AT394216B

AT394216B - Verfahren zur herstellung von vernadelten spinnvliesen

Info

Publication number: AT394216B
Application number: AT0140190A
Authority: AT
Inventors: Heinrich Dipl Chem Schneider; Heinz Bocksrucker; Karl Dipl Ing Muehlberghuber
Original assignee: Polyfelt Gmbh
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-02-25
Also published as: CA2043685A1; SA91110424B1; JPH0796747B2; DK0464400T3; NO177722C; US5213735A; TR25463A; PT98176A; CN1057871A; MY107850A; MD392C2; EP0464400A1; FI912987A0; ZA914422B; FI97976C; HU912217D0; HRP940776A2; NZ238441A; IE67129B1; BG60076B2

Description

AT 394 216 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vemadelten Spinnvliesen, bei dem ein aus abgelegten Endlosfaden bestehendes Vlies vor der Vemadelung nur an der Vliesoberfläche thermisch angesiegelt und mit einem Gleitmittel versetzt wird.

Wie bereits aus der DE-PS 30 09 116 bekannt, ist es zur Erzielung von günstigen Vlieseigenschaften, insbesondere zur Erzielung einer hohen Vliesfestigkeit und Vliesgleichmäßigkeit wesentlich, das Vlies vor der Vemadelung zu avivieren. Durch die Behandlung der Vliese mit einem Avivagemittel vor der Vemadelung werden die Gleiteigenschaften verbessert, wodurch sich einerseits Nadelbrüche während des Vemadelns und andererseits eine Beschädigung der Fäden vermeiden lassen. Der Avivageauftrag erfolgte dabei mittels Düsen oder durch Tauchen. Beim Auftrag mittels Düsen zeigte sich durch die Strahlwirkung jedoch der Nachteil, daß das Vliesgefüge der noch losen und unverfestigten Vliesbahnen zum Teil zerstört und der Zusammenhalt des Vlieses aufgelöst wurde. Auch beim Tauchen des losen Fadengeleges, beispielsweise in einem flüssigen Gleitmittelbad oder in Schaum, erfolgte eine Zerstörung des Vliesgefüges. Es war daher notwendig, das Vlies vor der Avivierung durch eine leichte Vorvernadelung leicht zu fixieren. Dies hatte jedoch den Nachteil, daß zur Vermeidung einer allzu großen Schädigung des nicht avivierten Vlieses sowie zur Vermeidung von Nadelbrüchen, die Produktionsgeschwindigkeit stark reduziert werden mußte.

Gemäß DE-PS 30 09 116 kann dieser nachteilige Verfahrensschritt der Vorvernadelung dadurch ausgeschaltet werden, daß das noch unverfestigte, von der Spinnanlage kommende Vlies auf einer rotierenden Siebtrommel abgelegt wird, auf der das Avivagemittel in Form eines Nebels mittels Unterdrucks durch das Vlies hindurchgesaugt und über mehrere Saugzonen durch das Innere der Siebtrommel abgesaugt wird. Der Nachteil dieses bereits verbesserten Verfahrens liegt vor allem darin, daß die Flächengewichtsgleichmäßigkeit des Vlieses immer noch nicht zufriedenstellend ist, daß keine hohen Produktionsgeschwindigkeiten möglich sind und daß eine relativ komplizierte Ablagevorrichtung unter Zuhilfenahme von Unterdrück und komplizierten Regelungen erforderlich sind.

Die Aufgabe der Erfindung lag darin, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und vor allem ein Verfahren bereitzustellen, mit dem bei hoher Produktionsgeschwindigkeit ein gleichmäßiges Vlies mit guten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden kann. Die Lösung der Aufgabe wurde darin gefunden, daß das von der Spinnanlage kommende Vlies nur an den Oberflächen thermisch angesiegelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von vemadelten Spinnvliesen aus Ther-moplastfasem, bei dem die von der Spinnanlage kommenden, verstreckten und zu einem Vlies abgelegten Fäden mit einem Gleitmittel versetzt und durch Vemadelung verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Spinnanlage kommenden, verstreckten und zu einem Vlies abgelegten Fäden vor dem Zusatz des Gleitmittels und vor der Vemadelung an beiden Vliesoberflächen thermisch angesiegelt werden, wobei die Versinterung an den Kreuzungspunkten der Fäden auf den angesiegelten Vliesoberflächen während der Vemadelung wieder gelöst wird.

Mit Hilfe des Verfahrens ist es möglich, das nur oberflächlich ganz leicht angesiegelte Vlies ohne Zerstörung des Vliesgefüges zu transportieren und mit Gleitmittel zu versetzen. Das Gleitmittel dringt dabei durch die angesiegelten Vliesoberflächen in das Vlies ein und bewirkt eine gute und für die anschließende Vemadelung auch für hohe Prodüktionsgeschwindigkeiten geeignete Imprägnierung. Gemäß dem Verfahren können Spinnvliese mit guter Flächengewichtsgleichmäßigkeit etwa mit der doppelten, in Sonderfällen auch mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten im Vergleich zu bekannten Verfahren hergestellt werden. Erfindungsgemäß können je nach Vliesgewicht Geschwindigkeiten bis zu etwa 40 m/min, in Sonderfällen bis zu etwa 60 m/min erreicht werden. Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung vemadelter Spinnvliese liegen die Produktionsgeschwindigkeiten bei maximal etwa 20 m/min. Die erfindungsgemäßen hohen Produktionsgeschwindigkeiten sind insbesondere aufgrund des Ersatzes der limitierenden Verfahrensschritte des Vorvemadelns bzw. des Avivierens auf der Siebtrommel mittels Unterdrück durch den wesentlich schnelleren Verfahrensschritt des thermischen Ansiegeins möglich. Durch das thermische Ansiegeln der Vliesoberflächen werden die an der Oberfläche liegenden Fäden an ihren Kreuzungspunkten leicht miteinander versintert, ohne daß es zu einem Anschmelzen der Fäden kommt Die Oberflächen dieser an der Vliesoberfläche liegenden Fasern werden dabei aufgeweicht, ohne zu schmelzen, wobei eine Art Sinterwirkung an den Kreuzungspunkten der Fasem erzielt wird. Die Verbindung der Fäden durch das Ansiegeln ist reversibel und wird beim Vemadeln wieder gelöst, sodaß schließlich als Endprodukt ein Vlies vorliegt, das ausschließlich durch Vemadeln und nicht durch thermisches Verschmelzen verfestigt ist

Durch das erfindungsgemäße thermische Ansiegeln der Vliese nur an deren Oberflächen, wobei die Kemzone der Vliese unverfestigt bleibt, entstehen ausreichend tragfähige, transportfähige und avivierfähige Fadengelege, deren Gefüge während des Gleitmittelauftrages nicht zerstört wird. Dadurch wird nach der Vemadelung, bei der die angesiegelten Oberflächenschichten wieder aufgelöst werden, ein gleichmäßiges Vlies erhalten. Die Gleichmäßigkeit der Vliese wurde in den Beispielen durch den Variationskoeffizienten Cy gemäß DIN 53854 angegeben.

Bevorzugt werden die beiden Vliesoberflächen nur bis zu einer Tiefe von maximal 0,2 mm angesiegelt.

Das thermische Ansiegeln kann beispielsweise mittels beheizter Walzen, Bänder, Platten oder Flächen bzw. durch Heizstrahler, z. B. IR-Strahler erfolgen. Bevorzugt werden beheizte Walzen verwendet, besonders bevorzugt wird das Vlies durch den Spalt zweier Kalanderwalzen geführt. Die Walzentemperatur und die Oberflächentemperatur des Vlieses liegen unterhalb des Schmelzpunktes der eingesetzten Thermoplastfäden. Im Falle von beispielsweise Polypropylenvliesen (Schmelzpunkt 165 °C) werden die Kalanderwalzen bevorzugt auf etwa 120 -140 °C erwärmt. Der Vorteil der Verwendung eines Kalanders liegt dabei darin, daß die Sinterwirkung bei -2-

AT 394 216 B den aufgeweichten, nicht geschmolzenen Fasern an den Kreuzungspunkten durch den Walzendruck verstärkt wird. Sowohl die Größe des Walzenspaltes als auch der Walzendruck können optimal den jeweiligen Vliesgewichten, der Fadenfeinheit, der Temperatur, den verwendeten Thermoplastfäden sowie der Produktionsgeschwindigkeit angepaßt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Vliesen aus allen für die Spinnvliestechnik geeigneten Thermoplasten. Bevorzugt wird es zur Herstellung von Spinnvliesen aus Polyolefinfaden, wie z. B. Polyethylen- oder Polypropylenfäden, Polyamidfäden oder Polyesterfäden eingesetzt Besonders bevorzugt werden Polypropylenfäden verwendet, wobei sowohl Fäden aus Polypropylen-Homopolymeren als auch aus Propylen-Ethylen-Copolymeren möglich sind. Die Flächengewichte der hergestellten Vliese liegen bei etwa 30 bis 2500 g/m2, bevorzugt bei etwa 100 bis 2000 g/m2.

Als Gleitmittel können sowohl Wasser als auch die in der Textiltechnik üblichen Avivagemittel verwendet werden, wie sie beispielsweise in der DE-PS 30 09 116 beschrieben sind. Das Gleitmittel kann durch übliche Verfahren, wie z. B. durch Besprühen oder mittels Imprägnierwalzen aufgebracht werden.

Das anschließende Vemadeln erfolgt auf bekannten Nadelmaschinen, beispielsweise wie in der DE-PS 30 09 116 beschrieben, wo auf einmal oder stufenweise die Verfestigung bis zum gewünschten Vema-delungsgiad vorgenommen wird.

Beispiel 1:

Polypropylen mit einem MFI (melt flow index bei 230 °C und 2,16 kg Belastung gemäß DIN 53735) von 17 - 21 und einer Molekularmassenverteilung von 2,3 - 2,7 wurde in einem Extruder bei 230 - 260 °C aufgeschmolzen, auf einer 1 m breiten Versuchsspinnanlage mittels Spinndüsen zu Fasern versponnen, über ein aerodynamisches Abzugssystem abgezogen, auf 8-12 dtex Feinheit verstreckt und auf ein Spinnband zu einem wirren Fadengebilde abgelegt Bei einer Bandgeschwindigkeit von 25 m/min wurde ein Vlies mit einem Flächen- Λ gewicht von 110 g/m hergestellt. Das noch unveifestigte Flächengebilde wurde anschließend über ein Einlauf-band in einen Zweiwalzen-Kalander eingebracht. Bei 125 °C -130 °C Oberflächentemperatur der ölbeheizten Kalanderwalzen und einem aufgebrachten Liniendruck von 30 - 35 N/mm wurde das lose Vliesgefüge reversibel verfestigt, wobei nur die sich jeweils an den Vliesoberflächen befindlichen Fasern vom Temperatureinfluß erfaßt und aufgeweicht, sowie durch den Walzendruck zusammengepreßt wurden, wobei an den Kreuzungspunkten der Fasern eine Art Sinterwirkung erzielt wurde. Dabei entstanden ausreichend tragfähige, aber im späteren Prozeß wiederauflösbare Oberflächenschichten an Ober- und Unterseite des Vlieses, wobei die Schichtdicke weniger als 0,1 mm betrug. Der Kembereich des Vlieses, hier mindestens 80 % der Fasern, blieb unverfestigt.

Dieses Vorvlies wurde anschließend auf einem Walzenfoulard mit einem Gleitmittel benetzt Anschließend wurde das angesiegelte und avivierte Vlies einer zweistufigen Vemadelung (jeweils 80 Einstiche/cm2) zugeführt, wobei die angesiegelte Vliesoberfläche vollständig aufgelöst wurde.

Das erhaltene Vlies zeigte folgende Eigenschaften:

Flächengewicht (DIN 53 854) 110 g/m2

Flächengewichtsgleichmäßigkeit Cy (DIN 53854) 8 %

Streifenzugfestigkeit (DIN 53 857/2) 780 N/10 cm

Stempeldurchdruckfestigkeit x (DIN 54 307) 1320 N

Beispiel 2:

Analog zu Beispiel 1 wurde bei einer Bandgeschwindigkeit von 3 m/min ein Vlies mit einem Flächengewicht von 1000 g/m2 hergestellt. Dabei wurde die Vorverfestigung bei 120 °C -125 °C Walzenoberflächentemperatur und 35 - 40 N/mm Liniendruck durchgeführt Die Dicke der angesiegelten Oberflächenschicht betrug 0,2 mm, mindestens 90 - 95 % der Fasern blieben unverfestigt.

Vlieseigenschaften:

1000 g/m2 4% 5200 N/10 cm 6800 N

Flächengewicht

Flächengewichtsgleichmäßigkeit

Streifenzugfestigkeit

Stempeldurchdruckfestigkeit

Beispiel 3;

Analog zu Beispiel 1 wurde bei einer Bandgeschwindigkeit von 35 m/min ein Vlies mit einem Flächenge- wicht von 70 g/m hergestellt Dabei wurde die Vorverfestigung bei 130 -135 °C Walzenoberflächentemperatur und 20 - 30 N/mm Liniendruck durchgeführt. Die Dicke der angesiegelten Oberflächenschicht betrug 0,05 mm, -3-

Claims

AT 394 216 B mindestens 60 % der Fasern blieben unverfestigt. Vlieseigenschaften: Flächengewicht 70 g/m^ Flächengewichtsgleichmäßigkeit 9 % Streifenzugfestigkeit 430 N/10 cm Stempeldurchdruckfestigkeit 840 N Beispiel 4: Analog zu Beispiel 1 wurden aus Polyester mit einem NFI (280 °C/2,16 kg) von 40 - 45 und einer relativen Viskosität von 1,3 -1,4 bei 280 - 300 °C Fasern mit einer Feinheit von 2 - 8 dtex gesponnen und bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 27 m/min ein Vlies mit einem Flächengewicht von 100 g/m^ hergestellt. Die Vorverfestigung am Kalander erfolgte bei einer Walzenoberflächentemperatur von 180 -190 °C und 25 - 30 N/mm Liniendruck. Vlieseigenschaften: Flächengewicht 100 g/m Flächengewichtsgleichmäßigkeit 8 % Streifenzugfestigkeit 680 N/10 cm Stempeldurchdruckfestigkeit 1140 N Beispiel 5: Analog zu Beispiel 1 wurden aus Polyamid 6 mit einer relativen Viskosität von 2,4 - 2,5 bei 300 - 310 °C Fasern mit einer Feinheit von 6-8 dtex gesponnen und bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 10 m/min ein Vlies mit einem Flächengewicht von 250 g/m^ hergestellt. Die Vorverfestigung am Kalander erfolgte bei einer Walzenoberflächentemperatur von 190 - 200 °C und 30 - 35 N/mm Liniendruck. Vlieseigenschaften: Flächengewicht 250 g/m^ Flächengewichtsgleichmäßigkeit 6 % Streifenzugfestigkeit 1710 N/10 cm Stempeldurchdruckfestigkeit 2800 N Beispiel 6: Analog zu Beispiel 1 wurden aus Polyethylen (HDPE) mit einem MFI (190 °C/2,16 kg) von 12 - 14 bei 210 - 240 °C Fasem mit einer Feinheit von 8-12 dtex gesponnen und bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 25 m/min ein Vlies mit einem Flächengewicht von 110 g/m^ hergestellt. Die Vorverfestigung am Kalander erfolgte bei einer Walzenoberflächentemperatur von 90 -100 °C und 25 - 30 N/mm Liniendruck. Vlieseigenschaften: Flächengewicht 110 g/m^ Flächengewichtsgleichmäßigkeit 8 % Streifenzugfestigkeit 550 N/10 cm Stempeldurchdruckfestigkeit 920 N PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von vemadelten Spinnvliesen aus Thermoplastfasem, bei dem die von der Spinnanlage kommenden, verstreckten und zu einem Vlies abgelegten Fäden mit einem Gleitmittel versetzt und durch Vemadelung verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Spinnanlage kommenden, ver- -4- AT 394 216 B streckten und zu einem Vlies abgelegten Fäden vor dem Zusatz des Gleitmittels und vor der Vemadelung an beiden Vliesoberflächen thermisch angesiegelt werden, wobei die Versinterung an den Kreuzungspunkten der Fäden auf den angesiegelten Vliesoberflächen während der Vemadelung wieder gelöst wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vliesoberflächen maximal bis zu einer Tiefe von 0,2 mm angesiegelt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesoberflächen mittels beheizter Walzen angesiegelt werden. 10
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesoberflächen mittels beheizter Kalanderwalzen angesiegelt werden.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastfäden aus 15 Polyolefinfäden, Polyamidfäden oder Polyesterfäden bestehen.
6. Verfahren gemäß Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastfäden aus Polypropylen bestehen.