DE1303780C2 - Verfahren zur herstellung von hitzeverschweissten vliesstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Vliesstoffen, die ganz oder teilweise aus hitzeschrumpfenden thermoplastischen Fasern bestehen, welche durch Hitze- und Druckeinwirkung an ihren Berührungspunkten miteinander verbunden werden.

Die Herstellung von nicht gewebten Fasergebilden, die mit Hilfe thermoplastischer Bindefasern verfestigt sind, beruht auf einer durch Hitzebehandlung hervorgerufenen Verklebung der Fasergebilde. Die Bindefaser hat im allgemeinen einen tieferen Erweichungspunkt als die restlichen im Faservlies vorhandenen Fasern. Beim Erhitzungsvorgang erweichen die Bindefasern und verkleben dadurch die damit in Berührung befindlichen Nachbarfasern. Die Anzahl der Klebestellen hängt sowohl von dem Erweichungsgrad der Bindefasern und somit von der Temperatur als auch vom ausgeübten Druck ab. Außerdem spielt: natürlich die Anzahl der auf eine Faserlänge kommenden Kontaktfasern eine Rolle.

Die Hauptschwierigkeit liegt darin, daß die thermo plastischen Fasern beim Erhitzen nicht iängenstabil sind. Meistens schrumpfen sie stark. Manchmal findet aber auch eine Längung statt Dabei wird die zunächst homogene Struktur des Ausgangsfaservlieses insbesondere dann beeinträchtigt., wenn Druck auf das in Bewegung befindliche Vlies einwirkt:, wie es bei einem Durchgang durch einen Walzenspalt der Fall ist. Es rücken dann die Fasern an einzelnen Stellen unter Verdichtung zusammen, an anderen Stellen entstehen dünnere Stellen. Außerdem tritt bei diesen Fasern der Schrumpfeffekt besonders stark in den Randzonen auf, was eine unerwünschte Verdickung der Ränder verursacht.

Man bekommt beim Arbeiten nach den bekannten Methoden häufig auch papier- oder sogar folienartige Produkte mit unterschiedlicher Faserdichte. Erwünscht ist aber, von Spezialfällen abgesehen, ein weicher textilartiger Griff sowie eine gleichförmige Faserverteilung.

Ziel der Erfindung ist nun ein Verfahren, das die Herstellung derartiger hitzeverfestigter Vliesstoffe erlaubt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Hitzeeinwirkung in mehreren getrennten Stufen unter von Stufe zu Stufe steigender Temperatur durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe die Erhitzung nur bis zur oberflächlichen Erweichung, doch ohne wesentliche Schrumpferscheinungen erfolgt.

Es wird also die bislang übliche einstufige Hitzeein-

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bü wirkung durch eine mehrstufige ersetzt. In eimern ersten Erwärmungsvorgang wird das thermoplastische Fasern enthaltende Ausgangsv'ies bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen gequetscht. Dabei findet nur eine schwache Verklebung mit den Nachbarfasern statt, so daß zunächst ein nur wenig reißfester Vliesstoff resultiert. Allerdings machen sich bei dieser Behandlung noch keine störenden Schrumpferscheinungen bemerkbar.

In einer zweiten Stufe wird nun die Temperatur erhöht. Dabei werden mehr und festere Verschweißungsstellen erzeugt, so daß das Endprodukt die erforderliche Festigkeit gewinnt. Entscheidend ist, daß während des zweiten Pressens bei höherer Temperatur die Fasern zwar schrumpfen, jedoch hierdurch keine störenden Erscheinungen im Vlies mehr bewirkt werden können, weil die Lage der Fasern in der ersten Stufe bereits fixiert wurde. Die Schrumpfung führt daher nicht zu »Wolkenbildung« im Vlies oder zu Verdickmif ι an dessen Rändern.

Besonders günstige Ergebnisse erhält man, wenn in der ersten Stufe der Druck höher als in einer der nachfolgenden Stufer; gewählt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mit auf trockenem als auch auf nassem Wege gebildeten Faservliesen durchgeführt werden. Die Faservliese sind ganz oder teilweise aus thermoplastischen Fasern aufgebaut. Sie können mehr oder weniger verstreckt sein. Unter dem Ausdruck »Fasern« sind auch solche thermoplastische Kunststoffe zu verstehen, die mehr fibrillenartigen Charakter haben. Der Vorteil des neuen Verfahrens kommt insbesondere bei diesen Fasern zum Vorschein, da diese Produkte eine erhöhte Schrumpfneigung unter Wärmeeinwirkung haben; weiterhin bei solchen Fasergebilden, deren Komponenten einen unterschiedlichen Orientierungsgrad haben. Die Wahl der Temperatur in den einzelnen Verfahrensstufen richtet sich naturgemäß nach den verschiedenen hochpolymeren Substanzen (verschiedener Erweichungspunkt) sowie nach deren physikalischem Zustand (z. B. mehr oder weniger hoher Verstreckungs- oder Kristallisationsgrad).

Im allgemeinen genügt eine zweistufige Erhitzung, jedoch kann — besonders wenn thermoplastische Fasern mit sehr hohem Schmelzpunkt vorliegen — auch eine drei- und mehrstufige Erhitzung die günstigsten Ergebnisse liefern.

Eine zwei- oder mehrstufige Erhitzung eines thermoplastische Fasern enthaltenden Vlieses findet auch gemäß der USA.-Patentschrif« 22 77 049 statt, jedoch ist die Hitzeeinwirkung in allen Stufen dieselbe. Auf diese Weise gelingt es aber nicht, die bei allen bekannten Verfahren zur Herstellung von hitzeverschweißten Vliesstoffen auftretenden Nachteile zu beseitigen: Wenn man die Temperatur hoch wählt, dann treten bereits in der ersten Stufe Schrumpfungserscheinungen auf oder es kann zu einem Schmelzen der Fasern und zu Folienbildung kommen. Wenn man die Temperatur (die in allen Stufen gleich ist) niedrig wählt, dann wird die bei der ersten Stufe resultierende geringe Verfestigung auch bei den folgenden Stufen nicht mehr in einem nennenswerten Ausmaß gesteigert. Die Festigkeit dnes solchen Vliesstoffes ist also ungenügend.

Beis ρ i e 1 1

Aus 40 mm langen Fasern (1,5 den) aus Niederdruck-Polypropylen (Schmelzindex der Fasern h bei 190° C = 36, Schmelzbereich 159 bis 161 °C) wurde ein Faservlies

UJ /80

von 60 g/m² gebildet. Das Faservlies wurde durch einen beheizten Zweiwalzenkalander geschickt, der aus einer (!lampfbeheizten Stahlwalze und einer oberflachenbeheizien Baumwollwalze bestand. Die Temperatur der Stahlwalze betrug 145°C, die der Baumv.ollwalze 120°C, der Liniendruck betrug 66 kg/cm. Anschließend wurde die Faserbahn ein zweites Mal durch eine gleiche Kalanderanordnung geschickt, wobei die Seite, die zuerst die Stahlwalze berührte, nur, auf die Baumwollwalze zu liegen kam und umgekehrt. Die Bedingungen beim zweiten Durchgang waren folgende: Temperatur der Stahlwalze 160⁰C, Temperatur der Bajmwollwalze 155°C, Liniendruck 66 kg/cm.

Das so erhaltene Faserflächenprodukt weist eine gleichmäßige Struktur auf. Die Reißfestigkeit in der !■> Hauptfaserrichtung beträgt 15,1 kg/5 cm Streifen

Beispiel 2

Im Vergleich dazu wurde dasselbe lose Faservlies durch Verschweißen in einer einzigen Erhitzungsstufe abgebunden. Die Bedingungen dabei waren folgende: Temperatur der Stahlwalze 16O⁰C, Temperatur der Baumwollwalze 155°C, Liniendruck 66 k/cm.

Das erhaltene Faserflächenprodukt hat eine un.uhige Struktur mit vielen offenen Stellen. Die Reißfestigkeit in der Hauptfaserrichtung beträgt 15,9 kg/5 cm Streifenbreite. Daraus ist ersichtlich, daß die erzielbare Festigkeit in derselben Größenordnung wie bei Beispiel 1 ist. Die Verbesserung durch die stufenweise Verfestigung bezieht sich in diesem Fall im wesentlichen auf die Gleichmäßigkeit des Endproduktes.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Vliesstoffen, die ganz oder teilweise aus hitzeschrumpfenden thermoplastischen Fasern bestehen, welche durch Hitze- und Druckeinwirkung an ihren Berührungspunkten miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzeeinwirkung in mehreren getrennten Stufen unter von Stufe zu Stufe steigender Temperatur durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe die Erhitzung nur bis zur oberflächlichen Erweichung, doch ohne wesentliche Schrumpferscheinungen erfolgt.

?.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe sin höherer Druck ausgeübt wird als in den folgenden Stufen.