-II) Cellulosefasern zeigt eine im Allgemeinen monoton abnehmende Intensität(I)/Streuwinkel (ε)-Funktion. Eine periodisch auftretende lamellare Struktur senkrecht zur Faserrichtung, welche bei Synthesefaserpolymeren gebräuchlich ist, ist also bei Cellulosefasern nicht oft zu beobachten. Die schlechte Bildung und Erkennbarkeit des langen Identitätsabstands in Cellulosefasern ist sowohl den geringen und den Dichteunterschieden zwischen den kristallinen Gebieten als auch insbesondere auch den Kanälen zwischen den amorphen Gebieten und Mikrofibrillen, die sich in der Richtung der Faserachse anordnen (u. a. Baumwolle und entsprechende Strukturen), zuzuschreiben.SAXS-analysis of both natural (C-I) as well as regenerated (C-II) cellulose fibers generally shows one monotonically decreasing intensity (I) / scattering angle (Ε) function. A periodic lamellar structure perpendicular to the grain, which is common in synthetic fiber polymers, so is cellulose fibers not often to watch. The bad education and recognizability of the long identity gap in Cellulose fibers are both low and density differences between the crystalline areas as well as in particular the channels between the amorphous areas and microfibrils that are in the direction arrange the fiber axis (inter alia cotton and corresponding structures), attributed.

In zum Teil aufgebrochenen (u. a. mit Alkalilösungen aufgequollen) Cellulosestrukturen können Knickpunkte und Unterbrechungspunkte in der Streuungsfunktion gesehen werden, insbesondere wenn eine Lorenz-Korrektur (I ε2/ε-Funktion) für die Streuungsergebnisse verwendet wird.In partially broken (among other things swollen with alkali solutions) cellulosic structures break points and break points in the scattering function can be seen, especially when a Lorenz correction (I ε 2 / ε-function) is used for the scattering results.

Bei den durchgeführten SAXS-Streuungstests wurden Proben aus Produktionsfasern verwendet. Somit gibt zum Teil aus praktischen Gründen (Kräuselung, Herstellung der Probe usw.) das Streuungsergebnis nicht Fälle wieder, bei denen die Strahlungsebene exakt vertikal zu der Faserachse steht, da ein Teil der Probefasern eine vollständig abweichende Richtung aufweist.at the carried out SAXS scattering tests used samples of production fibers. Thus, in part for practical reasons (crimping, preparation of the sample etc.) the scattering result does not reflect cases in which the radiating plane is exactly vertical to the fiber axis, as a part of the test fibers a complete one has different direction.

In den SAXS-Diagrammen von Cellulosefasern in ihrem Grundzustand gab es in der I ε2/ε- Funktion bei sowohl natürlichen als auch regenerierten Fasern einen mehr oder weniger scharfen Peak oder Anomalie im Streuwinkelbereich ε = 17 bis 19 mrad, was einem Bragg-Abstand L(Z) = 45 bis 40 Å entspricht. Im SAXS-Diagramm von regenerierter Cellulosefaser gab es zusätzlich zu dieser Linie auch einen klar umrissenen Peak, der dem Streuwinkel ε = 1,0 ± 0,5 mrad, das heißt (L)Z = etwa 771 Å entsprach. Bei Baumwollfasern wurde eine schwache Anomalie des Streuungsverhaltens auch im Bereich: ε = 9 bis 11 mrad und L(Z) = 86 bis 70 Å festgestellt.In the SAXS diagrams of cellulose fibers in their ground state, there was a more or less sharp peak or anomaly in the ε 2 / ε function for both natural and regenerated fibers in the scattering angle range ε = 17 to 19 mrad, which is a Bragg distance L (Z) = 45 to 40 Å. In the SAXS plot of regenerated cellulose fiber, in addition to this line, there was also a well-defined peak corresponding to the scattering angle ε = 1.0 ± 0.5 mrad, that is, (L) Z = about 771 Å. For cotton fibers, a weak anomaly of the scattering behavior was also observed in the range: ε = 9 to 11 mrad and L (Z) = 86 to 70 Å.

Baumwoll- und Reyonfasern (IS und A-71) wurden in einem Thermostaten (200°C/4 h) in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung führte keine merklichen Änderungen der WAXS-Streuwinkel der Gitterebenen der Proben im Vergleich zu den Ausgangsfasern ein. Eine geringfügige Zunahme des Kristallinitätsgrads konnte an den Proben festgestellt werden: IS: 69 → 71% und A-71: 40 → 42%. Bei der SAXS-Streuung von trockenen, wärmebehandelten, regenerierten Cellulosefasern gab es keine wesentlichen Änderungen im Vergleich zu den Ausgangsfasern. Die Streufunktion von Baumwollfaser zeigte jedoch erhöhte Intensität, die dem Streuwinkel ε = 7,5 mrad, das heißt L(Z) = 103 Å, entspricht.cotton and rayon fibers (IS and A-71) were in a thermostat (200 ° C / 4 h) in a nitrogen atmosphere heat treated. The heat treatment led no noticeable changes the WAXS scattering angle of the lattice planes of the samples compared to the output fibers. A slight increase in the degree of crystallinity could be determined on the samples: IS: 69 → 71% and A-71: 40 → 42%. at SAXS scattering of dry, heat treated, regenerated Cellulose fibers there were no significant changes compared to the Output fibers. However, the scattering function of cotton fiber showed increased Intensity, the scattering angle ε = 7,5 mrad, that is L (Z) = 103 Å, equivalent.

Wie bereits früher festgestellt wurde, bewirken polare Flüssigkeiten bei erhöhten Temperaturen eine Änderung der Kristallstruktur von der C-II- und C-I-Form in die Form C-IV und damit verbunden eine wesentliche Zunahme des Kristallinitätsgrads insbesondere von regenerierten Fasern. Gleichzeitig findet eine wesentliche Organisation der Cellulose-Überstruktur statt, was durch ein Schärfer-Werden der Intensitätspeaks der SAXS-Streuungsdiagramme und entsprechende Verwirklichung der lamellaren Struktur angezeigt wird. Wenn die Behandlungstemperatur zunimmt, verschieben sich die maximalen Werte der I ε2/ε-Funktionen in Richtung kleiner Streuwinkel und einer entsprechenden Zunahme der Werte des 'langen Identitätsabstands' L(Z). Da der Kristallinitätsgrad der Struktur gleichzeitig wesentlich zunimmt, bedeutet die Zunahme der lamellaren Abstände eine wesentliche Zunahme der lamellaren Dicke. Die Änderung des langen Abstands als eine Funktion der Temperatur folgte der Form der folgenden Gleichung L(Z) = –M + N/(θo – θ) /15/ As stated earlier, at elevated temperatures, polar liquids cause a change in the crystal structure from the C-II and CI form to form C-IV and, associated therewith, a substantial increase in the degree of crystallinity, especially of regenerated fibers. At the same time, substantial organization of the cellulose superstructure takes place, as indicated by sharpening the intensity peaks of the SAXS scattergrams and corresponding realization of the lamellar structure. As the treatment temperature increases, the maximum values of the Iε 2 / ε functions shift toward small scattering angles and a corresponding increase in the values of the 'long identity distance' L (Z). As the degree of crystallinity of the structure increases significantly at the same time, the increase in lamellar distances means a substantial increase in the lamellar thickness. The change of the long distance as a function of temperature followed the form of the following equation L (Z) = -M + N / (θ O - θ) / 15 /

Der Wert für die Konstante N war für Reyonfasern innerhalb der Grenzen der Messgenauigkeit konstant, das heißt N = 43390 Å/°C. Gleichermaßen war die „Charakter"temperatur θo konstant, das heißt θo = 414,5°C. Der Wert für die Konstante M war eine Funktion der Faserqualität (auch für Baumwollfasern). Für die auf Xanthat basierenden Reyonfasern A-71 betrug der Wert für die Konstante M = 110,2 Å. Bei den beispielhaften Temperaturen betrug die Länge des Lorenz-korrigierten langen Abstands: L(Z), Gleichungsmessung/°C: 182,0 bis 181,4/266, 144,3 bis 140,2/244, 94,0 bis 102,0/202 und 44,5 bis 42,8/134.The value of the constant N was constant for rayon fibers within the limits of measurement accuracy, that is N = 43390 Å / ° C. Likewise, the "character" temperature θ o was constant, that is, θ o = 414.5 ° C. The value of the constant M was a function of fiber quality (also for cotton fibers.) For the xanthat-based rayon fibers A-71, the Value for the constant M = 110.2 Å. For the exemplary temperatures, the length of the Lorenz corrected long distance was: L (Z), Equation measurement / ° C: 182.0 to 181.4 / 266, 144.3 to 140 , 2/244, 94.0 to 102.0 / 202 and 44.5 to 42.8 / 134.

Als ein Beispiel werden die M-Werte für drei auf Xanthat basierende Fasern erwähnt: 120,9/Lnz, 145,4/Cs-88 und 110,8/Cs-75. Für eine auf NMMO-Lösungsmittel basierende Reyonfaser L-71 betrug der Wert der Konstante M M = 150,2 Å, das heißt die Werte für den langen Abstand waren wesentlich niedriger als für die Faser A-71.When an example will be the M values for three Xanthat-based ones Fibers mentioned: 120.9 / Lnz, 145.4 / Cs-88 and 110.8 / Cs-75. For a on NMMO solvent based rayon fiber L-71 was the value of the constant M M = 150.2 Å, that is the values for the long distances were much lower than for the fiber A-71.

Als ein allgemeines Ergebnis der SAXS-Analysen kann festgestellt werden, dass insbesondere durch Regulieren der Erwärmungstemperatur in der polaren Flüssigkeit (wobei die Erwärmungsdauer von geringerer Wichtigkeit ist) die kristalline lamellare Dicke der Cellulose reguliert werden kann, wodurch die kritischen Dimensionen der Keimbildungsebenen für die heterogene Keimbildung der Celluloseoberfläche überschritten werden können.When a general result of the SAXS analyzes can be determined in particular by regulating the heating temperature in the polar liquid (where the heating time of lesser importance) is the crystalline lamellar thickness The cellulose can be regulated, reducing the critical dimensions the nucleation levels for the heterogeneous nucleation of the cellulose surface can be exceeded.

Sub-Beispiel 2.Sub-example 2.

Im Sub-Beispiel 2. wird die Benetzung von Celluloseoberflächen mit geschmolzenem Polypropylen, Ausbreiten der Kontaktschmelze und Kinetik der Ausbreitung in Verbindung mit dem neuen Verfahren untersucht.in the Sub-example 2. will involve the wetting of cellulose surfaces molten polypropylene, spreading of the contact melt and kinetics the spread in connection with the new method.

Eine Voraussetzung für eine starke Haftfestigkeit zwischen einer Celluloseoberfläche und Polypropylen ist die Bildung einer ausreichenden Kontaktoberfläche während einer ausreichend kurzen, technisch einfach zu verwirklichenden Zeitspanne. Diese Anforderungen haben einerseits ausreichende Benetzung zwischen der Celluloseoberfläche und Polymerschmelze, eine genügend schnelle Ausbreitung der Schmelze auf der Kontaktoberfläche und dementsprechend während der Verfestigung der Polymerschmelze die Bereitstellung von epitaxialer „Korngrenzenkristallisation" (Transkristallisation) zur Voraussetzung.A requirement for a strong adhesion between a cellulose surface and Polypropylene is the formation of a sufficient contact surface during one sufficiently short, technically easy to realize time span. These requirements have on the one hand sufficient wetting between the cellulose surface and polymer melt, one enough rapid spread of the melt on the contact surface and accordingly during the solidification of the polymer melt the provision of epitaxial "grain boundary crystallization" (transcrystallization) as a condition.

In diesem Zusammenhang sind das Niveau der nicht sehr gut bekannten Oberflächenenergien der verschiedenen strukturellen Oberflächenformen von fester Cellulose und auf Grund der starken Polarität von Cellulose die Qualität der Energien von Wichtigkeit, weshalb die Messungen in erster Linie darauf gerichtet sind, diese aufzuklären.In In this context are the level of not very well known surface energies the different structural surface forms of solid cellulose and due to the strong polarity of cellulose the quality of the energy of importance, which is why the measurements are primarily to enlighten these.

Die Triebkraft für die spontane Ausbreitung einer Flüssigkeit auf einer festen Oberfläche besteht aus Nicht-Gleichgewichts-Grenzflächenkräften, das heißt fd = γSV – γSL – γLV cos θ, /16/wobei fd die Triebkraft ist, die auf eine Längeneinheit der Flüssigkeitsfront wirkt, γSV die Oberflächenspannung des Feststoffs mit dem gesättigten Dampf der Flüssigkeit ist, γSL die Grenzoberflächenspannung zwischen Feststoff und Flüssigkeit ist, γLV die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist und θ der momentane Kontaktwinkel ist.The driving force for the spontaneous propagation of a liquid on a solid surface consists of non-equilibrium interface forces, that is f d = γ SV - γ SL - γ LV cos θ, / 16 / where f d is the driving force acting on a unit length of the liquid front, γ SV is the surface tension of the solid with the saturated vapor of the liquid, γ SL is the interfacial tension between solid and liquid, γ LV is the surface tension of the liquid and θ is the instantaneous Contact angle is.

Durch Anwenden der Young-Gleichgewichtsgleichung in der Gleichung /16/ erhält man /1, 12/: fd = γLV (cos θe – cos θ), /17/wobei θe der Grenzwinkel ist, der dem Gleichgewichtszustand entspricht.By applying the Young Equilibrium Equation in the equation / 16 / one obtains / 1, 12 /: f d = γ LV (cos θ e - cos θ), / 17 / where θ e is the critical angle corresponding to the equilibrium state.

Auf Grund der Additivität der Energien zwischen den Molekülen, die durch die unpolaren und polaren Komponenten erzeugt werden, wird die folgende Gleichung für die Entstehung der Grenzflächenenergie (γSL) erhalten γSL = γSV + γLV – 4(γS d·γL d)/(γS d + γL d) – 4(γS p·γL p)/(γS p + γL p), /18/woraus man durch Anwenden der Tonng-Gleichung erhält γLV(1 + cos θ) = 4(γS d·γL d)/(γS d + γL d) + 4(γS p·γL p)/(γS p + γL p), /19/wobei γS d, γL d und γS p, γL p die dispersiven und polaren Komponenten der Feststoff- und Flüssigkeit-Oberflächenspannungen sind. In diesem Zusammenhang wird der harmonische Mittelwert (/19/: zum Teil empirisch: S. Wu) beim Kombinieren der Dispersions- und polaren Kräfte der festen und flüssigen Phasen verwendet, da die Celluloseoberfläche stark polar ist und der normale geometrische Mittelwert somit für die Anwendung ungeeignet ist.Due to the additivity of the energies between the molecules generated by the nonpolar and polar components, the following equation for the generation of interfacial energy (γ SL ) is obtained γ SL = γ SV + γ LV - 4 (γ S d · γ L d ) / (Γ S d + γ L d ) - 4 (γ S p · γ L p ) / (Γ S p + γ L p ), / 18 / which is obtained by applying the Tonng equation γ LV (1 + cos θ) = 4 (γ S d · γ L d ) / (Γ S d + γ L d ) + 4 (γ S p · γ L p ) / (Γ S p + γ L p ), / 19 / where γ S d , γ L d and γ S p , γ L p are the dispersive and polar components of the solid and liquid surface tensions. In this context, the harmonic mean (/ 19 /: partly empirical: S. Wu) is used in combining the dispersion and polar forces of the solid and liquid phases because the cellulose surface is highly polar and the normal geometric mean is therefore for use is unsuitable.

Die empirische Messgröße, das heißt die kritische Oberflächenspannung γc, der Benetzung einer Feststoffoberfläche, die von Fox und Zisman /12/ entwickelt wurde, ist sehr gut verwendbar. Es wurde beobachtet, dass die Funktion, die durch eine Reihe homologer Flüssigkeiten auf einem Feststoffsubstrat bereitgestellt wird, cos θ/γLV, im Allgemeinen eine Gerade ist, welche, wenn sie zu dem Wert cos θ = 1 extrapoliert wird, eine spezifische Oberflächenspannung γLV ergibt, welche die kritische Spannung γc ist. Also breiten sich Flüssigkeiten mit einer kleineren Oberflächenspannung als γc auf der Feststoffoberfläche aus.The empirical measure, that is, the critical surface tension γ c , the wetting of a solid surface developed by Fox and Zisman / 12 /, is very useful. It has been observed that the function provided by a series of homologous liquids on a solid substrate is cos θ / γ LV , generally a straight line which, when extrapolated to the value cos θ = 1, has a specific surface tension γ LV , which is the critical stress γ c . Thus, liquids with a smaller surface tension than γ c spread on the solid surface.

In den Untersuchungen des Sub-Beispiels wurden Glycerin, Formamid, Methyleniodid, Tetrabromethan, α-Brom- und α-Chlor-naphtalin als organische Flüssigkeiten für die Messungen der Beziehungen zwischen den Oberflächenenergien für Cellulose verwendet, wobei von diesen Flüssigkeiten die ersten zwei stark polar sind. Die Oberflächenspannungen der Flüssigkeiten und ihre dispersiven und polaren Komponenten entsprachen den Werten in der bekannten Literatur (Wu, Toussaint-Luner: /12/).In the examinations of the subexample were glycerin, formamide, Methylene iodide, tetrabromoethane, α-bromine and α-chloro-naphthalene as organic liquids for the Measurements of the relationships between the surface energies for cellulose used, with these fluids the first two are strongly polar. The surface tensions of the liquids and their dispersive and polar components corresponded to the values in the known literature (Wu, Toussaint-Luner: / 12 /).

Die regenerierten Cellulosefasern, die in der Untersuchung verwendet wurden, waren auf Xanthogen und N-Methyl-morpholinoxid basierende (A71- und L71-Typ) und auch gereinigte Baumwolle. Ein Teil der untersuchten Fasern wurde in polaren Flüssigkeiten wärmebehandelt. Die Cellulosefasern waren herkömmliche, industrielle Qualitäten, aus denen die Appreturmittel extrahiert worden waren. Die wärmebehandelten Fasern wurden mit einer Ethanol-Ether-Lösung oberflächengereinigt. Die Messungen des dynamischen Kontaktwinkels wurden mit einem Analysator Cahn DCA-322 unter Verwendung der Flüssigkeiten durchgeführt.The regenerated cellulose fibers used in the study were based on xanthogen and N-methyl-morpholine oxide (A71 and L71 type) and also purified cotton. Part of the examined Fibers became in polar liquids heat treated. The cellulose fibers were conventional, industrial Qualities, from which the finishing agents had been extracted. The heat treated Fibers were surface cleaned with an ethanol-ether solution. The measurements of the dynamic contact angle were measured with an analyzer Cahn DCA-322 using liquids carried out.

Aus den Kontaktwinkeln, die in unpolaren Flüssigkeiten gemessen wurden, wurden die folgenden kritischen Oberflächenenergien für die Cellulosefaserqualitäten A-71 und L-71 ebenso wie für die natürlichen Baumwollfasern PV erhalten: γc, MJ/m2: 33,5 und 39,5 ebenso wie 39,8. Die Streuung der Messwerte war beträchtlich, aber ihre Wirkung auf die Werte für die kritische Oberflächenenergie ist jedoch nicht beträchtlich. Die erhaltenen Messwerte entsprechen ziemlich gut den Werten aus der Literatur.From the contact angles measured in non-polar liquids, the following critical surface energies were obtained for the cellulosic fiber grades A-71 and L-71 as well as for the natural cotton fibers PV: γ c , MJ / m 2 : 33.5 and 39.5 as well as 39.8. Scattering of the measurements was considerable, but their effect on the critical surface energy values is not significant. The measured values obtained correspond fairly well to the values from the literature.

Die Messwerte für sowohl regenerierte Cellulose (C-I-Struktur) als auch Hemicellulose waren mit ihren numerischen Werten und auch ihren cos θ-Extrapolationslinien mit der Cellulosequalität A-71 (Luner et al.: Woodcast, Avicel: γc = 35,5, Cottoncast: 41,5, SW-Xylan: γc = 35 usw.) kompatibel. Die Werte für die kritische Oberflächenenergie von Baumwoll- und Pulpefasern (C-I-Struktur) schwanken in der Literatur in Abhängigkeit von den Polaritätswerten der verwendeten Messlösungen. Für Douglas-Pulpefasern wird ein Wert (Nguyen et al.) von γc = 52,9 angegeben, wenn in polaren Flüssigkeiten gemessen wird, und ein Wert von γc = 39,3, wenn in unpolaren Flüssigkeiten gemessen wird. Für Baumwolle erhält man durch Berechnung aus den γ-Komponenten (Westerlind et al.) in unpolaren Flüssigkeiten den Wert γc = 38,6 mJ/m2.The measured values for both regenerated cellulose (CI structure) and hemicellulose were with their numerical values and also their cos θ extrapolation lines with the cellulose quality A-71 (Luner et al .: Woodcast, Avicel: γ c = 35.5, Cottoncast : 41.5, SW-xylan: γ c = 35, etc.). The values for the critical surface energy of cotton and pulp fibers (CI structure) vary in the literature depending on the polarity values of the measurement solutions used. For Douglas pulp fibers, a value (Nguyen et al.) Of γ c = 52.9 is given when measured in polar liquids, and a value of γ c = 39.3 when measured in non-polar liquids. For cotton, the value γ c = 38.6 mJ / m 2 is obtained by calculation from the γ components (Westerlind et al.) In non-polar liquids.

Als Folge der Wärmebehandlung in polaren Flüssigkeiten (Glycerin, Wasser) erhöhten sich die Werte der kritischen Oberflächenenergie (gemessen in unpolaren Flüssigkeiten) für die Proben aus den Testreihen A-71 und L-71 beträchtlich:
γc, MJ/m2/γ, °C:
A-71: (CH2)2CH(OH)3: 33,5/21, 37,5/200, 37,0/202, 39,5/222, 44,1/244 und H2O: 37,8/145
L-71: (CH2)2CH(OH)3: 39,5/21, 43,1/202, 41,6/222, 44,2/244 und H2O: 39,7/145
As a result of the heat treatment in polar liquids (glycerol, water), the values of the critical surface energy (measured in non-polar liquids) for the samples from the test series A-71 and L-71 increased considerably:
γ c , MJ / m 2 / γ, ° C:
A-71: (CH 2 ) 2 CH (OH) 3 : 33.5 / 21, 37.5 / 200, 37.0 / 202, 39.5 / 222, 44.1 / 244 and H 2 O: 37 , 8/145
L-71: (CH 2 ) 2 CH (OH) 3 : 39.5 / 21, 43.1 / 202, 41.6 / 222, 44.2 / 244 and H 2 O: 39.7 / 145

Auch wenn man sich, basierend auf der vorstehenden Erläuterung, kritisch auf die kritische Oberflächenspannung beziehen sollte, ist es, basierend auf der Testreihe, klar, dass die Oberflächenenergie einer Cellulosefaseroberfläche als Folge der Wärmebehandlung in polaren Flüssigkeiten zunimmt, wobei die Größenordnung der Zunahme abnimmt, wenn der Kristallinitätsgrad der Ausgangsfaser zunimmt. Die kritische Oberflächenenergie einer regenerierten Cellulosefaser nähert sich also den entsprechenden Werten für natürliche Fasern als eine Folge der Gitterumwandlung, die durch die Wärmebehandlung verursacht wird.Also if, based on the above explanation, should critically refer to the critical surface tension, It is clear, based on the test series, that the surface energy a cellulose fiber surface as a result of the heat treatment in polar liquids increases, the order of magnitude the increase decreases as the degree of crystallinity of the output fiber increases. The critical surface energy A regenerated cellulose fiber thus approaches the corresponding one Values for natural fibers as a consequence of the lattice transformation caused by the heat treatment is caused.

Wenn die kritische Oberflächenenergie in unpolaren Flüssigkeiten bestimmt wird, könnte gefolgert werden, dass durch Anwenden des harmonischen Verfahrens von Wu lediglich ein Teil der erhaltenen Werte für die Komponenten der Oberflächenenergie mit den entsprechenden Literaturwerten vergleichbar wären. Aus Gründen des Vergleichs sind einige berechnete γs d- und γs p-Werte für eine Celluloseoberfläche in der Tabelle 2 angegeben. Aus den Ergebnissen kann gesehen werden, dass die dispersive Komponente der Oberflächenenergie ungefähr den entsprechenden Literaturwerten entspricht. Die polare Komponente der Oberflächenenergie der untersuchten Proben ist kleiner als normal, ausgenommen bei Baumwolle. Die niedrigen Werte sind anscheinend Verunreinigungskomponenten zuzuschreiben, die auf den Oberflächen der technischen Cellulosefasern zurückbleiben (oder dazu gegeben wurden), welche die Polarität beeinflussen (es gibt oft Hemicellulose- oder Ligninrückstände auch auf natürlichen Celluloseoberflächen). Die Tabelle 2. enthält einige Werte der Oberflächenenergie, die für Cellulosefilme erhalten wurden, die mit Alkyl-Keten-Dimer beschichtet waren (Toussaint et al. /12/: 1,6 – 2,1 – 2,4 μg AKD: die Hydroxygruppen der Oberfläche wurden bis zu 36% durch AKD-Moleküle ersetzt), woran eine starke Verringerung der polaren Komponente der Energie als eine Funktion des „Bedeckungsgrads" der Oberfläche gesehen werden kann, wobei die dispersive Komponente im Wesentlichen konstant bleibt.If the critical surface energy is determined in non-polar liquids, it could be concluded that by applying the harmonic method of Wu, only a portion of the surface energy component values obtained would be comparable to the corresponding literature values. For the sake of comparison, some calculated γ s d and γ s p values for a cellulose surface are shown in Table 2. From the results, it can be seen that the dispersive component of the surface energy approximates the corresponding literature values. The polar component of the surface energy of the samples tested is smaller than normal, except for cotton. The low levels appear to be attributed to impurity components left on (or added to) the surfaces of the cellulosic technical fibers which affect polarity (there are often hemicellulose or lignin residues even on natural cellulose surfaces). Table 2 contains some surface energy values obtained for cellulose films coated with alkylene ketene dimer (Toussaint et al. / 12 /: 1.6-2.1-2.4 μg AKD: the hydroxy groups up to 36% of the surface has been replaced by AKD molecules), which can be seen as a large reduction in the polar component of the energy as a function of the "degree of coverage" of the surface, with the dispersive component remaining substantially constant.

Außerdem sind die Werte (mJ/m2) für die Triebkraft (fd) der Ausbreitung und die Haftungsarbeit (Wa), welche den Messwerten entsprechen, die in der Tabelle 2. angegeben sind, für ein Polypropylenschmelze/Cellulose-System angegeben:
fd-Wa/Faser: 6,15-48,9/PV-1, 5,58-48,3/A-71-LK-200°C, 9,23-52,0/A-71-LKA-145°C und 11,7-54,2/A-71-LK-244°C.
In addition, the values (mJ / m 2 ) of the driving force (fd) of the spreading and the adhesion work (Wa) corresponding to the measured values shown in Table 2 are given for a polypropylene melt / cellulose system:
fd-Wa / fiber: 6.15-48.9 / PV-1, 5.58-48.3 / A-71-LK-200 ° C, 9.23-52.0 / A-71-LKA 145 ° C and 11.7-54.2 / A-71-LK-244 ° C.

Basierend auf den Ergebnissen der Oberflächenenergiemessung kann allgemein geschlossen werden, dass ausgenommen für Baumwolle die Werte der Oberflächenenergie von Celluloseoberflächen und Polypropylenschmelze so nahe beieinander liegen, dass die Wirkung von verunreinigenden Komponenten bei Messungen der Oberflächenenergie kontrolliert werden muss. In einem technischen Bereich können die Verunreinigungsreste oder -zugaben in Cellulose überwacht und bei der Steuerung des Prozesses ausgenutzt werden.Based on the results of the surface energy measurement Can generally be concluded that except for cotton the values of the surface energy of cellulose surfaces and polypropylene melt so close together that the effect controlled by contaminating components in measurements of surface energy must become. In a technical area, the impurity residues or additions in cellulose and be used in the control of the process.

Zusätzlich zur Aufklärung der Beziehungen zwischen den Oberflächenenergien ist eine Aufgabe der Untersuchung in dem Sub-Beispiel die Rate der Ausbreitung einer Polyolefinschmelze auf Celluloseoberflächen, welche von beträchtlicher Wichtigkeit im Hinblick auf die Verwirklichung und Regulierung des Haftungsprozesses ist. Die Messungen, die das Ausbreiten des Polymers betreffen, wurden durchgeführt, indem eine Menge des Polyolefins von etwa ein Milligramm auf Celluloseoberflächen unterschiedlicher Qualitäten (regenerierte, gepfropfte Cellulosefilme und dünne komprimierte Fasermassen aus natürlicher Cellulose) aufgebracht wurde, indem das Polymer geschmolzen und unter Verwendung eines Schutzgasofens mit Thermostat-reguliertem Heiztisch auf die gewünschte Temperatur gebracht wurde. Das Ausbreiten des geschmolzenen Tropfens wurde als eine Funktion von Dauer und Temperatur mit einer CCD-Kamera fotografiert, die Information wurde auf ein Magnetband geladen und die Messung der Aufzeichnungen fand unter Verwendung bildanalytischer Verfahren statt. Die Änderung des Kontaktwinkels der sich verfestigenden Schmelze und der Endkontaktwinkel, wenn das Polymer in einem verfestigten Zustand war, wurde aus Kontrollgründen auch mit einem Kontaktwinkelanalysator gemessen.In addition to clarification, clearing up of something The relationships between the surface energies is a task the investigation in the sub-example the rate of propagation of a Polyolefin melt on cellulose surfaces, which of considerable Importance with regard to the realization and regulation of the Liability process is. The measurements showing the spreading of the polymer were carried out, by varying a quantity of the polyolefin of about one milligram on cellulose surfaces qualities (regenerated, grafted cellulose films and thin compressed pulps from natural Cellulose) was applied by melting the polymer and using a protective gas oven with thermostatically controlled heating table to the desired Temperature was brought. The spreading of the molten drop was as a function of duration and temperature with a CCD camera photographed, the information was loaded onto a magnetic tape and the measurement of the recordings took place using image analytical Procedure instead. The change the contact angle of the solidifying melt and the end contact angle, when the polymer was in a solidified state, for control reasons as well measured with a contact angle analyzer.

Die kinetische Analyse des Ausbreitens des Polymers wurde gemäß der angefügten Untersuchung /1, 12/ durchgeführt. Durch Kombinieren der Gleichungen für die spontane Ausbreitung einer Flüssigkeit auf einem festen Trägermaterial und derjenigen für die Verzögerungskraft, die aus der Viskosität der Flüssigkeit resultiert, kann die folgende Gleichung für die Rate der Änderung des Cosinus des Benetzungswinkels des Systems erhalten werden: d cos θ/dt = [γL·ηL][cos θe – cos θ], /20/wobei θe der Gleichgewichtskontaktwinkel ist, γL die Oberflächenenergie der Flüssigkeit ist, η die Viskosität der Flüssigkeit ist und L die Skalierungslänge ist.The kinetic analysis of the spreading of the polymer was carried out according to the attached study / 1, 12 /. By combining the equations for the spontaneous propagation of a liquid on a solid support material and that for the deceleration force resulting from the viscosity of the liquid, the following equation for the rate of change of the cosine of the wetting angle of the system can be obtained: d cos θ / dt = [γ L · ΗL] [cos θ e - cos θ], / 20 / where θ e is the equilibrium contact angle, γ L is the surface energy of the fluid, η is the viscosity of the fluid, and L is the scaling length.

Die Gleichung /20/ in integrierter Form ist hiermit l – cos θ/cos θe = a × exp[–ct], /21/wobei c = γL/η·L und a = l – cos θo/cos θe und θo der Kontaktwinkel beim Ausgangspunkt (t = 0) ist.The equation / 20 / in integrated form is hereby l - cos θ / cos θ e = a × exp [-ct], / 21 / where c = γ L / η · L and a = l - cos θ o / cos θ e and θ o is the contact angle at the starting point (t = 0).

Gemäß der Gleichung /21/ ist die Reaktionsrate der Änderung des Cosinus des Kontaktwinkels direkt proportional zur Oberflächenspannung der benetzenden Polymerschmelze und umgekehrt proportional zu seiner Viskosität bei niedriger Scherrate. Die Temperaturabhängigkeit der Polymeroberflächenspannung ist gering, weshalb die Temperaturabhängigkeit des untersuchten Ratenkoeffizienten in erster Linie von der Aktivierungsenergie der Polymerschmelzviskosität (PP: E ~ 8000 cal/mol) bestimmt wird. Die Polymeroberflächenspannung hängt lediglich mäßig vom Molekulargewicht ab, mit Ausnahme seiner niedrigen Werte (Mn < 5000). Die Wirkung des Molekulargewichts auf die Polymerschmelzviskosität über dem so genannten kritischen Molekulargewicht (PP: MW,c ~ 5000) ist ziemlich beträchtlich. Im Gebiet niedriger Scherrate (D = 1 s–1) kann die Viskosität der Polypropylenschmelze mit der Gleichung charakterisiert werden η = MW 3,49 × 4,720 × 10–20 × exp[8000/RT], Pa·s /22/ According to the equation / 21 /, the reaction rate of the change in the cosine of the contact angle is directly proportional to the surface tension of the wetting polymer melt and inversely proportional to its viscosity at low shear rate. The temperature dependence of the polymer surface tension is low, which is why the temperature dependence of the rate coefficient investigated is determined primarily by the activation energy of the polymer melt viscosity (PP: E ~ 8000 cal / mol). The polymer surface tension only moderately depends on the molecular weight, except for its low values (Mn <5000). The effect of molecular weight on polymer melt viscosity above the so-called critical molecular weight (PP: M W , c ~ 5,000) is quite considerable. In the low shear rate region (D = 1 s -1 ), the viscosity of the polypropylene melt can be characterized by the equation η = M W 3.49 × 4,720 × 10 -20 × exp [8000 / RT], Pa · s / 22 /

Indem die Oberflächenenergie des Polymers (Zusatzstoffe) reguliert wird, ist es möglich, seine Ausbreitungsrate auf einer festen Oberfläche in geringem Ausmaß zu beeinflussen. Indem die Viskosität des Polymers reguliert wird, kann die Rate der Benetzung einer festen Oberfläche in bemerkenswertem Maße reguliert werden, indem das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des benetzenden Polymers verringert wird, wodurch es möglich ist, gleichzeitig die Verringerung des Schmelzpunktes des Polymers /14/ auszunutzen. In der praktischen Durchführung ist es möglich, einen Abbau der Molekülketten in der Oberflächenschicht der Polyolefinfasern durch Oxidation beim Spinnen in geschmolzenem Zustand /15/ in Verbindung mit Faserspinnen zu bewirken.By regulating the surface energy of the polymer (additives), it is possible to influence its propagation rate on a solid surface to a small extent. By regulating the viscosity of the polymer, the rate of wetting of a solid surface can be remarkably controlled by reducing the weight average molecular weight of the wetting polymer, where by being able to exploit simultaneously the reduction of the melting point of the polymer / 14 /. In practice, it is possible to cause degradation of the molecular chains in the surface layer of the polyolefin fibers by oxidation when spinning in the molten state in conjunction with fiber spiders.

Die Ausbreitung einer Polymerschmelze auf der Oberfläche eines festen Materials kann durch eine Anzahl struktureller Faktoren des Feststoffs oder durch natürliche oder zugegebene chemische Verunreinigungen auf seiner Oberfläche (Lignine, Hemicellulose, Appreturmittel usw.) ebenso wie mechanische Barrieren auf der festen Oberfläche bestimmt werden.The Propagation of a polymer melt on the surface of a solid material may be due to a number of structural factors of the solid or by natural or added chemical impurities on its surface (lignins, Hemicellulose, finishing agents, etc.) as well as mechanical barriers the solid surface be determined.

Bei den kinetischen Messungen dieses Sub-Beispiels wurde spezifisch das Verhalten von herkömmlichen, oft unreinen Celluloseoberflächen in Verbindung mit der Ausbreitung eines geschmolzenen Polypropylentropfens untersucht. Bei den Messungen wurden keine primären oder sekundären Randfilme nachgewiesen, welche der Ausbreitung des Tropfens vorausgehen. In erster Linie auf Grund von Filmverunreinigungen und Unregelmäßigkeiten wurden Gleichgewichtskontaktwinkel bei den Untersuchungen nicht gesucht, aber ein Winkel wurde als der Kontaktwinkelwert (θe) ausgewählt, wo dθ/dt anscheinend konstant wurde. Für die Werte, die in der Praxis benötigt werden, kann das Verfahren nicht merklich falsch sein. Die Ergebnisse aus einigen Ausbreitungstests sind in der Tabelle 3 angegeben. Von den Filmen in der Tabelle sind die Filme Nr. 1 und 2 auf Cellulose-Carbamat basierende C-II-Filme. Die Stickstoffgehalte der Filme sind 1,6 bzw. 0,18%. Der Stickstoff sitzt als ein Isocyanosäurezusatzstoff am 6-Kohlenstoff der Cellulose (CH2O-C-NH2: /16/). Der Film Nr. 3 ist ein auf Cellulose-Xanthogenat basierender C-II-Film. Von den Proben in der Tabelle sind die Celluloseproben Nr. 14 und 22 gebleichte und ungebleichte feine Cellulosefaser (C-I-Struktur).The kinetic measurements of this subexample specifically investigated the behavior of conventional, often impure cellulose surfaces in conjunction with the spread of a molten polypropylene droplet. The measurements did not detect any primary or secondary edge films that precede the spread of the drop. Primary due to film contamination and irregularities, equilibrium contact angles were not sought in the investigations, but an angle was selected as the contact angle value (θ e ) where dθ / dt appeared to be constant. For the values that are needed in practice, the procedure can not be noticeably wrong. The results from some propagation tests are given in Table 3. Of the films in the table, films Nos. 1 and 2 are cellulose carbamate-based C-II films. The nitrogen contents of the films are 1.6 and 0.18%, respectively. The nitrogen sits as an isocyanic acid additive on the 6-carbon of the cellulose (CH 2 OC-NH 2 : / 16 /). Film # 3 is a cellulose xanthate based C-II film. Of the samples in the table, Cellulose Samples Nos. 14 and 22 are bleached and unbleached fine cellulosic fiber (CI structure).

Bei den kinetischen Untersuchungen entsprechen die MWD-Analysen der behandelten Polypropylenqualitäten der angefügten Tabelle. In der Tabelle sind auch die Viskositäten gemäß der Formel /22/ bei der Temperatur von 180°C angegeben. Die Tabelle enthält auch die Werte der relativen Geschwindigkeitskonstante für die Benetzungsratenkonstante für das Probenpaar, das der gebleichten Cellulosefaser (Nr. 14) der Tabelle 3 entspricht, wie aus den Viskositätswerten berechnet, ebenso wie die Zeit, die erforderlich war, um den θ-Wert gemäß der Ratengleichung /21/ zu erreichen.at The kinetic studies are based on the MWD analyzes of the treated polypropylene grades the attached Table. In the table are also the viscosities according to the formula / 22 / at the temperature from 180 ° C specified. The table contains also the values of the relative rate constant for the wetting rate constant for the Sample pair, the bleached cellulose fiber (# 14) of the Table 3 corresponds, as calculated from the viscosity values, as well as the time required to increase the θ value according to the rate equation / 21 / to reach.

Die Probenpaare Nr. 9 und Nr. 3 der Tabelle 3. unterscheiden sich voneinander in erster Linie hinsichtlich der Molekulargewichtsverteilung der Polypropylenschmelze. Ihr Ratenkonstantenverhältnis C(3)/C(9) = 3,24 sollte also umgekehrt proportional zum Verhältnis der entsprechenden Viskositäten sein. Gemäß der angefügten Tabelle ist das Viskositätsverhältnis η(22)/η(21) = 4,65, also gibt es eine ausreichende Übereinstimmung zwischen den Ratenkonstanten und den Viskositäten. Probe MFR g/10 min MWD MW – D η Pa·s c min–1 t(70) s PP 21 350 124450 – 3,86 207 0,606 52 PP 211 800 98410 – 4,44 91 2,269 14 PP 22 26 193300 – 5,53 960 0,215 146 PP 23 4,4 407500 – 7,00 12970 0,016 1927 'PP 24' - 50000 8,6 24 1,3

  • MFR: ASTMD 1238
Sample Nos. 9 and 3 of Table 3 are different from each other primarily in terms of the molecular weight distribution of the polypropylene melt. Their rate constant ratio C (3) / C (9) = 3.24 should therefore be inversely proportional to the ratio of the corresponding viscosities. According to the attached table, the viscosity ratio η (22) / η (21) = 4.65, so there is a sufficient correspondence between the rate constants and the viscosities. sample MFR g / 10 min MWD M W - D η Pa · s c min -1 t (70) s PP 21 350 124450 - 3.86 207 0.606 52 PP 211 800 98410 - 4.44 91 2,269 14 PP 22 26 193300 - 5.53 960 0.215 146 PP 23 4.4 407500 - 7.00 12970 0.016 1927 'PP 24' - 50000 8.6 24 1.3
  • MFR: ASTMD 1238

Es kann erwähnt werden, dass gemäß der Tabelle 3. das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der Änderung der Benetzungswinkel der Probenpaare Nr. 3 und 9 (am Punkt θ = 70°) und den Zeiten, um die Kontaktwinkel zu erreichen, 4,48 bzw. 4,14 sind.It can be mentioned be that according to the table 3. the ratio between the rates of change of wetting angles Sample pairs Nos. 3 and 9 (at the point θ = 70 °) and times around the contact angles to reach 4.48 and 4.14, respectively.

Gemäß den Ergebnissen in der Tabelle 3. ist der Ratenkoeffizient der Benetzung für die gebleichte Cellulosefaser (Nr. 14) geringfügig höher als derjenige für die ungebleichte (Nr. 12). In der angefügten Tabelle wurde die Änderung des Geschwindigkeitsoeffizienten, der der gebleichten Cellulosefaser (C-I-Struktur) entspricht, berechnet, wenn sich die Werte für das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des benetzenden Polymers und dementsprechend für die Schmelzviskosität auf Werte ändern, die sowohl höher als auch niedriger sind als diejenigen des Referenzpolymers. Die Molekulargewichte der Oberflächenschichten von peripher oxidierten Polymerfasern liegen /15/ im Bereich von MW = 500000 → < 10000. Somit ist es durch Regulieren der Molekulargewichte von Fasern, die aus herkömmlichen technischen Polymeren oder versponnen oxidierten Fasern hergestellt werden, möglich, die Rate, den Grad der Benetzung und Benetzungsdauern zwischen einer Polypropylenschmelze und Cellulose über einen sehr weiten Bereich in einem Gebiet des Betriebs zu regulieren, der technisch einfach zu implementieren ist. Aus den Ergebnissen, die in der Tabelle 3. angegeben sind, kann auch gesehen werden, dass der auf Carbamat basierende Stickstoffgehalt der Probenfilme (1. und 2.) eine senkende Wirkung auf die Ratenkonstante der Benetzung hat, das heißt im Vergleich zu dem auf Xanthogenat basierenden Film (3) in einer Stickstoff- und Luftatmosphäre:
N2: 0,00 N/Nr. 15/C(15) – 0,18 N/Nr. 16/0,63 × C(15) – 1,60 N/Nr. 3/0,41 × C(15)
Luft: 0,00 N/Nr. 6/C(6) – 0,18 N/Nr. 5/0,84 × C(6) – 1,60 N/Nr. 4/0,79 × C(6)
According to the results in Table 3, the rate coefficient of wetting for the bleached cellulose fiber (# 14) is slightly higher than that for the unbleached (# 12). In the attached table, the change of the rate coefficient corresponding to the bleached cellulose fiber (CI structure) was calculated when the values for the weight-average molecular weight of the wetting polymer and, accordingly, for the melt viscosity change to values both higher and lower are as those of the reference polymer. The molecular weights of the surface layers of peripherally oxidized polymer fibers are / 15 / in the range of M W = 500,000 → <10,000. Thus, it is by regulating the molecular weights of fibers oxidized from conventional engineering polymers or spun Fibers are made possible to regulate the rate, degree of wetting and wetting durations between a polypropylene melt and cellulose over a very wide range in a field of operation that is technically easy to implement. From the results shown in Table 3, it can also be seen that the carbamate-based nitrogen content of the sample films (1 and 2) has a lowering effect on the rate constant of wetting, that is, in comparison with that of Figs Xanthate-based film (3) in a nitrogen and air atmosphere:
N 2 : 0.00 N / Nos. 15 / C (15) - 0.18 N / No. 16 / 0.63 × C (15) - 1.60 N / Nos. 3 / 0.41 × C (15)
Air: 0.00 N / No. 6 / C (6) - 0.18 N / No. 5 / 0.84 × C (6) - 1.60 N / Nos. 4 / 0.79 × C (6)

In einer Luftatmosphäre nehmen die Ratenkonstanten für die Benetzung bei allen Testreihen im Vergleich zu den Werten in einer Stickstoffatmosphäre ab. Eine weitere wichtige Wirkung einer Luftatmosphäre ist das nahezu vollständige Verschwinden der senkenden Wirkung auf die Ratenkonstante des strukturellen Stickstoffs in dem Film (die Verunreinigungskomponente des Films wird oxidiert und verdampft, die Filmoberfläche wird oxidiert usw.). Als Folge des Sauerstoffs in der Luft nimmt auch der Wert für den Gleichgewichtskontaktwinkel in den Proben der Testreihe ab. Die Wirkung von sowohl dem strukturellen Stickstoff im Film als auch diejenige des atmosphärischen Sauerstoffs auf die Rate der Benetzung ist eine Folge von Änderungen bei den Komponenten der Oberflächenenergie. Durch Regulieren der Werte der Oberflächenenergie ist es also möglich, die kinetischen Merkmale bei der Benetzung zu beeinflussen, aber offensichtlich in einem geringeren Ausmaß als durch Regulieren der Viskosität der Polymerschmelze.In an air atmosphere take the rate constants for the wetting in all test series compared to the values in a nitrogen atmosphere from. Another important effect of an air atmosphere is that almost complete Disappearance of the lowering effect on the rate constant of the structural Nitrogen in the film (the impurity component of the film is oxidized and evaporated, the film surface is oxidized, etc.). When Oxygen in the air also decreases in value for the equilibrium contact angle in the samples of the test series. The effect of both the structural Nitrogen in the film as well as the atmospheric Oxygen on the rate of wetting is a result of changes at the components of surface energy. By regulating the values of the surface energy, it is possible, the to influence kinetic characteristics during wetting, but obviously to a lesser extent than by regulating the viscosity the polymer melt.

Es kann noch erwähnt werden, dass es, wenn die Kontaktproben nach den Benetzungsmessungen abgekühlt wurden, beobachtet werden konnte, dass die Temperatur der Verfestigung sogar um 30°C über der herkömmlichen Verfestigungstemperatur (~110 bis 115°C) lag, wobei der Grad der Unterkühlung der Polymerschmelze dementsprechend abnahm. Dies ist eine Konsequenz von heterogener Keimbildung der Polymerschmelze auf der Celluloseoberfläche. Es ist auch zu beobachten, dass diese Keimbildungswirkung von Cellulose abnahm, wenn das Molekulargewicht des Polymers zunahm; beispielsweise wies das Polymer PP 23 in der angefügten Tabelle eine Schmelzenverfestigungstemperatur (Luftatmosphäre) von 113°C, das Polymer PP 22 (N2) von 133°C und das Polymer PP 21 (N2, Nr. 3) von 142°C auf.It may also be mentioned that, when the contact samples were cooled after the wetting measurements, it could be observed that the temperature of the solidification was even 30 ° C above the conventional solidification temperature (~ 110 to 115 ° C), the degree of Hypothermia of the polymer melt decreased accordingly. This is a consequence of heterogeneous nucleation of the polymer melt on the cellulose surface. It is also observed that this nucleating effect of cellulose decreased as the molecular weight of the polymer increased; For example, in the attached table, the polymer PP 23 had a melt solidification temperature (air atmosphere) of 113 ° C, the polymer PP 22 (N 2 ) of 133 ° C, and the polymer PP 21 (N 2 , No. 3) of 142 ° C ,

Sub-Beispiel 3.Sub-example 3.

Im Sub-Beispiel 3. wurde die thermische Bindung von Fasergemischen aus regenerierten Cellulosefasern unterschiedlicher Qualität, Baumwollfasern und herkömmlichen Polypropylenfasern und solchen vom Haut-Kern-Typ untersucht, um die hauptsächlichen Bindungswirkungen zwischen den Fasern aufzuklären.in the Sub-example 3. was the thermal bonding of fiber mixtures made of regenerated cellulose fibers of different quality, cotton fibers and conventional Polypropylene fibers and those of skin-core type examined to the main ones To clarify bonding effects between the fibers.

Die Apparate und deren Funktionen und die Verfahren für Betrieb, Kontrolle und Regulierung der thermischen Bindungs-, Wasser-Nadelungs- und Spinnoxidationsverfahren, die bei der Herstellung der Gewebe und Fasern in den Sub-Beispiele 3. und 4. verwendet wurden, werden ausführlich in den Patenten FI 95153 ( EP 0 667 406 A1 ) und FI 101087 ( EP 0 799 922 A1 ) und den FI-Patentanmeldungen Nrn. 953288 /030795 ( EP 0 753 606 A2 ) und 974169 /071197 beschrieben. Für die Überprüfung der Bindungsergebnisse für die Testtextilerzeugnisse wurde eine Bindungsgleichung der Form ( FI 101087 ) Φ = c × T2 × exp[–E/RT], /23/verwendet, welche gut die Messergebnisse simuliert, wobei ein Festigkeitsmerkmal des Textilerzeugnisses ist: longitudinale und transversale Zugfestigkeiten, Dehnung, Bruchenergien usw., T die absolute Temperatur ist, c eine Funktion von Vliesgeschwindigkeit und -gewicht, Streckverhältnis bei der Faserherstellung, Kettenorientierung und Molekulargewichtsverteilung des Faserpolymers, Anteil der bindenden Fasern im Fasergemisch usw. ist.The apparatuses and their functions and the methods for operation, control and regulation of the thermal bonding, water-needling and spin-oxidation processes used in the manufacture of the fabrics and fibers in Sub-Examples 3 and 4 are discussed in detail in US Pat the patents FI 95153 ( EP 0 667 406 A1 ) and FI 101087 ( EP 0 799 922 A1 ) and the FI Patent Application Nos. 953288 / 030795 ( EP 0 753 606 A2 ) and 974169 / 071197. For the verification of the binding results for the test textile products, a binding equation of the form ( FI 101087 ) Φ = c × T 2 × exp [-E / RT], / 23 / which simulates the measurement results well, with a strength characteristic of the fabric being: longitudinal and transverse tensile strengths, elongation, fracture energies, etc., T is the absolute temperature, c is a function of web speed and weight, draw ratio in fiber manufacture, chain orientation and molecular weight distribution of the fabric Fiber polymer, proportion of binding fibers in the fiber mixture, etc. is.

Die Bindungsgleichung ist in zufrieden stellender Weise auch zur Verwendung im Temperaturbereich des Textilerzeugnisses anwendbar (das heißt, bei einer Temperatur über der Temperatur Tm, die dem Bindungsfestigkeitsmaximum δm entspricht, wobei der Anteil der Teilschmelze des bindenden Polymers hoch ist).The bonding equation is satisfactorily applicable for use in the temperature range of the fabric (that is, at a temperature above the temperature T m, corresponding to the bonding strength maximum δ m, wherein the proportion of the partial melt of the binding polymer is high).

Die erste Testreihe (A) des Sub-Beispiels 3. wurde unter Verwendung eines Paars von Stahlwalzen mit einer mit Punkten gemusterten und einer glatten Walze durchgeführt. Die Ergebnisse der Testreihe unter Verwendung der Bindungsgleichungen werden in der Tabelle 4. und in der 1 dargestellt. Die Merkmale der Fasern, die in der Testreihe verwendet wurden, sind in der Tabelle 6 dargestellt.The first test series (A) of Sub Example 3 was carried out using a pair of steel rollers with a dot-patterned and a smooth roller. The results of the test series using the binding equations are shown in Table 4 and in the 1 shown. The characteristics of the fibers used in the test series are shown in Table 6.

In der Testreihe (A) wurden sowohl zwei unterschiedliche Reyon-Viskose-Qualitäten (R1 und R2), wovon eine eine auf Cellulose-Xanthogenat basierende war und die andere eine Faser, die aus einer NMMO-Lösung regeneriert wurde, als auch eine gereinigte Baumwollfaser (PV, Struktur C-I) für die Bindungsreihe verwendet. Beim Binden wurden drei unterschiedliche Polypropylenfaserqualitäten (PP-5, -1 und -8) verwendet, wovon PP-5 eine herkömmliche homogene Polypropylenfaser war und die anderen vom Haut-Kern-Typ waren (PP-8 eine peripher hochgradig oxidierte Faser). Die Ergebnisse schließen außer den Fasergemischen auch die Bindungsergebnisse für die reinen Komponenten der Polypropylenfaser ein. Der Anteil der bindenden Faser in den Gemischen betrug 50 Gew.-%.In the test series (A) both two different rayon-viscose qualities (R1 and R2) where one was cellulose xanthate based and the other was a fiber regenerated from a NMMO solution as well as a purified cotton fiber (PV, structure CI) for the bondline. When bonding, three different polypropylene fiber grades (PP-5, -1 and -8) were used, of which PP-5 was a conventional homogeneous polypropylene fiber and the others were skin-core type (PP-8 a peripherally highly oxidized fiber). The results include, besides the fiber blends, also the bonding results for the pure components of the polypropylene fiber. The proportion of the binding fiber in the mixtures was 50% by weight.

Wenn herkömmliche Polypropylenfaser verwendet wird, sind die Bindungsfestigkeiten für die Fasergemische beider Reyonfasern im Wesentlichen von derselben Größenordnung auf beiden Seiten der Tm-Temperaturen. Die Aktivierungsenergien für die Bindungsverfahrene sind von derselben Größenordnung bei Temperaturen unter Tm und ziemlich nahe an der Aktivierungsenergie des Bindens der reinen Komponente der Polypropylenfaser. Im Hochtemperaturbereich nimmt die Aktivierungsenergie zum Binden für die Reyonfasergemische im Wesentlichen unter die Aktivierungsenergie für Polypropylenbindung ab, was gleichzeitig anzeigt, dass sich die Cellulosefasern an dem Bindungsverfahren beteiligen. Bei Fasergemischen, die Polypropylenfasern des Haut-Kern-Typs PP-1 entsprechen, sind die Aktivierungsenergien zum Binden im Temperaturbereich T < Tm für Cellulosefasergemische (R1, R3 und PV) von derselben Größenordnung und nahe der Aktivierungsenergie für das Binden der PP-1-Komponente. Die Bindungsfestigkeiten für die Gemische liegen auch nahe beieinander. Die Temperatur (Tm), die dem maximalen Wert für die Bindungsfestigkeit für Reyon-Cellulose-Gemische entspricht, nimmt wesentlich über die Temperatur, die der bindenden Faser entspricht, zu, wobei sich das Baumwollgemisch in umgekehrter Weise verhält. Im Hochtemperaturbereich ist die Aktivierungsenergie für Binden von Cellulosegemischen unter der Aktivierungsenergie für die entsprechende bindende Faser, was mit den Gleichungskonstanten zeigt, dass sich die Cellulose am Bindungsverfahren beteiligt. Die Verhältnisse für die Bindungsfestigkeiten [(R1 + PP)/PP] für die entsprechenden Polypropylenfasern waren:
PP-5: S = 8,16 × 105 × exp[–12000/RT]
PP-1: S = 4,81 × 102 × exp[–6060/RT]
PP-8: S = 0,453
When conventional polypropylene fiber is used, the bond strengths for the fiber blends of both rayon fibers are substantially of the same order of magnitude on either side of the T m temperatures. The activation energies for the attachment methods are of the same order of magnitude at temperatures below T m and quite close to the activation energy of binding the pure component of the polypropylene fiber. In the high temperature region, the activation energy for bonding to the rayon fiber blends substantially drops below the activation energy for polypropylene bonding, indicating at the same time that the cellulose fibers are participating in the bonding process. For fiber blends corresponding to PP-1 skin core type polypropylene fibers, the activation energies for bonding in the temperature range T <T m for cellulose fiber blends (R1, R3 and PV) are of the same order of magnitude and close to the activation energy for binding the PP-1 -Component. The bond strengths for the blends are also close to each other. The temperature (T m ), which corresponds to the maximum bond strength value for rayon-cellulose mixtures, increases substantially above the temperature corresponding to the binding fiber, with the cotton blend behaving in a reversed manner. In the high temperature range, the activation energy for binding cellulose mixtures is below the activation energy for the corresponding binding fiber, which shows, with the equation constants, that the cellulose participates in the binding process. The bond strength ratios [(R1 + PP) / PP] for the respective polypropylene fibers were:
PP-5: S = 8.16 × 10 5 × exp [-12000 / RT]
PP-1: S = 4.81 × 10 2 × exp [-6060 / RT]
PP-8: S = 0.453

Bei einer Temperatur von 162°C sind die Verhältnisse, die aus den Gleichungen erhältlich sind: 0,375/PP-5, 0,434/PP-1 und 0,453/PP-8, wobei diese Reihenfolge auch die quantitative Reihenfolge bei der Beteiligung am Cellulosebinden anzeigt (bei niedrigen Temperaturen ist die Reihenfolge in etwa die umgekehrte).at a temperature of 162 ° C are the circumstances, which is available from the equations are: 0.375 / PP-5, 0.434 / PP-1 and 0.453 / PP-8, this order also the quantitative order of involvement in cellulose binding (at low temperatures, the order is approximately the reverse).

Die peripher oxidierte Faserqualität (PP-8) entspricht in ihren Schmelz- und anderen Eigenschaften gut den Faserqualitäten, die mit dem Prozess erhalten werden, der in der FI-Anmeldung Nr. 974169 (Sub-Beispiel 1.5, S. 37–39) offenbart wird.The peripherally oxidized fiber quality (PP-8), in its melting and other properties, is well matched to the fiber qualities obtained with the process used in the FI Application No. 974169 (Sub Example 1.5, pp. 37-39).

Es ist zu beobachten, dass auf Grund des kleinen Gesamtgebiets des Bindens, der kleinen Kontaktoberfläche der einzelnen Bindungspunkte und der kurzen Verzögerungszeiten beim Binden die Art und Weise der Punktbindung, die bei den Tests verwendet wurde, eine niedrige Endfestigkeit sowohl für Reyon- als auch Cellulosegemische ergab (Kontaktoberfläche: die Cellulose-PP-Oberflächenschmelze ist gering: Haftung). Die Punktbindungstests zeigen jedoch die gegenseitige Abhängigkeit zwischen den Hauptfaktoren beim Binden, nämlich das eigene Bindungssystem von Polypropylenfasern und das Bindungssystem von Cellulosegemischen, sowohl im Hinblick auf die Stelle der maximalen Werte der Bindungsfestigkeit als auch die Aktivierungsenergien.It It can be observed that due to the small overall area of the Bindens, the small contact surface of the individual binding points and the short delay times while tying the way of point bonding used in the tests was used, a low final strength for both Reyon- as well as cellulose mixtures (contact surface: the cellulose PP surface melt is low: liability). However, the point-bonding tests show the mutual dependence between the main factors in binding, namely the own binding system of polypropylene fibers and the binding system of cellulose mixtures, both in terms of the location of the maximum values of bond strength as well as the activation energies.

Eine zweite Testreihe (B) für das Sub-Beispiel 3 wurde unter Verwendung eines Walzenpaares, das von einer Baumwoll- und einer Stahlwalze gebildet wurde, durchgeführt. Die Ergebnisse der Testreihe sind in der Tabelle 5. und in 2 angegeben. Die Fasereigenschaften der Testreihe sind in der Tabelle 6 angegeben. Von den Ergebnissen der Testreihe (B) fehlen die Ergebnisse, die den reinen Polypropylenkomponenten entsprechen, da, wenn ein Baumwolle-Stahl-Walzensystem verwendet wird, das Ergebnis des Bindens eines Polypropylenvlieses ein Polypropylenfilm ist. Die Temperaturen der Testreihen (A) und (B) entsprechen einander nicht. Beim Binden erhöht sich die Temperatur der unbeheizten Baumwollwalze auf einen Wert von etwa 80 ± 5°C, weshalb die Temperatur der Stahlwalze auf etwa 25°C über den herkömmlichen Temperaturen für Stahlwalzen erhöht wird, um die Wärmemenge, die zum Binden erforderlich ist, in das System zu bringen. Bei der Reihe (A) ist der Temperaturgradient zwischen den Walzen etwa 5°C, aber bei der Reihe (B) etwa 90°C. Bei der Testreihe (B) wurden sowohl zwei Reyonviskosequalitäten (R2 und R4), wovon eine eine auf Xanthogenat und die andere eine auf NMMO-Lösungsmittel basierende war, als auch zwei Polypropylenqualitäten (PP-3 und PP-6), wovon eine ein Haut-Kern-Typ und die andere (PP-6) eine herkömmliche homogene Faser war, zur Herstellung der bindenden Gemische verwendet. Sowohl aus den Ergebnissen der Tabelle 5. als auch der 2. kann gesehen werden, dass im niedrigen Temperaturbereich (T < Tm) die Bindungsfestigkeiten für drei Gemische etwa von derselben Größenordnung sind, aber für ein Gemisch (R2/PP-3) die Bindungsfestigkeiten merklich höher als für die vorigen sind. Wenn eine Polypropylenfaser vom Haut-Kern-Typ PP-3 beim Binden verwendet wird, setzen sich das niedrige Temperaturgebiet (T < Tm) und die Festigkeitszunahme zu höheren Temperaturen fort, verglichen mit einer herkömmlichen homogenen Faser.A second test series (B) for Sub Example 3 was carried out using a pair of rolls formed of a cotton and a steel roll. The results of the test series are shown in Table 5 and in 2 specified. The fiber properties of the test series are given in Table 6. From the results of the test series (B), the results corresponding to the pure polypropylene components are lacking because when a cotton-steel roll system is used, the result of bonding a polypropylene nonwoven fabric is a polypropylene film. The temperatures of the test series (A) and (B) do not correspond to each other. When bonding, the temperature of the unheated cotton roller increases to a value of about 80 ± 5 ° C, and therefore the temperature of the steel roller is increased to about 25 ° C above the conventional temperatures for steel rollers to the amount of heat required for bonding in to bring the system. For the row (A), the temperature gradient between the rolls is about 5 ° C, but for the row (B) about 90 ° C. In the test series (B), both two rayon viscosities (R2 and R4), one of which was based on xanthate and the other one on NMMO solvent, and two qualities of polypropylene (PP-3 and PP-6), one of which was a skin Core type and the other (PP-6) was a conventional homogeneous fiber, used for the preparation of bonding mixtures. Both from the results of Table 5 and the 2 , It can be seen that in the low temperature range (T <T m ) the bonding strengths for three mixtures are about the same order of magnitude, but for a mixture (R2 / PP-3) the bond strengths are appreciably higher than for the previous ones. When a skin-core type PP-3 polypropylene fiber is used in bonding, the low temperature region (T <T m ) and the increase in strength continue to higher temperatures compared to a conventional homogeneous fiber.

Wenn die Cellulose aus dem Textilerzeugnis mit Phosphorsäure herausgelöst wird, kann beobachtet werden, dass im niedrigen Temperaturgebiet das Auflösen nicht merklich die Festigkeit für die Fasergemisch-Textilerzeugnis R4/PP-6 und R4/PP-3 beeinflusst, und somit ist die Festigkeit in diesen Textilerzeugnissen in erster Linie dem gegenseitigen Binden zwischen den Polypropylenfasern zuzuschreiben. Beim Textilerzeugnis aus Fasergemisch R2/PP-3 senkt das Auflösen der Cellulosekomponente wesentlich die Festigkeit des Textilerzeugnisses im bindenden Bereich sowohl bei niedriger als auch bei hoher Temperatur, was zeigt, dass die Cellulose zusätzlich zum Polypropylen an der Faserbindung beteiligt ist. Im Bereich der hohen Bindungstemperaturen zeigt das Bindungsergebnis des Fasergemischs R4/PP-4 auch, dass die Cellulose an der Bindung beteiligt ist. Im höheren Temperaturbereich trägt der Term der Aktivierungsenergie der Bindungsgleichung für das Gemisch ein negatives Vorzeichen, das heißt, die Bindungsfestigkeit nimmt noch über der Tm-Temperatur zu. Diese Wirkung verschwindet aus den Ergebnissen nach dem Auslaugen mit Phosphorsäure.When the cellulose is leached from the fabric with phosphoric acid, it can be observed that in the low temperature range, the dissolution does not appreciably affect the strength for the blended fabric R4 / PP-6 and R4 / PP-3, and thus the strength in them Attributable primarily to mutual bonding between the polypropylene fibers. In the fiber blend R2 / PP-3 fabric, dissolution of the cellulosic component substantially lowers the strength of the fabric in the bonding region at both low and high temperature, demonstrating that the cellulose participates in fiber bonding in addition to polypropylene. In the area of high bonding temperatures, the bonding result of the fiber mixture R4 / PP-4 also shows that the cellulose is involved in the binding. In the higher temperature range, the term of the activation energy of the bond equation for the mixture carries a negative sign, that is, the bond strength increases even above the T m temperature. This effect disappears from the results after leaching with phosphoric acid.

Ein Grund für die Bindungsaktivität der Cellulosekomponente des R4/PP-3-Gemischs ist die Cellulose-IV-Struktur, welche in der WAXS-Analyse in der Oberflächenschicht der Cellulosefaser R4 gut sichtbar ist. Es ist auch zu beobachten, dass, wenn mit einem Baumwolle-Walzensystem gebunden wird, das Bindungsgebiet ziemlich groß ist und auf Grund des plastischen Bindens sich die Polypropylenschmelze leicht um die Faser herum ausbreitet, wobei beide Faktoren ihren eigenen Beitrag zur Festigkeit des Enderzeugnisses bringen.One reason for the binding activity the cellulose component of the R4 / PP-3 blend is the cellulose IV structure, which in the WAXS analysis in the surface layer of the cellulose fiber R4 is clearly visible. It is also observed that when with one Cotton roller system is bound, the binding area pretty much is great and due to the plastic bonding, the polypropylene melt spreads easily around the fiber, both factors being theirs contribute to the strength of the final product.

Sub-Beispiel 4.Sub-example 4.

Im Sub-Beispiel 4. wird die Verbesserung und Regulierung der Bindung zwischen Cellulosefasern mittels Koronabehandlung untersucht.in the Sub-example 4. will improve and regulate the bond examined between cellulose fibers by means of corona treatment.

Die Verbesserung der Haftung zwischen Cellulosefasern ist wichtig, insbesondere wenn Polyester-, Polyamid- oder ähnliche Fasern, welche im Hinblick auf Cellulose inert sind, die bindenden Polymersynthesefasern für ein Wasser-genadeltes Fasertextilerzeugnis mit einem ziemlich hohen Grundgewicht umfassen. Um zu verhindern, dass sich Cellulosefusseln ablösen, kann hier, falls notwendig, sowohl Vormischen von Polyolefinmikrofaser mit Cellulose als auch ein Schmelzbenetzungs-Transkristallisations-Verfahren für den Cellulose-Polyolefin-Kontakt nach dem Nadelungsprozess verwendet. werden. Hier erleichtert eine Verbesserung auch bei der Cellulose-Cellulose-Haftung die Bereitstellung eines Vorkontakts im Cellulose-Polyolefin-Gemisch. Das kombinierte Verfahren kann vorteilhafterweise bei der Herstellung von absorbierendem und gleichzeitig mechanisch festem Vlieslaminattextilerzeugnis verwendet werden.The Improvement of the adhesion between cellulose fibers is important, in particular if polyester, polyamide or the like Fibers which are inert with respect to cellulose, the binding ones Polymer Synthetic Fibers for a water-needled fiber-textile product with a rather high Base weight include. To prevent cellulose fuzz replace, Here, if necessary, both premixing of polyolefin microfiber with cellulose as well as a melt-wetting transcrystallization process for the cellulose-polyolefin contact used after the needling process. become. Here facilitates one Improvement also in cellulose-cellulose adhesion providing precontact in the cellulose-polyolefin mixture. The combined Method can be used advantageously in the production of absorbent and at the same time using mechanically strong nonwoven laminate fabric become.

Bei den Untersuchungen, die die Haftung zwischen Cellulosefasern betreffen, wurde ein Koronaapparat im Pilotanlagenmaßstab verwendet (Sherman High Frequency Generator: 20 ± 5 kHz, D-2 kW). Die Untersuchungen, die die Ablösung von Cellulosefusseln betreffen, wurden unter Verwendung eines Testapparats Gelbo Flex (5000 ES; EDANA 22.0-96: Tendenz zur Fusselbildung) durchgeführt.at investigations concerning adhesion between cellulose fibers, a pilot plant scale corona apparatus was used (Sherman High Frequency Generator: 20 ± 5 kHz, D-2 kW). The investigations concerning the detachment of cellulose lint were performed using a Gelbo Flex (5000 ES; EDANA 22.0-96: linting tendency).

In diesem Zusammenhang wird die Haftung zwischen Cellulosefasern in einem herkömmlichen wasserstrahlverfestigten Textilerzeugnis aus Polyester-Pulpecellulosefaser (50 Gew.-% PES; 70 g/m2) untersucht, wobei das Cellulosefaserformat gegen ein Polyestervlies auf einem Drahtnetz wasserstrahlverfestigt wurde. Der Grad der Mischung zwischen den Komponenten war in dem Erzeugnis hoch, aber die Ablösung von Cellulosefusseln war auf beiden Seiten des Textilerzeugnisses (Seiten A und B) unterschiedlich. Für die grundlegende Vergleichsreihe wurde das anfängliche Textilerzeugnis lediglich mit dem SHFG-Apparat als eine Funktion der Wirkung behandelt. Die Teilchenzahlen (N, Anzahl)/ft3) in den Cellulosefusseln, die sich von dem Textilerzeugnis ablösten, erhöhten sich geringfügig als eine Funktion der elektrischen Arbeit (W, wh/m2), die auf das Textilerzeugnis angewendet wurde, d. h. N(A) = 1010 + 143 W und N(B) = 3635 + 98 W.In this regard, the adhesion between cellulosic fibers in a conventional spunbond fabric of polyester pulp cellulosic fiber (50 weight percent PES; 70 g / m 2 ) was examined by hydroentangling the cellulose fiber sheet against a polyester nonwoven fabric on a wire net. The degree of mixing between the components was high in the product, but the delamination of cellulose lint was different on both sides of the fabric (pages A and B). For the basic comparison series, the initial fabric was treated only with the SHFG apparatus as a function of effect. The particle counts (N, number) / ft 3 ) in the cellulose lint that detached from the fabric increased slightly as a function of the electrical work (W, wh / m 2 ) applied to the fabric, ie, N ( A) = 1010 + 143 W and N (B) = 3635 + 98 W.

Um die Wirkung der Koronabehandlung zu zeigen, wurde die Menge an abgelösten Fusseln aus dem anfänglichen Textilerzeugnis erhöht, indem das Textilerzeugnis mit gesättigtem Wasserdampf benetzt wurde und indem es durch Wärmewalzen (115°C, 0,1 bis 40 kN/m) getrocknet wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die Fusselmengen, die sich von dem Testgewebe ablösten, ungefähr linear als eine Funktion der elektrischen Arbeit, die darauf angewendet wurde, abnahmen. Die folgenden Werte wurde für die Fusselmengen erhalten
N(A) = 37867 – (4183 – 5748) W und N(B) = 20328 – (1857 – 2713) W,
wobei die Werte für den 'Arbeitskoeffizienten' in Klammern den erhaltenen maximalen und minimalen Werten entsprechen. Fusselwerte für die anfänglichen Textilerzeugnisse, die kleiner waren als die vorstehend untersuchten, verhielten sich entsprechend, wenn sie auf die vorstehend erwähnte Weise behandelt wurden.
To demonstrate the effect of the corona treatment, the amount of lint removed from the initial fabric was increased by wetting the fabric with saturated water vapor and drying it by thermal rollers (115 ° C, 0.1 to 40 kN / m). The results showed that the amounts of fuzz that detached from the test tissue were approximately linear as a function of electrical Work that was applied to it decreased. The following values were obtained for the lint quantities
N (A) = 37867 - (4183 - 5748) W and N (B) = 20328 - (1857 - 2713) W,
where the values for the 'work coefficient' in brackets correspond to the maximum and minimum values obtained. Lint values for the initial fabrics smaller than those examined above behaved accordingly when treated in the manner mentioned above.

Gemäß den Testergebnissen kann die Cellulose-Cellulose-Faserhaftung mittels einer Korona-, Benetzungs- und Trocknungsbehandlung sehr wirksam verbessert werden, und bereits mit einer geringen elektrischen Arbeitslast, die auf das Textilerzeugnis angewendet wird, kann die Menge an feinen Cellulosefusseln, die sich vom Textilerzeugnis ablöst, praktisch auf den Wert null verringert werden.According to the test results can the cellulose-cellulose fiber adhesion by means of a corona, Wetting and drying treatment can be improved very effectively, and already with a low electrical workload on the textile product is applied, the amount of fine cellulose lint, the detached from the textile product, practically reduced to zero.

Die Größenverteilung der Cellulosefusseln, die vom Testtextilerzeugnis verströmt werden, erwies sich als praktisch unverändert und auch unabhängig von der Fusselmenge, wenn Fusseln der minimalen Größe d = 0,5 μm fünf Minuten lang behandelt wurden. Jedoch erwiesen sich die Fusselgrößenverteilungen, die als exakte Mittelwerte in der Testreihe aufgefasst wurden, als ziemlich wesentlich verschieden von der Summenverteilung, wobei die Differenz des Prozentsatzes als eine Funktion der Zeit mit erhöhter Teilchengröße abnahm. Wenn die Teilchengröße im Bereich von 0,3 bis 0,5 μm war, erwies sich die Differenz des Prozentsatzes als eine Funktion der Zeit als das Gegenteil im Hinblick auf die anderen Teilchengrößenklassen, was die besondere Wichtigkeit der Fusselklassen unter 0,5 μm im System der Verteilung zeigt. Es ist insbesondere zu beobachten, dass bei den Fusselklassen von Korona-behandelten Geweben keine Verbreiterung des Prozentsatzes der vorstehenden Art in den verschiedenen Größenklassen als eine Funktion der Testdauer erschien (was selbst die Wirkung der Behandlung auch auf die Fusselgrößenverteilung zeigt).The size distribution the cellulose lint that is emitted from the test fabric, proved to be virtually unchanged and also independent of lint, if lint of minimum size d = 0.5 μm five minutes were treated long. However, the lint size distributions proved which were regarded as exact mean values in the test series, as quite substantially different from the cumulative distribution, where the difference in percentage as a function of increased particle size decreased. If the particle size in the range from 0.3 to 0.5 μm was, the difference of the percentage proved to be a function time as the opposite in terms of the other particle size classes, what the special importance of lint classes below 0.5 microns in the system the distribution shows. It is especially observed that at no broadening of the lint classes of corona-treated tissues the percentage of the above type in different size classes as a function of the test duration appeared (which itself the effect the treatment also shows the lint size distribution).

Wenn die Haftungsergebnisse bewertet werden, ist zu beobachten, dass die Fusselmenge eine klare Funktion der mechanischen Biege- und Scherarbeit ist, die auf das Textilerzeugnis angewendet wird (in der weiteren Verarbeitung usw.), weshalb das tatsächliche Ergebnis der Fusselbildung nicht dasselbe ist wie das Testergebnis. Ebenso ist die Abnahme des Kristallinitätsgrads der Cellulose und der Werte der Oberflächenenergie davon, die durch die elektrische Arbeit verursacht wird, in Betracht zu ziehen, was die Benetzung und Transkristallisation des Polyolefin-Cellulose-Kontakts verringern kann, wenn das entsprechende Teilverfahren zusätzlich zum Koronabehandlungsverfahren verwendet wird.If the liability results are assessed, it is observed that the amount of lint a clear function of the mechanical bending and Shear work that is applied to the fabric (in further processing, etc.), which is why the actual Result of linting is not the same as the test result. Similarly, the decrease in the degree of crystallinity of the cellulose and the Values of surface energy of it, which is caused by the electric work, into consideration wetting and transcrystallization of the polyolefin-cellulose contact if the corresponding sub-procedure in addition to Corona treatment process is used.

Das Ergebnis der Testreihen zeigt die absolute Wirksamkeit des Koronabenetzungs-Drucktrocknungs-Verfahrens und seine breiten Regulierungs- und Anwendungsmöglichkeiten.

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The result of the test series shows the absolute effectiveness of the corona setting pressure drying process and its wide range of regulation and applications.
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Claims (12)

Verfahren zur Verbesserung und Regulierung der Haftfestigkeit zwischen Cellulosefasern oder Cellulose-Synthesefaser-Gemischen, insbesondere Polyolefinfasergemischen, in einem Verfahren zur Herstellung von Vlieserzeugnissen, wobei in dem Verfahren Wasserstrahlverfestigungs- und/oder thermische Bindungsverfahren eingesetzt werden, um Vliese aus Formaten und/oder Gazen der Fasern und/oder Fasergemische zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Cellulosefaser in einer polaren, Cellulose nicht lösenden Flüssigkeit bei erhöhter Temperatur wärmebehandelt wird, b. die Molekülkettenlänge in der Oberflächenschicht einer Synthesefaser, die zum Binden der Cellulose verwendet wird, dadurch verringert wird, dass man die Faseroberfläche während der Faserspinnstufe in geschmolzenem Zustand einem regulierbaren oxidativen Kettenabbau unterzieht, c. ein Vlies oder Vliese aus Fasern oder Gemischen davon, die gemäß den vorstehenden Punkten a. und/oder b. behandelt wurde(n), unter Verwendung eines thermischen Bindungs- und/oder Wasserstrahlverfestigungsverfahrens verbunden werden, d. die Anzahl an Cellulose-/Synthesefaser-Kontakten erhöht wird und gleichzeitig das Ablösen von kurzen Cellulosefasern von den Oberflächen der Vlies-Laminate und -Mischgewebe verhindert wird, indem eine Korona-Bedampfungs- und Trocknungsbehandlung unter Druck auf das erhaltene Textilerzeugnis angewandt wird.A method for improving and regulating the adhesion between cellulose fibers or cellulose-synthetic fiber blends, in particular polyolefin fiber blends, in a process for the production of nonwoven products, the process employing hydroentanglement and / or thermal bonding processes to form nonwovens from formats and / or gauzes To connect fibers and / or fiber mixtures, characterized in that a. the cellulose fiber is heat treated in a polar, non-cellulose liquid at elevated temperature, b. the molecular chain length in the surface layer of a synthetic fiber used to bind the cellulose is reduced by subjecting the fiber surface to a controllable oxidative chain degradation during the fiber spinning step in the molten state, c. a non-woven or nonwoven fabric of fibers or mixtures thereof, which in accordance with the preceding points a. and / or b. were treated using a thermal bond and / or hydroentanglement process, i. increasing the number of cellulosic / synthetic fiber contacts and, at the same time, preventing the detachment of short cellulosic fibers from the surfaces of the nonwoven laminates and blends by applying corona sputtering and drying treatment under pressure to the resulting fabric. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polare Flüssigkeit eine organische Flüssigkeit ist, die OH-Gruppen enthält, insbesondere Wasser im Gleichgewicht mit seinem gesättigten Dampf, bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 250°C.Method according to claim 1, characterized in that that the polar liquid an organic liquid is that contains OH groups, especially water in equilibrium with its saturated Steam, at a temperature in the range of 100 to 250 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosematerial in der polaren Flüssigkeit wärmebehandelt wird, so dass der Kristallinitätsgrad von zumindest der Oberflächenschicht des Cellulosefasermaterialerzeugnisses dem Kristallinitätsgrad von natürlicher Cellulose von 60 bis 75% entspricht.Method according to claim 1, characterized in that that the cellulosic material is heat treated in the polar liquid such that the degree of crystallinity of at least the surface layer of the cellulose fiber material product corresponds to the degree of crystallinity of naturally Cellulose of 60 to 75% corresponds. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosefasermaterial in der polaren Flüssigkeit wärmebehandelt wird, so dass der lange Identitätsabstandswert von zumindest der Oberflächenschicht des Cellulosematerialerzeugnisses mindestens 50 Å beträgt.Method according to claim 1, characterized in that that the cellulose fiber material in the polar liquid heat treated will, so the long identity distance value of at least the surface layer of the cellulosic material is at least 50 Å. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Oberflächenschicht der Polyolefinfaser, die als Synthesefaser verwendet wird, der Grad des Molekülkettenabbaus einem mittleren Polymerisationsgrad des Erzeugnisses von 1000 entspricht, d.h. für Polypropylen einem mittleren Molekulargewicht von etwa 42000.Method according to claim 1, characterized in that that at the surface layer the polyolefin fiber used as the synthetic fiber, the degree of molecular chain degradation corresponds to an average degree of polymerisation of the product of 1000, i.e. For Polypropylene having an average molecular weight of about 42,000. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des als Synthesefaser verwendeten Polyolefins mit Hilfe der Oxidation beim Spinnen in geschmolzenem Zustand auf einen Wert gesenkt wird, bei dem die Viskosität des Polymers bei einer Temperatur von 170°C im Bereich von 1300–5 Pa·s liegt, wobei die Scherrate weniger als 1 s–1 beträgt.A method according to claim 1, characterized in that the weight-average molecular weight of the polyolefin used as the synthetic fiber is reduced by means of the oxidation in spinning in the molten state to a value at which the viscosity of the polymer at a temperature of 170 ° C in the range of 1300 -5 Pa · s, the shear rate being less than 1 s -1 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt der Oberflächenschicht der Polyolefinfaser, die als Synthesefaser verwendet wird, einem mittleren Polymerisationsgrad von 1000 entspricht, wie er durch Molekülkettenabbau, bewirkt durch Oxidation beim Spinnen, erhalten wird.A method according to claim 1, characterized in that the melting point of the surface layer of the polyolefin fiber used as a synthetic fiber corresponds to an average degree of polymerization of 1,000 as obtained by molecular chain degradation caused by oxidation in spinning. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenenergie der Oberflächenschicht der als Synthesefaser verwendeten Polyolefinfaser dem Zahlenmittel des Molekulargewichts entspricht, das sich aus einem mittleren Polymerisationsgrad und Dispersionswerten von 1000 bzw. 3–8 infolge eines Molekülkettenabbaus, bewirkt durch Oxidation beim Spinnen, ergibt, wobei die Oberflächenenergiewerte jedoch bei einer Temperatur von 170°C immer unterhalb 20 mJ/m2 liegen.A method according to claim 1, characterized in that the surface energy of the surface layer of the polyolefin fiber used as the synthesis fiber corresponds to the number average molecular weight resulting from an average degree of polymerization and dispersion values of 1000 and 3-8, respectively, due to molecular chain degradation caused by oxidation in spinning However, the surface energy values are always below 20 mJ / m 2 at a temperature of 170 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. thermisch zu bindende Fasergemische zusätzlich zu einer bindenden Polyolefinfaser Reyonviskose, Baumwolle, lange natürliche Cellulosefaser, Pulpefaser als Cellulosefaser oder als Cellulosegemisch enthalten, b. Fasergemische oder -laminate, die wasserstrahlverfestigt werden sollen, zusätzlich zu einer bindenden Synthesefaser, insbesondere einer Polyester-, Amid- und/oder Polyolefinfaser, eine kurze Zellstofffaser allein oder zusammen mit einer kurzen Polyolefinstapel- oder -mikrofaser, eine Reyonfaser allein oder zusammen mit Pulpecellulosefasern und Polyolefinfasern enthalten.Method according to claim 1, characterized in that that a. thermally bonded fiber mixtures in addition to a binding polyolefin fiber rayon viscose, cotton, long natural cellulose fiber, Pulp fiber as a cellulose fiber or as a cellulose mixture, b. Fiber blends or laminates that are hydroentangled should, in addition to a binding synthetic fiber, in particular a polyester, Amide and / or polyolefin fiber, a short pulp fiber alone or together with a short one Polyolefin stack or microfiber, a rayon fiber alone or together with pulp cellulose fibers and polyolefin fibers. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden beide Oberflächen des Vlieserzeugnisses einer elektrischen Arbeit bei einer Stärke von 2–12 Wh/m2 mit Hilfe eines Korona-Oxidationsgeräts bei einer Frequenz von mindestens 20 ± 5 kHz unterzogen werden.A method according to claim 1, characterized in that after bonding both surfaces of the nonwoven product are subjected to an electrical work at a thickness of 2-12 Wh / m 2 by means of a corona oxidation apparatus at a frequency of at least 20 ± 5 kHz. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden beide Oberflächen des trockenen Vlieserzeugnisses nach der Koronabehandlung und der Bearbeitung mit gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von 100 bis 110°C benetzt werden.Method according to claim 1, characterized in that that after bonding both surfaces of the dry nonwoven product after corona treatment and processing with saturated Water vapor at a temperature of 100 to 110 ° C are wetted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Koronabearbeitung und dem Benetzen mit Wasserdampf das Vlieserzeugnis bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 160°C unter Verwendung der Last eines linearen Drucks von 0,1 bis 40 kN/m getrocknet wird.Method according to claim 1, characterized in that that after corona treatment and wetting with water vapor the nonwoven fabric at a temperature in the range of 100 to 160 ° C using the load of a linear pressure of 0.1 to 40 kN / m is dried.
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