EP2183418A1 - Verfahren zur herstellung eines weiterreissfesten flächengebildes, weiterreissfestes flächengebilde und dessen verwendung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines weiterreissfesten flächengebildes, weiterreissfestes flächengebilde und dessen verwendung

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EP2183418A1
EP2183418A1 EP08784596A EP08784596A EP2183418A1 EP 2183418 A1 EP2183418 A1 EP 2183418A1 EP 08784596 A EP08784596 A EP 08784596A EP 08784596 A EP08784596 A EP 08784596A EP 2183418 A1 EP2183418 A1 EP 2183418A1
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filaments
fibers
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    • Y10T442/609Cross-sectional configuration of strand or fiber material is specified
    • Y10T442/611Cross-sectional configuration of strand or fiber material is other than circular

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a further tear-resistant sheet of yarns, fibers or filaments formed from at least two elementary filaments of different polymers, a further tear-resistant sheet and its use.
  • WO 2006/107695 A2 or US 2006/0223405 A1 discloses a process for producing tear-resistant nonwoven fabrics from bicomponent fibers with an islands-in-the-sea arrangement.
  • a nylon / polyethylene polymer pair having a weight ratio of 75:25 with different islands-in-the-sea arrangements as described therein has a maximum caloric tear strength of 0.22 N per g / m 2 after calendering.
  • the object of the present invention is to provide a method which is as simple as possible, with which it is possible to produce fabrics with particularly good mechanical properties, in terms of particularly high values with regard to the specific tear propagation force.
  • the fabrics according to the invention are intended to be used in fields of application which in particular require a particularly high tear propagation force of the fabrics.
  • the fabrics should also have particularly high maximum tensile strength and / or elongation at break values.
  • a starting sheet of yarns, fibers or filaments which are formed from at least two elementary filaments and have an orange-slit or pie-piece arrangement with segments of different polymers viewed in cross-section , are used and subjected to a compressive heat treatment, wherein the polymer segments are penetrated and an at least substantially non-adhesive bond is achieved by riveting or welding of the polymer segments.
  • a substantially non-adhesive bond is here understood to mean a compound which has no, a heavy or only a limited bondability.
  • materials having a conditional adhesiveness have a conditional or no diffusion bonding, but may have a good adhesion bonding, and materials having a heavy bondability have no diffusion bonding and, if any, a conditional adhesion bonding.
  • the sheet has a particularly low basis weight of 20 to 500 g / m 2 , preferably from 40 to 300 g / m 2 , on.
  • the fabric preferably represents a nonwoven fabric, which is at least partially formed from bicomponent Endlosfasem or composite fibers.
  • the fibers preferably have a total of from 1.6 dtex to 6.4 dtex, preferably from 2 to 4.8 dtex.
  • the orange-slit or pie-pie arrangement advantageously has 2, 4, 8, 16, 32 or 64 segments, particularly preferably 8, 16 or 32 segments.
  • thermoplastic polymers preference is given to using thermoplastic polymers, in particular so-called incompatible polymer pairs or blends, of various polyolefins, polyesters, polyamides and / or polyurethanes in any combination which give non-adhesive pairings.
  • the polymer pairs used are particularly preferably selected from polymer pairs with at least one polyolefin, preferably with polyethylene, such as polypropylene / polyethylene, polyamides / polyethylene or
  • Polyethylene terephthalate are preferred because of their conditional adhesiveness, and polymer pairs with at least one polyolefin are particularly preferred because of their poor tackiness.
  • Polyamide has a conditional adhesiveness, in particular, a conditional diffusion bonding and a good adhesive adhesion.
  • Polyethylene terephthalate has a conditional bondability, in particular no diffusion bonding and only after pretreatment, for example with plasma, a good adhesive adhesion.
  • the polyolefins polyethylene and polypropylene have a heavy bondability, in particular no diffusion bonding and only after pretreatment a conditional Adotrosungsklebung on (HANSER Verlag, Saechtling, Plastic Paperback, 25th Edition, p 212).
  • the polymer pairs are preferably used in a weight ratio of 90:10 to 10:90. Weight ratios of 75:25 to 70:30 of the higher melting to the lower melting polymer have proved to be particularly advantageous.
  • the heat treatment in a calender that is, a heated pair of rollers, carried out at a temperature which is equal to or up to 100 0 C above the melting temperature of the lower melting polymer component and at the same time below the melting temperature of the higher melting polymer component.
  • the compressive heat treatment is further preferably carried out at a pressure of 100 to 1000 N / linear cm product width, preferably 300 to 700 N / linear cm product width.
  • the invention further relates to fabrics, in particular nonwovens, having a specific tear strength of equal to or greater than 0.4 N per g / m 2 , preferably from 0.6 to 0.9 N per g / m 2 according to the tongue method according to ASTM D 2261 and produced by a compressive heat treatment, the sheets being formed from yarns, fibers or filaments formed from at least two elementary filaments and viewed in cross-section as an orange-pie arrangement having segments of different shapes
  • the basis weight of the sheet is advantageously 20 to 500 g / m 2 , preferably 40 to 300 g / m 2 .
  • the sheets are partially formed from bicomponent filaments or composite filaments.
  • the game, fibers or filaments preferably have a total titre of from 1.6 dtex to 6.4 dtex, preferably from 2 to 4.8 dtex.
  • the orange column or pie slice arrangement (pie arrangement) of the game, fibers or filaments preferably has 2, 4, 8, 16, 32 or 64 segments and particularly preferably 8, 16 or 32 segments.
  • the polymers used are preferably thermoplastic polymers, in particular so-called incompatible polymer pairs or blends, of various polyolefins, polyesters, polyamides and / or polyurethanes in any desired combination, obviously non-adhesive pairings giving the highest tear propagation values.
  • the weight ratio of the polymer pairs is preferably 90:10 to 10:90, preferably 75:25 to 70:30 of the higher melting to the lower melting polymer,
  • the fabrics of the invention are intended in particular in
  • the fabrics of the invention therefore find use as or for vehicle part packaging, especially boat or truck tarpaulins, or for textile architecture, especially tents, convertible covers or inflatable structures, especially inflatable boats or mobile playground structures.
  • nonwovens of bicomponent continuous filaments of the polymer pairs polyamide 6 / polyethylene, polypropylene / polyethylene and polyethylene terephthalate / polyethylene are produced.
  • polyethylene terephthalate INVISTA 8218J 1 0.64IV polyamide 6: BASF B2702
  • the manufacturing process is similar to the method described in French Patent FR 2 299 438 in terms of cooling, stretching and piling conditions.
  • nonwovens having a weight per unit area of about 100 g / m 2 and about 150 g / m 2 are produced, which are used as starting nonwoven fabrics each of a compressing heat treatment in a calender at a temperature of 140 0 C, 145 0 C and of 150 ° C. and a pressure of 100 to 1000 N / linear cm product width, preferably from 300 to 700 N / linear cm product width.
  • the calendering rate is 5 to 20 m / min, preferably 8 to 12 m / min, and the roll diameter is 320 to 489 mm.
  • PP / PE polypropylene / polyethylene
  • INS Islands in Sea (Islands in the Sea)
  • PIE cake piece arrangement
  • PP / PE polypropylene / polyethylene
  • INS Islands in Sea (Islands in the Sea)
  • PIE cake piece arrangement
  • PET / PE polyethylene terephthalate / polyethylene
  • INS Islands in Sea (Islands in the Sea)
  • PIE cake piece arrangement
  • PET / PE polyethylene terephthalate / polyethylene
  • INS Islands in Sea (Islands in the Sea)
  • PIE cake piece arrangement
  • the nonwoven fabrics according to the invention in a pie slice arrangement have particularly good mechanical properties, in particular in comparison with nonwovens in island-in-sea arrangement, in terms of particularly high values relating to the tear propagation force, maximum tensile strength and / or elongation at break.
  • tear propagation values are surprisingly high could not be expected in terms of adhesive and textile-mechanical properties, since polymer pairs of non-adhesive polymer components which only have a poor or limited adhesion have these high tear propagation strengths.
  • the nonwoven fabrics produced according to the invention with a weight per unit area of about 100 g / m 2 in piecemeal arrangement with the polymer pairs polyamide 6 / polyethylene at a calendering temperature of 150 0 C and
  • nonwoven fabrics produced according to the invention with a basis weight of about 150 g / m 2 in cake piecing arrangement with the polymer pair polyethylene terephthalate / polyethylene at a calendering temperature of 145 ° C.
  • Table 1 shows that after treatment at the calender temperatures 140 0 C, 145 ° C and 150 0 C, the nonwoven fabrics with the polymer pair polyamide 6 / polyethylene and a basis weight of about 100 g / m 2 in gleich Suite- arrangement have significantly higher maximum tensile strength than the corresponding nonwovens in islands-in-the-sea arrangements (except the islands-in-the-sea arrangement with 108 islands at 145 0 C).
  • Table 1 shows that after treatment with a calendering temperature of 150 ° C., the nonwovens with the polymer pair polyamide 6 / polyethylene and a weight per unit area of about 100 g / m 2 in piecemeal arrangement have higher elongation at fracture than the corresponding nonwoven fabrics in islands. in-sea configurations.
  • Table 2 shows that after treatment at the calender temperatures 140 0 C, 145 ° C and 150 0 C, the nonwoven fabrics with the polymer pair polyamide 6 / polyethylene and a basis weight of about 150 g / m 2 in gleich Suite- arrangement have significantly higher tear strength values than the corresponding nonwovens in islands-in-the-sea arrangements.
  • Table 2 shows that after a calendering temperature treatment at 150 ° C., the nonwoven fabrics with the polymer pair polyamide 6 / polyethylene and a basis weight of about 150 g / m 2 in cake pie arrangement have significantly higher maximum tensile strength and elongation at break values than the corresponding nonwoven fabrics in islands -in-sea configurations.
  • Table 3 shows that after treatment at the calender temperatures 140 0 C 1 145 0 C and 150 0 C, the nonwoven fabrics with the polymer pair polypropylene / polyethylene and a basis weight of about 100 g / m 2 in gleich Suite- arrangement have significantly higher elongation at break values than that corresponding nonwovens in islands-in-the-sea arrangements. Furthermore, Table 3 shows that after treatment at calender temperatures of 145 ° C and 150 0 C, the nonwoven fabrics with the polymer pair polypropylene / polyethylene and a basis weight of about 100 g / m 2 in Kuchen Suite arrangement higher availabilityzug tone than the corresponding nonwovens in Islands-in-sea configurations.
  • Table 4 shows that after treatment, the nonwovens with the polymer pair polypropylene / polyethylene and a basis weight of about 150 g / m 2 in gleich Published arrangement significantly higher maximum tensile strength and
  • Table 5 shows that after treatment at the calender temperatures 140 0 C, 145 ° C and 150 0 C, the nonwovens with the polymer pair
  • Table 5 shows that after treatment at a calendering temperature of 140 0 C, the nonwovens with the polymer pair polyethylene terephthalate / polyethylene and a basis weight of about 100 g / m 2 in gleich Published arrangement higher availabilityzuguch record than the corresponding nonwoven fabrics in islands im -Sea arrangements.
  • Table 6 shows that after treatment at the calender temperatures 140 ° C, 145 0 C and 150 0 C, the nonwoven fabrics with the polymer pair polyethylene terephthalate / polyethylene and a basis weight of about 150 g / m 2 in gleich Suite arrangement significantly higher elongation at break than the corresponding nonwovens in islands-in-the-sea arrangements. Furthermore, Table 6 shows that after treatment at calender temperatures of 140 0 C and 145 0 C, the nonwovens with the polymer pair polyethylene terephthalate / polyethylene and a basis weight of about 150 g / m 2 in gleich Suite arrangement higher availabilityzuguch than the corresponding nonwovens in Islands-in-sea configurations.
  • WRK tear strength (ASTM D 2261, Tongue method) PET / PA6: polyethylene terephthalate / polyamide6 PET / PE: polyethylene terephthalate / polyethylene PA6 / PE: polyamide / polyethylene

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Description

1. Juli 2008 BLU / STA
Anmelderin: Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim
Verfahren zur Herstellung eines weiterreißfesten Flächengebildes, weiterreißfestes Flächengebilde und dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines weiterreißfesten Flächengebildes aus Garnen, Fasern oder Filamenten, die aus mindestens zwei Elementarfilamenten aus verschiedenen Polymeren gebildet sind, ein weiterreißfestes Flächengebilde und dessen Verwendung.
Aus dem Dokument WO 2006/107695 A2 bzw. US 2006/0223405 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von weiterreißfesten Vliesstoffen aus Bikomponentenfasern mit einer Inseln-im-Meer-Anordnung bekannt. Ein darin beschriebenes Nylon/Polyethylen Polymerpaar mit einem Gewichtsverhältnis von 75: 25 mit verschiedenen Inseln-im-Meer-Anordnungen weist nach Kalandrierung maximal eine spezifische Weiterreißkraft von 0,22 N pro g/m2 auf.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein möglichst einfaches Verfahren anzugeben, mit dem Flächengebilde mit besonders guten mechanische Eigenschaften, im Sinne von besonders hohen Werten bezüglich der spezifischen Weiterreißkraft hergestellt werden können. Die erfindungsgemäßen Flächengebilde sollen in Einsatzgebieten, die insbesondere eine besonders hohe Weiterreißkraft der Flächengebilde erfordern, Verwendung finden können. Bevorzugt sollen die Flächengebilde auch besonders hohe Höchstzugkraftwerte und/oder Bruchdehnungswerte aufweisen.
Bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 wird dazu ein Ausgangs-Flächengebilde aus Garnen, Fasern oder Filamenten, die aus mindestens zwei Elementarfilamenten gebildet sind und im Querschnitt betrachtet eine Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung (Pie- Anordnung) mit Segmenten aus verschiedenen Polymeren aufweisen, eingesetzt und einer komprimierenden Wärmebehandlung ausgesetzt, wobei die Polymer-Segmente durchdrungen werden und eine zumindest im Wesentlichen nicht-klebende Bindung durch Vernietung bzw. Verschweißung der Polymer-Segmente erreicht wird.
Unter einer im Wesentlichen nicht-klebenden Bindung wird hier eine Verbindung verstanden, die keine, eine schwere oder nur eine bedingte Klebbarkeit aufweist. So weisen Materialien mit einer bedingten Klebbarkeit eine bedingte oder keine Diffusionsklebung, jedoch unter Umständen eine gute Adhäsionsklebung auf, und Materialien mit einer schweren Klebbarkeit weisen keine Diffusionsklebung und wenn überhaupt eine bedingte Adhäsionsklebung auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Flächengebildes mit einer spezifischen Weiterreißfestigkeit von gleich oder größer 0,4 N pro g/m2, bevorzugt von 0,6 bis 0,9 N pro g/m2 nach der Zungen-Methode gemäß ASTM D 2261 hergestellt.
Vorteilhafterweise weist das Flächengebilde ein besonders geringes Flächengewicht von 20 bis 500 g/m2, bevorzugt von 40 bis 300 g/m2, auf. Das Flächengebilde stellt bevorzugt einen Vliesstoff dar, der zumindest teilweise gebildet ist aus Bikomponenten-Endlosfasem oder zusammengesetzten Fasern. Die Fasern weisen dabei vorzugsweise einen Gesamtster von 1 ,6 dtex bis 6,4 dtex, bevorzugt von 2 bis 4,8 dtex, auf.
Die Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung (Pie-Anordnung) weist vorteilhafterweise 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Segmente, besonders bevorzugt 8, 16 oder 32 Segmente, auf.
Als Polymere werden bevorzugt thermoplastische Polymere, insbesondere sogenannte inkompatible Polymerpaare oder -blends, aus verschiedenen Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden und/oder Polyurethanen in beliebiger Kombination eingesetzt, die nicht-klebende Paarungen ergeben.
Die verwendeten Polymerpaare werden besonders bevorzugt ausgewählt aus Polymerpaaren mit mindestens einem Polyolefin, bevorzugt mit Polyethylen, wie Polypropylen/ Polyethylen, Polyamide/ Polyethylen oder
Polyethylenterepthalat/ Polyethylen, oder mit Polypropylen, wie Polypropylen/ Polyethylen, Polyamide/ Polypropylen oder Polyethylenterepthalat/ Polypropylen.
Polymerpaare mit zumindest einem Polyamid oder mit zumindest einem
Polyethylenterephthalat werden wegen deren bedingter Klebbarkeit bevorzugt und Polymerpaare mit zumindest einem Polyolefin werden wegen deren schwerer Klebbarkeit besonders bevorzugt verwendet.
Polyamid weist eine bedingte Klebbarkeit, insbesondere eine bedingte Diffusionsklebung und eine gute Adhäsionsklebung, auf. Polyethylenterephthalat weist eine bedingte Klebbarkeit, insbesondere keine Diffusionsklebung und erst nach Vorbehandlung, beispielsweise mit Plasma, eine gute Adhäsionsklebung auf. Die Polyolefine Polyethylen und Polypropylen weisen eine schwere Klebbarkeit, insbesondere keine Diffusionsklebung und erst nach Vorbehandlung eine bedingte Adhäsionsklebung auf (HANSER Verlag, Saechtling, Kunststoff Taschenbuch, 25. Ausgabe, S. 212). Die Polymerpaare werden bevorzugt mit einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10 bis 10 : 90 eingesetzt. Als besonders vorteilhaft haben sich Gewichtsverhältnisse von 75 : 25 bis 70 : 30 des höher schmelzenden zum niedriger schmelzenden Polymer erwiesen.
Vorteilhafterweise wird die Wärmebehandlung in einem Kalander, das heißt einem beheizten Walzenpaar, bei einer Temperatur durchgeführt, die gleich oder bis zu 100 0C über der Schmelztemperatur der niedriger schmelzenden Polymerkomponente und zugleich unterhalb der Schmelztemperatur der höher schmelzenden Polymerkomponente liegt.
Die komprimierende Wärmebehandlung wird ferner vorzugsweise bei einem Druck von 100 bis 1000 N/ linearer cm Produktbreite, bevorzugt von 300 bis 700 N/ linearer cm Produktbreite, durchgeführt.
Die Erfindung betrifft ferner Flächengebilde, insbesondere Vliesstoffe, die eine spezifische Weiterreißfestigkeit von gleich oder größer 0,4 N pro g/m2, bevorzugt von 0,6 bis 0,9 N pro g/m2 nach der Zungen-Methode gemäß ASTM D 2261 aufweisen und durch eine komprimierenden Wärmebehandlung hergestellt sind, wobei die Flächengebilde gebildet sind aus Garnen, Fasern oder Filamenten, die aus mindestens zwei Elementarfilamenten gebildet sind und im Querschnitt betrachtet eine Orangenspalten- bzw. Kuchenstück- Anordnung (Pie-Anordnung) mit Segmenten aus verschiedenen Polymeren aufweisen, wobei die Polymer-Segmente durchdrungen sind und eine im Wesentlichen nicht-klebende Bindung, das heißt auch keine über klebende Bindemittel, sondern durch Vernietung bzw. Verschweißung der Polymer- Segmente, eingehen.
Das Flächengewicht der Flächengebilde beträgt vorteilhafterweise 20 bis 500 g/m2, bevorzugt 40 bis 300 g/m2. Vorzugsweise sind die Flächengebilde teilweise gebildet aus Bikomponenten- Endlosfilamenten oder zusammengesetzten Filamenten. Die Game, Fasern oder Filamente weisen dabei bevorzugt einen Gesamttiter von 1 ,6 dtex bis 6,4 dtex, bevorzugt von 2 bis 4,8 dtex, auf.
Die Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung (Pie-Anordnung) der Game, Fasern oder Filamente weist bevorzugt 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Segmente und besonders bevorzugt 8, 16 oder 32 Segmente auf.
Als Polymere sind vorzugsweise thermoplastische Polymere, insbesondere sogenannte inkompatible Polymerpaare oder -blends, aus verschiedenen Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden und/oder Polyurethanen in beliebiger Kombination eingesetzt, wobei offensichtlich nicht-klebende Paarungen die höchsten Weiterreißkraftwerte ergeben.
Das Gewichtsverhältnis der Polymerpaare beträgt vorzugsweise 90 : 10 bis 10 : 90, bevorzugt 75 : 25 bis 70 : 30 des höher schmelzenden zum niedriger schmelzenden Polymer,
Die erfindungsgemäßen Flächengebilde sollen insbesondere in
Einsatzgebieten, die eine besonders hohe Weiterreißkraft der Flächengebilde erfordern, Verwendung finden können.
Die erfindungsgemäßen Flächengebilde finden daher Verwendung als bzw. für Fahrzeugteilverpackungen, insbesondere Boots- oder Lastkraftwagenplanen, oder für textile Architektur, insbesondere Zelte, Cabriolet-Abdeckungen oder aufblasbare Konstruktionen, insbesondere Schlauchboote oder mobile Spielplatzaufbauten. Ausführung der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es werden jeweils Vliesstoffe aus Bikomponenten-Endlosfilamenten aus den Polymerpaaren Polyamid 6/ Polyethylen, Polypropylen/ Polyethylen und Polyethylenterephthalat/ Polyethylen hergestellt.
Dabei wurden folgende Materialien verwendet: Polyethylenterephthalat: INVISTA 8218J1 0.64I.V. Polyamid 6: BASF B2702
Polypropylen: SUNOCO CP360-H
Polyethylen: DOW XUS 61800,50
Für die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden folgende Verfahrensparameter gewählt:
Für die Vergleichsbeispiele werden folgende Verfahrensparameter gewählt:
Das Herstellungsverfahren ist hinsichtlich der Kühlungs-, Streckungs- und Florbildungsbedingungen dem in der französischen Patentschrift FR 2 299 438 beschriebenen Verfahren ähnlich.
Es werden jeweils Vliesstoffe mit einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 und ca. 150 g/m2 hergestellt, die als Ausgangs-Vliesstoffe jeweils einer komprimierenden Wärmebehandlung in einem Kalander bei einer Temperatur von 140 0C, von 145 0C und von 150 0C und einem Druck von 100 bis 1000 N/ linearer cm Produktbreite, bevorzugt von 300 bis 700 N/ linearer cm Produktbreite, ausgesetzt werden. Die Kalandergeschwindigkeit beträgt dabei 5 bis 20 m/ min, bevorzugt 8 bis 12 m/ min, und der Walzendurchmesser liegt bei 320 bis 489 mm.
Tabelle 1 : PA6/PE (75/25), ca. 100 g/m2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
00
PA6/PE : Polyamide/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Flächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Tabelle 2: PA6/PE (75/25), ca. 150 g/m2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
VO
PA6/PE : Polyamide/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Flächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Tabelle 3: PP/PE (75/25), ca. 100 g/m .2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
PP/PE : Polypropylen/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Ftächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Tabelle 4: PP/PE (75/25), ca. 150 g/m2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
PP/PE : Polypropylen/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Flächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Tabelle 5: PET/PE (75/25), ca. 100 g/m2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
PET/PE : Polyethylenterephthalat/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Flächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Tabelle 6: PET/PE (75/25), ca. 150 g/m2 mit verschiedenen Anordnungen bei verschiedenen Kalandertemperaturen
W
PET/PE : Polyethylenterephthalat/ Polyethylen; INS = Islands in sea (Inseln-im-Meer-Anordnung); PIE = Kuchenstück-Anordnung
Kalander-T = Kalandertemperatur, FG = Flächengewicht;
HZK = Höchstzugkaft (DIN 29073); BD = Bruchdehnung (DIN 29073); WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode)
Die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe in Kuchenstück-Anordnung weisen, insbesondere im Vergleich zu Vliesstoffen in Inseln-im-Meer- Anordnung, besonders gute mechanische Eigenschaften, im Sinne von besonders hohen Werten bezüglich der Weiterreißkraft, der Höchstzugkraft und/oder der Bruchdehnung auf.
Dass die Weiterreißkraftwerte überraschend hoch sind, konnte klebe- und textil-mechanisch nicht erwartet werden, da gerade Polymerpaare aus nicht- klebenden, nur schwer- oder bedingt-klebenden Polymerkomponenten diese hohen Weiterreißkraftwerte aufweisen.
Bezüglich aller gemäß den Tabellen 1 bis 6 untersuchten Vliesstoffe zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe mit einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung mit den Polymerpaaren Polyamid 6/ Polyethylen bei einer Kalandertemperatur von 150 0C und
Polyethylenterephthalat/ Polyethylen bei einer Kalandertemperatur von 140 °C die höchsten Höchstzugkraftwerte.
Gleiches gilt für die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe mit einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchestück-Anordnung mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyethylen bei einer Kalandertemperatur von 145 °C.
Die höchsten Weiterreißkraftwerte aller untersuchten Vliesstoffe gemäß den Tabellen 1 bis 6 zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe mit einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen bei Kalandertemperaturen von 150 0C und von 140 °C. Tabelle 1 zeigt, dass nach Behandlung bei den Kalandertemperaturen 140 0C, 145 °C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück- Anordnung deutlich höhere Höchstzugkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen (mit Ausnahme der Inseln-im-Meer-Anordnung mit 108 Inseln bei 145 0C).
Des Weiteren zeigt Tabelle 1 , dass nach Behandlung mit einer Kalandertemperatur von 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück- Anordnung höhere Bruchdehnungswerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Tabelle 2 zeigt, dass nach Behandlung bei den Kalandertemperaturen 140 0C, 145 °C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück- Anordnung deutlich höhere Weiterreißkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Des Weiteren zeigt Tabelle 2, dass nach einer Kalandertemperaturbehandlung bei 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung deutlich höhere Höchtszugkraftwerte und Bruchdehnungswerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Tabelle 3 zeigt, dass nach Behandlung bei den Kalandertemperaturen 140 0C1 145 0C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polypropylen/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück- Anordnung deutlich höhere Bruchdehnungswerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen. Des Weiteren zeigt Tabelle 3, dass nach Behandlung bei Kalandertemperaturen von 145 °C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polypropylen/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung höhere Höchtszugkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Tabelle 4 zeigt, dass nach Behandlung die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polypropylen/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung deutlich höhere Höchstzugkraftwerte und
Bruchdehnungswerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln- im-Meer-Anordnungen.
Tabelle 5 zeigt, dass nach Behandlung bei den Kalandertemperaturen 140 0C, 145 °C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar
Polyethylenterephthalat/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung deutlich höhere Bruchdehnungswerte und Weiterreißkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im- Meer-Anordnungen.
Des Weiteren zeigt Tabelle 5, dass nach Behandlung bei einer Kalandertemperatur von 140 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung höhere Höchtszugkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Tabelle 6 zeigt, dass nach Behandlung bei den Kalandertemperaturen 140 °C, 145 0C und 150 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung deutlich höhere Bruchdehnungswerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen. Des Weiteren zeigt Tabelle 6, dass nach Behandlung bei Kalandertemperaturen von 140 0C und 145 0C die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyethylen und einem Flächengewicht von ca. 150 g/m2 in Kuchenstück-Anordnung höhere Höchtszugkraftwerte aufweisen als die entsprechenden Vliesstoffe in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Vergleichende Versuche mit Vliesstoffen in Kuchenstück-Anordnung mit 8 Segmenten legen nahe, dass die Anzahl der Segmente, d.h. ob 8, 16, 32 oder 64 Segmente vorliegen, eine untergeordnete Rolle spielen und sich nicht wesentlich auf die vorgenannten mechanischen Eigenschaften der Vliesstoffe auswirken.
Zudem haben vergleichende Versuche zwischen einem Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen in Kuchenstück-Anordnung mit 8, 16 bzw. 32 Segmenten, kalandriert bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur von Polyethylen, und jeweils einem Vliesstoff mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyamid 6 in Inseln-im-Meer-Anordnungen mit 7, 19 bzw. 108 Inseln, ebenfalls kalandriert, gezeigt, dass die Vliesstoffe mit dem Polymerpaar Polyamid 6/ Polyethylen in Kuchenstück-Anordnung eine spezifische Weiterreißfestigkeit gemäß der Zungen-Methode nach ASTM D 2261 von größer 0,4 N pro g/m2 aufweisen, gegenüber 0,04 bis 0,08 N pro g/m2 bei Vliesstoffen mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyamid 6 in Inseln-im-Meer-Anordnungen.
Ferner zeigten vergleichende Versuche eines Vliesstoffs mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyethylen in Kuchenstück-Anordnung mit 8, 16 und 32 Segmenten, kalandriert bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur von Polyethylen, bzw. eines Vliesstoffs mit dem Polymerpaar Polyamid/ Polyethylen in Kuchenstück-Anordnung mit 8, 16 und 32 Segmenten, kalandriert bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur von Polyethylen, jeweils gegenüber einem Vliesstoff mit dem Polymerpaar Polyethylenterephthalat/ Polyamid 6 in Kuchenstück-Anordnung mit 16 Segmenten nach Wasserstrahl-Verfestigung gemäß DE 697 25 051 T2 eine verbesserte Weiterreißfestigkeit ungefähr um den Faktor 3 bis 10,5, wie in Tabelle 7 beispielhaft für die genannten Polymerpaare in Kuchenstück- Anordnung mit 16 Segmenten gezeigt.
Tabelle 7: Verschiedene Polymerpaare in Kuchenstück-Anordnung 16 nach verschiedenen Behandlungen
WRK = Weiterreißkraft (ASTM D 2261 , Zungen-Methode) PET/PA6: Polyethylenterephthalat/ Poylamid6 PET/PE: Polyethylenterephthalat/ Polyethylen PA6/PE: Polyamid/ Polyethylen
Werte aus Fasertabellen des Textiles Usages Techniques (TUT, "Characteristiques des Fibres Chimiques ä Usages Techniques", 1995, Les Editions de L'lndustrie Textile, Paris, ISBN: 2.907151.05.3).
Ein Vergleich der Zugfestigkeiten bzw. Bruchfestigkeiten der beteiligten Polymere allein zeigt, dass eine Herleitung der um bis zum Faktor 10,5 verbesserten Weiterreißkraftwerte gemäß Tabelle 7 nicht zu erwarten war.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines weiterreißfesten Flächengebildes, bei dem ein Ausgangs-Flächengebilde aus Garnen, Fasern oder Filamenten, die aus mindestens zwei Elementarfilamenten gebildet sind und im
Querschnitt betrachtet eine Orangenspalten- bzw. Kuchenstück- Anordnung mit Segmenten aus verschiedenen Polymeren aufweisen, eingesetzt wird, und das Ausgangs-Flächengebilde einer komprimierenden Wärmebehandlung ausgesetzt wird, wobei die Polymer-Segmente durchdrungen werden und eine zumindest im
Wesentlichen nicht-klebende Bindung durch Vernietung bzw. Verschweißung der Polymer-Segmente erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Flächengebildes mit einer spezifischen Weiterreißfestigkeit von gleich oder größer 0,4 N pro g/m2, bevorzugt von 0,6 bis 0,9 N pro g/m2 (Zungen-Methode, ASTM D 2261 ).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Flächengebilde ein FFllääcchheennggiewicht von 20 bis 500 g/m2, bevorzugt von 40 bis 300 g/m2, aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Flächengebilde einen Vliesstoff darstellt, zumindest teilweise gebildet aus Bikomponenten-Endlosfilamenten, aus zusammengesetzten
Filamenten oder aus Fasern.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Segmente, bevorzugt 8, 16 oder 32 Segmente, aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Polymere thermoplastische Polymere, insbesondere Polymerpaare oder - blends, aus verschiedenen Polyolefinen, Polyestem, Polyamiden und/oder Polyurethanen in beliebiger Kombination eingesetzt werden, bevorzugt aus nicht-klebenden Polymerpaaren mit mindestens einem Polyolefin.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Polymerpaare mit einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10 bis 10 : 90, bevorzugt von 75 : 25 bis 70 : 30 des höher schmelzenden zum niedriger schmelzenden Polymer, eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wärmebehandlung in einem Kalander bei einer Temperatur durchgeführt wird, die gleich oder bis zu 100 °C über der Schmelztemperatur der niedriger schmelzenden Polymerkomponente und unterhalb der Schmelztemperatur der höher schmelzenden Polymerkomponente liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die komprimierende Wärmebehandlung bei einem Druck von 100 bis 1000
N/ linearer cm Produktbreite, bevorzugt von 300 bis 700 N/ linearer cm Produktbreite, durchgeführt wird.
10. Flächengebilde, insbesondere Vliesstoff, das bzw. der eine spezifische Weiterreißfestigkeit von gleich oder größer 0,4 N pro g/m2, bevorzugt von
0,6 bis 0,9 N pro g/m2 (gemäß Zungen-Methode, ASTM D 2261) aufweist und durch eine komprimierenden Wärmebehandlung hergestellt ist, wobei das Flächengebilde gebildet ist aus Garnen, Fasern oder Filamenten, die aus mindestens zwei Elementarfilamenten gebildet sind und im Querschnitt betrachtet eine Orangenspalten- bzw. Kuchenstück- Anordnung mit Segmenten aus verschiedenen Polymeren aufweisen, wobei die Polymer-Segmente durchdrungen sind und eine zumindest im Wesentlichen nicht-klebende Bindung durch Vernietung bzw. Verschweißung der Polymer-Segmente eingehen.
11. Flächengebilde nach Anspruch 10, das ein Flächengewicht von 20 bis 500 g/m2, bevorzugt von 40 bis 300 g/m2, aufweist.
12. Flächengebilde nach Anspruch 10 oder 11 , das teilweise gebildet ist aus Bikomponenten-Endlosfasern oder zusammengesetzten Fasern.
13. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die Game Fasern oder Filamente einen Gesamttiter von 1 ,6 dtex bis 6,4 dtex, bevorzugt von 2 bis 4,8 dtex, aufweisen
14. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die Orangenspalten- bzw. Kuchenstück-Anordnung 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Segmente, bevorzugt 8, 16 oder 32 Segmente, aufweist.
15. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem als
Polymere thermoplastische Polymere, insbesondere Polymerpaare oder -blends, aus verschiedenen Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden und/oder Polyurethanen in beliebiger Kombination eingesetzt sind, bevorzugt Polymerpaare mit mindestens einem Polyolefin, bevorzugt mit Polyethylen oder Polypropylen.
16. Flächengebilde nach Anspruch 15, bei dem das Gewichtsverhältnis der Polymerpaare 90 : 10 bis 10 : 90, bevorzugt 75 : 25 bis 70 : 30 des höher schmelzenden zum niedriger schmelzenden Polymer, beträgt.
17. Verwendung des Flächengebildes, insbesondere des Vliesstoffs, nach einem der Ansprüche 10 bis 16 als bzw. für Fahrzeugteilverpackungen, insbesondere Boots- oder Lastkraftwagenplanen, oder für textile Architektur, insbesondere Zelte, Cabriolet-Abdeckungen oder aufblasbare Konstruktionen, insbesondere Schlauchboote oder mobile Spielplatzaufbauten.
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