DE1619145A1

DE1619145A1 - Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen

Info

Publication number: DE1619145A1
Application number: DE19671619145
Authority: DE
Inventors: Hyunkook Shin
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1966-08-29
Filing date: 1967-08-29
Publication date: 1969-08-21
Also published as: NL6711830A; US3449809A; FR1558316A; GB1173178A

Description

Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen

Die Erfindung betrifft die Herstellung von faservliesstoffen durch Behandlung von Faeerlagen mit Düsenstrahlen flüssiger Lösungen, die polymeres Material enthalten.

Es ist in zahlreichen Patentschriften beschrieben, dass man durch Behandlung von lagen von Papierfasera oder dergleichen mit Wasserstrahlen geringen Drucke eine Umlagerung der Pasern erhalten kann, jedoch witd dieses Ergebnis durch eine einfache Wasch-^Wirkung erhalten. Nach der aus jüngerer Zeit stammenden USA-Patentschrift 3 214 819 lassen sich in einer zur Wirkung von Rauhprofilnadfln⁴ in einem Nadeletuhl analogen Weise mit den Düsen-Flüssigkeit«- strahlen, die man aus nadelartige Strahlen erzeugenden Einrichtungen erhält, Fasern durch eine Faäermateriallage hindurchziehen und auf diese Weise filzartige, niohtgewebte Stoffe aus einer Vielfalt natürlicher und künstlicher Teztilfltapelfasern herstellen.

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ORIGINAL-INSPECTED

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Die luxemburgische Patentschrift 46 703 beechreibt alp· hemerkenswerte Düaenatrahlbehandlung sur direkten Überführung τοη Textilfaaer- oder Textilfadenlagen in gemusterte Yliesatoffe, die einen suror nur bei Geweben oder Gewirken au findend·» Grad an Dauerhaftigkeit, Flexibilität und Beständigkeit der Struktur aufweisen. Bei diesen Verfahren wird Wasser Dei genügend höhen Druokatrahlen und mit genügend hober Energie Je fläoheneinhtit auf die las erläge auftreffen gelassen, ua eine eigenartig· Tor» einer faaerverfitsung (Entanglement) au erhalten, die in der latent« eohrift als Knäuelverfleohtung (Tanglelaoing) definiert ist. Wenn man eine Faserlage auf einer Offnungen aufweiaanden blatte oder einen Sieb als Unterlage eines angemeaaenen Betrag an Behandlungaenergie auaaetst, indem solche Strahlen über die faaerlage hinweggeführt werden, unterliegen die Vaaern einer Ordnung in einem Muster, das τοη der Unterlage beatlaait wird, und einar Legefixierung duroh XnäuelTerfleohtuttg unter Bildung eine· festen» gemu« sterten Vliesstoffs (Nonwoven fabric)·

Die Torliegende Erfindung erlaubt ein Arbeiten mit noch geringerer Energie äla sie nach der luxemburgischen Patentschrift benötigt wird·

Trotβ der aufgezeichneten Eigenschaften τοη durch Behandlung mit . Wasserstrahlen erhaltenen Vliesstoff en haben eich diet·· Verfahren eigene Begrenzungen ergeben, welche s, B. in einigen fällen die Anwendung übergroaeer SnergiebetrMge notwendig maoeten, um

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jeweils gewünschte Produkte herzustellen, oder, zu einer oberen Grenze der Dicke der Faserlagen führten, die sich, behandeln lassen, oder bei gewissen Stoffen hohen Gewichts eine ünyollständlgkeit der Behandlung auf den unteren, behandlungsfernen Stoffebenen ergaben. Darüberhinaue haben sich Begrenzungen bezüglich der Stärke (des Tit er β) der Fäden ergeben, die unter Anwendung τοη Wasserstrahlen erfolgreich* behandelbar sind.

Es wurde nunmehr gefunden, dass die Anwendung bestimmter, wässriger Polymerlösungen, die. einen kleinen Anteil oder sehr kleinen Prozentsatz polymeres Material in Lösung enthalten, den Gewichtsbereich der Faserlagen, in denen eine Behandlung möglich ist, stark erweitern, wobei eine erfolgreiche Behandlung bei dem doppelten oder mehrfachen Flächenfewicht möglich, wird. Barüberhinaue ermöglicht die Anwendung der Lösungen gemäss der Erfindung in einem niedrigeren Gewichtsbereich, in welchem Wasser oder eine Polymerlösung gemäas der Erfindung anwendbar sind, eine bemerkenswerte (z, B. 50£lge) Verminderung der Gesamtenergie, die zur Erzielung eines gegebenen Grades an Warenbeständigkeit (s. B. Beständigkeit gegen Pilling im Einsatz) benötigt wird. Dies erlaubt eine wirtschaftlichere Erzeugung dieser Waren. Weiter wird mit diesen Polymerlösungen ein glelchmässlgsrer Grad der Faseramordnung erhalten, so dass festere und auch weichere und schmiegsamere Waren · als unter Verwendung der bisher eingesetzten Flüssigkelten erhältlich sind. Ferner lassen sich gröbertltrige Fasermaterialien als mit Wasser allein behandeln. Weitere Vorteile der Erfindung

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. BAD ORIG/NAL

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ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung.

Bei dem Verfahren gemäse der Erfindung werden die Fasern oder Fäden der Faserlagen unter Bildung fester Faservliesstoffe durch Behandlung mit DüeenetraJilen einer flüssigen Lösung verfitzt, die 0,01 bis 10 Gew. 56 eines Polymeren enthält, vorzugsweise eines Polymeren von einem einer relativen Visoosität von mindestens 1,1 (bestimmt an einer frisch zubereiteten, 0,5£igen, wässrigen Lösung des Polymeren bei 25° C) entsprechenden Molekulargewicht, vorzugsweise einem ungefähren Molekulargewicht, das mindestens 10 000 entspricht« Man verstrahlt die flüssige Lösung unter Druck su feinen Flüssigkeitsstrahlen mit einer Strömungsenergie von über 9000 beim Behänd lunge abstand, lässt die Strahlen in einer vorbestimmten Anordnung auf das Fasermaterial auftreffen und setzt die Behandlung fort, bis die Fasern in den behandelten Teilen des Faeermaterials stark verfJtEt sind.

Die flüssige Lösung wird von einer wässrigen Lösung eines Polymeren aus der Gruppe (I) Polyäther und (II) substituierte PoIykohlenwasseretoffe, die im wesentlichen aus Struktureinheiten der

/Ή ΧΛ .
Formel(- C-C-) bestehen, worin X eine hydrophile Gruppe aus

V. H HV
der Klasse

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ORIGINAL

und deren 8alse

bedeutet, gebildet.

Polyethern für die Zweoke der Srfindung gehören Poly-Uthyleu-' oxid), Poly-Cpropylenoxid) und ihre Misohpolymerem.

Su hydrophilsubetituierten Polykohlenwaeeerstoffen für die Zwecke der Erfindung gehörenPoly-(aorylemid), Poly-(aoryle*ur·), Poly-(natrlumaorylat), Poly-(natriu*styrolsülf<m*t), Poly-(Yinylpyrrolidon) und dl· Mischpolymeren der Monomeren der rorgensnnten.

SI· besten Brgebnieae werden mit Jseersohiohteu tou mindestens 68 g/m? Oewloht (2 Ounoes/Quadratysrd) erhalten.

Das Verfahren kann sur Herstellung textilartiger Vliesstoff· oder f llsartiger. Vllisstoff· (lonwoven Pabrios), sum VernHhtn Ton Vliesstoffen miteinander und sum Zerschneiden ron legen bei Vereinigung Anwendung finden und eignet eich besonder* sur Her«

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BAD

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fttttr, tatatlTtrnoohttiitr Tlittatofft Mt ·** ok*·

ftattattrtt Auabildmie· : ■

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für ·1(0ιιη· ttt «^irtirtn c«stiBMUi $ο *nf «01·* ir«i Didt« atMldt· rtgtUo« ftdrtht, g«ws»dta₉ hi»- «nd htr- «ad wMinandtr htru* Ttrlmuftu, data «it pralrliflioh un·^ trtrmbw tind· Wt InlutlTtrn*Ä*T»if Itaat eioh athT—Ittif tttf ■thrtrtB Wtftn !»twtrtta* für dit Svtok· dty Torlltffatidttt BrflndÜBf iit tin· imlUitlTtrfloohttnt Struktur dadurch dtfinitrt, d«aa ait tint Ytrfitwmgahiqfigktit oder -frtqutna <f) too aludtattn« 20/2,34 <m (1 SoU) bti tintr Ttrfitaungawife odaar -YoUttindl«k«it (ο) το» aind«attna 0,3» btaWaajt in dtr tot d·» Btiapitltu ataohrieb«« Wtiaa aurVtiat.

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Di· Bthandluiif8t«tr«i·, di· *φφΑ flnta Durohlaafi» HW* fU*9*. aohioht duroh tiwt Anaahl gl^ioatr Sttatnatrahlott bti #·» Bainit·!« l«sf tlüta i#t«Denttt flitaatoff· auf*w«ndt wird, Mi Ϊ»

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erreohnet werden» worin dl· 8y»bole dir folgende Bedeutung habeni

Y ■ tabl dar Strahlen Je laufender lentltteter Beheadlungabrelte· P - Druok, 9lt das dia nttaaigkelt veratrahlt wird (kg/ai²). a ■ Dttrohaotalttllohe, rolmttrleohe 8trö«mg tines lMtaenatvahla

• · Geeohwindi4*eit, «It welober die Bohiqht dnrob dia Btpmhlen

ftftthrt wird (β/tan.).
.If.· Oewioht dar erieugten Ware (g/wr).

»ir 4eaamtaetrac dar ImI dar Behandlung dar 8ofeioht auf gewandten Inergle let bei» Arbeiten alt »ehr el· eine» Duröhgang gleioh der 8«a«t der Im dar obigen Velae für Jeden Durchgang duroh eolohe etranlen errechneten Verte. Der Wart ton ft für dia obige toikel kann durch Meaanngen dar BtrQ»ungsgesohwindigkelt erhmlttn werden·

Sie Energie soll den Vaeern auoh ait hohen Werten Je HHohenein« helt (hoher Strdiungaenergie) angeführt warden· BIa Stroaungeenergie eines Strahle in 3/tar pro MIm₀ lüaat eich nach der Forael

J/c»².Min.

errechnen, worin P und β die ©big© Bedeutung haben und A die Quereohnittsflache der 8$rahlen in o»² unmittelbar Tor de» Auftreffen auf die Vaseraohloht bedeutet« BIa Beatlaaung dieser Ylioha kann

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an photographiechen Aufnahmen dee Strahle bei entfernter Schicht oder nittele Mikrometermessungen erfolgen. Die maximale Energiekonzentration wird erhalten, wenn A im wesentlichen gleich der . Wuerschnittsfläohe des Strahls unmittelbar nach der Bildung in der Düeenvorrichtung ist, was dem Produkt aus der Fläche der Dttsenöffnung und dem Abgabekoeffizient entspricht. Nach der luxemburgischen Patentschrift soll die Strömungsenergie mindesten« 9000 und vorzugsweise mindestens 59 000 J/cm «Min. betragen.

Vorzugsweise wird mit der Düeenvorrichtung ein Strahl erzeugt* der ungefähr zylinderförmig ist oder Säulenform bei kleinem Divergenzwinkel hat. Durch Bohren der Austrittsöffnungen lassen sich wirtschaftliche Düsenvorrichtungen erhalten, wobei aber die Herstellung sorgfältig erfolgen soll, um einen hohen Wirkungsgrad zu erhalten. Nach der luxemburgischen Patentschrift werden für die Knäuelverflechtung geeignete Strahlen mit solchen Austritteöffnungen von 0,076 bis 0,76 mm Durohmesser erhalten, indem man Wasser bei einem Druck von Mindestes H kg/cm² und vorzugsweise von 55 bis 550 kg/cm veretrahlt. Man kann aber auch mit anderen Düsenvorriohtungen arbeiten, die eine Strömungsenergie von mindestens 9000 J/pm .Min. bei den Einsatzbedingungen ergeben.

In der Zeichnung, die eine Vorrichtung für die Zwecke der Erfindung erläutert, zeigt

Pig. 1 in sohematlscher Darstellung eine Art einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene gemäss der Erfindung und

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ORlöfftÄL INSPECTED

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Pig. 2 in eohenatischer, isometrischer Darstellung eine Vorriohtung sur kontinuierlichen Behandlung von fateraaterlal.

Die Bildung geeigneter Düeenetrahlen ist oben erörtert. Während der Behandlung werden die Busenstrahlen, vorzugsweise vertikal, . gegen die Schicht oder andere Paserläge gerichtet, während diese unter den Dtisenvorriobtungen hinweggeführt wird. Beim Zusammenkommen der Strahlen mit der Schichtoberfläche wird die Strömung . von dem Paßermaterial unterbrochen und die Bnergie des Strahle bei der Umlagerung der Paaerelemente unter Bildung der gewünschten, knäuelverflochtenen Struktur aum Teil absorbiert. Dabei kann als Ergebnis eintreten, daaa die Paserverfitzung an der Oberfläche und auf einer Strecke in die 3bhioht stark oder völlig aufriedenstellend ist, aber mit dem Abnehmen der Strömungsenergie in dem Düsenstrahl kann sich eine Ebene in der Ware, je^geben, auf welcher in dem Strahl zu wenig kinetische Energie verblieben ist, um die Fasern zu verfitzen» Auf und unter dieser Ebene wird die gewünschte, knäuelverflochtene Struktur nicht erhalten.

Es gibt daher für alle Bedingungen in form des Druoke, der Strömungsenergie und der Behandlungsenergie einen Maximalwert äer Schichtdicke oder des Schichtfläohengewiohtej bis au dem eine Überführung in ein knäuelverfloohtenes Produkt möglich ist. Auch besteht ein Bedingungs-Zwischenbereioh, in dem ein knäuelverfloohtenes Produkt anfällt, in dem aber die Verfitaung nicht mehr maximal ist, wobei sich eine Ware ergeben kann, die verbaltnie-

' . 9 . 909834/1371 ^; '' ,

BAD ORfGINAL

Io

aäsaig wenig dauerhaft biw· m unerwünschte Verformungen der Oberfläche anfällig iat*

Durch Erhöhen dea Wasserdruckes oder Verlängern dar Düsenbehandlung oder möglloherwelee auoh Anwendung einer anderen Düeenvorriohtung kann oan den Maximalwert der Schichtdicke» bei der nooh eine Verarbeitbarkeit besteht, erhöhen, aber auoh hierbei wird eine Orenaa erreicht, und ferner können die Behandlungskosten auf eine unerwünschte Höhe steigen.

Gemäss der Erfindung wird der Wirkungegrad dar Düsenstrahlen aehr stark erhöht, indem man eine, gewöhnlich wässrige, Behandlungsflüseigkeit verwendet, die bestimmte Arten polymerer Stoffe in verhältnisaäaaig geringer Κοηββη trat ion, s. B. ron 0,01 bis 10 ^ ihres Oewiohtee, In Löaung enthält. Als Brgebnle erhält man einen überraschend starken Anstieg des Wirkungsgrades_v Bit der die Paserfitaung erfolgt·

Man kann mit einer breiten Vielfalt von Polymeren arbeiten» Diese Polymeren sollen ein genügend hohes Molekulargewicht haben, damit eine (frisch «!bereitete) 0,5#ige, wässrige LöBung eine relative Visoosität Ton mindestens 1,1 bei 25° Q ergibt.

Die anzuwendende Xonsentration richtet sich nach dar chemischen Natur des Polymeren und seinem Molekulargewicht. So kann man extrea hochmolekulares Polyäthylenoxid In derart geringen Eonien-

_{10 β} 909834/

BAD

trationen wie 0»01 jC einsetzen, während eine niedermolekulare Sorte des gleichen Polymeren In einer Konsentration fön 10 JC oder kehr eingesetzt werden kann. I« allgemeinen soll die Polyaerlösung eine relative Yiscosität von mindestens etwa 1,2 und vorzugsweise von unter etwa 25 haben«

leoh einer Ausführungefor* der Erfindung wird eine ffasersohioht. von hohem Gewicht von bis su 680 oder 1020 g/m² oder mehr auf einem verhältnlemiesig feinen Sieb als Unterlage ait den PolymtrlOsungestrahlen gem&ss der Erfindung behandelt. Me Drüoke kennen von U kg/cm oder darunter bis 140 kg/em oder darüber betragen» Gewöhnlich kann auf Grund der bemerkenswerten Wirksamkeit dieser Lösungen bei der Padenumordnung der Druekbereiofa etwas niedriger als bei» Arbeiten mit Wasser als Behandlungeflussigkeit gehalten werden. Man erhält gut verfitste Strukturen hohen Gewichte, in denen die lasern auf allen Ebenen gefitst sind. Eine Musterung erhalten diese Strukturen im allgemeinen nur durch die relative Bewegung des Bttsenstrahls und der Paeereohioht· Der grosse Gewiohtsbereioh und die Torteile der Losungen gemüse der Erfindung gegenüber Wasser als 8trahlflttssigkeit werden von Beispiel 1 klar erläutert. Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung ist ein breiter Bereich von Produkten mit überlegenen, physikalischen Eigenschaften ereielbar, deren Herstellung nach bisher bekannten Düsenstrahlverfahren überhaupt nicht erfolgreich durchführbar ist.

Gewöhnlich ist es erwünscht, die restliche Polymerltteung aus den

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Produkten nach der Behandlung auszuspülen, da festes polymeres Material« das in dem getrockneten Vliesstoff vorliegt, zur Steifung des Produktes neigt. Bas Polymere kann jedoch die Festigkeit erhöhen und mindestens den Modul der Ware steigern, was besonders für Waren gilt, die bei geringer Leistungsaufnahme behandelt werden. Wenn diese Merkmale für einen gegebenen Verwendungezweck erwttnsoht sind, kann die Polymerlöeung in der Ware belassen werden.

Man kann Haturgem&ss während oder naoh der Düsenbehandlung Sohliahte- oder Bindemittelstoffe zuführen und diese auch, wenn gewünscht, einer chemischen Nachbehandlung unterwerfen, um eine harsgebundene Struktur bu erhalten und auf diese Weise die Eigenschaften des strahlbehandelten Produktes su steigern oder verändern.

Die bei dieser Aueführungsfora verwendeten, feinmaschigen Unterlagesiebe erteilen der Ware auf der ihnen zugewandten Fläche eine verhältnismässig glatte oder leicht gemusterte Oberfläche. Die Hauptmusterung dieser Produkte hohen Gewichts wird von dem Muster des Bttsenstrahls auf der Behandlungsseite gebildet und ist für viele Zweoke erwünscht, da sie su einem gefälligen Griff und Aussehen führt und eine Oberfläche bemerkenswerter Dauerhaftigkeit ergibt.

Man kann der Behandlung gemäße der Erfindung naturgemäße auch beide Selten einer Schicht unterwerfen, indem man beidseitig Μ

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senstrahlen einwirken läset oder die Sohicht swisohen aufeinander-, folgenden Behandlungen wendet. Eine solche Behandlung ergibt im allgemeinen eine wirkungsvolle Erhöhung der Dauerhaftigkeit der

Waren auf beiden Flächen und die Tendons, den Unterschied «wischen dem behandlungsseitigen und nichtbehandlungsseitigen Aussehen der Waren eu verdeoken·

In den Beispielen ist das Arbeiten mit Wasser mit dem Einsats wässriger lösungen gemäss der Erfindung verglichen, aber ein analoger Vergleioh eines anderen Lösungsmittels als Wasser, s. B₀ Leuchtöl oder Cyolohexan, mit Lösungen von Polymeren in diesen . anderen, als Beispiel genannten Lösungsmitteln selgt die genäse der Erfindung erhaltenen Vorteile in analoger Weise· Die Wahl wässriger Lösungen zur Erläuterung der Erfindung in den Beispielen ist erfolgt, weil diese von den verschiedenen, anwendbaren Lösungen, mittelsystemen das bequemste und im allgemeinen wirtschaftlichste Arbeiten erlauben. ^]

Nach einer anderen, in den Beispielen 2 bis 5 und 7 bi* 9 erläuterten Aueftihrungsform der Erfindung werden Faserschichten verhältnismäesig geringen Gewichtes, die an sich mit Wasserstrahlen erfolgreich behandelbar sind, stattdessen mit Lösungen gemäss der Erfindung bei geringen oder massigen Energiestärken behandelt. Han erhält bei diesen Bedingungen duroh die Verwendung der Lösungen gemäse der Erfindung in Bezug auf die Oberfläohenbeetändigkeit (Filllngeohtheit) nach, wiederholten Wasohbehandlungen merkli-

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ehe bessere und bzw. oder merklich zugfestere Produkts als mit Wasser. Wenn man bei Behandlung mit nur Wasser gleich gute Eigenschäften anstrebt, wird.beträchtlich mehr Energie (höhere Drücke oder J,ängj8re Behandlungezeit) benötigt oder sind die Bigenschaften bei verschiedenen Bedingungen unabhängig von der angewandten Energiesterke, mit Wasser überhaupt nicht erziel bar. Dies, erläutert die wirtschaftlichen Vorteile (in Form, der Fertigungskosten und -geschwindigkeit), die geaäis der Erfindung im Vergleich mit dem Einsatz von Wässer bei Produkten geringen und mittleren Gewichts erzielbar sind.

Das Beispiel 5 erläutert den Vorteil, den die Polymerlösungen gemäes der Erfindung ergeben, wenn die Faserschicht keine Fasern von unter etwa 3»8 cm Länge enthält. Solche Schichten lassen.sich mit Wasser allein auf Sieben mit 30 χ 30 Haschen/2,54 cm zu guten Waren verarbeiten, wenn man mit höherer Energie als bei Probe k des Beispiels 5 arbeitet, aber bei der genannten Snergiestärke wird beim Einsatz der PolyaerlSsung eine viel bessere Oberflächenbeständigkeit erhalten, als sie unter Verwendung von Wasser als Behandlungsfluid erzielbar istο Auf der bei Probe m des Beispiele verwendeten, feinen Siebunterlage ist die Bildung von Waren wirklich ausgezeichneter Dauerhaftigkeit mit Wasser allein selbst bei dem hohen Energiewert sehr sc.hwie.rig (wenngleich auch Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Waren gemäes Probe η für viele Zwecke ausreichen). Die Verwendung der Polymerlösung bei dem gewählten, ziemlich hohen Energiewert führt selbst bei dem geringen Flächen-

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gewicht su ausgeseiehneten und oberflächenbeetändigen Waren, wo» bei dieses Ergebnis unter der Erschwerung erhalten wird, dass in der Ausganges chi ent keine Pasern alt einer länge von unter 3,8 cm vorliegen·

Die unter Energieeinsparung erhaltene, sehr wirksame Faserumordnung bei den mit den PolymerlÖBungen gemäss der Erfindung möglichen Behandlungebedingungen führt su beständigen*.gut verfitsten Vliesstoffen bei beträchtlich geringeren Flüssigkeitsdrücken, als sie beim Einsats von Wasser allein anwendbar wären·

Für das Arbeiten mit den Polymerlösungen gemäss der Erfindung werden noch andere Vorteile erläutert. Wenn man Papierprodukte oder Schichten kursstapllger Fasern behandelt· ist das Produkt beim Sinsats der Polymerlösungen wirkungsvoller knäuelverflochten, weicher und flexibler als beim Arbeiten mit Wasser« Es hat sich auch geseigt, dass auf feinmaschigen Sieben behandelte Schichten weniger Schwierigkeiten durch Wegwaschungen, d. h. masssive Faser-Verdrängungen ergeben, da sie sich mit den Polymerlösungen leichter als bei Anwendung von Wasser "setzen" ("tack down¹¹)·

Ein anderer Torteil der Arbeitsweise gemäse der Erfindung liegt % in der Strahlverfltsung grobtitriger Fasern (Beispiel 6). Fasern mit einem Einselfasertiter von 3 den sind bei der Strahlbehandlung JtXt nur Wasser schwer su verfitsen und erfordern siemlioh hohe Energiebeträge, um eine wirklich knäuelverflochtene Struktur zu

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erhalten. Noch grössere Schwierigkeiten ergeben sich, wenn z.B. ein Fasertiter von 6 den vorliegt. Wie in dem Beispiel gezeigt, lassen sich diese groben Pasern gemäss der Erfindung viel leichter verfitzen. Die durch die Behandlung mit der Polymerlösung gemäss der Erfindung erreichte Häufigkeit und Vollständigkeit der Faser·» verfitzung liegen innerhalb der Grenzen, die für ein kaäuelverflochtenes Produkt kennzeichnend sind, wenn man mit einer Energie von 5,5 Oal/g arbeitet.

Beim Einsatz von Wasser ale BehancTlungsflüssigkeit wird weder mit diesem Energiewert noch mit dem bis zum Dreifachen desselben ein derart hoher Grad an Häufigkeit oder Vollständigkeit der Verfitzung erhalten. Auch die Dichte und ebenso die Festigkeit der Ware sind bei diesem Beispiel höher als bei dem durch Wasserbehandlung hergestellten Kontrollprodukt, und zwar selbst dann, wenn man bei dem letzteren mit der dreifachen Energie arbeitet.

Die wirkungsvolle Weise, in welcher die Polymerlösungen gemäss der Erfindung bei der Umoränung der Fasern in Schichten arbeiten, kann weiter zur hydraulischen Naht- und Saumbildung ausgenutzt werden. Durch Bewegung einer Einzeldüse oder einer kleinen Gruppe oder Reihe von Düsen längs einer gewünschten Linie in Bezug auf eine Faseranordnung oder durch Stationärhaltung (mit Ausnahme einer in Richtung der gewünschten Linie erfolgenden Schwingbewegung) derselben unter Ausbildung einer Linie in der Faseranordnung (ζ. B. einem Schichtaufbau zuvor hergestellter, knäuelverflochtener Waren)

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kann man die Schichten durch Fitsen von Fasern aus der Deckschicht in und durch die unteren Schichten hinduroh miteinander vernähen« Obwohl hei dünnen Schichten mit Wasser-Düsenstrahlen ähnliche Ergebnisse erzielbar sein können, ist aus den schon erörterten Gründen heim Einsatz der Lösungen gemäss der Erfindung eine wirkungsvollere Nahtbildung wie auch eine wirkungsvollere Vernähung einer starken Schichtanordnung möglich, Gemäss der Erfindung kann auch gleichzeitig eine Saum- oder Nahtbildung und ein Zerschneiden von Faserschichten erfolgen«

Bei anderen Bedingungen fuhrt die wirksame Umordnung, die mittels der Strahlen dieser Polymerlösungen erhalten wird, dazu, dass Faserenden auf der behandlungsfernen Warenfläche aus der Faser» schicht hinausgetrieben werden und somit eine stark haarige oder pelzartige Ware erhalten wird. Während diese Erscheinung in einem gewissen Grad für die behandlungsferne Warenfläche aller hydraulisch strahlbehandelten Waren und besonders derjenigen charakteristisch ist, die von nur einer Seite her behandelt werden, wird der Grad der Flor- oder Baarbildung beim Einsatz der Polymerlösungen gemäss der Erfindung durch die wirksamere Faserverdrängungsart dieser Lösungen deutlich erhöht. Man kann solche Waren als "Zottelflor"-Waren verwenden oder auf eine gleichmässige Haarlänge scheren»

Eine Sondertechnik, bei welcher auf eine schon strahlbehandelte Struktur wiederholt weitere Schichten aufgebaut werden, erlaubt

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die Erzeugung filzartiger, gefitzter Waren extrem hohen oder sogar unbegrenzten Gewichts, wobei diese Technik mit den Polymerlösungen gemäss der Erfindung leicht durchführbar ist. um eine Annäherung an die gleiche Struktur beim Einsatz von Wasser allein zu erhalten, muss man (auf Grund der weniger wirksamen Fäserverfitzungswirkung des Wassers) die dreifache Energie aufwenden und erheblich mehr Durchgänge und aufeinanderfolgende Zugaben kleinerer Faserschichtanteile oder Behandlungen durchführen. Dies erläutert wieder· um die gemäss der Erfindung erhaltene, ausgeprägte Verbesserung der Wirtschaftliohkeit des Verfahrens.

Eine verhältnismässig einfache Form einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserschichten mit Wasser bei dem benötigten, hohen Druck ist in Fig. 1 erläutert. Das Wasser von normalem Stadtleitungsdruok von ungefähr 4,93 kg/cm² wird durch das Ventil 1 und die Rohrleitung 2 einer hydraulischen Hochdruckpumpe 3 zugeführt, die von einer doppeltwirkenden Einkolbenpumpe gebildet werden kann, der luft über das Druckregelvnetil 5 aus der Rohrleitung 4 (von einer nicht eingezeichneten Quelle) zugeführt wird, während die Luft von der Pumpe durch die Rohrleitung 6 wieder abgegeben wird. Aus der Pumpe wird Wasser mit dem gewünschten Druck zur Hoohdruck-Wasserleitung 7 ausgetragen» die mit einem hydraulischen Akkumulator 8 in Verbindung steht, der Druckimpulse und -Schwankungen von der Pumpe 3 her glättet. Der Akkumulator 1st durch eine flexible Membran 11 in zwei Kammern 9 und IO unterteilt, deren eine (10) mit Stickstoff von einem Druck» der einem Drittel

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bis swei Drittel des gewünschten Wasserbetriebsdruoks entspricht, und andere (9) dann von der Pumpe 3 mit Wasser gefüllt wird. Sie Stickstoffsufuhr erfolgt durch die Rohrleitung 12 und das Ventil 13 aus einer mit einem Regelventil 15 versehenen Stickstoff flasche H, während zur Entlastung des Stickst off drucks aus dem System ein Ventil 16 vorgesehen 1st. Sas Wasser wird mit dem gewünschten Druck durch das Ventil 17 und die Rohrleitung 18 dem Verteiler 19 zugeführt, der die AustrlttsÖffnungen 20 speist· Aus den Austrittsöffnungen 20 austretende, feine, im wesentlichen säulenförmige Wasserstrahlen 21 treffen auf die lockere faserschicht 22 auf, die von dem öffnungen aufweisenden Musterungebildner 23 getragen wird.

Sie Strahlen werden über die Schicht geführt, indem man den Musterungsbildner 23 und bsw. oder den Verteiler 19 bewegt, bis alle su behandelnden Teile der Schicht bei hoher Strömungsenergie gemustert und knäuelverflochten sind. Im allgemeinen erfolgt die Behandlung der anfängliehen Faserlage vorzugsweise, indem man den Musterungsbildner 23 mit der Faserlage unter einer Reihe feiner, im wesentlichen säulenförmiger Strahlen hinwegführt, die in Abständen über die Breite-des Behandlungsgutes angeordnet aind. Zur rascheren, kontinuierlichen Erzeugung knäuelverflochtener Waren kann man mit Beinen oder Bänken solcher In Abständen vorliegender Strahlen arbeiten, wobei diese unter rechtem Winkel oder anderen Winkeln sur Zaufrlohtung der Schicht und auch so angeordnet sein können, dass sie is Interesse einer glelohmässigeren Be-

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handlung eine Schwingbewegung vollführen. Die unter den Strahlenbänken hinweglaufende Schicht kann der Einwirkung von Strahlen zunehmend höherer Strömungsenergie ausgesetzt werden. Man kann die Strahlen während der Bildung der gemusterten, knäuelverflochtenen Waren auch rotieren oder eine Schwingbewegung vollführen lassen, kann mit einer stetigen oder pulsierenden Strömung arbeiten und kann die Strahlen senkrecht oder unter anderen Winkeln zur Schichtebene einwirken lassen, solange sie nur mit genügend hoher Strömungsenergie auf die Schicht auf treffen.

lig. 2 zeigt echematisch eine Vorrichtung, die sich für die kontinuierliche Herstellung von knäuelverflochtenen, gemusterten Waren gemüse der Erfindung eignet. Mit einer Pumpe 25, für die man eine der Pumpenarten verwenden kann, mit denen Hoehdruok-Wasserdampfboiler mit Wasser gespeist werden, wird die Flüssigkeit mit dem benötigten Druck zugeführt· Die Flüssigkeit wird bis zum Einsatz in dem Hochdruck-Speicher 27 gehalten. Die Faserlage 29, die auf herkömmlichen Wegen, wie mit einer Krempel oder einer Luft-Ablegeeinriohtung der Rando-Webber-Bauart hergestellt worden ist, wird kontinuierlich dem laufenden Trägerband 31 zugeführt, das von flexiblem, durchbrochenem Material, wie einem Sieb, gebildet wird. Das Irägerband kann auch den Musterungsbildner darstellen oder man kann, wie gezeigt, mit der Faserlage einen öffnungen aufweisenden Musterungebildner 30 zuführen, so dass Änderungen des Musters leicht durchführbar sind. Das !Trägerband wird von zwei oder mehr Walzen 32 und 33 getragen, die mit einem (nicht eingezeichneten)

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Antrieb für die kontinuierliche Bewegung des Bandes versehen sind. Über dem Band sind sechs Bänke von mit Austritteöffnungen versehenen Verteilern angeordnet, aus welchen auf die Faserlage in aufeinanderfolgenden Positionen während ihres Laufes auf dem Trägerband Flüssigkeitsstrahlen 34 auftreffen. Die Faserlage ISuft sunächst unter den mit Aue tr it taöffnungen versehenen, verstellbar angeordneten Verteilern 35, 36 hinweg. Die Auetritteöffnungen aufweisenden Verteiler 37, 38, 39 und 40 sind verstellbar an dem Rahmen 41 befestigt, dessen eines Ende beweglich von einem ortsfesten lager 42 und anderes Ende von einer Schwingvorrichtung 43 getragen wird, mit welcher der Rahmen zur gleichmässlgeren Behandlung über die Faserschicht hin- und herführbar ist.

Sie flüssigkeit wird von dem Speicher unter hohem Druck durch die Bohrleitung 18 den mit den Austrittsöffnungen versehenen Verteilern zugeführt, wobei jeder Verteiler wiederum mit der Rohrleitung 18 über eine gesonderte Leitung verbunden ist, die einen flexiblen Schlauch 44, ein Nadelventil 45 zur Druckeinstellung, einen Druckmesser 46 und ein filter 47 sum Schutz von Ventil und DÜsenöffnungen vor Fremdteilchen aufweist. Wie in der Zeichnung auf den Druckmessern angedeutet, werden die Ventile so eingestellt, dass jeder folgende Öffnungeverteiler mit höherem Druck gespeist wird, so dass die Faserlage 29 während ihres Hinweglaufs unter den bzw. Durchlaufs durch die Flüssigkeitsstrahlen 34 bei zunehmend hu- herer Strömungsenergie behandelt wird« Die Bedingungen sind jedoch leicht so einstellbar, dass man die jeweils gewünschte Musterungsund Knäuelverfleohtungsbehandlung der verschiedenen Faseraus^angs-

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lagen erhalten kann.

In bevorzugten Prüfungen werden die Vliesstoffe an Band der Häufigkeit (f) und Vollständigkeit (o) der Jaserverfitzung in einerungebundenen Ware, beatiount an Hand; der auf einer Instron-Prüfmaschine erhaltenen Streifen-Zerreisawerte, gekennzeichnet.

Die Häufigkeit oder Frequenz der Verfitzung (f) ist ein Maes für das Ausmass der Faserverfitzung längs einseiner Faserlängen in dem Vliesstoff. Je höher der Wert von (f) ist, desto grosser ist die Oberflächenbeständigkeit der Ware, d. h. ihre Beständigkeit gegen die Ausbildung von Pille und Ausfasern beim wiederholten Waschen.

Die Vollständigkeit der Verfitzung (c) wird von dem Anteil an Fasern wiedergegeben, die beim Prüfen eines langen und breiten Streifens reissen (anstatt auseinanderzugleiten), und steht in Beziehung zur Ausbildung der Warenfestigkeit. Eine Bewertung der Vollständigkeit mit 1 bedeutet, dass alle Fasern zur Ausbildung der Warenfestigkeit auegenutzt sind.

Die Produkte gemäss der Erfindung besitzen eine Yerfitzungshäufigkeit (f) von mindestens 20/2,54 cm ^und eine Vollständigkeit der Verfitzung (c) von mindestens 0,5·

Die Häufigkeit (f) und Vollständigkeit (c) der Verfitzung werden aus Streifen-Zerreissfesti&keitswerten errechnet, deren Bestimmung

₂₂ _ 909834/1376

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an Streifen der folgenden Grossen erfolgt:-

Streifen- Streifen- Hesslänge, Dehnungsgeschwinbreite-Symbol breite, cm cm, auf dem digkeit, cm/Min„

Instron-Prtifer

^wo	2,02	0	1,27
^W1	0,76	3,8	12,7
W₂	4,83	3,8	12,7

Bei gemusterten Waren werden die Streifen im zwei Richtungen geschnitten, nämlich (a) in der Richtung der Husterungegrate oder -linien dee.höchsten Gewichts (d. h. Gewicht Je Flächeneinheit) und (b) in einer Richtung unter 90° mit der Schneidrichtung (a). Bei ungemusterten Waren genügen zwei beliebige, miteinander einen Winkel τοη 90° bildende Schnittrichtungen«

Beim Schneiden der Streifen aus Waren mit einem sich wiederholenden Huster von Graten oder Linien hohen und niedrigen'Gewichts schneidet man so, dass auf die Streifenbreite eine ganze Zahl von wiederkehrenden Einheiten entfällt, wobei man den Schnitt stets durch den Teil τοη geringem Gewicht führt und in jedem Fall versucht, die gewünschten Breiten (w_Q, W₁, W₂) möglichst genau einzuhalten. Han prüft für jede Streifenbreite zehn.oder mehr Proben auf einem Instron-Prüfer mit Kiemmenflachen der Üblichen Grosse bei den oben genannten Hesslängen und Sehnungsgesohwindigkeiten. Sie durchschnittlichen Reisskräfte bei jeder Breite (w_Q, W₁ und W₂) werden in entsprechender Weise als T_Q, I₁ und T₂ angegeben,

_ 23 - 909834/1376

ORIGINAL INSPECTS*

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wobei sich zeigt, dass folgende Beziehung gilts

Ii

Sie vorstehenden Ungleichheiten dürften sich ergeben» weil

1. an den Schnitträndern der Proben, die bei grosser Messlänge

. geprüft werden» eine Grenzzone der Breite D beeteht, die für die Zugspannungeauf nähme unwirksam ist, und

2. bei der Messlänge von Null die Faserguteinspannung bei sich berührenden Hessklemmen erfolgt und alle Fasern die Zugspan« nung bis zum Bruchpunkt aufnehmen, während bei grosser Messlänge einige schlecht verfitzte Fasern ohne Bruch auseinandergleiten; der Anteil der zugspannungsaufnehmenden Fasern ist gleich der Vollständigkeit (c) der yerfitzung«

Wenn D kleiner als 1/2 W₁ ist, gilt

2B ³ W₂- 2B

und ergibt sich für D und c:

W₉T₁ So = T₁

" 2 (T₂ -^TJT 2T_O

Bei der Prüfung verschiedener Proben zeigt sich» dass im Falle

- 24 - .909834/1376

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Ton ο grosser als 0,5 der Wert von D/\/d7i,5> worin d den effek- » tiven Faaertiter behütet, ein Hass für den durchschnittlichen Abstand ist, den fasern in der Ware haben müssen, um so vollständig verfitzt BU werden, dass sie nicht ohne Bruch voneinander getrennt werden kunnen. Dieser Wert ist von der Faserlänge praktisch unabhängig. Sein Kehrwert ist gleich der Verfitzuiigehättfigkeit (f) auf 2,54 cm (Zoll), d. h.

f ■

(1/D)\yd/1,5.

Wenn die Ware Fasern verschiedener Titer enthält, wird als effektiver Titer (d) das gewogene Mittel der Titer gewählt.

Man bestimmt c wie auoh f in beiden Hauptrichtungen entsprechend der obigen Definition und errechnet als Wert das geometrische Mittel (d. h. die Quadratwurzel aus der halben Summe der Quadrate). Bei jeder Bestimmung von f entspricht ein negativer Wert von f einer sehr, starken Verfitzungehäufigkeit, wobei man als einzusetzenden Wert f gleich 100/2,54 cm wählt. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Wert von c kleiner als 0,5 D und somit f durch andere Faktoren als die Verfitzung beeinflusst werden können. Bei

einem Wert von ο kleiner als 0,5 hat. dementsprechend ein in der obigen Weise berechneter Wert von f keinen Aussagewert.

Die Streifen-Zugfestigkeit wird an Proben von 5,1 om länge und 1,27 om Breite (2 bzw. 0,5 Zoll) auf einemInetron-Zugfestigkeits-

... 25 - 8098347ms

BAD ORIGINAL

A*

prüfer bei einer Dehmmgigetohwindigkeit von 50 Aftin. bestimmt* Die Bruohkreft wird *uf das «ewicht normalisiert und als Sugf Stetigkeit auf die Seiinteleinheit genftu angegeben. Han wäscht Tor dem Prüfen bei. allen Proben da« Polyaere aus und trocknet.

Die Oberfläohenheständlgkeit wird in einer Waeobprüfung bestimmt, Die Prttfbesohiokung, die aus eeohs Inäuatrie-Bauawollwieohtüohern (uv eine fuseelquelle iu erhalten trad normale Waaohbedin* gungen naohsuabmen) und Bean Prüfungen besteht, wird in einer Hauehaltewaechmaschine der Bewegungewerk-Bauart bei "Bauewolle"-Blnateilung oder einer scharfen Waeeheinstellung und unter Verwendung einee Wäsohrei-iDetergent· gewaschen, wobei man sie einen Tolletändigen Va β oh-, Spül- und I euchttrocknungesyklue durchlaufen läset und darauf entnimmt und 20 Kin. in einem Eaushalte-Trookner der Irookentrommel-Bauart bei maximaler Trooknertemperatur trocknet. Dleae Arbeitsweise wird 15mal wiederholt, worauf man die Probe entnimmt und eubjektir auf Ausfaser- und Pillingbestandigkeit an Hand einer Skala von 1 (bester Wert) bis $ (sohleohteeter Wert) bewertet, wobei die Bewertungen sowohl für die behandlungeferne Seite (d. h. dem Kusterungssieb sugewandte Seite) als auch die behandlungenahe Seite erfolgen.

Sie relative Visoosität einer Polymerlöeung 1st gleloh dem Verhältnis der fliessselt der Polymerlöaung in einem Viscosimeter der Oswsld-Cannon-Venskc-Beusrt bei 25° β su derjenigen reinen Vassers.

-26- 909834/1379

BAD ORIGINAL

χι

Q-985/Q-985-R

B ei BP i β 11

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung der Erfindung auf die Verfiteung starker Schichten.

Die Auegftngesohio&t von 101,7 g/s² wird durch Luftablegung einer Aorylhare-Paeer (die analytisch Acrylnitril» Methylaorylat und Natriumetyrolsulfonat im Verhältnis von 93,6 : 6 % 0,4 ergibt) aus einer Mischung gleicher Gewichteteile Stapelfaser von 3,8 und 0,63 cm ISnge und von 1,5 den Einself asertlter erhalten.

Man gibt swei lagen dieser Schicht auf ein Sieb mit 80 χ 80 Ma-Bohen/2,54 cm (Öffnungsflache 16 jC) auf und führt sie swelmal mit 0,91 m/Min, durch bzw· unter eine Reihe von im wesentlichen sylindrlsohen, ununterbrochenen, vertikalen Düsenstrahl en einer Flüssigkeit, die aus einer Reihe trichterförmiger Öffnungen austreten, die in 20 Öffnungen/2,54 cm entsprechenden Abständen in einem etwa 2 ca über der Schicht befindlichen Verteiler angeordnet sind, wobei die BehandlungsflUssigkelt einen sylindrisohen Teil der Austrittsöffnung von 0,13 mm Durchmesser und etwa 0,025 mm Länge passiert und aus einen kegelstumpffUreigen Teil von 0,28 mm Länge und 0,38 mm Durchmesser am Endrand des Kegels austritt. Zunächst wird tfin Druck von 14 kg/cm² angewandt.

Die Schicht wird darauf untersucht, ob die Faserumlagerung in der planaren Ausgangssohioht auf der Sohiohtunterseite (dem Sieb

.27- ^09834/1376

■ " " λ*

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angewandten Fläohe;) eingetreten iat. Wenn die Umlagerung sich nioht durch die Sohioht erstreckt hat, wird die Behandlung mit einer neuen Sohioht unter Anwendung von Drucketeigerungen von jeweils 14 kg/om² bei höherem Druck wiederholt, bis die gewünschte Umlagerung erhalten oder der erreichbare Höchstdruck von 105 kg/om angewandt worden ist.

Diese Arbeitsweise wird mit 3» 4t 5 oder mehr Lagen der Ausgangssohioht und bzw· oder einer Sohioht von 339 g/m zur Erzielung höherer Gewichte wiederholt·

über Wasser hinaus werden als Strahlflüssigkeit die folgenden wässrigen !lösungen eingesetzt (wobei als Molekulargewichte die Heretellerangaben genannt sind)ι

Polymeres Molekular- Menge in Relative .„

gewicht der Lösung, Viscosität

A Poly-(äthylenoxid)

A.-1 600 000 0,5 3 - 4,3

A-2 50 000 3,0 6,3

A-3 H 000 10 6,2

B Poly-(acrylamid) 3 000 000 0,5 3,3

0 Poly-(vinylpyrrolidon) 360 000 2,0 8,7

D . Poly-(aorylamid/aorylsäure}-Mischpolymeres

("Polyhall 295«) «'- 0,3 23

.28- 909834/1376

" ORIGINAL IHSPECTEO

Q-985/Q-985-Ä

Vie di,e Ergebnisse (vergl. Tabelle I) zeigen^ betrttgt bei den angewandten Bedingungen das eine ITerfiteung Hit tasser (Irobe 1) bei dem Maximaldruck γόη 105 kg/om^ erlaubende Höchetgewioht 305 g/m². Die Anwendung von Polymerlösutigen bei den Proben Z bis 7 erlaubt eine Verfitzung von Sohichten viel höheren Gewiohts von der Ober- Ms aur Unterseite. Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass, nit den Proben 2 bis 7 der Anwendung Ton Wasser - soweit Wasser anwendbar ist - äquivalente Ergebnisse bei einem wesentlich niedrigeren Druck erhältlich sind und somit die Verfahrenelcoeten herabgeeetst werden.

Der Energieaufwand bei der Herstellung der Eroben 1 bis 8 liegi im Bereioh von 0,056 bis 0,85 Oal/g«

Die oben eingesetste, feine 8iebunterläge wird weiter duroh ein gröberee Sieg (mit einer derartigen Grobheit wie 3x3 Maschen/ 2_V54 om) bzw» eine perforierte Platte eraetet. Dabei werden alt der Ausnahme ähnliche Brgebnisse erhalten, dass die dem Sieb zugewandte Produktflache leicht gemustert ist und geprägt aussieht.

~ 29 -

INSPECTED ·' ι "■

Q-985/Q-985-R

T a b e 1 1 e I

sung, £ 204 3Ö5 4W 5^XT ΊΤΟ0

Probe Poly« Menge in Benötigter Mindeatdruok, kg/cm^e, für ein meres der Lö- Behandlungagatgewicht, g/«^?. von

1 keine» 35 70 X* X»

2 A-1 0,5 10,5 21 42

3 A-2 3,0 10,5 21 35

4 B 0,5 Η 63 ".. 77

5 C 2,0 H 56

6 D 0,3 21 42 70 73

7 A-3 10 14 28 49 70

*) Verfitzung selbst bei 105 kg/ea² nicht möglich.

Beispiel 2

Ee werden Vliesstoffe unttr Anwendung der Ausgangsschicht, der Polyaerlöaung A-1, des Sitbes und der.Auetritteöffnungen von Beispiel 1 hergestellt, inde« man die Sohioht alt 0,91 a/Min. wie folgt durch die Strahlen führtι

1. Zwei Durchgänge bei 35 kg/on mit eine« Deokaleb τοη

14 χ 18 Maaohen.
2ο Wendung der Sohioht·

3« Bin Durohgang bef 14 kg/cm² ohne Decksieb. 4,. Sin Durohgang bei 70 kg/en unter Sohwingbewegung der Düsen.

- 30 - 90983A/1376

■■■■"..'. 161914b

Die ait der Polymeriöeung und alt Wasser erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle II unter ο und d genannt*

Die obige allgemeine Arbeitsweise wird unter Ersatz der Austrittaöffnungen durch solche einer ähnlichen Bauart mit einem zylindriechen Teil von 0,177 mmDurchmesser bei 20 Öffnungen/2,54 cm entspreohenden $ffnuttgsabet&aden und unter Anwendung einer Kombination iron »rücken von 35 und 70 kg/cm² sur Einwirkung der gewünschten Energie wiederholt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II untere und b genannt.

Wie.die Tabelle eelgt, führt die Anwendung der Polymerlösung bei beiden Energiestärken zu einem wesentlich dauerhafteren Produkt als Wasser bei den gleichen Bedingungen.

Die Arbeitsweise für a und b wird unter Verwendung einer leichteren Ausgangsschicht und Behandlung bei verschiedenen Energiewerten wiederholt. Man trägt die verbrauchte Energie als Funktion der Zugfestigkeit des Produktes auf und ermittelt durch Interpolation eine Standardzugfeetigkeit (e und f in Tabelle II). Dabei sseigt sich, dass' die Anwendung der Erfindung den Energieverbrauch für ein gegebenes Eigensohafteniveau um mindestens 50 i» vermindert.

Beispiel 3 Eine Schicht aus 65 ί> der 3 »8-cm-Acrylharε-Stapelfaser von Bei-

-31 ..." 90983A/1376 ' ORIGSMAL WSFECTHJ

ι ο ι a

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spiel 1 und 35 $ 0,63-em-Reyon-Stapelfaeer mit einem Einzelfaser- ' titer von 1,5 den wird zur Verfitzung in, der folgenden Kombinationebehandlung auf einem Sieb mit 30 χ 8 Maschen (öffnungsflache 35 $>) mit 1,37 m/Min, durch die Strahlen einer wässrigen Lösung des Polymeren A-I von Beispiel 1 geführt, die aus Austrittsöffnungen von 0,177 mm Durohmesser nach Beispiel 2 erhalten werden (Produkt g nach Tabelle IX), und die Behandlung dann mit Wasser als Streckflüssigkeit (Produkt h) wiederholt, wobei die überlegene Unversehrtheit der Probe g in Bezug auf h augenscheinlich ist:

1. Ein Durchgang bei 35 kg/cm mit einem Decksieb von 14 x 18 Maschen.

2. Wiederholung von 1. ohne Decksieb und unter Schwingbewegung der Düsen»

3* Wendung der Schicht auf der Siebunterlage·

4. Wiederholung von 1. ohne Decksieb.

5. Ein Durchgang bei 70 kg/cm unter .Schwingbewegung der Düsen.

B e is Diel 4

Schichten der Zusammensetzung nach Beispiel 1 werden zur Verfitzung nach dem Behandlungsplan von Beispiel 3 auf einem Sieb von 150 χ 150 Maschen (Öffnungsflache 37 ?0 mit 1,37 m/Min, durch die aus Austrittsöffnungen von 0,177 mm Durchmesser nach Beispiel 2 erhaltenen Strahlen einer wässrigen Lösung dets Polymeren Ä-1 (Beispiel 1) geführt, (Probe i, vergl. Tabelle II).

Die Arbeitsweise wird unter Verwendung von Wasser als Strahlflüs=

IÜ.I-5*

Q-985/Q-985-R \ *

slgkeit wiederholt (Probe j). Die gegenüber 3 stark verbesserten Zugfestigkeitselgensuhaften der Probe i kommen auch in der Überlegenen Oberflächenbeständigkeit zum Ausdruck» ■

B e 1 β ρ ie I 5

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung eines nur langen Stapelgutes auf zwei verschiedenen Musterungesieben.

Man führt Schichten aus 100 ?0»8-cm-Aorylharz-Stapelfaser na oh Beispiel 1 zur Verfitzung auf Sieben von 30 χ 30 Maschen (öffnungsflache 27 ^) oder Sieben von 80 χ 80 Maschen (öffnungsflache 16 ^) mit 1,37 m/Min, mehrmals durch die Strahlen der Polymerlösung von Beispiel 4, die aus den Auetritteöffnungen von 0,177 mm Durchmesser naoh Beispiel 2 bei 35 und 70 fcg/om² erhalten werden (Proben k und m). Die bei den Proben k und m angewandte Arbeitsweise wird unter Verwendung von Wasser wiederholt (Proben 1 und n) · Wie in Tabelle II gezeigt, ergibt die Anwendung der Erfindung bei diesen Bedingungen- im Vergleich -mit Proben, die bei den gleichen Bedingungen mit Wasser hergestellt werden, eine massige Verbesserung der Zugfestigkeit und sehr starke Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Produktes.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt den Einsatz grObertltriger Fasern bei dta Verfahren·

_ «:„. 809854/1378 * '

Ala Vaeer wird für die Proben ο und ρ eine aelbatkräuselnde koaponenten-Aorylhars-faser der Zusannensetsung nach Beispiel III der USA-Petentaohrift 3 092 692 Mit einer Stapellänge τοη 3,θ om und einen Einselfadentlter von 6 den eingesetst»

Man führt eine Schicht der Faser auf einen 8ieb von 40 χ 40 Maaohen (Uffnungaflache 21 t) in Mehreren Behandlungen hei verschiedenen Drücken von bie ssu maxiaal 105 kg/cn² mit 1,82 n/fcln* durch die Strahlen einer wässrigen Lösung des Polyaeren A-1 (Beispiel 1), die aus den Auetrittauffnungen von 0.177 ram Durchmesser nach Beispiel 2 erhalten werden (Probe o). Die Arbeitsweise wird dann unter Verwendung von Wasser genau wiederholt (Produkt p).

Die Probe q. wird in ähnlicher Weise, aber unter Einsäte einer 3-den-Faeer (der chemischen Zusammensetzung nach Beiapiel 1) in einer leichteren Schicht hergestellt. Die Probe τ wird In der gleichen Weise ait Wasser hergestellt, und duroh Wiederholung der Behandlung alt Wasser wird die Probe a erhalten.

Wie die Tabelle II zeigt, führt die Anwendung der Erfindung im Vergleich mit Produkten, die alt Wasser bei. dem gleiohen (oder den dreimal so groaaen) Energieverbrauch hergestellt werden, eu einen in Zugfestigkeit, Verfitsungshttufigkeit, Vollständigkeit der Verfltiung und Oberflttobenbsstaadlgkeit überlegenen Produkt.

9098347 137$

BAD

Ia belle II

Pro- Arbeitsbedingungen be

Produkt-Eigeneohaften

Ausgangs- Züsatsaitgewioht, tel

g/»^z

102

67 67

102 67 67

204 170

Art

mmmttm

A-1

keines A-1 keines

A-1 keines

A-I keines

A-1 keines

A-1

keines A-1 keines

A-I

keines

A-1

keines

Menge,

wm

0,5 0,5

0,38

0,5

0,38

0,38 0,38

0,5 0,5

Angewandte Zugfestig- f ο Oberflä- Energie, keit, (MD) (MD) ohenbe- Cal/g g/om Je ständig-

(MD*) keit

1,8 1,0

2,8 5,6-7,0

1,8 2,8

3,8 6,6

3,5

4,1

12,2

15,7
15,7

22,6
10,0

21

19,5
24,6
19,5

21

14,2

27»4

21,6

30
17
38
20
30

4,8/4,8 3,8/2,3 4,5/2,0 eerstSrt

>3,5/3,5 £3,5/3,5

4,3/4,8 2,0/2,5

5/5 2/2 .

4,0/4,5 1,5/2,0 4,5/3,0 2,3/1,8

0,92

0,79

0,99 3,5/3,5

0,92 2,0/1,5

0,92 3,5/2,5

*) Masohinenriohtung

- 35 90983A/1376

SAD ORIGINAL

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Be ie ρ i e 1 7

Dieses Beispiel erläutert den Einsäte anderer Polymeren.

Ali Atts£angssohloht wird eine regellose Sohioht von 101,7 g/m Oewioht aus der Aorylhars-PaeerAeyon-Paeer-MlBchung von Beispiel 3 eingeietEt. Die Sohioht wird zur Verfitzung auf einem 80-Masohen-Sieb ait 3,66 m/Min, duroh die Strahlen einer Flüssigkeit geführt» die aus den AustrittsBffnungen von 0,177 mm Durohmesser naoh Beispiel 2 erhalten werden, und dabei der folgenden Kombinationsbthandlung unterworfen« wobei die Oeeamt behänd lung su einer Energiezufuhr von 1,4 Cal/g führts

1· Bin Durchgang bei 70 lcg/om mit einem auf der Schicht angeordneten Sieb von Ux 18 Masohen.

2. Wiederholung von 1. ohne Deoksieb und unter Schlingbewegung der DU·en.

3· Wendung der Sohioht auf der Siebunterlage.

4· Wiederholung von 1.

5. Wiederholung von 2.

Die mit Lösungen von Polyvinylpyrrolidon (von Beispiel 1) und Wasser erhaltenen Ergebnisse «eigen die Proben a und b von Tabelle XZZ.

Das Verfahren wird unter Anwendung eines Drucke von 35 kg/om² in dsn Seliamdlungeetufen 1 'und 4 (woraus sich eine Energiezufuhr

-36.- 909834/1376

BAD

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von 0,94 Cal/g ergibt) wiederholt. Die ait Poly-(acrylamid) (τοπ Beispiel 1), .Poly-(natriumetyroleulfonat) einer Handelseorte und Wasser erhaltenen Ergebnisse seigen die Proben ο bis e von ' Tabelle IZX.

!Tabelle III

Probe Polymeres in der Lösung Relative Zugfestigkeit (HD/CD), Art . Menget H?⁰*¹- *&* ?· ^*

a Poly-(vinyl- ..

pyrrolidon) 2,0 6-6,5 25/27

b keines 0 1 20/25

ο Poly-(aorylamid) 6,5 2,4-3,5 17/20

d Poly-(natrium-

styrolsulfonat) 0,5 2,9 - 7,5 17/20

e keines 0 1 13/1.1

Beispiel 8

Dieses Beispiel seigt die Verbesserung der Oberflttohenbeständigkeit eines Bit Polyaerlusungen hergestellten Vliesstoffe.

Man behandelt die Ausgangssohioht naoh Beispiel 7 unter Anwendung der dort beschriebenen Düsen und Behandlungefolge auf eine Energie »uf uhr yon 1,7 Cal/g, besogen auf das durohsohnittliehe Bndgewloht von 85 g/sr.

Die Bewertungen der Oberfläohenbestindigkeit naoh 5 Wasohsyklen

.37 . 909834/1376

at

Q-985/Q-985-B

■lud in der TaDeIl* IT in for* der Prosen a, b und ο ftty die wrsohiedeuen Polyaerltfsungen und fur Was··» bei avei Tftsefeledenen MtaaterongMieben genannt· Die fur dl· vasaerbehandelteu Produkte (a) genannten Wert· stollen daa Mittel au· drei Ter-•ohledencn Beratellungsgüngen dar. .

Alle Proben sind fest! die bei den verschiedenen Behandliingen erhalten* Streif en-Zugfestlgtoit (Burohaohnltt au· beiden Biohtun- gen) betrögt 16,3 bi· 22,2 g/oa Je g/o·².

Beispiele,

Die Ausgangasohlohten naoh Belapi·! 8 werden sur Terfitsung auf eines 80- oder 20-ÜMoheneieb alt 0,82 m/Hln. durch dia Strahlen naoh Beiaplel 6 geführt und dab·! der folgenden Xoabinationab·- handlung unterworfen, wobei die Oeaaatbehandlung «laa fcergi·- sufuhr Ton 2,1 Gal/g, belogen auf daa Suroheohnittgewioht der Produkt· Ton 68 f/»², ergibt t

1. Un Surohftng bei 21 kg/oe² »it eines auf der 8ohioht Torge-•ehenen Slab τοη 14 ζ 18 Miaohea.

2. Yloderholoag τοη 1 · ohm· D«ok9leb,

9· Wiederholung τοη 2· water SohwimgbeweguBg dar aus·»· 4« VemdüBg der lohioht auf dar Siebunterlege.

5· Wiederholung τοη 1.

6· Sw·! Surehgitog· bei den Bedingungen τοη 2·

909834/1376_r --■

BAD

»i· Ob«riltelHrtibt»tUndijfVett naoh ewei Waeohejrfcl en let in der Ta-

t»U· ΐν g#n«Bnt (rrobtn d_f β und f), wobei ie fall« der Probe d g«tlNltuite Hir*tellun«3vereuohe mit Waeeer durchgeführt worden

•lud, da fcti&e nut dem eo-Haeohen-Bieb erhaltenen Proben durch cwei Voohbehfiftdtttn^tti eeritört wurden, während τοπ ewel auf dem 20-Ma»oheti-SUb erhaltenen Proben eine duroh iwet Waeobbehandlungen seretbrt Vurde, während die andere eine Oberflätohenbewertung von 0 *riii#lt.

Die Produkte sind featj ihre Streifen-Zugfeetigfcelt (Duroheohnitt aus swei Eiohtungen) reicht von einem niedrigen Wert von 12_f6 bei dt η ait Waeeer hergestellten Proben bie bu dea hohen Wert von
18,$ g/om je g/a bei den löeungiibehandelten Proben»

₃₉_ 909834/1376

1619U5

Q-985/Q-985-R

a b e 1 1 e IV

Probe	Polymeres in der	Lösung	Relative	Oberflächenbeständi^keit	80 χ 80 Maschen- Sieb
	Art	Menge,	Viscosi·= tat	20 χ 20 Maschen- Sieb	1.4/2,6
a	keines	0	1	1,9/2,9	2,0/3,0
b	Poly-(äthylen- oxid)	0,5	1.7	4,2/4,5	3,5/4,7
C	Poly»(acrylamid)	0,5	3,0	4,0/4,5	durch die Prüfung zer stört
d	keines	0	1	1,0/1,0

e Poly-(natrium-

styrolsulfonat) 1,5

f Poly-(acrylamid/ acrylsäure)-Mischpolymeres 0,3

8-17 2,7/4,0

15-50 1,3/2,5

3,5/4,7

2,2/2,5

90983A/ 1376

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren ssur Herstellung von Vliesstoff produkten unter Hindurchführen einer Pasermateriallage von mindestens 68 g/m Gewicht durch eine Anzahl von mit genügender Energie auf die Sohicht auftreffenden Dtisen-Flüesigkeiteetrahlen, um eine Ineinandermischung und Verfitzung der Fasern und Bildung, einer von selbst zusammenhaltenden Schicht zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung mit Strahlen einer wässrigen Lösung eines hochmolekularen Polymeren aus der Gruppe

I. Polyäther und

II. substituiert® Pol/kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen

/Ή X\ aus Struktureinheiten der Formel/- 0 - C - !bestehen, worin

VH H ψ £ X eine hydrophile Gruppe aus der Klasse -G-NH₂, -C-OH und Salze derselben

SD-Na
j

und -N^ \

Njh C

- CH₂

bedeutet, ■ .

durchführt, wobei das Polymere in einer Menge vorliegt, die eine wässrige Lösung mit einer relativen Visoosität von 1,2 bis 25, bestimmt bei 35° C, ergibt, und ein Polymeres mit ein·* einer relativen Visoositat, bestimmt an einer frisch subertiteten, 0,5^igen, wässrigen Lösung bei 25° C, von mindestens 1#1

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0-985/Q-985-R

entsprechenden Molekulargewicht verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das· man die faeermateriallage zur Bildung eines gemusterten Vliesetoffee auf einem Musteriuigebildner als unterlage durch Strahlen mit einer Strömungsenergie bei dem Behandlungsabstand von über 9000 führt.

3* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Fasermaterial mit einem Einzelfasertiter von über 4,0 den einsetzt. ■

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Bildung eines eohweren Produktes eine Fasermaterlallage von mindestens 510 g/m² Gewicht auf einer Siebunterlage mit Im wesentlichen zylindrischen Strahlen behandelt, die aus Austrittsöffnungen bei einem Druck von mindestens 77 kg/cm gebildet werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruch· 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polymer·· au· der Gruppe--Polyäthylenoxid, Polyacrylamid und Polyvinylpyrrolidon einsetzt. . .

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