DE2716567A1

DE2716567A1 - Verfahren zur herstellung von nonwoven-bahnen

Info

Publication number: DE2716567A1
Application number: DE19772716567
Authority: DE
Inventors: Richard Marion Anderson; Alton Lee Caviness; Virginia Caroline Menikheim; Bernard Silverman
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Georgia Pacific Consumer Products LP
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1977-10-27
Also published as: FR2348301B1; AU509627B2; JPS5819783B2; DE2716567C2; CA1107579A; JPS52128472A; AR216298A1; FR2348301A1; IT1075595B; NZ183864A; BR7702386A; AU2426077A; NL7703952A; GB1533534A

Description

Verfahren zur Herstellung von Monwoven-Bahnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren,feuchtigkeitshaltige nonwoven-Bahnen aus Polyamldfäden zu binden.

Um nonwoven-Bahnen zu binden sind verschiedene Verfahren bekannt. Z.B. beschreibt die U.S. Patentschrift 3 647 591 ein Verfahren zur Bindung einer Bahn aus einem Gemisch von Nylonfäden und Fäden einer anderen Art, die durch starke Säure wie Salzsäure nicht angegriffen werden. Die Säure wird auf die Bahn aus einer wäßrigen Lösung durch Sprühen oder Eintauchen aufgebracht, dann wird der Stoff kalandriert, um die Nylonfäden der Bahnen zu verbinden. Unter diesen Bedingungen löst die Säure die Nylonfäden, so daß diese Fäden

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mehr oder weniger als Klebstoff wirken, der die ganze Bahn zusammenhält während die anderen Fäden der Bahn Festigkeit verleihen.

Die U.S. Patentschrift 3 6M7 2kk beschreibt ein Verfahren zur Bindung einer Bahn aus Polyamidfäden, bei dem die Bahn durch eine Vorbehandlungszone geführt wird, in der die Bahn 3 bis 6 Gw.% Wasser aufnimmt und dann durch eine zweite Zone geleitet wird, in der die Bahn Halogenwasserstoffgas und weitere Feuchtigkeit aufnimmt. Der Sinn der Vorbehandlung ist, der Bahn zu ermöglichen, schneller Gas zu absorbieren. Die Bahn wird anschließend gepreßt und bindet sich selbst durch Waschen mit Wasser bei Zimmertemperatur während das absorbierte Gas entfernt wird.

Die U.S. Patentschrift 3 516 900 beschreibt ein Verfahren zur Bindung der gesamten Fläche einer nichtverwebten Polyamidbahn oder Stoffes, indem man die Bahn gasförmigem Halogenwasserstoff oder Bortrifluorld aussetzt und anschließend das aktivierende Gas entweder durch Waschen bei Zimmertemperatur oder Erhitzen aus dem Stoff entfernt.

Nonwoven-Stoffe, die über die gesamte Fläche gebunden sind, zeigen kaum Faltenwurf und sind gewöhnlich steif und papierartig. Solche nonwoven-Stoffe sind nicht geeignet für solche Zwecke, bei denen die physikalischen Eigenschaften eines konventionellen Stoffes verlangt werden. Es 1st bekannt,

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daß bei nonwoven-Stoffen besserer Faltenwurf und bessere Handhabungseigenschaften erzielt werden, wenn man nur unterteilte, bestimmte Stellen des Stoffes bindet. Dieser Stoff wird durch ein Verfahren hergestellt, das unter dem Namen "pattern bonding" bekannt ist.

In einigen "pattern bonding"-Verfahren wird das Binden durch das Auftragen eines Haftmittels auf bestimmte, unterteilte Stellen des Stoffes erreicht. Nachteile dieses Verfahrens sind, daß ein Fremdmaterial in das Gewebe eingeführt wird und es ist schwierig, die seitliche Wanderung des Haftmittels während des Durchdringens des Stoffes zu kontrollieren. Auch kann die Anhäufung des Haftstoffes an der Betriebsanlage ein Problem darstellen.

Bei einem anderen "pattern bonding"-Verfahren wird die nonwoven-Bahn oder Stoff zwischen einem Walzenpaar gepreßt, von dem wenigstens eine getrieben und auf eine solche Temperatur erhitzt wurde, so daß an bestimmten Stellen des Stoffes, der Rollendruck und die Hitze, die Fäden des Stoffes fest miteinander verbinden und verschmelzen. Unglücklicherweise werden, wenn die Walze heiß genug ist, um in der Bindungsfläche eine starke Bindung zu sichern, auch gewisse Anteile im übrigen Stoff gebunden, wie die U.S. Patentschrift 3 855 045 beschreibt. Dementsprechend werden Faltenwurf und Handhabungseigenschaften des Stoffes in gewissem Maße beeinträchtigt. Einige der Bindungen in den fest-

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verbundenen Stellen des Stoffes können durch Bearbeitung des Stoffes gebrochen werden, aber dies würde dem Verfahren einen weiteren Schritt zufügen.

Im Idealfalle hätte der stellenweise verbundene Stoff bestimmte, gebundene Stellen und wenig oder keine Bindung im Rest des Stoffes. Ein solcher Stoff wird eine hohe Festigkeit, aber dennoch guten Faltenwurf und guten Griff besitzen.

Es ist bekannt, daß man ein Stoff aus Polyamidfäden autogen bindet, indem man auf den Stoff ein Aktivierungsmittel und dampfförmiges Wasser aufbringt und dann den Stoff bei Zimmertemperatur durch Walzen führt. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Umgebungsfeuchtigkeit einen Effekt auf das Ausmaß der erzielten Bindung ausübt, während die Bahnen durch die Walzen geführt werden. Es ist bekannt, daß Nylonfäden schnell Feuchtigkeit aufnehmen. Unter Bedingungen hoher relativer Umgebungsfeuchtigkeit wird der Stoff mehr Feuchtigkeit enthalten, als unter Bedingungen niederer relativer Umgebungsfeuchtigkeit. Das Ergebnis 1st eine Bindung, die nicht einheitlich ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bindung nonwoven-Bahnen oder Stoffe aus Polyamidfäden, bei dem die Fäden 0.1 bis 20, vorzugsweise 0.5 bis 6.0 Gw. % eines Aktivierungs-

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mittels und genügend Feuchtigkeit enthalten, damit das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel in den Fäden über der Bindungsgrenze liegt und bei dem der Stoff genügend hoch erhitzt wird, um genügend Feuchtigkeit zu verdrängen, damit das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel während des Pressens des Stoffes unter die Bindungsgrenze herabgesetzt wird. Nach dem Pressen wird die verbundene Bahn gewaschen, um das Aktivierungsmittel zu entfernen und anschließend getrocknet.

Für "pattern bonding" wird der Stoff in einer ersten Behandlungszone einem gasförmigen Aktivierungsmittel, bevorzugt in Anwesenheit von Wasserdampf, ausgesetzt, danach durchläuft der Stoff eine zweite Behandlungszone, wo er genügend zusätzlichen Wasserdampf aufnimmt, um das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel im Bereich der Ringzonen der Fäden des Stoffes auf mindestens 2 zu erhöhen, da der Stoff unter diesen Bedingungen, beim Pressen bei Zimmertemperatur, im wesentlichen nicht bindungsfähig ist. Der Stoff wird anschließend durch ein Walzenpaar geleitet, von denen wenigstens eine getrieben und genügend erhitzt ist, um bestimmte Teile des Stoffes autogen zu binden. Das hohe Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel verhindert ein Binden in jenen Stellen des Stoffes, die nicht mit der getriebenen Walze Jn Berührung kommen, so daß der Stoff von hoher Festigkeit als auch von gutem Faltenwurf und Griff sein wird.

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Figur 1 zeigt die schematische Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Zugfestigkeit gegen das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel aufgetragen ist und zeigt das Ergebnis des Pressens eines begasten Stoffes bei Zimmertemperatur, welcher Wasser und Aktivierungsmittel in verschiedenen Verhältnissen enthält.

Figur 3 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Zugfestigkeit und das Molverhältnis von Wasser zu Salzsäure gegen die Zeit, in der eine nonwoven-Bahn einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt war, aufgetragen ist, wobei der Stoff nach der Aussetzung bei Zimmertemperatur gepreßt wurde.

Figur k ist ein Teil eines Ausschnittes der Oberfläche der getriebenen Walze und macht die erhabenen Teile auf der Oberfläche der Walze sichtbar.

Im einzelnen zeigt Figur 1 eine Anlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Polyamidfäden 11, geformt von einer Spinndüse 12, werden durch eine Luftdüse oder eine Dämpfungsvorrichtung 13 gedämpft und auf ein poröses Band 16 aufgeblasen; ein Saugkasten 17, unterhalb des Bandes angebracht, hält die Fäden 11 auf dem Band 16 fest. Die Fäden werden auf dem Band in Form einer non-

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woven-ßahn 19 gesammelt. Oies ist der übliche Aufbau und Arbeitsvorgang.

Das Band 16, befestigt auf und bewegt von Walzen 18, trägt die Bahn oder Stoff 19, die von den Fäden in der Kammer geformt wurden in der der ungebundene Stoff einer Atmosphäre aus Aktivierungsmittel und wahlweise gasförmigen Wassers ausgesetzt wird. Die Kammer 23 kann In der, in der U.S. Patentschrift 3 676 244 beschriebenen Weise hergestellt werden. Jedoch ist der Aufbau der Kammer 22 nicht wesentlich weshalb auch andere Kammern benutzt werden können.

In der Kammer 22 wird der Stoff begast, in dem er einer Atmospäre aus einer Mischung von Wasserdampf und Aktivirungsmlttel, wie z.B. gasförmiger Chlorwasserstoff, ausgesetzt wird. Es 1st nicht notwendig, aber ratsam, daß Wasserdampf in Kammer 22 benutzt wird, da Wasserdampf die Aufnahme des Aktivierungsmittels im Stoff erhöht. In dieser Kammer absorbiert die Oberfläche der Fäden im Stoff Chlorwasserstoff und Wasser in einem Molverhältnis von etwa 1:1, über einen weiten Bereich der Gaszusammensetzung. Im allgemeinen sollte die Atmosphäre in Kammer 22 und die Verweilzelt des Stoffes in Kammer 22 so sein, daß der Stoff etwa 0.1 bis 20 Gw.$ Chlorwasserstoff in dieser Kammer aufnimmt. Bevorzugt sollte der Stoff in Kammer 22 jedoch nur 0.5 bis 6Gw.* Chlorwasserstoff aufnehmen. Wenn der aus der Kammer 22 kommende Stoff 19 bei Zimmertemperatur

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und Feuchtigkeit gepreßt wird, wird er bindungsfähig sein.

Der hier verwendete Ausdruck "Aktivierungsmittel" bezieht sich auf jedes gasförmige Agens, welches ein autogenes Binden von Polyamidfäden hervorruft, wie in der U.S. Patentschrift 3 516 900 beschrieben. Beispiele von derart wirkenden Aktivierungsmitteln sind Halogenwasserstoffe, Bortrifluorid, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und eine Mischung aus Chlor und Schwefeldioxid. Chlorwasserstoff ist das bevorzugte Aktivierungsmittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei Fäden mit Polyamidoberflächenanteilen durchführbar. Die Fäden können Einkomponenten Polyamid- oder Mehrkomponenten Polyamidfäden sein, bei denen die Fäden Polyamidanteile der Oberfläche haben. Dementsprechend ist das Verfahren durchführbar bei Seitean-Seite Zweikomponentenfäden, von denen einer aus Polyamid ist und bei Hülle/Kern-Fäden, bei denen die Hülle aus Polyamid besteht. Das Binden von Nylon in diesem Verfahren ist ein Beispiel für den allgemeinen Fall, in dem das Polymere jede Zusammensetzung hat, die in hohem Maße Wasserstoff-Bindungen enthält, bei dem die Wasserstoff-Bindungen durch die Absorption eines Aktivierungsmittel-Systems gesprengt werden (z.B. HpO + HCl im Beispiel des Polyamids), gefolgt von der Rückbildung der Wasserstoff-Bindungen nach der Desorption des Systems.

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Indem der Stoff 19 die zweite Zone oder Kammer 23 durchläuft, wird er nachbehandelt, indem er einer Atmosphäre mit hohem Feuchtigkeitsgehalt in der Weise ausgesetzt wird, daß der Stoff zusätzlich Wasser aufnimmt. In Kammer 23 sollte soviel Wasser aufgenommen werden, daß der die Kammer 23 verlassende Stoff ein Molverhältnis von Wasser zu Salzsäure von etwa 2-2.5 zu 1 in der bindenden Ringzone der Fäden, die den Stoff aufbauen, enthält. Hat der Stoff Wasserdampf und Salzsäure in diesem Molverhältnis aufgenommen, wird er während des Preßvorgangs bei Zimmertemperatur im wesentlichen nicht bindungsfähig sein. Der Ausdruck "Fadenringzone" und "bindende Ringzone" bezieht sich auf die äußeren Teile eines einzelnen Fadens im Stoff, diese Teile belaufen sich auf weniger als 1 bis etv&65i des Durchschnittes eines Fadens. Nach dem Durchlaufen der zweiten Behandlungszone 23 wird der Stoff oder die Bahn 19 zwischen Walzen 26 und 27 geführt, die den laufenden Stoff drücken und pressen, um das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel auf einen Wert unterhalb der Bindungsgrenze zu reduzieren. Der Ausdruck "Bindungsgrenze", wie er hier benutztwird, bezieht sich auf das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel, das in der Fadenringzone enthalten ist, oberhalb dessen der Stoff während des Pressens bei Raumtemperatur im wesentlichen nicht bindungsfähig ist. Wenn dieses Molverhältnis überschritten wird, sinkt die Zugfestigkeit des Stoffes drastisch ab. Dieser schnelle Abfall der Zugfestigkeit bei Zunahme des

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Molverhältnisses 1st durch den beinahe vertikalen Teil der Kurve in Figur 2 dargestellt und durch die ähnliche Kurve in Figur 3· Die Walze 27 ist geheizt und besitzt eine getriebene oder gestochene Oberfläche.dort, wo stellenweise Bindung erwünscht ist. Die Oberfläche der Walze 27 kann in der Weise getrieben sein, daß sie erhabene Teile 28 (Figur 4) besitzt, die bestimmte Teile des Stoffes berühren und Hitze und Druck aufbringen und der Rest der Oberfläche der Walze 27 außerhalb des wirksamen Kontaktes mit dem Stoff bleibt.

Die Walze 27 ist genügend erhitzt, so daß ihre erhabenen Teile 28 einiges Wasser aus bestimmten Teilen des Stoffes austreiben, die mit ihnen in Berührung kommen, sie zusammendrücken und in diesen Stoffteilen Bindung bewirken. Die Menge Wassers, die aus diesen Stoffteilen ausgetrieben wurde, sollte so hoch sein, daß das endgültige Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel in den bindenden Fadenringzonen dieser Stellen etwa unter 2 liegt. Anders wird die Bindung nur schwach sein. Da der Rest des Stoffes außerhalb des wirksamen Kontaktes der erhitzten Walze 27 bleibt, wird wenig oder keine Bindung im Rest des Stoffes auftreten. Dementsprechend wird der Stoff nach dem Durchlaufen der Walzen 26 und 27 unterschiedlich angeordnete, festverbundene Stellen haben, während der Rest des Stoffes im wesentlichen ungebunden bleibt. Die Größe, Gestalt und die Abstände der verbundenen Stellen des

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Stoffes werden durch die Oberflächengestaltung der getriebenen Walze 27 bestimmt.

Das Muster der erhabenen Stellen der Walze 27 ist nicht kritisch. Die gesamte Fläche der erhabenen Stellen 28 machen 2 bis 80# der Gesamtoberfläche der Walze aus, bevorzugt 5 bis 25?. Die Menge der erhabenen Stellen pro cm sollte 1 bis 100, bevorzugt 16 bis 64 sein.

Das Gewicht der Bahn oder des Stoffes 19 sollte k bis

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400 g/m , bevorzugt 10 bis 150 g/m sein.

Der Stoff durchläuft anschließend eine Waschzone 30, in der das Aktivierungsmittel entfernt wird. Nach dem Waschvorgang wird der Stoff durch eine Trockenzone 31 geführt und dann auf eine Rolle 33 aufgenommen.

Figur 2 ist eine graphische Darstellung, die die Wirkung der Erhöhung des Molverhältnisses von Wasser zu Salzsäure auf etwa 2 in den bindenden Ringzonen darstellt. Die Kurve in dieser Darstellung entstand, indem verschiedene Proben von nonwoven-Polyamidbahnen mit verschiedenen Verhältnissen von Wasser zu Salzsäure, bei Raumtemperatur gepreßt wurden. Diese Stoffe sind zwischen glatten Stahlwalzen durchgelaufen, bei einem Druck von 17.86 kg pro laufenden Zentimeters Walzenkontakt mit dem Stoff. Die Kurve zeigt die Festigkeit

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des Stoffes, die eine direkte Abhängigkeit zur Bindung im Stoff darstellt und ist relativ hoch, bis das Verhältnis von Wasser zu HCl in der bindenden Ringzone, in diesem Fall den Betrag von etwa 2.5 überschreitet. Wenn das Molverhältnis von Wasser zu Salzsäure diesen Wert überschreitet, sinkt die Festigkeit des Stoffes wesentlich. Das Zufügen von genügend Wasser in Kammer 23 und die damit verbundene Erhöhung des Verhältnisses von Wasser zu Salzsäure auf etwa 2-2.5 stellt sicher, daß nur wenig oder keine Bindung des Stoffes eintritt, wenn er bei Zimmertemperatur gepreßt wird. Polyamidfäden, die HCl absorbiert haben, nehmen schnell Feuchtigkeit auf, wenn sie einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit ausgesetzt werden und erreichen so schnell das gewünschte Verhältnis von etwa 2-2.5.

Während einer Anzahl von Meßreihen wurde gefunden, daß der fast vertikale Teil der Kurve in Figur 2 bei einem Molverhältnis von H O/HCl von etwa 2 bis 3.5 auftritt. In einigen Fällen lag es bei 2, in anderen bei 3.5. Als Grund für die Abweichung von 2 bis 3·5 wird angenommen, daß, durch die Wanderung von etwas Wasser in die inneren Teile der Polyamidfäden, das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel in den äußeren Teilen oder den bindenden Ringzonen der Fäden erniedrigt wird. Als Grund dafür, daß sich der Stoff oberhalb dieses Molverhältnisses nicht mehr verbindet wird angenommen, daß genügend Wasserstoffbindungen in der Polyamidstruktur gebrochen sind und die Struktur

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genügend "plastifiziert" wurde, so daß die Oberfläche über ein klebriges in ein weniger viskoses, nicht-haftendes Stadium übergegangen ist.

Es 1st unmöglich das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel in der Fadenringzone zu bestimmen, ohne auch den Kern des Fadens zu berücksichtigen. Beim Bestimmen des Molverhältnisses wird angenommen, daß das Wasser, das vor dem Auftragen des Gases in dem Faden vorhanden ist, gleichmäßig durch diesen verteilt ist und daß Wasser und Aktivierungsmittel, welche im folgenden Schritt aufgenommen werden, in der Fadenringzone vorhanden sind. In Anbetracht der kurzen Zeitspanne zwischen dem Auftragen des Gases und dem Pressen, ist es vernünftig anzunehmen, daß das meiste des wasseraktivierenden Mittels, welches während der Auftragung des Gases und der Nachbehandlung zugesetzt wird, sich in den Ringzonen der Fäden befindet, wenn diese in den Klemmpunkt der Walzen 26 und 27 eintreten. Das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel, bei dem der beinahe vertikale Teil der Kurve in Figur 2 auftritt, wird die "Bindungsgrenze" genannt, da bei Molverhältnissen, die oberhalb dieses Wertes liegen, wenig oder keine Bindung im Stoff auftritt und da er, wenn er bei Zimmertemperatur und einem Druck von 17·86 kg/cm gepreßt wird, nicht mehr bindungsfähig ist.

Es 1st nicht vollständig geklärt, warum das, für das gewünschte Molverhältnis benötigte Feuchtigkeitsniveau am

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besten erreicht wird, nachdem das aktivierende Gas auf den Stoff aufgebracht wurde. Während die Fäden der Aktivierungsmittel/Wasserdampf-Mischung ausgesetzt sind, absorbiert die Fadenringzone Salzsäure und zusätzliches Wasser und man erreicht schnell eine Aufnahme von 0.1 bis 20 Gewichtsprozent Aktivierungsmittel bei einem Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel von etwa 1:1. Im allgemeinen absorbiert die Fadenringzone Wasser und Aktivierungsmittel in einem Molverhältnis von 1:1 aus der aktivierenden Gasmischung. Jedoch kann der begaste Stoff schnell zusätzlich benötigtes Wasser aus der feuchten Atmosphäre in Kammer 23 aufnehmen.

Mit "nicht bindungsfähig" ist gemeint, daß die Bindung, die erreicht wird, unterhalb eines akzeptablen Niveaus liegt, wenn man den Stoff zwischen zwei Stahlwalzen durchlaufen läßt, unter einem Druck von 17.86 kg pro laufenden Zentimeters Walzenkontakt, wobei die Walzen und der Stoff eine Temperatur von 21°C haben. Für praktische Zwecke wird ein Stoff mit akzeptablem Bindungsniveau nicht weniger als 50 bis 70 Prozent der Zugfestigkeit eines gleichen Stoffes haben, der durch Walzen geführt wurde, die bei gleichem Druck auf etwa 65⁰C erhitzt wurden. Normalerweise ist die Festigkeit eines nicht bindungsfähigen Stoffes, der mit ungeheizten Walzen gepreßt wurde, etwa 10-10 Prozent der Festigkeit des gleichen Stoffes,der mit geheizten Walzen gepreßt wurde.

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Figur 3 zeigt das Molverhältnis von Wasser/HCl in der Fadenringzone und die Zugfestigkeit aufgetragen gegen die Verweilzeit in einer feuchtigkeitshaltlgen Atmosphäre.

Diese Kurven wurden erhalten, indem die Proben einer gasförmigen Mischung von Wasser und Salzsäure ausgesetzt wurden, in der man sie Wasser und Salzsäure bis zu einem Molverhältnis von 1:1 in den Fadenringzonen absorbieren ließ und danach wurden sie einer Atmosphäre mit etwa 76? relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, so daß die Proben, nachdem sie der feuchten Atmosphäre ausgesetzt waren, in den bindenden Ringzonen der Fäden verschiedene Molverhältnisse von Wasser zu HCl besaßen. Die Proben wurden dann zwischen zwei Stahlwalzen bei einer Temperatur von 21 C und einem Druck von 17.86 kg/laufenden Walzenzentimeters durchgeführt und die Zugfestigkeit bestimmt.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß das Molverhältnis von Wasser zu HCl schnell auf einen Wert von etwa 3.25 anstieg und zur gleichen Zeit die Zugfestigkeit von etwa 53·3 auf etwa

ρ
18.8 g/cm/g/m abnahm. Während weiteren Verweilens in einer feuchten Atmosphäre stieg das molare Verhältnis dann langsam an, an einem Punkt, wo die Zugfestigkeit auf etwa 13.6 g/ cm/g/m gefallen war. Das Absinken der Zugfestigkeit auf diesen Wert, zeigt, daß eine große Abnahme der Bindung in der Probe während des Pressens bei Zimmertemperatur stattfand.

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Aus Figur 3 1st klar ersichtlich, daß eine Verweilzeit in einer feuchten Atmosphäre von weniger als einer Minute ausreicht, um das molare Verhältnis von Wasser zu HCl auf einen Wert oberhalb der Bindungsgrenze zu erhöhen.

Beispiel 1

Eine nonwoven-Bahn aus Polyamidfäden wurde durch eine Begasungskammer geführt, in der sie einer Atmosphäre von 0.5 Volumprozent HCl und Ο.83 Volumprozent Wasserdampf ausgesetzt wurden. Die Verweilzelt des Stoffes war 5 Sekunden und der Stoff nahm 1.7 Gw. % HCl auf. Sofort nach dem Verlassen der Begasungskammer wurde der Stoff durch ein Paar glatter Stahlwalzen bei Zimmertemperatur und einem Druck von 17·86 kg/ laufendem Walzenzentimeter geführt. Nach dem Pressen hatte

2 der Stoff eine Zugfestigkeit von 28.5 g/cm/g/m , eine NuIl-

2 Spannfestigkeit (zero span tenacity) von 82.1 g/cm/g/m und eine Biegefestigkeit von 3·38 cm.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß nach der Begasungsstufe der Stoff durch eine Kammer geführt und einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 75JIt ausgesetzt wurde, damit der Stoff genügend zusätzliche Feuchtigkeit aufnimmt, um einen nicht bindungsfähigen Zustand zu erreichen. Der

Stoff wurde dann in der In Beispiel 1 beschriebenen Weise

2 gepreßt und hatte eine Zugfestigkeit von 2.39 g/cm/g/m , eine

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2 Null-Spannfestigkeit (zero span tenacity) von 88.1 g/cm/g/m und eine Biegefestigkeit von 2.1 cm. Die sehr niedrige Zugfestigkeit dieses Beispiels zeigt, daß die auf den Begasungsschritt folgende Zugabe von mehr Wasser, die Bindung des Stoffes bei Zimmertemperatur wirksam verhindert.

Beispiel 3

Es wurden einige Meßreihen durchgeführt, um den Wasserverlust eines Nylonstoffes während des heißen Pressens zu

2 zeigen. Nylonstoffe mit einem Gewicht von 33«85 g/m und bis zu einem Gleichgewichtszustand bei 65Ϊ relativer Luftfeuchtigkeit vorbehandelt, wurden einem Gasstrom aus dampfförmigem Wasser und HCl ausgesetzt, damit der Stoff HCl und zusätzliche Feuchtigkeit absorbiert, und dann nachbehandelt, indem er einer Atmosphäre mit 6Ο-62Ϊ relativer Luftfeuchtigkeit bei 21°C für 3 Minuten ausgesetzt wurde. Der Stoff wurde anschließend bei verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen Walzen gepreßt, die auf eine Temperatur von 100 C erhitzt waren. Tabelle 1 zeigt die Menge HCl und Wasser, die während des Verfahrens absorbiert und wieder abgegeben wurde. Tabelle zeigt, daß vom Stoff, während des heißen Pressens, wenig Aktivierungsmittel verloren wurde, während ein großer Prozentsatz Wassers ausgetrieben wurde. Der Wasserverlust erniedrigt das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel im Stoff und macht ihn so bindungsfähig. Wasser wurde aus Jenen Stellen des Stoffes vertrieben, die mit der heißen ge-

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triebenen Walze in Kontakt kamen, wodurch eine gute Bindung an diesen Stellen erzielt wurde, wogegen wenig oder keine Bindung in den Stellen des Stoffes auftrat, die nicht mit der getriebenen Walze in Berührung kamen. Der Stoff wird eine hohe Zugfestigkeit gepaart mit gutem Faltenwurf und Handhabungseigenschaften besitzen.

	Tabelle 1	Nach dem Begasen und der Nachbehandlung	Gw.% HCl
Walzenge schwindigkeit	Wassergehalt nach der Vorbe handlung	Gw.% H₂O	3.42 3.I6 3.42
[m/Min.]	Gw.prozent	7-32 5.65 7.32
.305 1.22 3.66	4.44 3.43 4.44

Nach dem Pressen

Gw.% H₀O

Gw.it HCl

Verlust während des Pressens

Molverhältnis H O/HCl 2

3.22
2.24
4.22

2.49 2.84 2.89

4.10
3.42
3.IO

0.93
Ο.32

0.53

8.9 2I.7 11.9

Beispiel 4

Um den Effekt zu zeigen, den zusätzliche Feuchtigkeit auf eine nonwoven-Bahn ausübt, die einer H O/HCl Atmosphäre ausgesetzt wurde, sind die folgenden Meßreihen durchgeführt

ρ worden. Nylonstoffe mit einem Gewicht von 33.9 g/m , vorbe-

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handelt bis zum Gleichgewicht in einer Atmosphäre mit 65JS relativer Luftfeuchtigkeit, wurden für 150 Sekunden einem Gasstrom aus 0.21} HCl und 0.60$ Wasser ausgesetzt, wobei 3.9 Gewichtsprozent HCl aufgenommen wurden.

Die Stoffe wurden dann, verschieden lang, einem Luftstrom bei 21°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 76* ausgesetzt, damit die Stoffe vor dem Pressen zusätzlich Feuchtigkeit aufnehmen konnten. Die Stoffe, die verschiedene Verhältnisse von Wasser zu Salzsäure in den Fadenringzonen enthielten, wurden zwischen glatte Walzen geführt, mit einer Geschwindigkeit von 2.7 m/Min., einem Walzendruck von 17.86 kg/cm und einer Walzentemperatur von 25°C. Die Meßreihen A, B, C, D und E in Tabelle 2 zeigen die Ergebnisse.

	Tabelle 2	Molverhältnis Zugfestigkeit vor dem Pressen [h₂O/HC1] [g/cm/g/m² ]	54.1 56.6 20.2 13. 48.5
Meßreihen	Aussetzungs zeit C See. ]	I.I8 2.55 3.12 3.37 3.37
A B C D E	0 20 60 120 120

Es ist leicht ersichtlich, daß bei Erhöhung des molaren Verhältnisses von Wasser zu HCl in der Bindungsringzone auch der Widerstand des Stoffes gegen eine Bindung bei

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Zimmertemperatur zunimmt. Zwischen einem Molverhältnis von 2.55 und 3.12 sinkt die Zugfestigkeit von 56.6 auf 20.2 g/cm/g/m² ab.

In der Meßreihe E, die das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht, wurde der Stoff zwischen, auf 150 C erhitzten, Walzen gepresst. Durch Erhitzen auf diese Temperatur waren die Walzen genügend heiß um den Stoff bindefähig zu machen, was sich in einer Zugfestigkeit ausdrückte, die sich auf 48.5 g/cm/g/m² erhöhte.

Beispiel 5

Um den Effekt dieses Verfahrens darzustellen, wurde ein Faden mit einem Nicht-Polyamidanteil, nämlich ein Stoff

2
mit einem Gewicht von 33· 9 g/m und aus einem 5Ο/5Ο Nylon 66/Polyester Hülle/Kern-Faden hergestellt, bis zu einem Gleichgewichtszustand bei 23°C und 76* relativer Luftfeuchtigkeit vorbehandelt und einem Gasstrom aus O.24J HCl und 0.84; Wasser genügend lang ausgesetzt, daß der Stoff 1.25 Gewichtsprozent HCl absorbierte. Der Stoff wurde dann bei 24°C einem, 75* relative Feuchtigkeit enthaltenden Luftstrom ausgesetzt, um für dieses Verfahren zusätzlich benötigtes Wasser aufzunehmen. Der nachbehandelte Stoff wurde zwischen einer getriebenen, auf 150⁰C erhitzten Walze und einer ungeheizten federnden Walze gepreßt, mit einer Klemmpunktgeschwindigkeit von 15 Meter/Min. Nach der Desorption und dem Trocknen war der Stoff weich und geschmeidig

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und hatte eine Zugfestigkeit von 52.3 g/cm/g/m².

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Bindung einer nonwoven-Bahn aus Polyamidfäden bei dem die Fäden 0.1 bis 20 Gw.% eines Aktivierungsmittels und genügend Wasser enthalten, daß die Bahn bei Zimmertemperatur nicht bindungsfähig ist, dadurch gekennzeichnet ,

a. daß man die Bahn genügend erhitzt, um sie bindungsfähig zu machen,

b. die Bahn preßt, damit sich die Fäden autogen verbinden, und

c. das Aktivierungsmittel aus der Bahn entfernt .

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Fäden genügend Feuchtigkeit enthalten, damit das Molverhältnis von Wasser zu Aktivierungsmittel in den Fäden oberhalb der Bindungsgrenze liegt, dadurch gekennzeichnet,

a. daß man die Bahn genügend erhitzt, um genug Feuchtigkeit zu vertreiben, damit das Molverhältnis unter die Bindungsgrenze absinkt,

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b. das Gewebe preßt, um die Fäden im Gewebe autogen zu verbinden, und

c. das Aktivierungsmittel aus der Bahn entfernt

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Aktivierungsmittel aus einer Gruppe gewählt wird, die enthält: Halogenwasserstoffe, Bortrifluorid, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und eine Mischung von Chlor und Schwefeldioxid.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Aktivierungsmittel Chlorwasserstoff ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , daß die Bahn 0.5 bis 6 Gw.$ des genannten Aktivierungsmittels enthält.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Bahn gleichzeitig erhitzt und gepreßt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Bahn im Klemmpunkt eines Walzenpaares erhitzt und gepreßt wird.

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θ. Verfahren gemäß Anspruch I₁ dadurch gekenn zeichnet , daß die Fäden Selte-an-Selte Zweikomponenten Fäden sind, von denen einer aus Polyamid besteht.

9· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Fäden Hülle/Kern-Fäden sind, bei denen die Hülle aus Polyamid besteht.

10. Verfahren eines stellenweise Verbindens von nonwoven-Bahnen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

a. daß man die Bahn durch eine erste und zweite Behandlungszone führt,

b. das Aktivierungsmittel in der ersten Behandlungszone auf die Bahn aufbringt und der Bahn erlaubt 0.1 bis 20 Gw.% des Aktivierungsmittels zu absorbieren.

c. in der zweiten Behandlungszone genügend dampfförmiges Wasser auf die Bahn aufträgt, damit die Bahn nicht bindungsfähig bleibt, wenn sie bei Zimmertemperatur gepreßt wird,

d. die Bahn durch ein Walzenpaar führt, von denen wenigstens eine erhabene Teile hat, die mit

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Stellen der Bahn in Berührung kommen und genügend erhitzt sind, um Bindung in den genannten Stellen der Bahn zu bewirken, und

e. das Aktivierungsmittel von der Bahn entfernt.

11. Verfahren gemäß Ansprch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Aktivierungsmittel gasförmig ist und aus einer Gruppe gewählt wird, die enthält: Halogenwasserstoffe, Bortrifluorid, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und eine Mischung von Chlor und Schwefeldioxid.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß man eine dampfförmige Mischung aus Wasser und Aktivierungsmittel auf die Bahn in der ersten Behandlungszone aufträgt und der Bahn erlaubt Feuchtigkeit und Aktivierungsmittel in einem Molverhältnis von etwa 1:1 aufzunehmen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekenn-

p zeichnet, daß die Bahn ein Gewicht von 4 bis 400 g/m

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