DE1928946A1

DE1928946A1 - Warmverformte Textilgegenstaende und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1928946A1
Application number: DE19691928946
Authority: DE
Inventors: Wincklhofer Robert Charles; Weedon Gene Clyde; Collingwood George Howard
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1969-06-07
Publication date: 1970-04-02
Also published as: FR2018634A1; BE737922A; BR6911799D0

Description

Priorität; vom 23. September 1968 in USA unter der Serial No. 761 447

Die Erfindung betrifft Textilgegenstande und Verfahren zu deren Herstellung aus Mehrstoffäden unter Anwendung von Wärme undFließdruck. Vorzugsweise haben die Fäden eine Nylongrundlage mit darin dispergierten Polyestermikrofasern, und die Wärme wird bei einer solchen Temperatur angewandt, daß die Nylonunterläge zu schmelzen beginnt, jedoch der Polyester dies infolge seines höheren Schmelzpunktes nicht tut. Vorzugsweise ist der Fließdruck ein Vakuumluftdruck, also negativer Drucke Derartige Fäden wie sie in der USA-Patentschrift 3 369 von Twilley beschrieben sind, wurden ursprünglich zur Verwendung in sehr festen Garnen hergestellt, die als Garn oder Schnur zur Verfestigung von Strängen in elastomere!!

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Reifen und dgl. dienen» Bei der Bewehrung von Fahrzeugreifen haben die Fäden nach der genannten Patentschrift einen höheren Zugfestigkeitsmodul als normale Polyamidfäden aus demselben Polyamid und besitzen einen merklich niedrigeren Vulkanisierungsfestigkeitsverlust. Infolgedessen erhält man stärkere und haltbarere Reifen mit geringerer Neigung zur Bildung flacher Stellen.

In der Industrie ist bisher die Warmfließverformung z.B. Erhitzung eines Vinylfilmes und Vakuumverformung auf eine gewünschte Gestalt in weitem Umfang angewandt worden. In Verbindung mit Textilgegenständen hat sich die Warmverformung jedoch nicht als praktisch erwiesen, v/eil die Porosität der Gegenstände den leichten Durchgang des Druckmittels gestattete und auch weil die plastischen Eigenschaften des Materials bei erhöhten Temperaturen keine befriedigende Ausnutzung für ein solches Verfahren ergaben.

Es ist bekannt, daß die physikalischen Eigenschaften eines Polymers oder eines Polymergemisches durch Veränderung der relativen Bestandteilanteile oder durch Vermischung mit einem anderen Polymer oder Zusatzstoff stark abgewandelt werden können. Gewöhnlich handelt es sich um Verschnitte aus Polymeren und/oder Mischpolymeren, worin die verschiedenen Stoffe zu einer homogenen Masse miteinander vermischt sind, die dann üblicherweise ausgeformt, kalandert usw. wird, wie dies beispielsweise in der TJSA-

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Patentschrift 3 336 173 von Renfroe beschrieben ist. Hiernach wird Polyamid mit einem Polyolefin verschnitten, um dessen Verschweißfähigkeit bei hoher Frequenz zu verbessern,, Die USA-Patentschrift 3 322 854 von Yasui und anderen offenbart homogene Gemische aus Polymeren und/oder mischpolykondensierten Polymeren zur Verbesserung der Polyesterverformbarkeit, Knitterfestigkeit und Zerrbarkeit» Die USA-Patentschrift 3 359 344 von Fukushima beschreibt verbesserte kalanderte Filme aus Polyäthylen, Polypropylen oder Polystyrol, die durch Einarbeitung von zerhackten Strängen einer Mischfaser gefertigt sind, die Polyolefin und ein hochmolekulares Material enthalte

Die Erfindung betrifft Gegenstände aus Textilmaterial, das aus Fäden besteht,die aus vermischten, faserbildenden Polymeren von verschiedenen chemischen Eigenschaften hergestellt sind, wovon mindestens ein faserbildendes Polymer in Form von Fibrillen in einer niedriger sclyaelzenden Polymergrundlage dispergiert ist.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Herstellung einzigartiger neuer Textilgegenstände mit weiter Verwendbarkeit für die Kleidung, Kraftfahrzeugartikel, Sitze und viele andere Verwendungen in einfacher und wirtschaftlicherweise unter Anwendung der hochentwickelten Warmverformungstechnik, jedoch abgewandelt, um die besonderen Eigenschaften der gemäß der Erfindung gebrauchten besonderen Mehrkomponentenstoffe auszunutzen« Diese Mehrkomponentenstoffe haben eine Grundlage, die eine Dispersion von diskontinuierlichen

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Mikrofasern oder Fibrillen von einem wesentlichen höheren Schmelzpunkt aufweist als die Polymergrundlage, in der sie vorliegen» Obgleich die verschiedenen Polymeren bei der Erfindung miteinander vermischt werden, brauchen sie nicht unbedingt völlig miteinander vermischbar zu sein, wegen ihrer physikalischen Eigenschaften und/oder der zur Erzielung einer Dispersion von Mikrofasern angewandten Mischtechnik. Kügelchen oder Fibrillen von Mikrogröße werden gewöhnlich zunächst in der Grundmasse erzeugt, die dann versponnen und gezogen wird, um die gewünschte Mikrofibrilldispersion in dem niedriger schmelzenden Grundmaterial hervorzurufen_o

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß eine aus Fäden der in der USA-Patentschrift 3 369 057 beschriebenen Art zusammengesetzte Schicht warm behandelt und in Fließverformung auf eine gewünschte Gestalt gebracht werden kann und das Gewebe trotzdem weitgehend sein ursprügliches Textilaussehen behält. Die Mehrkomponentenfäden und das daraus hergestellte Garn können auf eine Härtetemperatur erhitzt werden, ohne daß ein merklicher Fluß eine Mißge— staltung durch Querschnittsverflachung oder ein Durchhang und gleichzeitig eine Porositätsminderung auftreten» Es ist also ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß eine Mikrofaserdispersion absichtlich erzeugt und während der ganzen Wärmefließverformungsphasen der Fertigung bewahrt wird. Auf dieser Grundlage wurde ferner festgestellt, daß verschiedene andere Polymermischsysteme aus mindestens zwei Polymeren verschiedener Schmelztemperaturen.von denen

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das eine Polymer als diskontinuierliche Fibrillen in einem Grundmaterial des anderen dispergiert ist, verwendet werden können, um durch Warmfließverformung Gegenstände dreidimensionaler Gestalt zu fertigen und_y obgleich Nylonpolyestermischungen der in der Patentschrift von Twilley erwähnten Art die besten Ergebnisse liefern sondern auch solche anderen Verschnittsysteme_/ wie sie hier beschrieben werden^ von der Erfindung umfasst sein. Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung neuer lextilerzeugnisse durch Warmfließverformung und Verfahren zu deren Herstellung ohne Begrenzung auf bestimmte Gestalten oder Formen.

Die hier verwendeten Ausdrücke sollen die folgenden Bedeutungen haben:

Mehrkomponentenfäden: Fäden_}die durch Einschluß mindestens ,

eines Polymermaterials in einer Grundlage eines anderen als diskontinuierliche Fibrillen gefertig sind, wobei die beiden Stoffe im wesentlichen verschiedene Schmelztemperaturen haben, so daß daraus aufgebaute Faaergebilde warm gehärtet und durch Anwendung von Wärme unterhalb des Schmelzpunktes des einen und gleich oder höher als die Schmelztemperatur des anderen plastisch geformt werden} der ganze Fadenaufbau oder jeder seiner

Beatandteile enthält gegebenenfalls einen zweiten mit der Warmhärteeigenachaft dea Gewebes ala Ganzes verträgliches Material wie Oxidationaverhinderer und andere Stabiliaiermittel, Verstärkungsteilchen, Füllstoffe, Klebf änderungsmittel, Fluoreszenzstoffe, Dispergiermittel und andere, wie sie bei der Polymerisation, Strangverpreasung, Verspinnung, Faserformung und Gestaltung, Warmhärtung und Produktausrüstungstechnik vorteilhaft sind. Gewünsohtenfalla können anorganische Stoffe wie Metallstäube oder Flitter, Glasfaserfibrillen, Asbeatteilchen und dglβ zwecks Erteilung einer Leitfähigkeit oder zur Verstärkung eingearbeitet werden,,

Textilmaterial: Jede gewebte, gestrickte, gewirkte oder

nicht gewebte Faserstruktur,

WarmfließverformungiErhitzung des Textilmaterial auf eine

Temperatur, bei der der niedriger achmelzende Grundstoff sich mindeatena auf der Veraohmelzungatemperatur befindet, ao daß die Teilchen zu achmelzeh beginnen oder vollständig zusammenschmelzen und die Poroaität des Textilmaterial herabgesetzt wird, jedoch wird diese Temperatur unter-

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halb des Schmelzpunktes der diskontinuierlichen Fibrillen gehaltene Während dieser Erhitzung ist das Textilmaterial einem unterschiedlichen Druck ausgesetzt, der mittels eines Fließmittels aufgebracht wird, um das Material in die gewünschte Gestalt zu bringen. Allgemein kann das Fließmittel aus Flüssigkeit so wie Gas bestehen, und der Druck kann entweder der direkte Druck des Fließmittels selbst oder ein Unterdrück durch Anlegung eines Vakuums auf das Textilmaterial sein.» Die Formung wird unterstützt durch eine Kombination von Vakuum und Druck- durch die . Anwendung von Gleitringen um ein Formwerkzeug_; durch Anwendung eines Stopfens zur Unterstützung uswo Vorzugsweise wird der Gegenstand durch Anwendung normalen Luft-. drucks und eines Zugvakuums auf der einen Seite des Textilmaterials geformt, nachdem er teilweise geschmolzen worden ist» Dabei kann ein Stopfen oder ein Matrizeneinsatz unterstützend; wirken, wenn die Gestalt des Textilmaterials und die Bedin-gungen, unter denen es verformt werden soll dessen Verwendung angezeigt sein lassen.

Im allgemeinen ist die Erfindung anwendbar auf Textilmaterial,

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das aus Mehrstoffäden oder Garn irgendeiner Kombination von Polymermaterial gefertigt iat, das in der Lage ist, . einen Grundstoff zu liefern, mit einer relativ hochschmeL-zenden Dispersion, diskontinuierlicher Fibrillen₀ Es versteht sich jedoch, daß eine Polyester-Polyamidkombina-tion. hervorragende Gegenstände gegenüber anderen Rohstoffen liefert ο Diese Massen, können 50 Ms 90 Gewichtsteile Nylon und 50 bis 10- G'ewlchtsteile Polyesterdispersi.on enthalten^ Andere Materialien,di& für Mehrkomponenti&nfasern brauchbar sind, sind Polyolefine,, P ο Iy sulfone,,. PoIyphenyloxyde.,; Polycarbonate und andere Bolyamidle und Polyester,. In jeder der" vorstehend. genannten· Kombinationen ist; das höher: schmelzende Material in Fib rillenform, in einer* Grundlage aus dem aaaieren. Material dispergiert_e In allen nachstehend erwähnten Gemischen wurde eine Warmhäitaig und. verbesserte Formbeständigkeit erzielt_α Beispiele für die. brauchbars.;ten Polyolefinmaterialien sind Polyäthylen, Polypropylen, Poly-1-buten, Polyisobutylen und Polystyrol» itaSeyäem bevorzugten Nylon 6 (Polycaproamid) sind als andere geeignete Polyamide zu nennen Nylon 6-10 (Hexamethylenöiaminosebazinsäure), Nylon 6-6 (Hexamethylen-diaminadipinsäure), in Methanol und Äthanol lösliche Polyamidmischpolymere und andere substituierte Polyamide wie alkoxysubstituierte Polyamide. Der bevorzugte Polyester ist PoIyäthylenterephthalat. Zu nennen sind ferner Polyester von hohem T^ als brauchbar für die Durchführung der Erfindung einschließlich solcher Polymere, in denen eine der periodisch wiederkehrenden Einheiten der Diacylaromatrest von Ter-

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■ ephthalsäure, Isophthalsäure, 5-t-Butylisophthalat, eine Naphthalindicarbonsäure wie Naphthalin-2,6- und -2,7-Dicarbonsäure, eine Diphenyldicarbonsäure, Diphenyläther_T dicarbonsäure, Diphenylalkylendicarbonsäure, Diphenylsulf-ondicarbonsäure, Azodibenzoesäure, Pyridincarbonsäure, Chinolindicarbonsäure-und analoge aromatische Säuren, einschließlich analogen Sulfonsäuren; Diacylreste enthaltende Gyclopentan- oder Cyclohexanringe zwischen den Acylgruppen sowie solche im Ring substituierte Reste z.B. mit Alkyl- oder Halogensubatituenten_o

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Pig. t ist eine schematische Teilschnittansicht einer Streckformungsstufe bei welcher der Textilstoff erhitzt wird,

Pig. 2 zeigt ähnlich der Pig. 1· das durch Streckformung und Vakuum auf seine Endgestalt gebrachte Textilmaterial,

Pig. 3 ist ähnlich der Pig«, 1, jedoch zeigt sie ein anderes Gerät mit gleitendem Niederhaltering,

Pig. 4 zeigt ähnlich der Pig„ 3 den Niederhaltering, jedoch im Kontakt mit dem Textilstoff und den Anfang der Material-Verformung auf eine dreidimensionale Gestalt,"

Pigβ 5 ist ähnlich der PIg₀ 4; daa Material befindet sich in der Verformung auf die endgültige Gestalt, und der Niederhalterring iat weiter eingedrückt,

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Fig₀ 6 ist ähnlich der Fig. 1, jedoch zeigt sie die Verwendung eines "Vorziehstempels oder HilfsStempels und eine andere Geräteart,

Fig, 7 zeigt ählich der Figo 6 die Vorrichtung mit abgenommenem Erhitzer und mit dem Stempel in seiner abgesenkten Stellung,

Fig„ 8 ist ähnlich der Figo 7 und zeigt die Anwendung von Vakuum zum Ziehen des Stoffes in seine endgültige Gestalt,

Fig. 9 ist ähnlich der Figo 1 und zeigt die Verwendung eines anderen Gerätes^ bei dem auf der einen Seite Druck und auf der anderen Seite Vakuum angewandt wird,

Figo 10 zeigt ähnlich der Fig. 9 das Gerät mit i_n das Textilmaterial abgesenkter Heizplatte, wobei das Textilmaterial gegen die Formungskammer verrigelt ist,

Figo 11 zeigt ähnlich der Figo 10 das Textilmaterial in seiner endgültig gestalteten Form.

Als erstes Beispiel für die Durchführung der Erfindung wird ein Mehrkomponentenfaden gemäß der Angaben des Beispiels 1 der USAJ-Patents chrif t 3 369 057 hergestellt, d.h. es wurde granuliertes Polyäthylenterephthalatpolymer mit Schmelzpunkt von etwa 255°C (DTA) und etwa 265°0 (optisch) von einer Dichte im amorphen Zustand von etwa 1,33 g/cm bei 23 ⁰C und etwa 1,38 g/cm in Form des gezogenen Fadens mit verminderter Viskosität von etwa 0,85 und T« etwa 65°0 verwendet» Der Polyester in Form des auf eine Enddehnung von nicht über 20 $ gezogenen Faden« hat einen

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Zugfestigkeitsmodul (Elastizitätsmodul) im Bereich von etwa 70 bis 140 g/Denier je nach den angewandten Versρinnungsbedingungen.

30 Teile dieses Polyesters wurden mit 70 Teilen granuliertem Polycaproamid von reduzierter Viskosität von etwa 1,04 T_n frei etwa 35 ° und Dichte etwa 1,14- g/cm bei 23 ° vermischt. In diesem Polycaproamid waren die Amingruppen durch Umsetzung mit Sebacinsäure blockiert, so daß die Amingruppenanalyse desselben auf 11 Milliäquivalente NH_?-Gruppen je kg Polymer gebracht wurde. Dieses Polycaproamid enthielt als Wärmestäbilisator 5.0 ppm Kupfer als Cupriazetato

Das Gemisch aus Polyamid- und Polyestergranalieni wurde. 1 Stunde lang in einem Doppelkegelmischer durchgearbeitet. Das Granaliengemisch wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 0,01 $ getrocknet und dann, bed 285;^σδ· in einer Schneckenpresse von etwa §0 mm (3·, 1/2 Zoll) Durchmesser geschmolzen, die mit einer Drehgeschwindigked.t. von etwa 39 upm betrieben wurde,; um am Auslaß einen Druck von.

etwa 210 kg/cm (3000 psig) zu ergeben. Zum Schutz der Mischung gegen die Aufnahme von Feuchtigkeit wurde eine trockene Stickstoffatmosphäre angewendete Die Verweilzeit in der Sehneckenpresse betrug 8 Minuten_e

Die so erhaltene geschmolzene Mischung hatte eine Schmelzviskosität von etwa 2000 Poise bei 285 ⁰C Der Polyester war durchgehend gleichmäßig verteilt und hatte einen mittleren

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Teilchendurchmesser von etwa 2 Micron, wie bei der Abkühlung und Erstarrung einer Schmelzprobe, Auslaugung des Polyamidbestandteilea mit Ameisensäure und Prüfung des zurückbleibenden Polyestermatriais beobachtet wurde· Die so hergestellte Mehrkomponeritenmischung wurde durch eine Spinndüsenplatte gepresst,und die erhaltenen, erstarrten Fasern wurden bei etwa 305 bis 610 m/min (1000 bis 2000 Fuß/ min) unter Spannung von etwa 0,01 g/Denier gezogen und aufgewickelt. Dann wurden die Fäden auf das Vier- bis Sechsfache ihrer Länge gezogen, um Orientierung und größte Zugfestigkeit zu erreichen. Die Fasern wurden dann zu einer Garnzahl von 150 g/9000m geformt. Dieses 150-Deniergarn war aus 32 Einzelfasern aufgebaut. Das Garn wurde dann zu einem Stoff mit Leinwandbindung verwebt und auf einem Spannrahmen verschmolzen, der mit einer Geschwindigkeit von 6,4 m/min (7 Yard/min) bei einer Streckung von -4$ und einem Zufuhrüberschuß von +10$ bei einer Temperatur zwischen 215 und 230 ⁰O, vorzugsweise bei 226 ⁰C wanderte. Die Luftdurchlässigkeit oder PorosMt wurde von ungefähr 5,18 m⁵/min/m² (17 Kubikfuß/min/Quadratfuß) auf etwa 1,52 m /min/m (5 Kubikfuß/min/Quadratfuß) gemessen nach einem genormten Test herabgesetzte Eine Probe dieses Gewebes von etwa 15,2 χ 15»2 cm ( 6 χ 6 Zoll) wurde in eine Standardvakuumformmasohine über eine kreisförmige Matrize von etwa 2,5 cm (1 Zoll Tiefe) und 66,7 mm (2 5/8 Zoll) Durchmesser eingespannt· Die rüokziehbaren Erhitzer wurden auf einer Temperatur von etwa 37O⁰C (700F) in dichter Anlage an die Heizelemente gehalten, so daß das Gewebe

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auf unter 226 ⁰C und vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 218 und 226 ⁰C vor Anlegung des Vakuums etwa 20 Sekunden erhitzt wurde. Dann wurde Vakuum angelegt, und das Material nahm leicht die Form von 25 mm Tiefe und 67 mm Durchmesser dreidimesional an, was die Leichtigkeit beweist^ mit der ein Textilgegenstand durch Vakuumformung unter Anwendung der Grundgedanken der Erfindung gefertigt werden kann.

Die im vorstehenden Beispiel benutzte maschinelle Einrichtung ist auf dem Gebiet der Vakuumformung bekannt. Andere Arten von Formgeräten sind in Fig_e 1 bis 11 erläutert und sollen jetzf beschrieben werden. Fig. 1 und zeigen eine Streckformung und das zugehörige Gerät, Der Textilbogen ist in Klammern 20 gefasst und wird durch die Heizplatte 21 auf die gewünschte Temperatur erhitzt. Dann wird der Bogen über die Form 22 gezogen oder auch die Form aufwärts in den Bogen eingedrückt. Wenn die Form in den Bogen eingedrückt und eine Abdichtung 23 erzeugt worden ist, wird Vakuum durch die öffnung 24 in der Höhlung und durch eine zweite Vakuumöffnung 26 angelegt j so daß Luftdruck verwendet wird, um das geheizte Textilmaterial zu strecken und auf die Gestalt der Form zu bringen. Während des Streokvorganges kann durch die sich öffnenden Räume zwischen den Einzelfasern eine gewisse Porosität erzeugt werden« Bei richtig gewähltem Textilmaterial mit paeienden Schmelztemperaturen und ausreichendem Fassungsvermögen in dem Vakuumgerät sind jedoch diese öffnungen nicht auareiohend, um die Durchführung des Verfahrens zu

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■behindern»

Fig. 3, 4 und 5 zeigen ein Streckringformverfahren. Das erhitzte Textilmaterial wird über die Matrize 27 gebracht. Bei Schließen der Prease klemmen Distanzdruckstücke 28 das Textilmaterial dicht an und lassen es unter geregelter Spannung gleiten, wenn die Form 27 in das Material gedruckt wird, Während dea Abstieges wird die Luft unter dem Bogen entweder abgeblasen oder auch, mittels Vakuum durch die öfffiung 30 abgezogen» Wenn die Form endgültig schließt, üben die Distanzstücke den höchsten Anpressdruck gegen das Textilmaterial aus und bremsen es genügend ab, um zu verhindern, daß es seine Endgestalt verliert» In der Endphase gemäß Fig« 5 kann Vakuum durch die zweite Öflhung

31 und gewünsentenfalls Luftdruck durch, die öffnung 30 angelegt werden₀

Fig. 6 bis 8 zeigen 3 aufeinanderfolgende Stufen der Anwendung von Vakuumverformung mit Hilfsziehstempel. Nachdem das Textilmaterial durch den rückziehbaren Erhitzer

32 erhitzt und gegen die Formhöhlung 33 abged-ichtet wurde, wird ein Stempel 34» dessen Gestalt roh der Formhöhlung entspricht, jedoch kleiner ist, in das Textilmaterial eingesenkt und dieses vorgestreckt, wenn die Stempelplatte 35 ihre dichte Anlage gemäß Fig. 7 erreicht hat. An die Formhöhlung wird durch öffnung 31 Vakuum angelegt, um die Bildung des Textilgegenstandes zu vollenden,wie Fig. 8 zeigt.

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Fig. 9 bis 11 zeigen eine Stufenfolge bei Anwendung einer eingespannten Textilsehicht in Kontakt mit Wärme und Formpresse. Das Textilmaterial, wird zwischen die Formhöhlung 37 und eine heiße Formplatte 38 eingelegt. Die Platte ist flach und porös, so daß über ihre Fläche Luft eingeblasen werden .kann« Die Formhöhlung di-chtet das Material gegen die heiße Platte ab«, Ton der Matrizenhöhlung 37 aus wird Luftdruck unterhalb des Bogens angelegt und bläst den Bogen völlig zum Kontakt gegen die heiße Platte, so daß sich die beste Wärmeüberleitung zwecks rascher Materialerhitzung ergibt. Auch kann ein Vakuum auf der Seite der heißen Formplatte angelegt werden«» nach einer vorbestimmten Erhitzung lässt sich das Textilmaterial leicht formen, man legt Luftdruck auf Seiten der heißen Platte an und formt den Bogen in die Formmatrize,wie Figo 11 zeigte Auf der gegenüberliegenden Seite des Materials kann Luft abgeblasen oder ein Vakuum durch die öffnung 39 angelegt werden«

Als zweites Beispiel für die Durchführung des Verfahrens und Herstellung von Gegenständen nach der Erfindung, wird

das erste Beispiel wiederholt, jedoch wird die Stufe fortgelassen, in der das Material warm gehärtet oder in einem Spannrahmen geschmolzen wurde* Stattdessen wurde das Material unmittelbar in einem Gerät «,ähnlich Fig. 3, 4 und 5 bearbeitet, wobei die Heiztemperatur 218 bis 226⁰C betrug. Das Gewebe zeigte eine hohe Schrumpfung und ließ sich unter geregeltem Druck der Klemmpolster aus dem Klemmrahmen herausziehen. Dieser Druck wurde so eingestellt, daß eine gerade aüsreichen-

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de Rückhaltekraft aufgelegt wurde, um eine Faltenbildung der Seitenwände des gebildeten Napfes von 2,5 cm Tiefe und 66 mm Durchmesser zu verhindern. Die freie unbeschränkte Schrumpfung dieses Gewebes, das weich und biegsam war, wurde zuvor in einem Luftumlaufofen mit der flachliegenden und nicht eingespannten Probe ermittelt,, Bei einer Temperatur von 180 0 schrumpfte die Probe innerhalb 5 Minuten in der Maschinen- oder Kettrichtung um 16 °/o und um 14 % in der Quer- oder Schußrichtung. Bei 5 Minuten langer Erhitzung auf 200 schrumpfte sie um 21 $ in der Maschinenoder Kettrichtung und um 19 f° in der Quer- oder Schußrichtung.

Als drittes Beispiel wurde die Mehrstoffaser des ersten Beispieles zu einem Garn von 840 Denier unter Verwendung von 136 Einzelfäden verarbeitet«. Dann wurde dieses Garn als Kette und ein 840 Denier Polyestergarn als Schuß für

und

die Herstellung eines Satingewebes verwendest/ eine Gewebeprobe von etwa 15x15 cm (6x6 Zoll) in ein Vakuumformgerät mit Hilfsstempel ähnlich den der Pig. 6 bia 8 gelegt. Zunächst wurde auf eine Temperatur zwischen 226 und 232 ⁰C erhitzt, bevor die Verformung zu einem Napf von etwa 2,5 cm Tiefe und etwa 66 mm Durchmesser erfolgte. Obgleich die Napfbildung befriedigend war, hatte die Bindung eine. Neigung zur öffnung und Zunahme der Porosität während des Formvorganges, denn es war notwendig einen Stempel zur Unterstützung zu verwenden/ und außerdem war eine größere Leistung für die Vakuumpumpe erforderlich, um kontinuierlich eine aus-

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reichende Druckdifferenz für eine angemessene Verformung des Materials in die Höhlungsecken aufrecht zu erhaltene

Als viertes Beispiel wurde das dritte Beispiel einzigen Unterschied wiederholt, daß die Bindung eine Leinwandbindung statt einer Satinbindung war. Die Ergebnisse waren mit denen des -dritten Beispiels identisch»

Als fünftes Beispiel für die Durchführung der Erfindung wurde das erste Beispiel wiederholt, jedoch waren die Fasern des Text-ilmaterials nicht in einem Spannrahmen vorgeschmolzen, und die zur Herstellung des Textilgewebes verwendeten Pasern waren nur teilweise gezogen. Im ersten obigen Beispiel waren die Fasern praktisch voll bei ihrer Verarbeitung gezogen worden, d.h„ mit einem Zugverhältnis von 4 bis 6 oder höher, um molekulare Orientierung längs der Fadenachse zur Steigerung der Fadenfestigkeit zu erreichen. Obgleich diese sehr reißfesten Fäden gewöhnlich erwünscht sind, hat sich in einigen Fällen gezeigt, daß ihre Neigung zum Schrumpfen bei Erhitzen auf Schmelztemperatur des Grundstoffpolymers Schwierigkeiten bei ihrer Verwendung hervorruft. In diesem fünften Beispiel wurden die Fasern nur zweifach gezogene Ihre ausgepresste

er
Länge/gab eine gewisse Molekularorientierung und Featigkeitssteigerung, aber nicht annähernd zu dem Grade, wie er bei einer weiteren Ziehung sich ergeben haben würde. Das aus diesen Fäden gemachte Gewebe war ähnlich demjenigen des ersten Beispiels und wurde im ersten Falle gerade vor der Vakuumverformung in einem Gerät ähnlich demjenigen, der Fig.

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— Ίο —

1 und 2 erhitzt. Der Napf von 2,5 cm Tiefe und 66 nun Durchmesser ließ sich in dem Gerät mit geringen Anklemmkräften leicht verformen, da die Neigung zum Schrumpfen herabgesetzt worden war, Ea ist zu beachten, daß die Schmelzung oder Wärmestalbilisierung in einem Spannrahmen in diesem Beispiel fortgelassen wurde„ Während ein ZugverhäÄiis von 2 gewählt wurde, könnte die Faser genau so gut mit keinem Zug oder einem Zugverhältnia von 3 oder weniger versehen worden sein, und man hätte noch die Vorteile dieses Beispieles erreicht_β

Als Beispiel eines Verschnittes von zwei verschiedenen Rohstoffen derselben allgemeinen Klasse wurde ein Verschnitt zubereitet, der aus 30 Gew-fo Polyäthylen und 70 Gew-$ Polypropylen bestände Beide Harze hatten im Handel übliche Qualität» Der Verschnitt mirde unter Verwendung einer Strang presse von 2,5 cm (1 Zoll)mit einem L/D-Verhältnis von 24 : 1 versponnen« Die Spinntemperaturen betrugen 280 bis 290 ⁰C₀ Es wurde eine Spinndüse mit 20 löchern von 0,05 mm (0,020 mil) Kapillardurchmesser bei einem L/D-Verhältnis von 10 ι 1 und einem Eintritts winkel von 20 ° benutzt. Nach dem Verspinnen und Ziehen wurde der Faden für die Herstellung eines Gewebes verwendet, das gemäß den oben dargelegten Grundfitzen warm gehärtet wurde, jedoch betrug die Temperatur weniger als etwa 180 ⁰O.

Außerdem sind noch andere Verschnitte für die Zwecke der Erfindung zufriedenstellend ,wie sie z.B. in den USA-Patent-

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Schriften 3 378 055, 3 378 056 und 3 378 602,der britischen Patentschrift 1 097 068, der "belgischen Patentschrift 702 und der holländischen Patentschrift 66,06838 beschrieben sind.

Für jeden gegebenen Mehrstoffansatz werden Temperatur, Zeit und Fließdruck von den Polymerstoffen,Größe und Gestalt des Gegenstandes gewünschten Steifigkeit, Art der Wärraeanlegung und sonstigen Variablen abhängen. Im allgemeinen ist es notwenig,ohne übermäßigen Abbau Wärme von genügender Intensität und Dauer mindestens in der Höhe des Schmelzpunktes des Grundstoffbestandteiles zuzuführen, bis die Gewebegarne miteinander verschmolzen sind und die Porosität vermindert ist, jedoch die Identität des Garnes oder Gewebes noch erhalten bleibte Wenn die G-ewebegarne aus Polyblendstapelfasern gesponnen sind, werden die. dieses Garn bildenden Fasern einzeln zusammenschmelzen-zusätzlich zu der Verschmelzung an den Kreuzpunkten des Gewebes. Schmelzen kann ohne unerwünschten lluß und ohne Durchhang erzielt werden, wenn anfänglich und vor der Verformung erhitzt wird_e

Wie eine allgemeine Beobachtung anhand von Testergebnissen zeigte, werden Reißfestigkeit,, Dehnung und Kräuselwiderstand vermindert, wenn die Gewebe mit steigendem Maße verschmolzen werden, während seine Abriebfestigkeit, Steifigkeit, Verstredcmgswiderstand und Durchlässigkeit für Gas und Flüssigkeit erhöht ο Schmelzung scheint die Färbefähgikeit, Farbechtheit gegen Licht und Wasc-hen der Gewebe und,ihre Wasch-

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beständigkeit nicht zu beeinträchtigen. Die Erfindung ist auf vielen Gebieten wie Kleidung, Hausdekorationsgewebe, Transporteinrichtungen, Sportgeräte und dgl. verwendbare

Die Erfindung kann auch in anderen besonderen Formen ausgeführt werde^ ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.,

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Claims

TATEFTAlTSPStCHE

Verfahren zur Formung eines dreidimensionalen Textilgegenstandes, gekennzelohnet durch die folgenden Stufen: Es wird eine Schicht aus porösem Textilmaterial gebildet, das zum wesentlichen Teil einen Mehrstoffaden, bestehend aus einer ersten Polymergrundlage mit einem ersten Schmelzpunkt und diskontinuierliche Fibrillen aus einem zweiten Polymer dispergiert im ersten Polymergrundstoff von höherem Schmelzpunkt als derjenige des ersten Polymers,enthält.

Die Schicht wird auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des ersten Polymers und unterhalb des Schmelzpunktes des zweiten Polymers erhitzt, so daß ihre Porosität vermindert wird und

!Fließmitteldruckdifferenz wird auf die Schicht aufgebracht, während sie sich in erhitztem Zustand befindet und angrenzend an eine Form gelegt ist, so daß die Schicht eine gewünschte dreidimensionale Gestalt annimmt.

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Textilmaterial naoh der Erhitzungastufe

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gekühlt wird, ao daß ein wärmestabilisiertes Zwischenprodukt von herabgesetzter Porosität gewonnen wird, worauf die Schicht auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des zweiten Polymers gerade vor Anlegung der Fließmitteldruckdifferenz wiedererwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Textilmaterial praktisch vollständig aus dem Mehrstoffaden besteht.

4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pließmitteldruckdifferenz aus einem Vakuum auf der einen Seite der Textilschicht und mindestens Luftdruck oder höher auf der anderen Seite besteht.

5ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pließmitteldruckdifferenz aus einem positiven Luftdruck auf der einen Seite der Textilechicht und höchstens Luftdruck oder Unterdruck auf der anderen Seite besteht.

6ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .die Pließmitteldruckdifferenz aus unterschiedlichem Luftdruck besteht und der Druck durch einen Hilfastempel erhöht wird.

7β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehratoffaaer durch Strangverpressung und anschließendes

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Ziehen auf das Tier- oder Mehrfache der ausgepressten Länge gefertigt wird, ao daß sich eine stark orientierte und hochfeste Molekularstruktur ergibt.

8. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehratoffaser durch Strangverpressen und Ziehen zwischen 0 und dem Dreifachen der Strangverpressungslänge gefertigt wird, so daß eine weniger orientierte und weniger schrumpffähige Struktur gewonnen wird als bei stärkerem Zug.

9ο Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrstoffaden aus einer Polycaproamidgrundlage und Polyäthylenterephthalat-]?ibrillen zusammengesetzt ist und die Erhitzung bei einer Temperatur zwischen 200 und 250 ⁰C und Anlegung einer Druckdifferenz erfolgt, die mindestens zum Teil Unterdruck ist„

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungstemperatur bei etwa 215 bis 230 ⁰C liegt und die Schicht aus Textilmaterial nach einer ersten Erhitzungsstufe zur Sewinnung eines wärmestabilisierten Zwischenproduktes verminderter Porosität abgekühlt und anschließend auf eine Temperatur unter 226 ⁰C gerade vor der Anlegung der Fließmitteldruckdifferenz wiedererwärmt wird.

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