NO830774L

NO830774L - Polyesterfiberblanding

Info

Publication number: NO830774L
Application number: NO830774A
Authority: NO
Inventors: G Athey
Original assignee: Ici Plc
Priority date: 1982-03-08
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1983-09-09
Also published as: DK77783D0; AU1027583A; US4520066A; NZ202953A; JPS58169558A; FI830173A0; EP0088191A2; DK77783A; EP0088191A3; FI830173L

Description

Denne oppfinnelsen angår en polyesterfiberfyll-blanding

og sammenbundne matter laget derav.

Polyesterfiberfyll brukes på grunn av sine ønskverdige isolerende og estetiske egenskaper, i stor utstrekning i form av en vattert matte som mellomfor for klær. Polyesterfiberfyllet forekommer vanligvis som krympede stabelfibere.

Det betraktes vanligvis som ønskverdig å maksimere poly-esterfyllets volum fordi dette øker den termiske isolasjon som tilveiebringes av fiberfyllet. Dette oppnås delvis ved bruk av hule polyesterfibere som det fremgår av de britiske patenter nr. 1 168 759, 1 245 437 og 1 279 126, og US-patenter nr. 2 399 259, 2 999 296 og 4 129 675 og forskningsrapport datert 11. oktober

1971. Det er også delvis oppnådd ved å utstyre polyesterfiberfyllet med et belegg av et vaskemotstandsdyktig silikonglatte-middel, vanligvis en polysiloksan, som stabiliserer den vatter-te mattens volum, og også tjener til å hindre loing.

Ennvidere foreslås det i britisk patent nr. 1 279 126 og forskningsrapporten datert 11. oktober 1971 at det er fordel-aktig å holde fiberbevegelser i matter laget av polyesterfiberfyll på et minimum ved å behandle fibrene med et harpiksstoff som f.eks. en akrylharpiks, et akrylat eller polyvinylklorid.

Det foreslås også at fiberfyllets stabilitet og behandlings-egenskaper kan forbedres ved å la fiberfyllet innbefatte bindefibere med et lavere smeltepunkt enn hovedfibrene i fiberfyllet. Forskningsrapport, datert september 1975 og US-patent nr. 4 129 675 gjør rede for tilsetning av bindefibere av polyetylentereftalat/polyetylenisoftalat, som smelter ved en lavere tem-peratur enn polyesterfiberfyllet. Mens tilsetning av slike fibere tjener til, ved tilførsel av varme, å sammenbinde•poly-esterf iberf yllet , har slike fibere den ulempen at de mister sin integritet og ender opp som klumper i fiberfyllet. Dette for- årsaker at fiberfyllet føles grovt og fører også til forurens-ning av det anvendte utstyret. Når man lager artikler av slikt fiberfyll ved slikt som tråkling, er det også sannsynlig at feil vil oppstå på grunn av at synålene skjener av klumpene. Ennvidere begrenser forekomsten av klumpene i fiberfyllet i noen grad omarbeidningsmulighetene for fiberfyllet, om behovet

for dette skulle oppstå.

Britiske patenter nr. 2 050 444 og 1 524 713 overvinner disse ulemper ved bruk av sammensatte fibere som bindefibere, hvor slike sammensatte fibere er bygget opp av minst to fiberdannende komponenter, hvorav én smelter ved en lavere tempe-ratur enn polyesterfiberfyllet, og den andre bibeholder sin fiberintegritet ved bindingstemperaturen.

I de fleste av de kjente fremgangsmåter for å fremstille en sammenbundet fibermatte utvirkes sammenbinding mellom fibrene ved å la den usammenbundne fibermatten passere gjennom en ovn, spesielt en ovn gjennom hvilken matten føres på en rist, og varm luft eller damp blåses nedover for matten. Denne strøm-men av luft nedover har en tendens til å komprimere matten og således øke tettheten, og slik redusere volumet, av den sammenbundne matten. Britisk patent nr. 1 524 713 forsøker å over-vinne denne ulempen ved å utvirke sammenbinding mellom fibrene med en oppoverrettet, snarere enn nedoverrettet varm luft-strøm. Imidlertid vil uavhengig av hvor vidt en oppoverrettet eller en nedoverrettet varm luftstrøm brukes for sammenbinding, tetthetsvariasjoner uunngåelig forekomme ved karding fordi de tettere bindefibrene vil ha en tendens til å vandre vekk fra de mindre tette hule fibrene.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fiberfyll-blandihg som består av (a) fra 90til 50 vekt% av glattet krympet hul polyesterfiber med et hulromsvolum på 10 til 30 %, og, utfyllende, for å bringe totalvekten til 100 % (b) fra 10 til 50 vekt% av glattet krympet sammensatt bindefiber, hvor de hule polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene har i hovedsak samme tetthet og desitex (og derfor diameter).

Det tilveiebringes også en sammenbundet matte dannet av

en fiberfyllblanding som har fra 90 til 50 vekt% glattet krympet hul polyesterfiber med et hulromsvolum på 10 til 30 % og fra 10 til 50 vekt% av glattet krympet sammenbundet fiber, hvor de hule polyesterfibrene og de sammensatte fibrene har i hovedsak samme tetthet og desitex.

De anvendte hule fibrenes egenskaper påvirker i stor grad kvaliteten på mattene som lages av oppfinnelsens blanding.

Med et hulromsvolum på mer enn 30 % minsker mattens høye volum-elastisitet. Dette tilbakeføres mer spesielt til det faktum at slike filamenter har tendens til å få sitt tverrsnitt permanent deformert. På den annen side resulterer et hulromsvolum på mindre enn 10 % i for lav isolerende effekt.

Betegnelsen "sammensatte fibere" refererer seg til en fiber som er bygget opp av minst to fiberdannende polymere komponenter, anordnet i tydelig adskilte soner over fiberens tverrsnitt og hovedsakelig sammenhengende langs lengden derav, og hvori en av komponentene har en mykningstemperatur vesentlig lavere enn mykningstemperaturen(e) til den . (de) andre komponenten (e) og er plassert slik at den danner minst en del av fiberens perifere overflate. Typen av sammensatte fibere innen denne de-finisjonen omfatter f.eks. disse, hvori en komponent med lav smeltetemperatur er (a) en av to komponenter anordnet side om side, eller (b) danner en strømpe om en annen komponent som tjener som kjerne, eller (c) danner en eller flere ribber i en flerribbet fiber. Fibere hvori de polymere komponentene er anordnet asymmetrisk i tverrsnittet, er potensielt krympbare i og med det at de har en tendens til å krympe når de utsettes for varmebehandling. Som en motsetning har fibere hvori de polymere komponentene er symmetrisk anordnet, ingen tilbøyelighet til å krympe, og må derfor krympes ved hjelp av en mekanisk metode som f.eks. stukebokskrymping.

De hule og sammensatte fibrene kan fremstilles ved i og for seg kjente metoder r De hule fibrene ved å spinne polyeste-ren, vanligvis polyetylentereftalat, gjennom en hul filament-dyse, å strekke det hule filamentet, å krympe det hule filamentet ved komprimering og varmetilpasning, og å kutte fila-mentene opp i den påkrevde stabellengde. De sammensatte fibrene ved å spinne de to fiberkomponentene gjennom anlegg og dyse for heterofilament, å strekke det slik tildannede heterofilament, å krympe heterofilamentet ved komprimering og varme-tilpassing og å kutte filamentet til den påkrevde stabellengde.

Det er ikke nødvendig med noen endringer i vanlige arbeids-forhold.

Polyesterfiberfyllets og de sammensatte bindefibrenes sta-bellengder er den som vanligvis brukes i polyesterfiberfyll, f.eks. i området 5-7 cm.

Antall krymp i både de hule fibrene og de kompakte bindefibrene er også viktig, siden denne egenskap har stor innflytelse på pakningsdensiteten. På den ene siden er siktemålet å være i stand til å pakke det minst mulige antall fibere pr. volumenhet, men på den annen side er det nødvendig å garantere en tilstrekkelig sammenbinding eller sammenfesting av fibrene. Bedre sammenfesting oppnås selvfølgelig med et høyere antall krymp, men den sammenbundne matte er mindre voluminøs. På den annen side vil et lite antall krymp ha ufordelaktig innflytelse på spinningen i matten. Det er funnet at de best mulige forhold oppnås med antall krymp fra 35 til 40 pr. 10 cm og en krympe-prosess på mellom 20 og 30 %.

En egenskap ved oppfinnelsens fiberfyllblanding er at alle polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene i blandingen er glattet med, f.eks., mellom 0,1 og 0,3 vekt% av fibrene av et herdet polysiloksanbelegg. Et slikt belegg, som kan påføres fibrene ved et hvilket som helst passende trinn i produksjonen derav, gir en bløthet, føyelighet og dunliknende estetiske egenskaper til de sammenbundne matter som fremstilles av blandingen.Ennvidere er et slikt belegg motstandsdyktig mot vask, slik at det beholdes på fibrene under normal vask. Passende sammenset-ninger for polysiloksanbelegging er kommersielt tilgjengelige.

Et annet viktig trekk ved oppfinnelsens fiberfyllblanding er at de hule polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene har i hovedsak samme tetthet og desitex (og derfor diameter). Når det vises til de hule polyesterfibrenes tetthet gjelder hen-visningen fibrenes totaltetthet inklusive hulrommet.

Også, når det sies at de hule polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene i hovedsak har samme tetthet,menes det at tettheten av den ene fibertypen ikke bør adskille seg fra tettheten til den andre fibertypen med mer enn eller mindre enn 10%.

Når det sies at de hule polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene bindefibrene har i hovedsak samme desitex, me-nes det at en fibertypes desitex ikke bør adskille seg fra den andre fibertypens desitex med mer enn eller mindre enn 10 %.

I praksis vil begge fibertypenes desitex ligge i området 2 til 15.

Generelt sett, kan komponentene i de sammensatte fibrene velges fra et ganske bredt spekter av passende materialer for å oppnå en likhet i tetthet mellom de hule fibrene og de sammensatte bindefibrene. I praksis derimot foretrekkes det, når de hule fibrene er av polyetylentereftalat, at en av komponentene i de sammensatte fibrene er polyetylentereftalat og den andre komponentene, som har lavere mykningstemperatur og lavere tetthet, er en polyolefin, fortrinnsvis polypropylen.

Det vil selvfølgelig forståes at når hulromsvolumet i de hule fibrene minskes, vil andelen av den mindre tette komponenten i den sammensatte fiberen måtte minskes, for å bibeholde likhet i tettheten. Spesielt når de hule fibrene er av poly-etylenteref talat (med en tetthet på ca. 1,38) og de sammensatte fibrene, f.eks. kjerne/strømpefibere, er av polyetylentereftalat (med en tetthet på ca. 1,38) og polypropylen (med en tetthet på ca. 0,91), oppnås likhet i tettheten når hulrommets volumet i de hule fibrene er 30 % ved en kombinasjon i de sammensatte fibrene av 17 vekt% polyetylentereftalat og 83 vekt% polypropylen. Derimot, når de hule fibrene har et hulromsvolum på 10 %, oppnås likhet i tettheten hvis de sammensatte 'fibrene består av en blanding av 78,5 vekt% polyetylentereftalat og 21,5 vekt% polypropylen.

Sammenbundne matter av oppfinnelsens fiberfyllblanding gir mange fordeler fremfor de hittil lagede sammenbundne matter, spesielt de matter hvori sammenbinding oppnås ved hjelp av en harpiks. Kantavskjær og annet kapp fra slike sammenbundne matter kan omarbeides, fordi de sammensatte fibrene deri vil be-holde sine bindeegenskaper. Oppfinnelsens sammenbundne matter vil også ha mykere, glattere og bedre drapérbare egenskaper enn en harpiksbundet matte. I tillegg er den sammenbundne matten toksikologisk renere. Ennvidere kan matter ifølge oppfinnelsen vatteres og brukes til klesplagg med mye nettere sømmer (sannsynligvis på grunn av fravær av polymere klumper) enn har-piksbundne matter.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til de føl-gende eksempler.

EKSEMPEL 1

Eh non-woven (ikke-vevet) bahé- ble fremstilt i en blanding av 80 % 4,4 dtex 58 mm glattet hul polyesterfiber og 20 % 4,4 dtex 58 mm glattet sammensatt polyesterfiber ved bruk av en vanlig kardeprosess. Den sammensatte fiberen er sammensatt av 48 % polyesterkjerne og 52 % polypropylenstrømpe, og har en lineær tetthet på 4,4 dtex og en virkelig tetthet på 1,1 g/crn"^. Den.hule fiberen er sammensatt av 100 % polyester med 20 % hulrom, en lineær tetthet på 4,4 dtex og en virkelig tetthet på 1,1 g/cm 3. Begge fibrene ble fremstilt samtidig og fikk en sluttbehandling med polysiloksan (ca. 0,2 vekt% av fiberen). Begge fibrene ble mekanisk krympet for å gi 3,5 til 4 krymp pr. cm, og 25 % krymp.

Den ikke-vevete bane ble krysslagt for å gi en vatterings-vekt på 150 g/m<2>og matten ble varmebehandlet i en varmluftsovn i 30 sekunder ved 170°C. Lufthastigheten i".ovnen var i området 30 m pr. minutt med et forhold mellom oppoverrettet og nedoverrettet strøm på 2:1.

Den resulterende termisk sammenbundne vatten hadde et egetvolum på 250 cm 3/g og et gjenvunnet egetvolum etter belastning med 24,3 g/cm 2 på 170cm 3/g.

EKSEMPEL 2 .

En ikke-vevet bane ble fremstilt i en blanding av 75 % 4,4 dtex 58 mm glattet hul polyesterfiber og 25 % 4,4 dtex 58 mm

glattet sammensatt polyesterfiber ved bruk av en vanlig kardeprosess. Den sammensatte fiberen er sammensatt av 48 % polyesterkjerne og 52 % polypropylenstrømpe og har en lineær tetthet på 4,4 dtex og en virkelig tetthet på 1,1 g/cm<3.>Den hule fiberen er sammensatt av 100 % polyester med et hulrom på 20 %,

en lineær tetthet på 4,4 og en virkelig tetthet på 1,1 g/cm . Begge fibrene ble fremstilt samtidig og fikk en sluttbehandling med polysiloksan (ca. 0,2 vekti av fibrene). Begge fibrene ble krympet mekanisk for å gi 3,5 til 4 krymp pr. cm og 25 % krymp.

Den ikke-vevede bane ble krysslagt for å gi en vatterings-vekt på 300 g/m 2 og matten ble varmebehandlet i varmluftovn i 30 sekunder ved 170°C. Lufthastighet i ovnen var i området 30 m/min med et forhold mellom oppoverrettet og nedoverrettet strøm på 2:1.

Den resulterende termisk bundne vatten hadde et spesifikt volum på 210 cm 3 /g og et gjenvunnet spesifikt volum på 160 cm 3/ g etter belastning med 24,3 g/cm 2.

EKSEMPEL 3

En ikke-vevet bane ble laget i en blanding av 80 % 13 dtex 65 mm glattet hul polyesterfiber og 20 % 13 dtex 65 mm glattet sammensatt polyesterfiber ved bruk av en vanlig kardeprosess. Den sammensatte fiberen er sammensatt av 4 8 % polyesterkjerne og 52 % polypropylenstrømpe og har en lineær tetthet på 13 dtex og en virkelig tetthet på 1,1 g/cm . Den hule fiberen er sammensatt av 100 % polyester med en hulromsandel på 20 %, en lineær tetthet på 13 dtex og en virkelig tetthet på 1,1 g/cm-*. Begge fibrene ble fremstilt samtidig og fikk en sluttbehandling med polysiloksan (ca. 0,2 vekt% av fiberen). Begge fibrene ble mekanisk krympet for å gi 3,5-4 krymp pr. cm og 25 % krymp.

Den ikke-vevede bane ble krysslagt for å gi en vatterings-vekt på 4 75 g/m 2 og matten ble varmebehandlet i en varmluftsovn i 30 sek ved 170°C. Lufthastighet i ovnen var i området 30 m/min med et forhold mellom oppoverrettet og nedoverrettet strøm på 2:1.

Den resulterende termisk bundne vatten hadde et spesifikt volum på 125 cm 3/g og et gjenvunnet spesifikt volum etter belastning ved 24,3 g/cm 2 på 100 cm 3/g.

Claims

1. Fiberfyllblanding, karakterisert ved at den omfatter (a) fra 90 til 50 vekt% av glattet,krympet hul polyesterfiber med et hulromsvolum på 10 til 30 % og, utfyllende for å gi 100 % vekt, (b) fra 10 til 50 vekt% glattet krympet sammensatt fiber hvor de hule polyesterfibrene og de sammensatte bindefibrene hovedsakelig har samme tetthet og desitex (og derfor diameter).

2. Fiberfyllblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at polyesterfiberens og den sammensatte binde-fiberens stabellengde er i området 5 til 7 cm.

3. Fiberfyllblanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert véd at både polyesterfiberen og den sammensatte bindefiberen har mellom 35 og 40 krymp pr. 10 cm og en prosentvis krymp på mellom 20 og 30 %.

4. Fiberfyllblanding ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at både polyesterfiberen og den sammensatte bindefiberen har en desitex i området 2 til 15.

5. Fiberfyllblanding ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de hule fibrene er av poly-etylenteref talat og at én av komponentene i den sammensatte fiberen er polyetylentereftalat og den andre komponenten er en polyolefin.

6. Sammenbundet matte, karakterisert ved at den er dannet av en fiberfyllblanding som består av fra 90 til 50 vekt% av glattet, krympet hul polyesterfiber med et hulromsvolum på 10 til 30 % og fra 10 til 50 vekt% av glattet, krympet sammensatt fiber hvor den hule polyesterfiberen og den sammensatte fiberen har i hovedsak samme tetthet og desitex.

7. Sammenbundet matte ifølge krav 6, karakterisert ved at polyesterfiberens og den sammensatte binde-fiberens stabellengde er i området 5 til 7 cm.

8. Sammenbundet matte ifølge krav 6 eller 7, kara k— terisert ved at både polyesterfiberen og den sammen satte bindefiberen har mellom 35 og 40 krymp pr. 10 cm og en prosentvis krymp på mellom 20 og 30 %.

9. Sammenbundet matte ifølge et av kravene 6 til 8 inklusive, karakterisert ved at både polyesterfiberen og den sammensatte bindefiberen har en desitex i området 2 til 15.

10. Sammenbundet matte ifølge et av kravene 6 til 9 inklusive, karakterisert ved at de hule fibrene er av polyetylentereftalat og at en av komponentene i den sammensatte fiberen er polyetylentereftalat og den andre komponenten er en polyolefin.