DE1921244B2

DE1921244B2 - Verfahren zur Herstellung eines nicht-gewebten Textilstoffs

Info

Publication number: DE1921244B2
Application number: DE1921244A
Authority: DE
Inventors: Barrie Linton Pontypool Monmouthshire Davies (Grossbritannien)
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1968-04-25
Filing date: 1969-04-25
Publication date: 1974-08-22
Also published as: IL32075A0; FI50155C; BE732152A; CA929089A; DE1921244C3; BR6908378D0; GB1269934A; SE353108B; ES366445A1; DE1921244A1; ATA406769A; NL6906373A; FI50155B; AT327147B; FR2006956A1

Description

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Die britische Patentschrift 932 483 beschreibt eine nichtgewebte Bahn, die mindestens 50 Gewichtsprozent synthetische organische, spontan verlängerbare Fasern 5» enthält, wobei der Ausdruck »spontan verlängerbar« bedeutet, daß ('ie Fäden um mindestens 3% verlängerbar sind, wenn sie 5 min lang auf eine Temperatur 3O⁰C über die Übergangstemperatur zweiter Ordnung der Fasern erhitzt werden. Bei diesem Verfahren wird eine Bahn hergestellt, die in solcher Weise behandelt wird, daß sich die Fasern verlängern und die Struktur gebunden wird. Es ist angegeben, daß es wesentlich ist, daß einige Bindungen bereits gebildet sind, bevor die Verlängerung beendet wird, und eine gewisse Verlängerung bereits eingetreten ist, bevor die letzten Bindungen gebildet werden. Vorzugsweise wird sowohl das Binden als auch das Verlängern gleichzeitig durchgeführt.

Es hat sich aber herausgestellt, daß die in der bri- ⁶S tischen Patentschrift 932 483 beschriebenen Produkte nicht die Kombination von Abriebbeständigkeit und Eigenschaften besitzen, wie es erwünscht ist. Auf Grund ihrer Eigenschaften lassen sich diese Produkte nicht für Kleidungsstücke verwenden.

Es wurde nunmehr gefunden, daß ein wesentlich besseres Produkt erhalten wird, wenn man dafür sorgt, daß die Fäden zuerst vollständig gewachsen sind, bevor die Bindebehandlung durchgeführt wird, so daß also während und nach der Bindebehandlung kein Wachsen der Fäden mehr eintritt.

So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Textilstoffs vorgeschlagen, bei welchem eine Bahn aus endlosen thermoplastischen Fäden, die in ihrer Länge um mindestens 3% wachsen können, hergestellt wird und hierauf die Fäden in der Bahn durch Wärme-, Feuchtigkeit Lösungsmittel- oder Quellmittelbehandlung unter Verhinderung eines Längen- und Breitenwachstums der Bahn unter Druck zur Längung veranlaßt und miteinander verbunden werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zuerst die Längung der Fäden ausgelöst wird, und anschließend, jedoch erst wenn das Wachstum der Fäden zu Ende ist, das Binden durch Erweichen der Fäden vorgenommen wird.

Beim erfindungsgemäßen nichtgewebten Textilstoff sind die Fäden derart angeordnet, daß mindestens 10%, vorzugsweise 25% oder mehr, der Fäden, welche die Mittelebene des Textilstoffs kreuzen, dies unter einem Winkel zwischen 45 und 90° zur Ebene des Textilstoffs tun.

Die endlosen Fäden müssen beim erfindungsgemäßen Verfahren so ausgewählt werden, daß sie in der Länge um mindestens 3%, vorzugsweise mindestens 10% oder mehr, wachsen können, während sie bereits in der Bahn vorliegen und bevor die Bahn gebunden wird. Ein solches Fadenwachstum kann dadurch stattfinden, daß sie lediglich der Almasphäre ausgesetzt werden oder daß irgendeine geeignete Behandlung angewendet wird, wie z. B. eine Behandlung durch Wärme oder durch Lösungsmittel oder durch Quellmittel.

Die Fäden die zu einem Längenwachstum fähig sind und die gemäß der Erfindung verwendet werden, können ein oder mehrere Polyamidkomponenten, die im frisch gesponnenen Zusatz eine niedrige Doppelbrechung aufweisen, enthalten, wobei die Fäden zu einem Längenwachstum fähig sind, wenn sie der Wärme oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Das Längenwachstum kann stattfinden, wenn das Polyamid der Atmosphäre oder der Wärme ausgesetzt wird, und es ist bekannt, daß es rasch stattfindet, wenn das Polyamid Dampf ausgesetzt wird. Beispielsweise wurde gefunden, daß Fäden aus Polyhexamethylenadipamid, das eine Doppelbrechung zwischen 0,0025 und 0,04, vorzugsweise zwischen 0,006 und 0,035, besitzt, wobei der Faden gegebenenfalls mit einem Mischpolymer aus Hexamethylenadipamid und F-Caprolactam umhüllt sein kann, in der Länge bei Anwendung von Wärme der Feuchtigkeit in einem solchen Ausmaß wachsen, wie es durch die vorliegende Erfindung gefordert wird. Alternativ können die Fäden ihr Längenwachstumsvermögen durch vorhergehende Behandlungen erhalten haben.

Die Verwendung von endlosen zusammengesetzten Fäden, welche zwei oder mehr faserbildende synthetische polymere Komponenten enthalten, wobei mindestens eine der Komponente mindestens einen Teil der Umfangsfläche eines jeden Fadens einnimmt und ohne wesentliche Beeinflussung des Restes des Fadens klebrig gemacht werden kann, ergibt ein besonders brauchbares und zweckmäßiges Verfahren zum Binden

der Textilstoffe. Wenn Bindemethoden verwendet werden, bei denen beispielsweise nichtfaserförmige Binder cder homogene Binderfasern zur Verwendung gelangen, dann fließt der Binder mindestens zum Teil in die Zwischenräume der Struktur, wodurch Fäden miteinander verbunden werden, die einander nicht berühren; im allgemeinen wird hierdurch den Strukturen ein harter und steifer Griff und eine verringerte Flexibilität verliehen. Wenn zusammengesetzte Fäden, wie sie oben definiert wurden, verwendet werden, _iQ dann fließt die klebende Komponente nicht übermäßig', sondern bleibt mit den nichtklebenden Komponenten der Fäden verbunden, wodurch Bindungen nur dort gebildet werden, wo sich die Fäden berühren.

Die für die zusammengesetzten Fäden verwendeten Komponenten sollten so sein, daß eine Komponente, die mindestens einen Teil der L'mfangsfläche eines Fadens einnimmt, ohne Beeinflussung des Restes des Fadens klebrig gemacht werden kann Die Komponente ka.'in beispielsweise bei einer niedrigeren Temperatur als der R.t-t des Fadens unter den ausgewählten Bindebedingungen klebrig werden oder sie kann beispielsweise durch ein Lösungsmittel solcher Art klebrig gemacht werden, daß der Rest des Fadens nicht klebrig wird. Wenn beispielsweise die unbeeinflußte Kompo" nente Poiyhexamethylenadipamid oder Polyethylenterephthalat ist, dann kann die klebrig zu mmh'cnde Komponente beispielsweise aus Poly-r-Caproiactam oder einem Mischpolymer aus Hex;imethylenadipamid und f-Caprolactam oder Poly-w-Amino- und Ecylsäure oder einem Mischpolymer aus Hexamethylenadipamid und Hexamethylensebacamid bes'ehen.

Die Anordnung und die Verhältnisse der Komponenten der zusammengesetzten Fäden hängen von der zur Bewirkung des gewünschten Längenwachstums verwendeten Behandlung und der geforderten Bindefestigkeit ab. Es wurde gefunden, daß, insbesondere wenn ein Polyamid in den Fäden vorhanden ist, die klebrig zu machende Komponente in günstiger Weise eine Hülle um den Rest der Fäden bilden kann oder in F⁷Om? eines schmalen Streifens, der sich entlang der Oberfläche der Fkden erstreckt, vorliegen kann.

Die Verwendung von zusammengesetzten Fäden in den Bahnen der vorliegenden Erfindung wird zur Erzielung der richtigen Bindebedingungen bevorzugt. Die bekannte Verwendung von kräuscll'ähigen Fäden steht in keiner Weise den Erfordernissen für ein Längenwachstum der Fäden und der dabei erhaltenen Fadenanordnung entgegen, d. h., daß zusammengesetzte Fäden, die in ihrer Länge wachsen können und gleichzeitig kräuselfähig sind, gemäß der Erfindung nicht ausgeschlossen sind.

Die Erahnen aus endlosen Fäden können durch jedes Verfahren hergestellt werden, aber bei besonders brauchbaren Verfahren werden Luftschleuderer verwendet, die die Fäden beispielsweise auf eine durchlöcherte, sich bewegende Oberfläche befördern und dort ablegen, um die Bahn zu bilden. Die Fäden können in einer willkürlichen Weise abgelegt werden oder können in einer Reihe von ineinandergreifenden und überlappenden im wesentlichen parallelen Bändern abgelegt werden, wobei die Fäden in einem jeden Band willkürlich angeordnet sind. Die Bahn kann weiterhin nur zusammengesetzte Fäden, die eine Binderkomponente enthalten, aufweisen, oder sie kann solche Fäden in Mischung mit anderen Fäden aufweisen. Wenn die endlosen Fäden unter Bildung einer Bahn mit Hilfe eines Luftschleuderers abgelegt wurden, dann wurde gefunden, daß der Anteil der Fäden, welche die Mittelebene des Textilstoffprodukts mit Winkeln zwischen 45 und 90" kreuzen, steigt, wenn der auf den Luftschleuderer angewendete Luftdruck erhöht wird.

Es ist nötig, daß die Bahn festgehalten wird, so daß eine Vergrößerung der Länge und der Breite derselben verhindert wird, während die Fäden zwecks Bewirkung des Längenwachstums behandelt werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die Bahn mit einem Zwischenpapier unter kontrollierten Spannungsbedingungen aufgerollt wird oder daß die Bahn zwischen Bändern oder Platten festgehalten wird, wobei mindestens ein Band oder eine Platte vorzugsweise perforiert oder porös ist, damit die Fäden der Bahn wirksamer der Behandlung ausgesetzt werden, durch welche ihr Längenwachstum verursacht wird. Durch Festhalten der Bahn während des Längenwachstums wird der Struktur ein bestimmter Aufbau verliehen und zusätzlich wird auf der Bahn eine attraktive gerunzelte Oberfläche erzeugt. Die tatsächliche Festhaltekraft hängt vom jeweils gewünschten Aufbau ab. Sie liegt aber vorzugsweise zwischen 0,0035 und 0.35 kg:cm² senkrecht zur Ebene der Bahn. Wenn der Druck zu gering ist, dann sind die Wellungen des Runzeleffekts zu weit voneinander entfernt, als daß sie brauchbar wären, und wenn der Druck zu hoch ist, dann liegen die Wellungen zu nahe aneinander oder können überhaupt nicht auftreten. Das Oberflächenaussehen und die Fadenanordnung können auch weiter dadurch kontrolliert werden, daß man einen Teil des Längenwachstums der Fäden ohne Anwendung irgendeines Festhaltedrucks gestattet und daß man das weitere Längenwachstum unter Anwendung eines Festhaltedrucks vor sich gehen läßt.

Das gerunzelte Aussehen der auf diese Weise erhaltenen Oberfläche ist nicht regelmäßig, wobei die Wellungen über kurze Längen in allen Richtungen auftreten 'ind die Oberfläche sich von derjenigen unterscheidet, die dadurch gebildet wird, wenn man eine Bahn aus Fäden zieharmonikaartig faltet.

Das Wachsen der Fäden in der Länge muß in einer gesonderten Stufe vorgenommen werden, bevor das Binden durchgeführt wird. Das Wachsen in der Länge kann dadurch bewerkstelligt werden, daß man die Bahn der Wärme aussetzt, was beispielsweise durch Behandlung mit Dampf geschehen kann.

Bei der Bindestufe können Wärme oder Lösungsmittel angewendet werden, aber wenn Wärm: angewendet wird, dann wird es. bevorzugt, daß mindestens etwas Dampf vorhanden ist, um einen Abbau der Polymeren der Fäden zu verhindern. Wenn Wärme verwendet wird, dann hängt die jeweils verwendete Temperatur von der Temperatur ab, bei der die Binderkomponente durch die jeweils angewendete Wärmebehandlung klebrig gemacht wird. Es muß, in Abhängigkeit von der verwendeten Menge Binderkomponente, darauf geachtet werden, daß die Binderkomponente keine zu hohe Temperatur erreicht; 5 bis IOC über derjenigen Temperatur, bei der sie klebrig wird, reichen im allgemeinen aus. Wenn eine Bindung durch trockene Wärme erfolgt, dann liegt die Temperatur im allgemeinen in der Gegend des Schmelzpunktes der Komponente, wenn jedoch eine Bindung in einer Atmosphäre ausgeführt wird, welche den Klebstoff solvatisiert oder weich macht, wie z. B. wenn gesättigter Dampf zum Klebrigmachen eines Polyamidklebstoffs verwendet wird, dann ist die Temperatur, bei der das Polyamid klebrig wird, viel niedriger als

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der Schmelzpunkt bei trockener Wärme, wodurch eine Um zu zeigen, daß dns Längenwachstum der Fäden

leichtere Temperaturkontrolle, Einsparuneen in den weitgehend zu Ende war, bevor das Binden begann, Kosten und im allgemeinen uach ein Schutz der Quaü- wurde ein Teil der Bahn, weiche die bereits gewachtät der Fäden als Ganzes erzielt werden. Wenn eine senen Fäden enthielt, zwischen Drahtnetze gelegt, und Lösungsmittelbindung verwendet wird, dann wird die 5 dann unter identischen Bedingungen der obigen Binde-Art des Lösungsmitte·. In Abhängigkeit von den ver- behandlung unterworfen. Das Aussehen und die Eigenschiedenen verwendeten Komponenten ausgewählt, schäften waren ähnlich wie bei der Bahn, die ohne U5ii die gewünschte Bindecharakteristik zu erzielen. dieses Festhalten gebunden wurde. Im Gegensatz hier-Während des Bindens, d. h. während die Binderkom- zu bestand eine Probe der Bahn, die vor der Bindeponente klebrig ist, kann Druck angewendet werden. 10 behandlung nicht einer Behandlung zum Wachsen-Dieser kann größer oder kleiner sein als der Festhalte- lassen der Fäden unterworfen worden war, aus einem druck, der während der Behandlung zum Längenwach- verhältnismäßig steifen Produkt niedriger Dichte, stum der Fäden angewendet wird. Wurde diese Bindebehandlung zwischen Drahtnetzen

Die Erfindung wird nun durch das folgende Beispiel durchgeführt, dann wurde das Muster der Drahtnetze näher erläutert. x5 aufgeprägt.

Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen nicht-

_ . . , gewebten Textilstoffs waren wie folgt:

Beispiel ⁶

_ ,. _ ., _{r J} Gewicht (g/m²) 69,70

Endlose zusammengesetzte Zweikomponentenfaden mittlere Dicke (cm) 0,06

der Hülle- und Kern-Type wurden aus einem Spinn- 20 _D- , ₍ , .. q j jg

kopf mit 28 Löchern für zusammengesetzte Fäden bei mittlere Biege teifheit (mg· cm)".'.'.'. 16θ!θ

einer Extrusionstemperatur von 280° C extrud«rt Das Abriebbeständigkeit keine Filamentierung

Verhältnis von Hülle zu Kern war 35:65. Die Hülle ⁶ nach300Zyklen

bestand aus einem 70:30-Mischpolymer aus Hexa- _R uia^iW^ 7 70

methylenadipamid und t-Caprolactam, und der Kern 25 ^Brucniasi 1*8' '

bestand aus Polyhexamethylenadipamid. Die Fäden Dieses Produkt konnte für die Herstellung von wurden in 4 Gruppen von 7 Fäden aufgespalten und Kleidungsstücken verwendet werden,
diese Gruppen wurden dann in 4 Luftschleuderer ein- Im Gegensatz hierzu besaß eine Bahn, die nicht vorgeführt, die mit Druckluft von 5,6 at gespeist wurden. her zum Wachsenlassen der Fäden behandelt, sondern Die Luftschleuderer wurden quer über ein Löcher auf- 30 direkt in dem gleichen Bindeofen unter den gleichen weisendes Förderband hin- und herbewegt, wobei sich Bedingungen gebunden wurde, die folgenden Eigendas Förderband senkrecht zur Bewegungsrichtung der schäften:
Luftschleuderer bewegte. _n . , , ₂\ 71 η

Die Luftschleuderer verstreckten die Fäden und for- °"^WICm *^g.^/m ' ■ ■ \ _n,'. ^₅

derten sie in willkürlicher Weise zum Förderband. 35 η Uf^ , I ' 00475

Die relativen Geschwindigkeiten der Vorwärtsbe- -»ι n· ♦ γΰ'-i V \ ?snn

weg.ng des Farbbandes J der Q-beweg.ng der %££33$Α ""·' ,TL FiiaSLn,,*

Luftschleuderer wurden so eingestellt, daß eine Bahn ^& nach 50 Zyklen mit einem gleichmäßigen Gewicht von 70 g/m² erhalten

wurde. 40 Die Abriebbeständigkeit wird mit einem Martindale-

Diese Bahn wurde in der in dem Beispiel der deut- Tester gemessen, der eine horizontal befestigte Testschen Offenlegungsschrift 2 024 388 beschriebenen Vor- probe bereibt, wobei die Abriebfläche kreisförmig ist richtung einer Atmosphäre von gesättigtem Wasser- und eine Fläche von ungefähr 80 cm² aufweist. Der dampf bei 95°C ausgesetzt. (Diese Vorrichtung besitzt Reiber besteht aus einer Scheibe mit einer Fläche von eine Rolle und ein durchlässiges endloses Band, das 45 10 cm², welche mit einem Kammgarnreibetuch bedeckt teilweise um die Rolle herumläuft, wobei die Bahn ist; die Reibegeschwindigkeit beträgt 1 Zyklus/sec. dazwischen hindurchgeführt wird. Die Vorrichtung Das Reibetuch besitzt ein Gewicht von 187 g/m² und besitzt weiterhin einen mit gesättigtem Waserdampf besteht aus einem 2 · 32 Ne Kammgarn mit 12,5 beschickten Trog unter der Rolle und unter dem Band, Drehungen/25,4 mm Z-Zwirnung in den Einzelsträngen wo sie zusammenlaufen. Der Wasserdampf dringt 50 _und 12,5 Drehungen/25,4 mm S-Zwirnung im gedopdurch das Band hindurch und kommt mit der Bahn in pelten Garn als Kette und aus einem 2 · 24 Ne Kamm-Berührung. Das Band war im vorliegender. Fall so garn mit 10,5 Drehungen/25,4 mm Z-Zwirnung in den eingestellt, daß ein Druck von 10 g/cm² auf die Bahn Einzelsträngen und 10 Drehungen/25,4 mm S-Zwirausgeübt wurde.) Die Bahn wurde dabei daran gehin- nung im gedoppelten Garn als Schuß. Die Textilstoffe dert, in der Länge und der Breite zu wachsen, aber die 55 werden nach den verschiedensten Zahlen von Abrieb-Fäden wurden bei Berührung mit der Feuchtigkeit zyklen auf Oberflächenschlingen untersucht, indem der langer. Eine Untersuchung der Struktur der Bahn nach Textilstoff unter Bildung einer scharfen Kante gefaltet dieser Behandlung zeigte, daß keinerlei Bindungen wird, und die Abriebbeständigkeit wird als die Zahl zwischen den Fäden vorhanden waren. der Abriebzyklen gemessen, bevor mehr als 2 Faden-

Hierauf wurde die Bahn in einem Ofen auf eine ^6o schlingen von mindestens 2 mm Länge je cm der Kante

Temperatur von ungefähr 220⁰C erhitzt, wobei in erscheinen.

diesem Ofen eine Atmosphäre aus 85% Dampf und Die mittlere Biegesteifheit wird aus der Biegelänge

15% Luft aufrechterhalten wurde. Die Verweilzeit der und dem Bahngewicht unter Verwendung der folgen-

Bahn im Ofen war ungefähr 24 see. Unter diesen Be- den Formel errechnet:

iS^r^L^ttrSe^dti^l" * "**« """-"W - Μ W C mg . cm,
kühlen wurden Bindungen zwischen den Fäden ge- worin W das Gewicht des Textilstoffs in g/m² und C bildet. die Biegelänge in cm ist.

Die hierfür nötige Biegelänge wird gemessen, wie es in British Standard Method 3556 beschrieben ist, indem die Länge eines 1 cm breiten Streifens der Bahn gemessen wird, der, wenn er über den Rand einer horizontalen Plattform vorspringt, sich so sehr biegt, daß der vordere Rand des Streifens eine Ebene berührt, die durch den Plattformrand hindurchgeht und von der Horizontalen einen Winkel von 41,5" nach unten geneigt ist. Die Biegelänge ist dann gleich der Hälfte dei gemessenen Länge.

Die Bruchlast wird mit einem Instron-Tensile-Testci gemessen, wobei rechteckige Probestreifen von 2,54 cm Breite und 10 cm Länge zwischen den Klammern des Testers eingesetzt werden und der Streifen mit einei Geschwindigkeit von 10 cm/min gedehnt wird. Di« Bruchlast ist dann die maximal erreichte Belastung.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines nichtgewebten Textilstoffs, bei welchem eine Bahn aus endlosen thermoplastischen Fäden, die in ihrer Länge um mindestens 3% wachsen können, hergestellt wird und hierauf die Fäden in der Bahn durch Wärme-, Feuchtigkeits-, Lösungsmittel- oder Quellmittelbehandlung unter Verhinderung eines Längen- und Breitenwachstums der Bahn durch Druck zur Längung veranlaßt und miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Längung der Fäden ausgelöst wird und anschließend, jedoch erst wenn die Längung der Fäden zu Ende ist, das Binden durch Erweichen der Fäden vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als endlose Fäden Polyamidzweikomponentenfäden mit einer Doppelbrechung zwisehen 0,00025 und 0,04 verwendet werden, wobei eine Komponente aus Polyhexamethylenadipamid und die zweite Komponente aus einem Mischpolymer von Hexamethylenadipamid und ε-Caprolactam besteht, wobei die zweite Komponente so angeordnet ist, daß sie mindestens einen Teil der Außenfläche der Fäden bildet, die Bahn zum Längenwachstum der Fäden der Feuchtigkeit ausgesetzt und hierauf einer Behandlung unterzogen wird, welche die Mischpolymarkemponente klebrig macht, so daß Bindungen zwischen einander berührenden Fäden entstehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn einer Dampfatmosphäre mit atmosphärischem Druck ausgesetzt wird, um das Längenwachstum der Fäden zu bewirken.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung, die verwendet wird, die Mischpolymerkcmponente der Fäden klebrig zu machen, darin besteht, daß die Bahn mit 4» gesättigtem Druckdampf in Berührung gebracht wird.