EP1048771A1 - Nichtgewebtes Vlies aus thermogebundenen Fäden oder Fasern - Google Patents

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EP1048771A1
EP1048771A1 EP00103508A EP00103508A EP1048771A1 EP 1048771 A1 EP1048771 A1 EP 1048771A1 EP 00103508 A EP00103508 A EP 00103508A EP 00103508 A EP00103508 A EP 00103508A EP 1048771 A1 EP1048771 A1 EP 1048771A1
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EP
European Patent Office
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threads
fibers
polymer
zones
nonwoven
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Withdrawn
Application number
EP00103508A
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English (en)
French (fr)
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Robert Dr. Groten
Jean Baravian
Georges Riboulet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention is in the field of nonwoven products Made of thermoplastic polymers and has the subject of a non-woven Nonwoven made of thermally bound threads or fibers.
  • the nonwoven generally comprises two types of Threads or fibers made from two different polymeric materials or from Threads or fibers formed from two different polymeric materials are separable or non-separable, one of which is intended to form the binding substance that has a lower plasticization and / or Melting temperature than the other polymer, which is designed to Form the structure of the fleece.
  • the configuration 1) performs because of its random and irregular Distribution of the binding threads or fibers to a non-homogeneous thermobonded nonwoven structure, what their mechanical properties applies to their entire surface.
  • the configuration 2) can easily lead to an excess lead to thermobinding substance, causing it to bind unwanted spots, requires significant amounts of binding Polymer, can cause an undesirable expansion of the surface of the Create thermal binding points or locations and introduce a deficiency Flexibility in regulating the parameters of thermal bonds with it.
  • the aim of this invention is in particular to remedy the disadvantages and to overcome the aforementioned limitations.
  • a non-woven fleece the at least in part from continuous filaments or composite fibers is made up of at least two components and thermoplastic polymer materials consist of this is characterized in that it is at least partially made of uniform threads or Fibers consisting of 5% to 50% by weight of a polymer which is intended to represent the binder, and in its cross section have at least two different polymer regions or zones which represent the binder, and / or at least two different ones Have polymer areas or zones that comprise the structural component (s) represent the resulting fleece, this fleece after production undergoes thermal bonding treatment.
  • Figures 1-10 sectional views of threads or fibers according to the different embodiments of the invention.
  • Figures 11A and 11B are top views among different ones Enlargement of sections of the nonwoven according to the invention Fleece, which were realized by means of an electron microscope.
  • Figures 12A and 12B are a sectional view and a respective perspective view under different enlargements of sections a nonwoven fleece according to the invention, which means Electron microscope were realized, this fleece made of threads 11A and 11B, but at were calendered at a higher temperature.
  • the nonwoven nonwoven is at least partially made uniform threads or fibers formed that are 5% to 50% of their weight comprise a polymer which is intended to represent the binder, and in their cross section at least two different polymer areas have or zones that represent the binder, and / or at least have two different polymer areas or zones that the represent structural component (s) of the resulting nonwoven, wherein this fleece after the manufacture of a treatment by thermal bonding is subjected.
  • the fibers or threads comprise 10% to 30% of theirs Weight a polymer that acts as a binder.
  • this binding polymer is mostly in the peripheral zones of the composite threads or fibers stored and in the area at least two different zones of the outer surface of these threads or fibers visible.
  • the portion occupied by the binding polymer Outer surface of the threads or fibers may be higher than the proportion of its Weight in the composition of the threads or fibers.
  • the binding polymer and the structural component (s) Representative polymer (s) can be incompatible or made incompatible especially if there is a partial separation of the different Components before thermal bonding is provided.
  • the threads or fibers have a multi-segmented and composite structure have and are subjected to a separation process, which to split thread components, each at least in cross section two different polymer zones representing the binding component and / or at least two different strips or zones of Polymers, which are intended to the structural thread component of the the resulting fleece, united (the separation levels are as Example with broken mixed lines in Figure 5 specified, with each field made up of the connection of three filaments composed, each of which is made of a different material, and that Material of the thread in between with the materials of the two outer threads is compatible).
  • the threads or fibers can advantageously have an outer cross section have cylindrical structure and an internal structure, which from the group is selected, the structures in lamellar form (Figure 6), in the form of Orange carving ( Figures 1, 3, 5 and 8) with or without a central opening, in Satellite form with or without protuberances ( Figures 2, 9 and 10) and in Form of additional serrations (Figure 7).
  • the thermal binding properties among the the non-woven fleece-forming threads or fibers exactly adjusted and with great flexibility in a wide range of values are regulated mainly because of the plurality of parameters, some of which have opposite effects own, whose values are suitable, according to the wishes of the user to be changed.
  • the first group of parameters includes, in particular, what is binding As regards polymer, the respective weight percentages of the different Polymers, their geometric distribution in cross section, the configuration of the Outer surface zones of the binding polymer, the chemical nature this latter, and the binding forces depending on the different phases according to the type of the polymers forming the threads or fibers.
  • the second parameter group includes in particular the temperature at which the thermal bonding is carried out (plasticizing or melting of the binding polymer), the changeability of the temperature due to the Time, the contact time at the thermal binding points, the contact pressure and the configuration and the area of the contact surface.
  • a non-woven fabric is produced from continuous filaments, which consist of two components, with a surface mass of 110 g / m 2 by a process similar to that described in French patent application No. 7420254.
  • the configuration of the threads that compose the surface is based on a structure in the form of orange wedges with 8 cutouts PET / CoPES-80/20 - titer 2.0 dTex - cross section of 13 micrometers.
  • the contact length of the binding part is 8.5 microns, distributed over 4 sections of 2.1 micrometers.
  • Drying takes place in dry air at a dew point of -40 ° C and a residence time of 3 hours at 170 ° C for PET and 6 hours at 130 ° C with CoPES.
  • the extruders are fed in nitrogen-containing air.
  • the filleting unit consists of two chambers, one of which is in the Axis of unity (CoPES) and the second ring-shaped in relation to the first (PET) is located.
  • the two distribution plates enable a distribution that is simultaneously can be annular and radial.
  • the spinneret is made of 300 capillary holes with a width of 0.4 mm and a height of 0.8 mm.
  • the melting temperatures of the two polymers are around 295 ° C PET and at 255 ° C for CoPES.
  • the filleting skid is at 278 ° C.
  • the transfer cycle of the polymers to the filing system is sufficient reduced to avoid a noticeable deterioration.
  • the filleting speed is around 4500 m / mn and the output per Hole is 0.9 g / mn (0.72 g for the PET portion, 0.18 g for the CoPES portion).
  • the surface produced is subjected to double-sided needling with 200 perforations per cm 2 using needles with the fineness of 40 RB which penetrate 12 mm.
  • the product is thermally bound in a calender, one of which is engraved by two rolls, the other is smooth.
  • the engraving is of the type of a truncated pyramid, which produces 15% of the bound surface and 56 dots / cm 2 distributed in the diagonal.
  • the contact temperatures are 232 ° C for the engraved roll and 214 ° C for the smooth roll.
  • the pressure force is 50 daN / cm of the calender width.
  • the treatment speed is 15 m / mn.
  • Characteristic properties of the threads Titer 2.0 dTex strength 29.8 cN / Tex strain 69% Characteristic features of the product: Dynamometry: burden SL 335 N / 5cm Algae SL 22% burden ST 332 N / 5cm Algae ST 28% THERE SL 11.2 N. ST 13.4 N. decline SL -0.8% ST -4.1%
  • thermobound product is an induction of plasticized Polyvinyl chloride (PVC) of 1.1 mm thickness (type plastisol), then one Polyurethane finishing and a grain of leather type for the Subjected to use in suitcase manufacture.
  • PVC plasticized Polyvinyl chloride
  • type plastisol type plastisol
  • a fleece is produced from interrupted fibers, which consist of two components and are crimped, with a surface mass of 180 g / m 2 according to the principle of the electropneumatic Fehrer carding units.
  • the configuration of the fibers that compose the surface is based on a distribution in satellite form with 3 peripheral sections - PET / CoPES - 75/25 - titer 3.3 dTex - cross section of 18 microns with intense ripple.
  • the contact length of the binding part is 24 microns, distributed over 4 cutouts of 8 micrometers.
  • POLYESTER COPOLYESTER substance Polyethylene terephthalate Copolyester TiO 2 0.4% / Melting point 256 ° C 187 ° C - 197 ° C Viscosity in the molten state 210 Pa at 280 ° C 100 Pa at 280 ° C origin Hoechst company Far Eastern company Type Type 20 CS113N
  • Drying takes place in dry air at a dew point of -25 ° C and a residence time of 3.5 hours at 170 ° C for PET and 8 Hours at 100 ° C with CoPES.
  • the spinnerets are made of 600 capillary holes with a width of 0.28 mm and a height of 0.6 mm.
  • the distribution system is similar to that explained in Example 1, except for the number of Cutouts and final distribution.
  • the melting temperatures of the two polymers are around 285 ° C PET and at 240 ° C for CoPES.
  • the fillet skid is set at 285 ° C.
  • the filleting speed is around 1800 m / mn and the output per Hole is 1.2 g / mn (0.9 g for the PET portion, 0.3 g for the CoPES portion).
  • the thread strand is forced to stretch two and one Undergo crimping before being cut into fibers of 40 mm in length becomes.
  • the surface is produced on an electropneumatic carding unit of the type F21 from the company Fehrer, then fixed in a clamping frame of the type Monforts on carpet at 220 ° C and at a speed of 10m / mn, which results in a residence time of 30 seconds .
  • Characteristic properties of the threads Titer 3.3 dTex strength 45 cN / Tex strain 41%
  • Characteristic features of the product Dynamometry: burden SL 69 N / 5cm ST 77N / 5cm strain SL 70% ST 90% Tensile strength SL 12.1 N ST 13.4 N. decline SL -1.1% ST -1.6%
  • the consolidated product results in a fleece for the production of cotton wool 2.5 cm thick, which is intended for feeding alpine clothing.
  • the Properties of the surface produced allow due to their elasticity machine washing or cleaning without insulation, Bloating, suppleness and softness are lost.
  • the cohesion of Fiber network and the quality of the thermal bond prevent it from free Form fibers that would have the tendency through which the feeding fleece to wander through enveloping textile surfaces.
  • a nonwoven is produced from continuous filaments, which consist of two components, with a surface mass of 50 g / m 2 according to the principle described in Example 1.
  • the configuration of the threads that compose the surface is based on a distribution in satellite form with 3 peripheral sections that are identical to Example 2, but have the following constitution: - PET / CoPES - 85/15 - titer 3.3 dTex - cross section of about 18 microns.
  • the contact length of the binding part is 18 microns, distributed over three cutouts of 6 micrometers.
  • POLYESTER COPOLYESTER substance Polyethylene terephthalate Copolyester TiO 2 0.4% / Melting point 256 ° C 187 ° C - 197 ° C Viscosity in the molten state 210 Pa at 280 ° C 100 Pa at 280 ° C origin Hoechst company Far Eastern company Type Type 20 CS113N
  • Drying takes place in dry air at a dew point of -45 ° C and a residence time of 3 hours at 170 ° C for PET and 8 hours at 100 ° C with CoPES.
  • the spinnerets are made of 220 capillary holes with a width of 0.4 mm and a height of 0.8 mm.
  • the distribution system is similar to that explained in Example 1, except for the number of Cutouts and final distribution.
  • the melting temperatures of the two polymers are around 295 ° C PET and at 240 ° C for CoPES.
  • the filleting skid is set at 278 ° C.
  • the filleting speed is around 4800 m / mn and the output per Hole is 1.58 g / mn (1.35 g for the PET portion, 0.24 g for the CoPES portion).
  • the surface is subjected to a smooth calendering with a pressure of 80 daN / cml and a temperature of 210 ° C.
  • the treatment speed is 25m / mn.
  • Characteristic properties of the threads Titer 3.3 dTex strength 33 cN / Tex strain 75%
  • Characteristic features of the product Dynamometry: burden SL 150 N / 5cm ST 140N / 5cm strain SL 17% ST 21%
  • thermobound product is used in applications for the Strapping related to electrical cables.
  • a nonwoven is produced from continuous filaments, which consist of two components, with a surface mass of 15 g / m 2 according to the principle described in Example 1.
  • the configuration of the threads that compose the surface is based on a four-lobe distribution (Figure 10) among the following Conditions: - PP / PE 50/50 - titer 2.0 dTex - cross section of about 17 Micrometers.
  • the contact surface of the binding part made of PE corresponds to that outer surface of the four lobes of the cross section of the thread.
  • the spinnerets are made of 180 capillary holes with a width of 0.4 mm and a height of 1.2 mm.
  • the distribution system is similar to that explained in Example 1, except for the number of Cutouts and final distribution.
  • the melting temperatures of the two polymers are around 235 ° C PP and at 190 ° C for PE.
  • the filleting skid is set to 240 ° C.
  • the filleting speed is around 3500 m / mn and the output per Hole is 0.7 g / min (0.35 g per polymer).
  • the surface produced is subjected to a hydraulic perforated bond, and then subjected to drying through through-air.
  • Characteristic properties of the threads Titer 2.0 dTex strength 19 cN / Tex strain 124%
  • Characteristic features of the product burden SL 250 N.
  • the resulting product can be used as a perforated cover fleece be used.
  • a nonwoven is produced from continuous filaments, which consist of two components, with a surface mass of 100 g / m 2 according to the principle described in Example 1.
  • the contact length of the binding part is 7.5 microns distributed 8 cutouts of 0.95 micrometers.
  • the spinnerets are made of 180 capillary holes with a width of 0.4 mm and a height of 0.8 mm.
  • the distribution system is similar to that explained in Example 1, except for the number of Cutouts and final distribution.
  • the filleting speed is around 4000 m / mn and the output per Hole is 0.64 g / mn (0.51 g for the PET portion and 0.13 g for the CoPES portion).
  • the surface produced is subjected to a pre-calendering and then a smooth calendering: 190 ° C / 218 ° C with 120 then 70 bar and 20 m / min.
  • Characteristic properties of the threads Titer 1.6 dTex strength 28 cN / Tex strain 70%
  • Characteristic features of the product burden SL 373 N / 5 cm ST 308 N / 5 cm strain SL 16% ST 31%
  • the resulting product can be used as a membrane support (see attached figures 11 and 12).

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Abstract

Diese Erfindung hat ein nichtgewebtes Vlies zum Gegenstand, das mindestens zum Teil aus Endlosfäden oder zusammengesetzten Fasern hergestellt wird, die aus mindestens zwei Komponenten aus thermoplastischen polymeren Materialien bestehen. Vlies, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es mindestens teilweise aus einheitlichen Fäden oder Fasern besteht, die zu 5 % bis 50 % ihres Gewichts ein Polymer umfassen, das dazu bestimmt ist, das Bindemittel darzustellen, und in ihrem Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die das Bindemittel darstellen, und/oder mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die die strukturelle(n) Komponente(n) des resultierenden Vlieses darstellen, wobei dieses Vlies nach der Herstellung einer Behandlung durch Thermobindung unterzogen wird. <IMAGE>

Description

Vorliegende Erfindung fällt in das Gebiet der nichtgewebten Produkte aus thermoplastischen Polymeren und hat zum Gegenstand ein nichtgewebtes Vlies aus thermogebundenen Fäden oder Fasern.
Es ist bekannt, daß man, um ein nichtgewebtes Vlies strukturell zu verstärken (Kohäsion, mechanische Eigenschaften), auf die Thermobindung zurückgreift.
Zu diesem Zweck umfasst das Vlies im allgemeinen zwei Typen von Fäden oder Fasern aus zwei unterschiedlichen polymeren Materialien oder aus Fäden oder Fasern, die aus zwei verschiedenen polymeren Materialien geformt sind, die trennbar oder nicht trennbar sind, von denen eines dazu bestimmt ist, die bindende Substanz zu bilden, die eine niedrigere Plastifizierungs- und/oder Schmelztemperatur besitzt als das andere Polymer, das dazu bestimmt ist, die Struktur des Vlieses zu bilden.
Die Konfigurationen der gegenwärtig für die Herstellung dieses Typs thermobindfähiges Vlies eingesetzten Fäden oder Fasern sind im wesentlichen drei, nämlich
  • 1) eine zufällige Verteilung von zwei Arten unabhängiger Fäden oder Fasern, von denen der eine die bindende, der andere die strukturelle Komponente darstellt, die getrennt extrudiert oder als zusammengesetzte Monofäden coextrudiert und danach in zwei Arten, den beiden Polymeren entsprechenden Elementarfäden gespalten werden,
  • 2) Fäden oder Fasern, die aus einer bindenden Polymerhülle und einem strukturellen Polymerkern oder -herz bestehen,
  • 3) Zweilamellige Fäden oder Fasern, die einen bindenden und einen strukturellen Streifen aufweisen.
    • Jede dieser Konfigurationen weist jedoch Nachteile und/oder Einschränkungen auf.
    So führt die Konfiguration 1) wegen ihrer zufälligen und unregelmäßigen Verteilung der bindenden Fäden oder Fasern zu einer nicht homogenen thermogebundenen Vliesstruktur, was ihre mechanischen Eigenschaften anbetrifft, auf ihrer gesamten Oberfläche.
    Die Konfiguration 2) kann leicht zu einem Überschuss an thermobindender Substanz führen, wodurch es zu Bindungen an unerwünschten Stellen kommt, erfordert erhebliche Mengen an bindendem Polymer, kann eine unerwünschte Ausdehnung der Oberfläche der Thermobindungspunkte oder -stellen hervorrufen und bringt einen Mangel an Flexibilität bei der Regulierung der Parameter der Thermobindungen mit sich.
    Die Konfiguration 3) führt zu Thermobindungen begrenzter Intensität auf Grund der eingeschränkten Oberfläche des Bindungskontakts, des Fehlens ausreichender Thermobindungen an den gewollten Stellen, das von einer inadäquaten unkontrollierbaren Positionierung der Fasern oder Fäden und der allzu inhomogenen Verteilung des bindenden Polymers in den Fasern oder Fäden herrührt.
    Diese Erfindung hat insbesondere zum Ziel, den Nachteilen abzuhelfen und die vorgenannten Einschränkungen zu überwinden.
    Zu diesem Zweck hat sie ein nichtgewebtes Vlies zum Gegenstand, das mindestens zum Teil aus Endlosfäden oder zusammengesetzten Fasern hergestellt wird, die aus mindestens zwei Komponenten und aus thermoplastischen polymeren Materialien bestehen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es mindestens teilweise aus einheitlichen Fäden oder Fasern besteht, die zu 5 % bis 50 % ihres Gewichts ein Polymer umfassen, das dazu bestimmt ist, das Bindemittel darzustellen, und in ihrem Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die das Bindemittel darstellen, und/oder mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die die strukturelle(n) Komponente(n) des resultierenden Vlieses darstellen, wobei dieses Vlies nach der Herstellung einer Behandlung durch Thermobindung unterzogen wird.
    Die Erfindung wird besser verstanden werden dank der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die bevorzugten Verfahrensmethoden bezieht, welche als Beispiel angegeben werden und nicht als ausschließlich anzusehen sind, und mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert werden.
    Unter diesen sind die Abbildungen 1 - 10 Schnittansichten von Fäden oder Fasern gemäß den verschiedenen Ausführungsvarianten der Erfindung.
    Die Abbildungen 11A und 11B sind Draufsichten unter verschiedenen Vergrößerungen von Teilstücken des erfindungsgerechten nichtgewebten Vlieses, die mittels eines Elektronenmikroskops realisiert wurden.
    Die Abbildungen 12A und 12B sind jeweils eine Schnittansicht und eine perspektivische Sicht unter verschiedenen Vergrößerungen von Teilstücken eines erfindungsgerechten nichtgewebten Vlieses, die mittels Elektronenmikroskops realisiert wurden, wobei dieses Vlies aus Fäden hergestellt ist, die denen der Abbildungen 11A und 11B ähneln, jedoch bei einer höheren Temperatur kalandriert wurden.
    Nach der Erfindung und wie es die Abbildungen 1 bis 10 der beigefügten Zeichnungen darstellen, ist das nichtgewebte Vlies mindestens teilweise aus einheitlichen Fäden oder Fasern gebildet, die zu 5 % bis 50 % ihres Gewichts ein Polymer umfassen, das dazu bestimmt ist, das Bindemittel darzustellen, und in ihrem Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die das Bindemittel darstellen, und/oder mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die die strukturelle(n) Komponente(n) des resultierenden Vlieses darstellen, wobei dieses Vlies nach der Herstellung einer Behandlung durch Thermobindung unterzogen wird.
    Vorzugsweise umfassen die Fasern oder Fäden zu 10 % bis 30 % ihres Gewichts ein Polymer, das als Bindemittel fungiert.
    Um potentielle Oberflächen mit maximierter Bindung im Verhältnis zur Menge des in den Fäden oder Fasern vorhandenen bindenden Polymers zu erzielen, ist dieses bindende Polymer mehrheitlich in den peripheren Zonen der zusammengesetzten Fäden oder Fasern gelagert und im Bereich mindestens zweier unterschiedlicher Zonen der Außenoberfläche dieser Fäden oder Fasern sichtbar.
    Vorteilhafterweise kann der vom bindenden Polymer besetzte Anteil der Außenoberfläche der Fäden oder Fasern höher sein als der Anteil seines Gewichts in der Zusammensetzung der Fäden oder Fasern.
    Das bindende Polymer und das oder die die strukturelle Komponente darstellende Polymer(e) können inkompatibel sein oder inkompatibel gemacht werden, vor allem, wenn eine teilweise Trennung der verschiedenen Komponenten vor der Thermobindung vorgesehen ist.
    Nach einem besonderen Ausführungsmodus der Erfindung, der vor allem in der Abbildung 5 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, können die Fäden oder Fasern eine multisegmentierte und zusammengesetzte Struktur aufweisen und werden einem Trennungsvorgang unterzogen, der zu gespaltenen Fadenkomponenten führt, die eine jede im Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche, die bindende Komponente darstellende Polymerzonen und/oder mindestens zwei unterschiedliche Streifen oder Zonen von Polymeren, die dazu bestimmt sind, die strukturellen Fadenkomponente des sich ergebenden Vlieses zu bilden, vereint (die Trennungsebenen sind als Beispiel durch unterbrochene gemischte Striche auf der Abbildung 5 angegeben, wobei sich jedes Feld aus der Verbindung von drei Elementarfäden zusammensetzt, von denen jeder aus einem anderen Material besteht, und das Material des dazwischenliegenden Fadens mit den Materialien der beiden äußeren Fäden kompatibel ist).
    Nach einer ersten Ausführungsvarianten der Erfindung, die in den Abbildungen 1 bis 3 und 5 bis 10 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, können die Fäden oder Fasern vorteilhafterweise im Querschnitt eine äußere zylindrische Struktur und eine innere Struktur aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die Strukturen in Lamellenform (Abbildung 6), in Form von Orangenschnitzen (Abbildung 1, 3, 5 und 8) mit oder ohne zentraler Öffnung, in Satellitenform mit oder ohne Ausstülpungen (Abbildungen 2, 9 und 10) und in Form von ergänzenden Auszahnungen (Abbildung 7) umfasst.
    Die inneren Strukturen in Form von Orangenschnitzen können entweder Seiten zur Abgrenzung von glatten Komponenten (Abbildung 1 und 3) oder Seiten zur Abgrenzung in konvexer oder konkaver Form (Abbildung 8) aufweisen.
    Nach einer zweiten Ausführungsvarianten der Erfindung, die in der Abbildung 4 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, weisen die Fäden oder Fasern eine multilappige äußere Struktur auf, wobei die bindenden Polymerbereiche oder -zonen vorzugsweise im Bereich der Extremitäten dieser Lappen gelegen sind.
    Dank der Erfindung können die Thermobindungseigenschaften unter den das nichtgewebte Vlies bildenden Fäden oder Fasern genau angepasst und mit großer Flexibilität in breiten Wertebereichen reguliert werden vor allem wegen der Pluralität der Parameter, von denen einige entgegengesetzte Wirkung besitzen, deren Werte geeignet sind, nach den Wünschen des Benutzers abgeändert zu werden.
    Diese Parameter können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden, nämlich in diejenigen, welche von den das Vlies bildenden Fäden oder Fasern abhängen, und in diejenigen, welche von den Ausführungsbedingungen des Thermobindungsvorgangs abhängen.
    Die erste Parametergruppe umfasst, insbesondere was das bindende Polymer anbetrifft, die jeweiligen Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Polymere, ihre geometrische Verteilung im Querschnitt, die Konfiguration der Außenflächenzonen des bindenden Polymers, die chemische Beschaffenheit dieses Letzteren, und die Bindungskräfte unter den verschiedenen Phasen je nach Art der die Fäden oder Fasern bildenden Polymere.
    Die zweite Parametergruppe umfasst insbesondere die Temperatur, bei welcher die Thermobindung durchgeführt wird (Plastifizierung oder Schmelzen des bindenden Polymers), die Veränderbarkeit der Temperatur auf Grund der Zeit, die Kontaktdauer an den Thermobindungsstellen, den Kontaktdruck und die Konfiguration und den Bereich der Kontaktoberfläche.
    Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen mit Hilfe mehrerer praktischer Ausführungsbeispiele erläutert, die nicht als ausschließlich anzusehen sind.
    Beispiel 1:
    Man stellt ein Vlies aus Endlosfäden her, die aus zwei Komponenten bestehen, mit einer Oberflächenmasse von 110 g/m2 nach einem Verfahren, das dem in der französischen Patentanmeldung Nr. 7420254 beschriebenen gleicht.
    Die Konfiguration der die Oberfläche zusammensetzenden Fäden basiert auf einer Struktur in Form von Orangenschnitzen mit 8 Ausschnitten PET/CoPES-80/20 - Titer 2,0 dTex - Querschnitt von 13 Mikrometer.
    Dieser Faden entspricht einem Äquivalent von
    • 1,6 dTex, was den Teil PET (4 x 0,4 dTex) anbetrifft,
    • 0,4 dTex, was den Teil CoPES (4 x 0,1 dTex) anbetrifft.
    Die Kontaktlänge des bindenden Teils beträgt 8,5 Mikrometer, verteilt auf 4 Ausschnitte von 2,1 Mikrometern.
    Verwandte Polymere:
    COPOLYESTER POLYESTER
    Substanz Polyethylenterephtalat Copolyester (CoPES)
    TiO2 0,4 % /
    Schmelzpunkt 256°C 220°C - 225°C
    Viskosität im geschmolzenen Zustand 210 Pa bei 290°C 190 Pa bei 265°C
    Herkunft Firma Hoechst Gesellschaft EMS
    Typ Typ 20 Grylène D 1381
    Bedingunpen der Extrusion/Filierung:
    Das Trocknen geschieht in trockener Luft bei einem Taupunkt von -40°C und einer Verweildauer von 3 Stunden bei 170°C beim PET und von 6 Stunden bei 130°C beim CoPES.
    Die Einspeisung der Extruder erfolgt in stickstoffhaltiger Luft.
    Die Filiereinheit besteht aus zwei Kammern, von denen eine in der Achse der Einheit (CoPES) und die zweite ringförmig im Verhältnis zur ersten (PET) gelegen ist.
    Die Verteilung der Polymere geschieht durch sechs dazwischenliegende Platten, von denen
    • zwei Verteilerplatten dazu bestimmt sind, die Ströme der beiden Kammern zu kreuzen und
    • vier Platten der eigentlichen Verteilung dienen.
    Die beiden Verteilerplatten ermöglichen eine Verteilung, die zugleich ringförmig und radial erfolgen kann.
    Die Anhäufung von vier Endverteilungsplatten gestattet eine wabenförmige Speisung eines jeden der Düsenlöcher. Jedes Loch verfügt so über seinen eigenen Einspeisungskreislauf, der einen zusammengesetzten Faden produziert.
    Die Spinndüse ist aus 300 Kapillarlöchern mit einer Weite von 0,4 mm und einer Höhe von 0,8 mm zusammengesetzt.
    Die Schmelztemperaturen der beiden Polymere liegen bei 295°C beim PET und bei 255 °C beim CoPES. Die Filierkufe liegt bei 278°C.
    Der Transferkreislauf der Polymere zum Filiersystem hin ist ausreichend reduziert, um eine spürbare Verschlechterung zu vermeiden.
    Die Filiergeschwindigkeit liegt um die 4500 m/mn und die Leistung pro Loch beträgt 0,9 g/mn (0,72 g für den PET-Anteil, 0,18 g für den CoPES-Anteil).
    Konsolidierung-Bindung:
    Die produzierte Oberfläche wird einer doppelseitigen Nadelung mit 200 Perforationen pro cm2 mit Hilfe von Nadeln mit der Feinheit von 40 RB, die 12 mm eindringen, unterzogen.
    Das Produkt wird nach der Nadelung in einem Kalander thermogebunden, dessen eine von zwei Rollen graviert, die andere glatt ist. Die Gravur ist von der Art einer abgestumpften Pyramide, die 15 % der gebundenen Oberfläche und 56 Punkte/cm2 in der Diagonalen verteilt erzeugt. Die Kontakttemperaturen betragen 232 °C bei der gravierten Rolle und 214 °C bei der glatten Rolle. Die Druckkraft beträgt 50 daN/cm der Kalanderbreite. Die Behandlungsgeschwindigkeit beträgt 15 m/mn.
    Charakteristische Eigenschaften der Fäden:
    Titer 2,0 dTex
    Festigkeit 29,8 cN/Tex
    Dehnung 69 %
    Charakteristische Eigenschaften des Produkts:
    Dynamometrie: Belastung SL 335 N/5cm Algt SL 22 %
    Belastung ST 332 N/5cm Algt ST 28 %
    DA SL 11,2 N ST 13,4 N
    Rückgang SL -0,8 % ST -4,1%
    Endbearbeitung - Anwendung:
    Das thermogebundene Produkt wird einer Induktion von plastifiziertem Polyvinylchlorid (PVC) von 1,1 mm Dicke (Typ Plastisol), sodann einer Polyurethanendbearbeitung und einer Narbung vom Ledertyp für die Verwendung in der Kofferherstellung unterzogen.
    Beispiel 2
    Man stellt ein Vlies aus unterbrochenen Fasern, die aus zwei Komponenten bestehen und gekräuselt sind, mit einer Oberflächenmasse von 180 g/m2 nach dem Prinzip der elektropneumatischen Fehrer-Kardiereinheiten her.
    Die Konfiguration der die Oberfläche zusammensetzenden Fasern basiert auf einer Verteilung in Satellitenform mit 3 peripheren Ausschnitten - PET/CoPES - 75/25 - Titer 3,3 dTex - Querschnitt von 18 Mikrometer mit intensiver Kräuselung.
    Diese Faser entspricht einem Äquivalent von
    • 2,5 dTex, was den PET- Anteil (1 x 2,5 dTex) anbetrifft,
    • 0,8 dTex, was den CoPES-Anteil (3 x 0,27 dTex) anbetrifft.
    Die Kontaktlänge des bindenden Teils beträgt 24 Mikrometer, verteilt auf 4 Ausschnitte von 8 Mikrometern.
    Verwandte Polymere:
    POLYESTER COPOLYESTER
    Substanz Polyethylenterephtalat Copolyester
    TiO2 0,4 % /
    Schmelzpunkt 256°C 187°C - 197°C
    Viskosität im geschmolzenen Zustand 210 Pa bei 280°C 100 Pa bei 280°C
    Herkunft Firma Hoechst Firma Far Eastern
    Typ Typ 20 CS113N
    Bedingungen der Extrusion/Filierung/Streckung:
    Das Trocknen geschieht in trockener Luft bei einem Taupunkt von -25°C und einer Verweildauer von 3,5 Stunden bei 170°C beim PET und von 8 Stunden bei 100°C beim CoPES.
    Die Spinndüsen sind aus 600 Kapillarlöchern mit einer Weite von 0,28 mm und einer Höhe von 0,6 mm zusammengesetzt. Das Verteilungssystem ähnelt demjenigen, das im Beispiel 1 erläutert wurde, außer was die Anzahl der Ausschnitte und der Endverteilung anbetrifft.
    Die Schmelztemperaturen der beiden Polymere liegen bei 285°C beim PET und bei 240 °C beim CoPES. Die Filierkufe ist auf 285°C festgelegt.
    Die Filiergeschwindigkeit liegt um die 1800 m/mn und die Leistung pro Loch beträgt 1,2 g/mn (0,9 g für den PET-Anteil, 0,3 g für den CoPES-Anteil).
    Der Fadenlitze wird einem Streckgrad von zwei und einer forcierten Kräuselung unterzogen, bevor sie in Fasern von 40 mm Länge geschnitten wird.
    Kardieren - Konsolidierung - Bindung:
    Die Oberfläche wird auf einer elektropneumatischen Kardiereinheit des Typs K21/K12 der Firma Fehrer produziert, dann in einem Spannrahmen vom Typ Monforts auf Teppich bei 220°C und mit einer Geschwindigkeit von 10m/mn fixiert, was eine Verweildauer von 30 sec. mit sich bringt.
    Charakteristische Eigenschaften der Fäden:
    Titer 3,3 dTex
    Festigkeit 45 cN/Tex
    Dehnung 41 %
    Charakteristische Eigenschaften des Produkts:
    Dynamometrie: Belastung SL 69 N/5cm ST 77N/5cm
    Dehnung SL 70 % ST 90 %
    Reißfestigkeit SL 12,1 N ST 13,4 N
    Rückgang SL -1,1 % ST -1,6%
    Endbearbeitung - Anwendung:
    Das konsolidierte Produkt ergibt ein Vlies für die Watteherstellung von 2,5 cm Dicke, die zur Fütterung von alpiner Kleidung bestimmt ist. Die Eigenschaften der produzierten Oberfläche erlauben auf Grund ihrer Elastizität das Waschen in der Maschine oder eine Reinigung, ohne daß Isolierfähigkeit, Geblähtheit, Geschmeidigkeit und Weichheit verloren gehen. Die Kohäsion des Fasernetzes und die Qualität der Thermobindung verhindern es, daß sich freie Fasern bilden, die die Tendenz hätten, durch die das Fütterungsvlies um hüllende textilen Oberflächen hindurchzuwandern.
    Beispiel 3
    Man stellt ein Vlies aus Endlosfäden her, die aus zwei Komponenten bestehen, mit einer Oberflächenmasse von 50 g/m2 nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Prinzip.
    Die Konfiguration der die Oberfläche zusammensetzenden Fäden basiert auf einer Verteilung in Satellitenform mit 3 peripheren Ausschnitten, die mit dem Beispiel 2 identisch sind, aber folgende Konstitution aufweisen: - PET/CoPES - 85/15 - Titer 3,3 dTex - Querschnitt von etwa 18 Mikrometern.
    Diese Endlosfäden entsprechen einem Äquivalent von
    • 2,8 dTex, was den PET-Anteil (1 x 2,8 dTex) anbetrifft,
    • 0,5 dTex, was den CoPES-Anteil (3 x 0,17 dTex) anbetrifft.
    Die Kontaktlänge des bindenden Teils beträgt 18 Mikrometer, verteilt auf drei Ausschnitte von 6 Mikrometern.
    Verwandte Polymere (identisch mit denen des Beispiels 2):
    POLYESTER COPOLYESTER
    Substanz Polyethylenterephtalat Copolyester
    TiO2 0,4 % /
    Schmelzpunkt 256°C 187°C- 197°C
    Viskosität im geschmolzenen Zustand 210 Pa bei 280°C 100 Pa bei 280°C
    Herkunft Firma Hoechst Firma Far Eastern
    Typ Typ 20 CS113N
    Bedingungen der Extrusion/Filierung:
    Das Trocknen geschieht in trockener Luft bei einem Taupunkt von -45°C und einer Verweildauer von 3 Stunden bei 170°C beim PET und von 8 Stunden bei 100°C beim CoPES.
    Die Spinndüsen sind aus 220 Kapillarlöchern mit einer Weite von 0,4 mm und einer Höhe von 0,8 mm zusammengesetzt. Das Verteilungssystem ähnelt demjenigen, das im Beispiel 1 erläutert wurde, außer was die Anzahl der Ausschnitte und die Endverteilung anbetrifft.
    Die Schmeiztemperaturen der beiden Polymere liegen bei 295°C beim PET und bei 240 °C beim CoPES. Die Filierkufe ist auf 278°C festgelegt.
    Die Filiergeschwindigkeit liegt um die 4800 m/mn und die Leistung pro Loch beträgt 1,58 g/mn (1,35 g für den PET-Anteil, 0,24 g für den CoPES-Anteil).
    Konsolidierung - Bindung:
    Die Oberfläche wird einer glatten Kalandrierung mit einem Druck von 80 daN/cml und einer Temperatur von 210°C unterzogen. Die Behandlungsgeschwindigkeit beträgt 25m/mn.
    Charakteristische Eigenschaften der Fäden:
    Titer 3,3 dTex
    Festigkeit 33 cN/Tex
    Dehnung 75 %
    Charakteristische Eigenschaften des Produkts:
    Dynamometrie: Belastung SL 150 N/5cm ST 140N/5cm
    Dehnung SL 17 % ST 21 %
    Reißfestigkeit SL 7,1 N ST 11,4 N
    Rückgang SL -0,9 % ST -3,1 %
    Dicke 0,07 mm
    Endbearbeitung - Anwendung:
    Das thermogebundene Produkt wird bei den Anwendungen für die Bebänderung von elektrischen Kabel verwandt.
    Beispiel 4:
    Man stellt ein Vlies aus Endlosfäden her, die aus zwei Komponenten bestehen, mit einer Oberflächenmasse von 15 g/m2 nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Prinzip.
    Die Konfiguration der die Oberfläche zusammensetzenden Fäden basiert auf einer vierlappigen Verteilung (Abbildung 10) unter folgenden Bedingungen: - PP/PE 50/50 - Titer 2,0 dTex - Querschnitt von etwa 17 Mikrometern.
    Diese Endlosfäden entsprechen einem Äquivalent von
    • 1,0 dTex, was den PP-Anteil (1 x 1,00 dTex) anbetrifft,
    • 1,0 dTex, was den PE-Anteil (4 x 0,25 dTex) anbetrifft.
    Die Kontaktoberfläche des bindenden Teils aus PE entspricht der äußeren Oberfläche der vier Lappen des Querschnitts des Fadens.
    Verwandte Polymere:
    Substanz Polypropylen Polyethylen
    TiO2 / /
    Schmelzpunkt 156°C 120°C - 130°C
    MFI 25g/10mn
    Herkunft SOLVAY Dow Chemical
    Typ ELTEX P HY610 LLDPE
    Bedingungen der Extrusion/Filierung/Steckung:
    Die Spinndüsen sind aus 180 Kapillarlöchern mit einer Weite von 0,4 mm und einer Höhe von 1,2 mm zusammengesetzt. Das Verteilungssystem ähnelt demjenigen, das im Beispiel 1 erläutert wurde, außer was die Anzahl der Ausschnitte und die Endverteilung anbetrifft.
    Die Schmelztemperaturen der beiden Polymere liegen bei 235°C beim PP und bei 190 °C beim PE.
    Die Filierkufe ist auf 240°C festgelegt.
    Die Filiergeschwindigkeit liegt um die 3500 m/mn und die Leistung pro Loch beträgt 0,7 g/mn (0,35 g pro Polymer).
    Konsolidierung - Bindung:
    Die produzierte Oberfläche wird einer hydraulischen perforierten Bindung, und dann einer Trocknung durch Durchströmungsluft unterzogen.
    Charakteristische Eigenschaften der Fäden:
    Titer 2,0 dTex
    Festigkeit 19 cN/Tex
    Dehnung 124 %
    Charakteristische Eigenschaften des Produkts:
    Belastung SL 250 N ST 21N
    Dehnung SL 45 % ST 68 %
    Reißfestigkeit SL 1,8 N ST 2,4 N
    Endbearbeitung - Anwendung:
    Das resultierende Produkt kann als perforiertes Abdeckungsvlies verwandt werden.
    Beispiel 5:
    Man stellt ein Vlies aus Endlosfäden her, die aus zwei Komponenten bestehen, mit einer Oberflächenmasse von 100 g/m2 nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Prinzip.
    Die Konfiguration der die Oberfläche zusammensetzenden Fäden basiert auf einer Struktur in Form von 4 Orangenschnitzen mit 16 Ausschnitten:
    • PET/CoPES -80/20 - Titer 1,6 dTex - Querschnitt von 12 Mikrometern.
    Dieser Faden entspricht einem Äquivalent von
    • 1,8 dTex, was den PET-Anteil (8 x 0,16 dTex) anbetrifft,
    • 0,32 dTex, was den CoPES-Anteil (8 x 0,004 dTex) anbetrifft.
    Die Kontaktlänge des bindenden Teils beträgt 7,5 Mikrometer verteilt auf 8 Ausschnitte von 0,95 Mikrometern.
    Verwandte Polymere:
    POLYESTER COPOLYESTER
    Substanz Polyethylenterephtalat Copolyester
    TiO2 0,4 % /
    Schmelzpunkt 256°C 220°C - 225°C
    Viskosität im geschmolzenen Zustand 210 Pa bei 290°C 190 Pa bei 265°C
    Herkunft Firma HOECHST Firma EMS
    Typ Typ 20 Grylène D1381
    Bedingungen der Extrusion/Filierung/Streckung:
    Die Spinndüsen sind aus 180 Kapillarlöchern mit einer Weite von 0,4 mm und einer Höhe von 0,8 mm zusammengesetzt. Das Verteilungssystem ähnelt demjenigen, das im Beispiel 1 erläutert wurde, außer was die Anzahl der Ausschnitte und die Endverteilung anbetrifft.
    Die Filiergeschwindigkeit liegt um die 4000 m/mn und die Leistung pro Loch beträgt 0,64 g/mn (0,51 g für den PET-Anteil und 0,13 g für den CoPES-Anteil).
    Die übrigen Verarbeitungsbedingungen sind identisch mit Beispiel 1.
    Konsolidierung - Bindung:
    Die produzierte Oberfläche wird einer Präkalandrierung und dann einer glatten Kalandrierung unterzogen: 190°C/218°C mit 120 dann 70 bar und 20 m/mn.
    Charakteristische Eigenschaften der Fäden:
    Titer 1,6 dTex
    Festigkeit 28 cN/Tex
    Dehnung 70 %
    Charakteristische Eigenschaften des Produkts:
    Belastung SL 373 N/5 cm ST 308 N/5 cm
    Dehnung SL 16 % ST 31 %
    Reißfestigkeit SL 7,0 N ST 10,4 N
    Rückgang SL -0,9 % ST -1,1 %
    Dicke 0,11 mm
    Endbearbeitung - Anwendung:
    Das resultierende Produkt kann als Membranträger verwandt werden (siehe beigefügte Abbildungen 11 und 12).
    Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Durchführungsarten beschränkt. Änderungen sind möglich, vor allem im Hinblick auf die Beschaffenheit der verschiedenen Elemente oder durch Ersatz durch gleichwertige Techniken, ohne daß dadurch der Bereich des Erfindungsschutzes verlassen würde.

    Claims (8)

    1. Nichtgewebtes Vlies, das mindestens zum Teil aus Endlosfäden oder zusammengesetzten Fasern hergestellt wird, die aus mindestens zwei Komponenten aus thermoplastischen polymeren Materialien bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens teilweise aus einheitlichen Fäden oder Fasern besteht, die zu 5 % bis 50 % ihres Gewichts ein Polymer umfassen, das dazu bestimmt ist, das Bindemittel darzustellen, und in ihrem Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die das Bindemittel darstellen, und/oder mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen aufweisen, die die strukturelle(n) Komponente(n) des resultierenden Vlieses darstellen, wobei dieses Vlies nach der Herstellung einer Behandlung durch Thermobindung unterzogen wird.
    2. Nichtgewebtes Vlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Fäden zu 10 % bis 30 % des Gewichts das bindende Polymer umfassen.
    3. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bindende Polymer mehrheitlich in den peripheren Zonen der zusammengesetzten Fäden und Fasern gelagert ist und im Bereich von mindestens zwei unterschiedlichen Zonen der äußeren Oberfläche dieser Fäden oder Fasern sichtbar ist.
    4. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der äußeren Oberfläche der Fäden oder Fasern, der vom bindenden Polymer besetzt ist, höher ist als der Gewichtsanteil dieses Polymers in der Zusammensetzung der Fäden oder Fasern.
    5. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bindende Polymer und das oder die Polymere, die die strukturellen Komponenten darstellen, inkompatibel sind.
    6. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einheitlichen Faden oder Fasern nach der Extrusion eine multisegmentierte und zusammengesetzte Struktur aufweisen und einem Trennungsvorgang unterzogen werden, wodurch gespaltene Fadenkomponente entstehen, von denen jede im Querschnitt mindestens zwei unterschiedliche Zonen des bindenden Polymers und/oder mindestens zwei unterschiedliche Polymerbereiche oder -zonen vereint, die dazu bestimmt sind, die strukturelle Komponente(n) des resultierenden Vlieses zu bilden.
    7. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden oder Fasern im Querschnitt eine äußere zylindrische Struktur und eine innere Struktur aufweisen, die aus der Gruppe gewählt wird, die aus den Strukturen in Lamellenform, in Form von Orangenschnitzen mit oder ohne zentraler Öffnung, in Sattelitenform mit oder ohne Ausstülpungen und in ergänzenden Auszahnungen besteht.
    8. Nichtgewebtes Vlies nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden oder Fasern im Querschnitt eine äußere multilappige Struktur aufweisen und die das Bindemittel darstellende Polymerbereiche oder -zonen vorzugsweise im Bereich der Extremitäten der Lappen gelegen sind.
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