HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochfesten
naßgelegten Vliesstoff und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen
Vliesstoff der hohe Festigkeit, z. B. eine hohe Zugfestigkeit, eine
hohe Einreißfestigkeit und eine hohe
Zwischenschicht-Haftfestigkeit besitzt und nach einem Papier-Herstellungsverfahren
hergestellt ist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
(2) Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Vliesstoffe werden gegenwärtig bei verschiedenen Anwendungen
eingesetzt und haben konventionelle Wirkwaren und Webwaren
oder dergleichen ersetzt, da es für Vliesstoffe funktionelle
Anwendungen gibt, die durch die konventionellen Wirkwaren und
Webwaren oder dergleichen nicht erreicht werden können, und
der Einsatz von Vliesstoffen hat in bemerkenswertem Maße
zugenommen.
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Verschiedene Typen von Vliesstoffen sind bekannt.
Beispielsweise sind typische bekannte Vliesstoffe die folgenden: Auf
trockenem Wege gelegte Vliesstoffe, die aus Filamenten
aufgebaut und durch Direktspinnen eines faserbildenden
Hochpolymers mittels eines Verfahrens des Schmelzspinnens, des
Flash-Spinnens oder dergleichen, des gleichzeitigen
Verstreckens der ersponnenen Filamente in Anwesenheit eines Gases
wie Luft und des Anhäufens- der erhaltenen Filamente erhalten
worden sind. Solche Vliesstoffe sind in den Japanischen
geprüften Patentveröffentlichungen (Kokoku) Nr. 48-38025 und
Nr. 42-19520 und in der Japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-50512 offenbart. Ein auf
trockenem Wege gelegter, aus Stapelfasern mit einer relativ großen
Faserlänge aufgebauter Vliesstoff, der durch ein
Schmelzblasverfahren erhalten worden ist, ist in der Japanischen
ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 49-48921 und in der
US-Patentschrift Nr. 3 379 811 offenbart. Auf trockenem Wege
gelegte, aus Stapelfasern aufgebaute und durch Öffnen der
Stapelfasern mittels eines Verfahrens des Kardierens, Anhäufen
der geöffneten Stapelfasern in Form einer Bahn unter Einsatz
einer Überkreuzlegemaschine oder einer Blaslegemaschine und
Verfestigen der die Bahn bildenden Stapelfasern miteinander
mittels eines Nadelfilz-Verfahrens, eines mittels
säulenförmiger Wasserströme durchgeführten Verschlingungsverfahrens
oder eines Verklebeverfahrens mit Hilfe eines Klebstoffs oder
heiß-verklebender Fasern erhaltene Vliesstoffe sind in der
Japanischen geprüften Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr.
57-58463 und den US-Patentschriften Nr. 3 403 862 und Nr.
3 493 462 offenbart. Weiterhin ist ein mittels eines Papier-
Herstellungsverfahrens hergestellter Vliesstoff wohlbekannt.
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Da Fasern, die den Vliesstoff bei dem
Filament-Trockenlege-Verfahren zu einem Vliesstoff bilden, Filamente sind, hat ein
durch Heißpressverkleben einer Bahn von Filamenten erhaltener
Vliesstoff eine hohe Zugfestigkeit und Einreißfestigkeit, und
somit kann dieser Vliesstoff weit verbreitete Anwendung als
Industriematerial finden, für das eine hohe Festigkeit
erforderlich ist.
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Nichtsdestoweniger beträgt die Zwischenschicht-Haftfestigkeit
dieses Vliesstoffs, d. h. die Festigkeit, die erforderlich ist,
um eine den Vliesstoff bildende Schicht von einer benachbarten
Schicht abzulösen, höchstens 300 g/cm bis 400 g/cm und reicht
nicht aus für ein aus dem Vliesstoff hergestelltes Erzeugnis.
Es scheint so, daß diese schlechte
Zwischenschicht-Haftfestigkeit dadurch zustandekommt, daß die den Vliesstoff bildenden
Fasern Filamente sind und daß das Verbinden zwischen den
Filamenten durch das Verfahren des Heißpressverklebens nur
zweidimensional erfolgt und demgemäß nur wenige
Verschlingungen zwischen den Filamenten vorkommen. Weiterhin weist dieser
Vliesstoff die folgenden Nachteile auf. Da eine Bahn dieses
Vliesstoffs durch Anwendung eines Verfahrens des Streckens und
Anhäufens unter Verwendung eines Luftstroms oder eines
Gasstroms gebildet wird, weist die Bahn nämlich nicht die
erforderliche Einheitlichkeit auf, oder das Gewicht pro
Flächeneinheit der Bahn ist sehr unregelmäßig, und da das Verkleben
zwischen den Filamenten durch Heißpressverkleben erreicht
wird, besitzt der Vliesstoff nur eine geringe Dehnung, ist
hart in der Handhabung und hat schlechtes Drapiervermögen.
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Der Vliesstoff der durch Stapelfaser-Trockenlegen unter
Einsatz einer Karde hergestellt ist, hat infolge der kurzen
Länge der eingesetzten Faser eine niedrigere Festigkeit als
derjenige, der durch Filament-Trockenlegen erhalten wurde, und
wenn ein Klebstoff oder dergleichen verwendet wird, um eine
stärkere Verbindung der den Vliesstoff bildenden Fasern zu
erreichen und dadurch die Festigkeit zu erhöhen, tritt ein
Nachteil dahingehend auf, daß der Vliesstoff einen sehr harten
Griff bekommt.
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Ein "Spunlaced"-Vliesstoff, d. h. ein Vliesstoff, der durch das
Verschlingen von Fasern in einer mittels einer Karde
gebildeten Bahn mit Hilfe eines Wasserstrahls ohne Klebstoff gebildet
wird, hat einen weichen Griff, der demjenigen der Vliesstoffe
des Schmelzspinn-Typs und der durch Verkleben der Fasern in
der mittels einer Karde gebildeten Bahn unter Einsatz eines
Klebstoffs oder heiß-verklebender Fasern erhaltenen
Vliesstoffe überlegen ist. Trotzdem hat dieser Vliesstoff insofern
Nachteile, als die Zwischenschicht-Haftfestigkeit noch immer
zu niedrig ist, so daß die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs
oder die Uneinheitlichkeit des Gewichts pro Flächeneinheit des
Vliesstoff gegenüber einer Anwendung des Verfahrens der
Bildung der Bahn nach dem Karde-Typ nicht zu bevorzugen ist.
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Da eine Bahn, aus der der naßgelegte Vliesstoff hergestellt
ist, durch Dispergieren von Fasern mit einer extrem kurzen
Länge in Wasser hergestellt wird, hat dieser Vliesstoff eine
bemerkenswerte Einheitlichkeit, die derjenigen der trocken
gelegten Vliesstoffe überlegen ist; da jedoch im allgemeinen
Fasern mit extrem kurzer Länge, z. B. von 3 mm bis 7 mm,
eingesetzt werden müssen, um eine gleichmäßige Dispersion der
Fasern in Wasser sicherzustellen, ist die Festigkeit des nach
dieser Methode erhaltenen Vliesstoffs sehr niedrig, und aus
diesem Grund ist die Anwendung dieses Vliesstoffs auf Gebiete
beschränkt, auf denen ein Vliesstoff mit einer hohen
Festigkeit nicht erforderlich ist. Weiterhin ist dann, wenn eine
Papier-Herstellungsmaschine zur Implementierung dieser Methode
eingesetzt wird, die Dicke des naßgelegten Vliesstoffs gering,
und die Dichte der Fasern wird hoch, da die Bahn im
allgemeinen mittels eines mit einem Filz ausgerüsteten Trockners
oder einer Yankee-Maschine gepreßt wird, und demnach fühlt
sich der Vliesstoff beim Anfassen papierartig an. Diese
Eigenschaften sind typische Nachteile des bekannten
naßgelegten Vliesstoffs.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, haben die konventionellen
Vliesstoffe Vorteile und Nachteile, je nach der angewandten
Herstellungsmethode, und bis heute ist noch kein Vliesstoff
hergestellt worden, der eine überlegene Einheitlichkeit, eine
hohe Festigkeit und einen weichen Griff besitzt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines neuen naßgelegten Vliesstoffs mit einer überlegenen
Einheitlichkeit, die ein wesentliches Merkmal des
herkömmlichen naßgelegten Vliesstoffs ist, einer höheren Festigkeit
und einem verbesserten Griff, um die Nachteile des
konventionellen Vliesstoffs auszuschalten.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines neuen
naßgelegten Vliesstoffs mit einer überlegenen Einheitlichkeit,
einer hohen Festigkeit und einem überlegenen Griff.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die erste Aufgabe gelöst
durch einen hochfesten naßgelegten Vliesstoff, der aus
Stapelfasern mit einem Einzelfaser-Durchmesser D von 7 um bis
25um und einem Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und
dem Einzelfaser-Durchmesser D von 0,8·10³ bis 2,0·10³
besteht, wobei die Stapelfasern in einem dreidimensionalen
Zustand verschlungen sind.
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Vorzugsweise ist der mittlere Abstand der Punkte der
Verschlingung 300um oder kleiner.
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Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst
durch ein neues Verfahren zur Herstellung des naßgelegten
Vliesstoffs, wobei eine Bahn aus Stapelfasern mit einem
Einzelfaser-Durchmesser D von 7um bis 25um und einem
Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und dem Einzelfaser-
Durchmesser D von 0,8·10³ bis 2,0·10³ mittels eines
Papier-Herstellungsverfahrens gebildet wird und die
Stapelfasern mittels eines Hochgeschwindigkeits-Fluid-Stromes in
einem dreidimensionalen Zustand verschlungen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht einer Oberfläche des
Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung, der den
Verschlingungs-Zustand der den Vliesstoff bildenden Fasern
veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER ZU BEVORZUGEN DEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei dem naßgelegten Vliesstoff muß der Vliesstoff aus Fasern
mit einer speziell bezeichneten Gestalt gebildet werden, und
die Fasern müssen in einem dreidimensionalen Zustand
miteinander verschlungen werden, da dieser Aufbau einen Vliesstoff mit
einer höheren Festigkeit als derjenigen des konventionellen
Vliesstoffs erzeugt.
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Die den Vliesstoff bildenden Fasern müssen zwei Bedingungen
erfüllen, nämlich einen Einzelfaser-Durchmesser von 7um bis
25um und ein Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und dem
Einzelfaser-Durchmesser D von 0,8·10³ bis 2,0·10³. Wenn
der Einzelfaser-Durchmesser kleiner als 7um ist, ist selbst
dann, wenn das Verhältnis L/D der Faser den obigen Wert
erfüllt, die Festigkeit der Einzelfaser zu niedrig, was eine
niedrigere Zugfestigkeit, Einreißfestigkeit und
Zwischenschicht-Haftfestigkeit zur Folge hat, und infolgedessen ist es
unmöglich, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen.
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Wenn der Einzelfaser-Durchmesser größer als 25um ist, gehen
selbst dann, wenn das Verhältnis L/D der Faser den obigen Wert
erfüllt, die Einheitlichkeit und Feinheit der Oberfläche des
Vliesstoffs aufgrund der Dicke der Faser verloren, und somit
ist es wiederum unmöglich, die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung zu lösen. Aus diesem Grunde muß unter dem Gesichtspunkt
der Festigkeit und der Einheitlichkeit der Oberfläche des
Vliesstoffs der Einzelfaser-Durchmesser 7um bis 25um
betragen, und vorzugsweise ist der Einzelfaser-Durchmesser
10um bis 17um.
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Das Verhältnis L/D von 0,8·10³ bis 2,0·10³ wird dann
erfüllt, wenn der Einzelfaser-Durchmesser innerhalb des oben
erwähnten Bereichs liegt; vorzugsweise beträgt jedoch das
Verhältnis L/D von 1,0·10³ bis 1,5·10³. Es wurde gefunden,
daß das Verhältnis L/D in einer wichtigen Beziehung zu der
Erzielung einer leichten Verschlingung der Fasern steht. Wenn
das Verhältnis kleiner als 0,8·10³ oder größer als 2,0·10³
ist, ist es unmöglich, einen Vliesstoff mit der geforderten
Festigkeit zu erhalten. Dann nämlich, wenn das Verhältnis L/D
0,8·10³ bis 2,0·10³ beträgt, wird ein Vliesstoff mit hoher
Festigkeit erhalten, der eine praktische Verwendung des
Vliesstoffs ermöglicht.
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Der Grund für die Begrenzung auf den obigen geeigneten Bereich
des Verhältnisses L/D in der vorliegenden Erfindung wird
folgendermaßen abgeschätzt.
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Die Bewegung der Fasern ist leichter, wenn ein Wasserstrahl
oder dergleichen zur Einwirkung kommt und das Verhältnis L/D
niedrig ist, d. h. wenn die Faser einen relativ dicken
Durchmesser und eine relativ kurze Faserlänge hat, und in diesem
Fall wird die Verflechtung der Fasern gesteigert, und die Zahl
der Berührungspunkte wird stark erhöht, wenn die Faser einen
relativ dünnen Durchmesser und eine relativ lange Faserlänge
hat. Nichtsdestotrotz wird dann, wenn das Verhältnis L/D zu
hoch ist, die Bewegung der zu einer Verschlingung der Fasern
unterdrückt, und dadurch wird die Verschlingung der Fasern
reduziert. Dementsprechend gibt es ein optimales Verhältnis
L/D, bei dem eine maximale Verschlingungs-Dichte der Fasern
erzielt wird, und in der vorliegenden Erfindung erstreckt sich
der optimale Bereich von 0,8·10³ bis 2,0·10³ , wie im
vorstehenden beschrieben ist.
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Vorzugsweise sind die den Vliesstoff der vorliegenden
Erfindung bildenden in einem dreidimensionalen Zustand solchermaßen
verschlungen, daß der mittlere Abstand der Punkte der
Verschlingung 300um beträgt oder kleiner ist.
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Eine Faser mit kreisrundem Querschnitt oder unregelmäßigem
Querschnitt kann für den Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Wenn die Gestalt der Faser
kreisförmig ist, kann der Durchmesser durch eine direkte Messung
derselben erhalten werden; wenn die Faser einen unregelmäßigen
Querschnitt besitzt, kann der Durchmesser erhalten werden
durch Messung des Feinheitsgrades, d. h. des Titers, nach einer
Methode der Gewichts-Bestimmung und Berechnung eines mittleren
Durchmessers aus dem gewonnen Wert des Titers mittels der
nachstehenden Gleichung.
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Hierin bezeichnen
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R den mittleren Durchmesser einer einzelnen Faser (in um),
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ρ die Dichte eines die Faser bildenden Hochpolymers (in
g/cm³),
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d den Titer der Einzelfaser (in Denier),
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π die Kreis-Konstante.
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Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Wert des
mittleren Abstands der Punkte der Verschlingung wird mittels einer
Methode gemessen, die in dem US-Patent Nr. 4 476 186, Spalte
4, Zeilen 20-33, als Maß zum Ausdrücken des Grades der
Verschlingung der Fasern offenbart ist. Wenn der mittlere Abstand
klein ist, sind die Fasern dicht verschlungen.
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Der Wert des mittleren Abstands der Punkte der Verschlingung
wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Fig. 1 ist
eine vergrößerte Ansicht, die eine Anordnung von Fasern
veranschaulicht, die den naßgelegten Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung bilden, wenn man den Vliesstoff von oben
betrachtet. In Fig. 1 sind die den Vliesstoff bildenden
Fasern als f&sub1;, f&sub2;, f&sub3;--- bezeichnet, und ein Punkt an dem die
Faser f&sub2; über die Faser f&sub1; hinweg kreuzt, ist als a&sub1;
bezeichnet, und ein Punkt an dem die Faser f&sub2; zuerst unter einer
anderen Faser hindurch kreuzt, d. h. einer Faser f&sub3; in der
Fig. 1, wird als Punkt a&sub2; bezeichnet. Die Punkte a&sub3;, a&sub4;
werden in der gleichen Weise bestimmt. Die Abstände in einer
Ebene parallel zu dem Vliesstoff zwischen
a&sub1; und a&sub2;, a&sub2; und a&sub3;
--- werden gemessen, und der Mittelwert wird aus einer
Mehrzahl gemessener Abstände als Wert des mittleren Abstands der
Punkte der Verschlingung berechnet.
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Als den naßgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung bildende Faser kann eine Polyamid-Faser wie Nylon 6,
Nylon 66, Nylon 610 oder dergleichen, eine Polyester-Faser wie
Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat oder
dergleichen, eine Polyolefin-Faser wie Polypropylen, Polyethylen
oder dergleichen, und eine Faser aus regenerierter Cellulose
wie Viskosefilament oder dergleichen verwendet werden, die
sämtlich Faser-Durchmesser und Werte des L/D-Verhältnisses
innerhalb der von der vorliegenden Erfindung geforderten
Bereiche haben.
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Vorzugsweise beträgt der Young'sche Elastizitätsmodul der
Faser 50 kg/mm² bis 700 kg/mm², und eher bevorzugt 50 kg/mm²
bis 500 kg/mm². Da eine Faser mit einem hohen Young'schen
Elastizitätsmodul von, beispielsweise, mehr als 700 kg/mm²
eine große Biegesteifigkeit aufweist und eine starke
Verschlingungskraft, z. B. ein säulenartiger Wasserstrom mit einem
extrem hohen Druck, aufgewandt werden muß, um einen
Verschlingungszustand der Fasern mit einem mittleren Abstand der Punkte
der Verschlingung von 300um oder weniger zu erhalten, ist
eine Faser mit einem Young'schen Elastizitätsmodul von mehr
als 700 kg/mm² für die vorliegende Erfindung nicht geeignet.
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Da das naßgelegte Vlies der vorliegenden Erfindung gemäß der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wie oben beschrieben
ist, besitzt es eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe
Einreißfestigkeit, die mit einem konventionellen naßgelegten
Vliesstoff nicht erzielbar ist, und weist eine Zwischenschicht-
Haftfestigkeit auf, die in bemerkenswertem Maße höher ist als
diejenige, die in einem Filament-Vliesstoff wie einem durch
Schmelzspinnen hergestellten Vliesstoff oder dergleichen oder
einem Vliesstoff, der durch Herstellen einer Bahn aus Fasern
mit einer relativ großen Faserlänge, Kräuseln mittels einer
Karde und Verschlingen der Fasern in der Bahn durch einen
säulenartigen Wasserstrom erhalten wird, beispielsweise ein
Vliesstoff vom Spunlaced-Typ wie Sontara®, das von Du Pont de
Nemours & Co., Inc., geliefert wird. Man nehme zur Kenntnis,
daß der naßgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung eine hervorragende Einheitlichkeit besitz, da die
Unregelmäßigkeiten des Gewichts pro Flächeneinheit klein ist,
was ein wesentliches Merkmal des naßgelegten Vliesstoffs ist.
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Des weiteren sind die den naßgelegten Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung bildenden Fasern ausschließlich mittels
eines Vorgangs der dreidimensionalen Verschlingung miteinander
verbunden, und andere Mittel zum Verbinden, etwa ein Klebstoff
oder dergleichen, werden nicht verwendet. Aus diesem Grunde
hat der naßgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung einen außerordentlich weichen Griff und einen guten
Faltenwurf, verglichen mit einem konventionellen naßgelegten
Vliesstoffs, der mittels eines Klebstoffs oder dergleichen
gebunden ist.
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Da der naßgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
herausragende kennzeichnende Eigenschaften hat, die von einem
konventionellen naßgelegten Vliesstoff nicht erreicht werden,
kann dieser neue naßgelegte Vliesstoff bei verschiedenartigen
Anwendungen eingesetzt werden, darunter Anwendungen, für die
der konventionelle naßgelegte Vliesstoff nicht einsetzbar
ist, beispielsweise medizinische Materialien wie Tamponaden
und Operationskittel und Unterlegpolster oder dergleichen, und
Hygiene-Materialien wie Windeln, Servietten, Masken oder
dergleichen.
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Die bemerkenswerten Merkmale des naßgelegten Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden bei der
Erörterung spezieller Einsatzgebiete erörtert.
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Vliesstoffe werden für Operationskittel verwendet, und da ein
derartiger Kittel die Eigenschaft einer hochgradigen
Flüssigkeitssperre aufweisen muß, schlug das US-Patent Nr. 4 442 161
vor, einen säulenartigen Wasserstrom in eine Vliesbahn zu
injizieren, die durch Doppeln von aus feinen Fibrillen
bestehendem Holzschliff auf einer Bahn von Polyester-Fasern wie
Polyethylenterephthalat-Fasern oder durch Vermischen des
Holzschliffs mit den Polyester-Fasern hergestellt wurde, um
die Fibrillen des Zellstoffs in solcher Weise zu verschlingen,
daß die Fibrillen des Zellstoffs in die Zwischenräume zwischen
den Polyester-Fasern mit den Polyester-Fasern hineingedrückt
werden, um die Dichte des Vliesstoffs zu vergrößern.
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Da der naßgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, wie im vorstehenden beschrieben ist, ist es
nicht erforderlich, Bindemittel-Fasen wie den in dem US-Patent
Nr. 4 442 161 eingesetzten Holzschliff zu verwenden, um die
Zwischenräume zwischen den den Vliesstoff bildenden Fasern zu
verschließen. Beispielsweise hat der aus einer Polyester-Faser
mit einem Titer von 1 den und einer Faserlänge von 12,5 mm
hergestellte naßgelegte Vliesstoff die Eigenschaft einer
überlegenen Flüssigkeitssperre, und infolgedessen wird die
Anwendung einer Behandlung des Bindens unnötig.
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Da der naßgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
eine überlegene Einheitlichkeit und eine hohe Festigkeit,
einschließlich der Zwischenschicht-Haftfestigkeit, aufweist, kann
dieser Vliesstoff in passender Weise als Zwischenfutter für
Kleidungsstücke verwendet werden. Da weiterhin eine starke
Bindung der den naßgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung bildenden Fasern allein durch eine Verschlingung der
Fasern ohne einen Klebstoff erreicht wird, hat dieser
Vliesstoff eine überlegene Flusenfreiheit und einen weichen Griff
und demgemäß eine überlegene Eignung als Wischmaterial. Aus
diesem Grunde kann dieser Vliesstoff für industrielle
Putztücher in der Elektronik-Industrie oder dergleichen eingesetzt
werden. Weiterhin kann der naßgelegte Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung für Luftfilter oder Flüssigkeitsfilter
verwendet werden, insbesondere ein Vorfilter, das zum
Herausfiltern von Teilchen mit einem Durchmesser von 5um bis 25um
befähigt ist, da die Eigenschaften dieses Vliesstoffs mit
einem mittleren Abstand der Punkte der Verschlingung 300um
für ein derartiges Filter besonders geeignet sind.
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Es ist bekannt, daß ein Vliesstoff an Stelle eines
Grundmaterials aus einem Gewebe oder einem Gewirke als
Grundmaterial für eine Beschichtung eingesetzt werden kann. Da
jedoch die Zwischenschicht-Haftfestigkeit der herkömmlichen
Vliesstoffe im Vergleich zu derjenigen der Gewebe oder Gewirke
niedrig ist, löst sich in einem beschichteten Textilsubstrat,
das durch Auftragen einer Schicht aus einem Polyurethan-Harz
oder einem Vinylchlorid-Harz auf eine Oberfläche des
Vliesstoffs hergestellt ist, die den Überzug bildende Schicht
leicht von der den Vliesstoff bildenden Schicht, und
aufgrunddessen läßt sich das beschichtete Textilsubstrat nicht
verwenden. Zur Lösung dieses Problems wird der konventionelle
Vliesstoff mit einem elastischen Polymer wie einem
Polyurethan-Harz, einem Polyacrylester-Harz, SBR, MBR, NBR oder
dergleichen als Bindemittel behandelt, und dann wird die
Oberfläche des konventionellen Vliesstoffs mit einem
Polyurethan-Harz, einem Vinylchlorid-Harz oder dergleichen
beschichtet. In diesem Falle wird jedoch der Griff des
beschichteten Vliesstoffs papierartig, und aus diesem Grunde ist
die Güte des beschichteten Vliesstoffs derjenigen eines
beschichteten Textilsubstrats auf der Basis eines Gewebes oder
eines Gewirkes unterlegen. Da der naßgelegte Vliesstoff gemäß
der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem herkömmlichen
Vliesstoff eine bemerkenswert hohe
Zwischenschicht-Haftfestigkeit hat, kann er ohne Bindemittel als Textilsubstrat für eine
Beschichtung verwendet werden, und der naßgelegte Vliesstoff
gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Textilsubstrat mit
einem überlegenen weichen Griff und einer hohen
Zwischenschicht-Haftfestigkeit verwendet werden, die sich durch einen
herkömmlichen Vliesstoff nicht erreichen läßt.
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Weiterhin kann der naßgelegte Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung als Grundmaterial eines künstlichen Leders
verwendet werden. Beispielsweise kann ein genarbtes Kunstleder
dadurch erhalten werden, daß eine Lösung oder eine Emulsion
eines elastischen Polymers, etwa ein Polyurethan-Harz, ein
Vinylchlorid-Harz, SBR, MBR, NBR oder dergleichen mittels
eines Tiefdruck-Beschichters oder einer Rakel oder dergleichen
als Schicht auf eine Oberfläche des naßgelegten Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen wird. In diesem
Fall wird vorzugsweise, erforderlichenfalls vor dem
Beschichtungsprozeß, der Vliesstoff in eine Lösung des elastischen
Polymers, etwa des Polyurethan-Harzes oder dergleichen,
eingetaucht und der Vliesstoff dann im trockenen oder nassen
Zustand mit dem elastischen Polymer gefüllt, um die Festigkeit
und den Griff des erhaltenen Kunstleders weiter zu verbessern.
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Bei der Gewinnung eines wildlederartigen Kunstleders aus dem
naßgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung wird
der Vliesstoff mit einer Bahn gefacht, die aus einer Vielzahl
extrafeiner Fasern mit einer Faserfeinheit von 0,5 den oder
weniger besteht, der gefachte Körper wird einer Behandlung zur
dreidimensionalen Verschlingung zur Bildung eines Verbund-
Vliesstoffs unterworfen, eine Schicht, in der die extrafeinen
Fasern verschlungen sind, wird velouriert, und
erforderlichenfalls wird der erhaltene Vliesstoff in ein elastisches Polymer
eingetaucht und gefärbt.
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Ein Verfahren zur Herstellung des hochfesten naßgelegten
Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden
erläutert.
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Zunächst werden Stapelfasern mit einer speziellen Gestalt,
d. h. einem Einzelfaser-Durchmesser von 7um bis 25um und
einem Verhältnis L/D von 0,8·10³ bis 2,0·10³ produziert,
und eine Aufschlämmung mit einer Konzentration von 0,1% bis
3% wird durch Dispergieren der Fasern in Wasser hergestellt.
Vorzugsweise wird eine kleine Menge eines
Dispergierungsmittels zu der Aufschlämmung hinzugefügt. Dann wird aus der
Aufschlämmung mit Hilfe einer Papier-Herstellungsmaschine mit
einem langen Netzgewebe oder einem kreisförmigen Netzgewebe
ein Vliesstoff-Flächengebilde erzeugt. Das Flächengewicht des
Vliesstoffs wird innerhalb eines Bereichs von 5 g/m² bis
500 g/m² gehalten, je nach der Anwendung desselben. Jede
beliebige Faser, die sich für die geforderte Anwendung des
Vliesstoffs eignet und Werte des Faserdurchmessers und des
Verhältnisses L/D hat, die die durch die vorliegende Erfindung
definierten Bedingungen erfüllt, kann gegebenenfalls verwendet
werden. Weiterhin können nötigenfalls zwei oder drei Typen
von Fasern als Gemisch derselben verwendet werden. Die Fasern
in dem erhaltenen Flächengebilde werden mittels eines
Hochgeschwindigkeits-Fluid-Stromes miteinander verschlungen.
Wenngleich ein beliebiges Fluid, d. h. eine Flüssigkeit oder
ein Gas, für dieses Verfahren eingesetzt werden kann, ist
Wasser wegen der einfachen Verfahrensführung, der Kosten und
seiner hohen Aufprall-Energie am besten geeignet. Der
Wasserdruck hängt vom Typ der eingesetzten Faser und dem
Flächengewicht des Vliesstoffs ab. Beispielsweise kann zur Gewinnung
eines Vliesstoffs mit einem mittleren Abstand der Punkte der
Verschlingung 300um oder weniger ein Wasserstrom mit einem
Druck von 5 kg/cm² bis 200 kg/cm², vorzugsweise von 10 kg/cm²
bis 80 kg/cm², angewandt werden. Wenn der gleiche Faser-Typ
verwendet wird, kann für ein Vliesstoff-Flächengebilde mit
einem kleineren Flächengewicht Wasser mit einem niedrigeren
Druck eingesetzt werden, und für ein Vliesstoff-Flächengebilde
mit einem großen Flächengewicht kann Wasser mit einem höheren
Druck eingesetzt werden. Wenn das Flächengewicht eines
Vliesstoffs das gleiche ist, muß zur Erzielung eines Vliesstoffs
mit einer hohen Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Wasserstrom mit einem hohen Druck auf ein aus Fasern mit
einem hohen Young'schen Elastizitätsmodul aufgebauten
Vliesstoff-Flächengebilde zur Einwirkung gebracht werden. Der
Durchmesser einer Düse zum Einspritzen des Wassers kann
0,01 mm bis 1,0 mm betragen. Der geometrische Ort des
Wasserstroms auf der Vliesstoff-Bahn kann eine gerade Linie parallel
zur Laufrichtung der Bahn oder eine gekrümmte Linie sein, die
durch Rotation eines Kopfs, an dem die Düse befestigt ist,
oder durch Hin-und-Her-Bewegung des Kopfes in einer Richtung
senkrecht zur Laufrichtung der Bahn entsteht. Eine Mehrzahl
von Örtern auf einer Kreisbahn, von denen an jedem Ort
verschlungen wird, wird durch Wiederholung der Rotationsbewegung
des Kopfes gegen die laufende Bahn erreicht. Es wird
bevorzugt, diese Drehbewegung des Kopfes auszunutzen, da diese die
folgenden Vorteile mit sich bringt: Da die Einspritzfläche des
Wasserstroms aus einer Düse gegen die Bahn durch die oben
bezeichnete Drehbewegung des Kopfes vergrößert wird, ist der
Wirkungsgrad des durch den Wasserstrom bewirkten Arbeitsgang
des Verschlingens höher, eine Unregelmäßigkeit der
geometrischen Örter des Wasserstroms, die eine Minderung der Qualität
eines Produkts bewirkt, wird unsichtbar, und das Verhältnis
zwischen der Festigkeit in der Längsrichtung des Vliesstoffs
und der Festigkeit in der Querrichtung des Vliesstoffs ist
niedrig.
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Ein Hochgeschwindigkeits-Wasser-Strom kann auf nur eine Seite
des Vliesstoffs oder alternativ auf beide Seiten des
Vliesstoffs zur Einwirkung gebracht werden. Die Zahl der
Behandlungen mit dem Hochgeschwindigkeits-Wasser-Strom kann
gegebenenfalls so festgelegt werden, daß ein optimaler
Verschlingungs-Zustand erreicht wird.
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Typische Bedingungen in bezug auf den Druck eines
Wasserstroms, der zur Gewinnung eines naßgelegten Vliesstoffs mit
einer überlegenen Einheitlichkeit und einem mittleren Abstand
der Punkte der Verschlingung 300um oder weniger befähigt ist,
sind beispielsweise gegeben durch einen säulenartigen
Wasserstrom mit einem Druck von 10 kg/cm² bis 40 kg/cm², der auf
eine Seite oder beide Seiten einer Bahn mit einem relativ
kleinen Flächengewicht von 10 g/m² bis 100 g/m² aufgebracht
wird, und ein säulenartiger Wasserstrom mit einem Druck von
30 kg/cm² bis 80 kg/cm² kann alternativ auf beide Seiten der
Bahn mit einem relativ großen Flächengewicht von 150 g/m² bis
500 g/m² aufgebracht werden.
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Als ein Aspekt des Produktionsverfahrens des hochfesten
naßgelegten Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung kann
eine Methode zur Anwendung gelangen, die einen ersten Schritt
des Verschlingens einer mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellten Bahn durch einen säulenartigen Wasser-
Strom, einen zweiten Schritt des Ablegens der verschlungenen
Bahn auf einem groben Drahtnetz mit beispielsweise 10 mesh bis
20 mesh und einen dritten Schritt des Aufspritzens des
säulenartigen Wasser-Stroms auf die Oberseite der verschlungenen
Bahn umfaßt, um einen Vliesstoff mit einem Muster zu erhalten,
das eine Mehrzahl offener Löcher enthält, wobei diese
Konfiguration derjenigen des Drahtnetzes ähnlich ist. Hier sind die
Bauschigkeit, die Maßhaltigkeit und der Dehnungsmodul des
erhaltenen naßgelegten Vliesstoffs denjenigen eines
naßgelegten Vliesstoffs überlegen, bei dem der obige dritte Schritt
nicht angewandt wird.
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Vorzugsweise wird eine Seite des naßgelegten Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung im kalten Zustand oder im
heißen Zustand mittels einer Gravur- oder Prägewalze geformt.
Dieses Verfahren vermag die Bindung der Fasern in dem
verschlungenen Vliesstoff zu erhöhen, und damit wird die
Festigkeit, etwa die Zugfestigkeit oder dergleichen durch diese
zusätzliche Behandlung weiter verbessert. Weiterhin wird ein
unerwarteter Effekt dahingehend erzielt, daß die Maßhaltigkeit
des Vliesstoffs durch die Anwendung dieser Behandlung
verbessert wird.
-
Demzufolge hat der naßgelegte Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung hohe Werte der Festigkeit, d. h. der
Zugfestigkeit, der Einreißfestigkeit und der
Zwischenschicht-Haftfestigkeit, die denjenigen eines trockengelegten Filament-
Vliesstoffs ähneln, und besitzt eine Einheitlichkeit, die
derjenigen eines naßgelegten Vliesstoffs ähnelt. Weiterhin ist
der Griff des naßgelegten Vliesstoffs gemäß der vorliegenden
Erfindung bemerkenswert weich.
-
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch Beispiele
derselben erläutert, die die vorliegende Erfindung jedoch in
keinerlei Weise einschränken. Die Definitionen und Messungen
verschiedener kennzeichnender Größen, die durchweg in diesen
Beispielen verwendet werden, sind folgende:
-
Zugfestigkeit (kg/cm):
gemessen mittels einer Streifen-Methode nach JIS-L-1096.
-
Einreißfestigkeit (kg):
gemessen mittels einer Einzelzungen-Methode nach
JIS-L-1096.
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit (g/cm):
-
Proben des Vliesstoffs von 13 cm Länge und 2,5 cm Breite
wurden hergestellt; ein Klebeband, Typ D3200 von der
Firma Sony Chemical Co., wurde auf jeder Probe
angeordnet, und die Probe und das Band wurden bei einer
Temperatur von 200ºC 30 s unter einem Druck von 70 kg/cm²
gepreßt, wodurch ein Verbundkörper erhalten wurde, in dem
die Probe und das Band fest miteinander verbunden waren.
-
Zwischen der Probe und dem Band des Verbundkörpers wurde
mit einem Messer ein Schnitt angebracht, und die
getrennte Probe und das getrennte Band wurden in den
Spannfuttern eines selbstschreibenden Geräts (Autograph)
eingespannt.
-
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Autographs betrug
10 cm/min, und die Papier-Vorschubgeschwindigkeit des
Autographs betrug 10 cm/min.
-
Da das Band fest war und die Probe und das Band fest
miteinander verbunden waren, riß beim Abziehen des Bandes
von dem Probe-Verbundkörper nicht das Band, und das Band
und die Probe wurden auch nicht an der Klebefläche
zwischen ihnen getrennt, sondern statt dessen trennte die
auf den Verbundkörper zur Einwirkung gebrachte Kraft
einen Teil des Vliesstoffs von dem anderen Teil des
Vliesstoffs. Dementsprechend wurde mittels dieser Methode
die Zwischenschicht-Haftfestigkeit gemessen.
-
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurden fünf
Verbundkörper gemessen, drei Maximalwerte und drei Minimalwerte
wurden der Spannungs-Dehnungs-Kurve entnommen, und aus
diesen sechs Werten wurde ein Mittelwert berechnet. Die
Messung wurde in gleicher Weise in der Längsrichtung des
Vliesstoffs und der Querrichtung des Vliesstoffs
durchgeführt, und ein Mittelwert, der aus den ober
erwähnten, in beiden Richtungen erhaltenen Mittelwerte
gebildet wurde, drückte die
Zwischenschicht-Haftfestigkeit des Vliesstoffs aus.
-
Weichheit:
-
Eine 45º-Ausleger-Methode gemäß JIS-L-1096 wurde
angewandt, und der Mittelwert eines Wertes in der
Längsrichtung und eines Wertes in der Querrichtung wurde
als Weichheit ausgedrückt.
-
Mittlerer Abstand der Punkte der Verschlingung:
-
Abstände wurden mittels eines Elektronen-Abtastmikroskops
bei einer 100-fachen Vergrößerung gemessen, und der
mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung wurde als
Mittelwert aus 50 Meßwerten angegeben.
Beispiel 1
-
Eine Mehrzahl Fasern aus Polyethylenterephthalat (im folgenden
als PET bezeichnet) von 1 den, entsprechend einem
Faser-Durchmesser von 10um wurde auf eine Länge von 10 mm zugeschnitten
und in Wasser zu einer Aufschlämmung mit einer Konzentration
von 1% dispergiert. Das Verhältnis L/D dieser Fasern betrug
10³. Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde aus
dieser Aufschlämmung mit Hilfe einer
Papier-Herstellungsmaschine des Typs mit einem geneigten langen Netzgewebe
hergestellt, und ein säulenartiger Wasserstrom mit einem Druck
von 30 kg/cm² wurde aus einer Mehrzahl Düsen eingespritzt, die
jeweils einen Durchmesser von 0,1 mm hatten und in 18 Reihen
mit einem Gangabstand von 5 mm zwischen ihnen auf einer Seite
der Bahn angeordnet waren, um die die Bahn bildenden Fasern
miteinander zu verschlingen. Ein Abstand von 30 mm wurde
zwischen den Düsen und der Bahn aufrechterhalten, und ein
Metallnetz von 80 mesh aus nichtrostendem Stahl wurde unter
der Bahn als Trägerelement angeordnet. Das Wasser durchquerte
die Bahn und wurde durch das Metallnetz abgesaugt. Die gleiche
Behandlung mittels des säulenartigen Wasserstroms gelangte auf
die gegenüberliegende Seite der Bahn zur Anwendung, und
weiterhin wurde ein säulenartiger Wasserstrom mit einem Druck
von 18 kg/cm² auf beide Seiten der obigen Bahn gespritzt, und
danach wurde die Bahn getrocknet. Hierdurch wurde eine Probe
des naßgelegten Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung
erhalten. Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung
betrug 70um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs
waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,0 kg/cm
-
Querrichtung: 1,9 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,6 kg
-
Querrichtung: 1,4 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2 100 g/cm
-
Weichheit: 28 mm
-
Ein Polyethylenterephthalat-Filament-Vliesstoff "Asahikasei
Spun Bond® E3050", bezogen von Asahi Chemical Co., Ltd.,
hergestellt mittels eines Schmelzspinnverfahrens, mit einem
Flächengewicht von 50 g/m² wurde als Vergleichsbeispiel
vorbereitet.
-
Die Kennwerte dieses Vergleichsbeispiels waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,4 kg/cm
-
Querrichtung: 1,0 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,1 kg
-
Querrichtung: 1,2 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 230 g/cm
-
Weichheit: 41 mm
-
Wie aus den obigen Daten hervorgeht, hat der Vliesstoff der
vorliegenden Erfindung, obwohl er ein naßgelegter Vliesstoff
ist, eine Zugfestigkeit und eine Einreißfestigkeit ähnlich
denjenigen des Filament-Vliesstoffs, wies jedoch eine höhere
Zwischenschicht-Haftfestigkeit als der Vergleichs-Filament-
Vliesstoff. Weiterhin hatte dieser Vliesstoff einen extrem
weichen Griff und eine Einheitlichkeit, d. h. eine
Einheitlichkeit des Flächengewichts, die derjenigen eines vergleichbaren
naßgelegten Vliesstoff ähnelte, und es wurde bestätigt, daß
der naßgelegte Vliesstoff im Vergleich zu den bekannten
konventionellen Vliesstoffen eine überlegene Qualität hatte.
Vergleichsbeispiel 1
-
Ein PET-Filament von 0,1 den, entsprechend einem
Faser-Durchmesser von 3um wurde mittels eines Direktspinnverfahrens
erzeugt und auf eine Länge von 3 mm zugeschnitten. Das
Verhältnis L/D betrug 10³. In diesem Vergleichsbeispiel 1 wurden die
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angewandt, um einen
Vliesstoff herzustellen.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
36um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,4 kg/cm
-
Querrichtung: 1,2 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,2 kg
-
Querrichtung: 0,2 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 910 g/cm
-
Weichheit: 24 mm
-
Man beachte, daß die Einreißfestigkeit bei diesem
Vergleichsbeispiel bemerkenswert niedrig ist.
Vergleichsbeispiel 2
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer PET-Faser von
1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 10um, und
einer Länge von 51 mm mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug
5,1·10³. Viele der Fasern in der Aufschlämmung wurden
miteinander verschlungen, Blöcke von Fasern traten zerstreut über
die ganze Aufschlämmung auf, und die Dispersion der Fasern in
der Aufschlämmung war schlecht. Die Bahn wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mit säulenartigen
Wasserströmen behandelt, jedoch mit der Abweichung, daß der
Druck des Wasserstroms bei der ersten Behandlung 40 kg/cm² bei
der ersten Behandlung und 25 kg/cm² bei der zweiten Behandlung
betrug.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
330um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,8 kg/cm
-
Querrichtung: 0,7 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,6 kg
-
Querrichtung: 3,4 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 210 g/cm
-
Weichheit: 39 mm
Vergleichsbeispiel 3
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 6 von 5 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 24um, und einer
Länge von 5 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine
hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug 0,21·10³.
Die Dispersion der Fasern in der Aufschlämmung war gut, und
die Bahn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
1 mit säulenartigen Wasserströmen behandelt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
340um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,4 kg/cm
-
Querrichtung: 0,2 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,8 kg
-
Querrichtung: 0,6 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 195 g/cm
-
Weichheit: 43 mm
Vergleichsbeispiel 4
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Polypropylen von
3 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 22um, und
einer Länge von 20 mm und einem Young'schen Elastizitätsmodul
von 900
kg/cm² mittels einer Papier-Herstellungsmaschine
hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug 0,91·10³.
-
Die Bahn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
1 mit säulenartigen Wasserströmen behandelt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
350um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,1 kg/cm
-
Querrichtung: 0,09 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,7 kg
-
Querrichtung: 0,3 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 180 g/cm
-
Weichheit: 41 mm
Beispiel 2
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 300 g/m² wurde unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 66 von
1,5 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 13,1um, und
einer Länge von 12,5 mm mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug
0,95·10³.
-
Eine Vorrichtung zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme
mit einer Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von
0,2 mm, die in 12 Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen
von 5 mm angeordnet und 30 mm oberhalb der Bahn angebracht
waren, und mit einem Trägerelement aus einem Metallnetz von
80 mesh wurde eingesetzt. Die Behandlung mit den
säulenförmigen Wasserströmen wurde auf eine Seite und dann auf die
entgegengesetzte Seite der Bahn angewandt, während dasß Wasser
durch das Metallnetz abgesaugt wurde, und diese Behandlung
wurde zweimal wiederholt. Der Druck des Wasserstroms betrug
70 kg/cm² bei der ersten Behandlung und 50 kg/cm² bei der
zweiten Behandlung. Dann wurde der verschlungene Vliesstoff
getrocknet.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
90um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 16,1 kg/cm
-
Querrichtung: 15,7 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 9,7 kg
-
Querrichtung: 10,0 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1 900 g/cm
-
Weichheit: 74 mm
-
Da dieser Vliesstoff gute Einheitlichkeit aufweist und die
Zugfestigkeit und die Einreißfestigkeit in der Längsrichtung
und in der Querrichtung nahezu die gleichen Werte zeigen,
kann dieser Vliesstoff als Material für Bauzwecke,
beispielsweise Bedachungen, verwendet werden.
Beispiel 3
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 40 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus nach dem Viskose-
Verfahren produzierten Cellulose-Fasern, d. h. einem Viskose-
Filament von 1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von
9,7um, und einer Länge von 15 mm mittels einer Papier-
Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser
Faser betrug 1,55·10³.
-
Eine Vorrichtung zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme
mit einer Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von
0,08 mm, die in 10 Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen
von 2 mm angeordnet und 50 mm oberhalb der Bahn angebracht
waren, und mit einem die Bahn unterstützenden Trägerelement
aus einem Metallnetz von 60 mesh wurde eingesetzt. Die
Behandlung mit den säulenförmigen Wasserströmen wurde auf eine Seite
und dann auf die entgegengesetzte Seite der Bahn angewandt,
und diese Behandlung wurde dreimal wiederholt. Der Druck des
Wasserstroms betrug 15 kg/cm² bei der ersten Behandlung
23 kg/cm² bei der zweiten Behandlung und 16 kg/cm² bei der
dritten Behandlung. Dann wurde der verschlungene Vliesstoff
getrocknet.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
52um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,14 kg/cm
-
Querrichtung: 0,10 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,30 kg
-
Querrichtung: 0,25 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1 020 g/cm
-
Weichheit: 26 mm
-
Ein Filament-Vliesstoff der Cellulose-Gruppe, "Bemliese®"
bezogen von Asahi Chemical Co., Ltd., mit einem Flächengewicht
von 40 g/m² wurde als Vergleichsbeispiel vorbereitet.
-
Die Kennwerte dieses Vergleichsbeispiels waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,22 kg/cm
-
Querrichtung: 0,03 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,21 kg
-
Querrichtung: 0,24 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 160 g/cm
-
Weichheit: 34 mm
-
Wie aus den obigen Werten hervorgeht, hat dieser Vliesstoff
nahezu die gleichen Festigkeitswerte wie Bemliese, hat jedoch
einen weicheren Griff als Bemliese.
Beispiel 4
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 40 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer PET-Faser von
2,0 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 14um, und
einer Länge von 20 mm mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug
1,42·10³.
-
Eine Bahn aus Holzschliff mit einem Flächengewicht von 30 g/m²
wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1
hergestellt, und diese Bahn aus Holzschliff wurde zwischen zwei
PET-Bahnen angeordnet, wodurch ein dreilagiges Laminat
gebildet wurde.
-
Zum Verwirren der Fasern in dem laminierten Flächengebilde
wurde ein Apparat zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme
mit einer Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von
0,1 mm, die in 15 Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen
von 5 mm angeordnet und 30 mm oberhalb der Laminat-Bahn
angebracht waren, eingesetzt. In diesem Falle rotierte der Kopf
mit den Düsen mit 700 Umdrehungen/min, und die Laminat-Bahn
wurde mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min bewegt. Die
Behandlung mit den säulenförmigen Wasserströmen wurde auf eine
Seite und dann auf die entgegengesetzte Seite der Bahn
angewandt, und diese Behandlung wurde zweimal wiederholt. Der
Druck des Wasserstroms betrug 15 kg/cm² bei der ersten
Behandlung und 28 kg/cm² bei der zweiten Behandlung.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
32um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 4,1 kg/cm
-
Querrichtung: 4,0 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,1 kg
-
Querrichtung: 2,9 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1 300 g/cm
-
Weichheit: 42 mm
-
Da dieser Vliesstoff sich die Hygroskopizität des Holzschliffs
zunutze macht, kann er für Einweg-Bekleidung, z. B. einen
Operationskittel oder dergleichen, verwendet werden.
Beispiel 5
-
Eine Polypropylen-Faser von 1,5 den, entsprechend einem Faser-
Durchmesser von 15,6um, und einer Länge von 17,5 mm und eine
Viskosefilament-Faser von 1 den, entsprechend einem Faser-
Durchmesser von 9,7um, und einer Länge von 12,5 mm wurden
gemischt. Das Verhältnis L/D der Polypropylen-Faser betrug
1,1·10³, und das Verhältnis L/D der Viskosefilament-Faser
betrug 1,3·10³. Das Mischungsverhältnis betrug 70%
Polypropylen-Faser zu 30% Viskosefilament-Faser.
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 60 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mittels einer Papier-
Herstellungsmaschine hergestellt, und die Behandlung der Bahn
mit säulenartigen Wasserströmen wurde unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses
Vliesstoffs betrug 150um, und die Kennwerte des erhaltenen
Vliesstoffs waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,6 kg/cm
-
Querrichtung: 3,3 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,4 kg
-
Querrichtung: 2,1 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1 230 g/cm
-
Weichheit: 39 mm
-
Da dieser Vliesstoff sich die antistatischen Eigenschaften und
die Hygroskopizität der Cellulose-Faser zunutze macht, kann er
für Wischtücher oder ein Futter für eine Diskette oder
dergleichen auf dem Gebiet der Elektronik eingesetzt werden.
Beispiel 6
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 95 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 66 von 2 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 15,1um, und einer
Länge von 15 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine
hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug 1,0·10³.
-
Die Behandlung der Bahn mit säulenartigen Wasserströmen wurde
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt,
jedoch mit der Abweichung, daß der Druck des Wasserstroms auf
40 kg/cm² geändert wurde und die Behandlung für beide Seiten
der Bahn zweimal wiederholt wurde.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses
Vliesstoffs betrug 93um, und die Kennwerte des erhaltenen
Vliesstoffs waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 6,3 kg/cm
-
Querrichtung: 5,6 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,5 kg
-
Querrichtung: 2,7 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2 100 g/cmß
-
Weichheit: 37 mm
-
Ein Polyurethan mit Polyether-Gruppen wurde in
Dimethylformamid gelöst, so daß die Konzentration des Polyurethans in der
Lösung 30% betrug. Diese Lösung wurde mit Hilfe einer Rakel
als Schicht bis zu einem Flächengewicht des Überzugs von
45 g/m² auf eine Oberfläche des Vliesstoffs aufgetragen. Der
beschichtete Vliesstoff hatte einen außergewöhnlich weichen
Griff, da er keinen Klebstoff enthielt. Weiterhin wurde auf
der Oberfläche des Polyurethan-Films eine äußerst feine
Kräuselung gebildet, und dieser beschichtete Vliesstoff hatte
ein natürliches Aussehen mit einem hochklassigen Griff, wie er
sich aufgrund der Narbung eines Naturleders ergibt. Da
weiterhin dieser Vliesstoff eine genügend hohe
Zwischenschicht-Haftfestigkeit aufwies, wenn er als Tuch-Material für Sessel-
Bezüge oder dergleichen verwendet wurde, trat während des
Gebrauchs des Sessels keine Ablösung der den Sesselbezug
bildenden Schichten auf.
Beispiel 7
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 300 g/m² wurde unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 6 von
1,5 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 13,1um, und
einer Länge von 12,5 mm mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug
0,95·10³.
-
Zum Verwirren der Fasern in dem Flächengebilde wurde eine
Vorrichtung zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme mit
einer Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von
0,2 mm, die in 18 Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen
von 5 mm angeordnet und 30 mm oberhalb der Bahn angebracht
waren, eingesetzt. In diesem Falle rotierte der Kopf mit den
Düsen mit 150 Umdrehungen/min, und die Bahn wurde mit einer
Geschwindigkeit von 5 m/min bewegt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses
Vliesstoffs betrug 120um, und die Kennwerte des erhaltenen
Vliesstoffs waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 18,9 kg/cm
-
Querrichtung: 16,4 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 13,1 kg
-
Querrichtung: 11,5 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2 210 g/cm
-
Ein Polyurethan, das Polytetramethylenglycol als
Polyol-Komponente, ein p,p'-Diphenylmethandiisocyanat als Isocyanat-
Komponente enthielt und ein Ethylenglycol als
Kettenverlängerungsmittel verwendete, wurde in Dimethylformamid gelöst, so
daß die Konzentration des Polyurethans in der Lösung 15%
betrug. Der Vliesstoff wurde in die obige Lösung eingetaucht
und mit einem Quetschverhältnis von 300% ausgepreßt, und das
Polyurethan wurde in Wasser coaguliert. Nach dem Trocknen
wurde eine Oberfläche des erhaltenen Flächengebildes mit Hilfe
einer mit Schmirgelpapier von 320 mesh bespannten
Bandschleifmaschine geglättet, und dann wurde die geglättete Oberfläche
der Bahn mittels einer Kalanderwalze mit einer Oberflächen-
Temperatur von 150ºC gepreßt. Des weiteren wurde die
geglättete und gepreßte Oberfläche der Bahn mit einer ein
Polybutylenadipat, p,p'-Diphenylmethandiisocyanat und ein
Ethylenglycol enthaltenden 30-proz. Dimethylformamid-Lösung mit Hilfe
einer Gravurwalze beschichtet, und das Polyurethan wurde in
Wasser coaguliert und dann getrocknet. Im Anschluß daran wurde
die gravierte Oberfläche der Bahn mit einer 40-proz. Lösung
eines Polyethylenglycols, des p,p'-Diphenylmethandiisocyanats
und von Ethylendiamin in einem Mischlösungsmittel aus
Methylethylketon und Isopropylalkohol mit Hilfe einer Gravurwalze
beschichtet, und das Lösungsmittel wurde bei einer Temperatur
von 130ºC entfernt. In dem erhaltenen Verbundstoff-Material
mit narbenartiger Oberfläche hatte die Oberfläche der
Deckschicht aus dem Polyurethan des Verbundstoff-Materials eine
hervorragende Geschmeidigkeit, und das Verbundstoff-Material an
sich hatte eine hervorragende Weichheit. Die Kennwerte des
erhaltenen flächigen Verbundstoff-Materials waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 21,5 kg/cm
-
Querrichtung: 20,6 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 13,8 kg
-
Querrichtung: 12,1 kg
-
Weichheit: 81 mm
-
Die oben angegebenen Werte der Zugfestigkeit und der
Einreißfestigkeit reichten aus, eine Verwendung dieses
Verbundstoff-Materials für Sportschuhe zu ermöglichen.
Beispiel 8
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 200 g/m² wurde unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer Nylon 66-
Faser von 1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von
10,7um, und einer Länge von 10 mm mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser Faser
betrug 0,93·10³. Eine andere Bahn mit einem Flächengewicht
von 70 g/m² wurde unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 1 aus einer mittels eines Direktspinnverfahrens
hergestellten, extrafeinen PET-Faser von 0,1 den und einer
Länge von 5 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine
hergestellt, und diese PET-Bahn wurde dann über die Nylon-Bahn
gelegt.
-
Die übereinander liegenden Bahnen wurden mittels eines
säulenartigen Wasserstroms unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 6 miteinander verschlungen.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug
93um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 12,6 kg/cm
-
Querrichtung: 10,8 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 8,9 kg
-
Querrichtung: 8,7 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1 900 g/cm
-
Die Oberfläche der PET-Bahn in dem samtartigen Flächengebilde
wurde mit Hilfe einer mit Schmirgelpapier von 240 mesh
bespannten Bandschleifmaschine geglättet, und diese Oberfläche
wurde mit Hilfe einer Rakel mit einer 20-proz. Lösung von
Polyvinylalkohol beschichtet, der in heißem Wasser gelöst
worden war, und mittels Heißluft getrocknet. Das erhaltene
Flächengebilde wurde in eine Polyurethan-Emulsion eingetaucht,
die eine Konzentration von 1,5% hatte und durch Dispergieren
eines Polyurethans, das ein Polypropylenglycol,
Isophorondiisocyanat und Ethylendiamin enthielt, in Wasser hergestellt
worden war. Das Wasser wurde aus dem Flächengebilde durch
heiße Luft zur Koagulierung des Polyurethans entfernt, und der
Polyvinylalkohol wurde dann aus dem Flächengebilde durch
Eintauchen in heißes Wasser von 80ºC entfernt. Das erhaltene
flächige Verbundstoff-Material wurde simultan mittels einer
Zirkulationsfärbemaschine gefärbt und dann gewaschen und
getrocknet.
-
Die Kennwerte des erhaltenen flächigen Verbundstoff-Materials
waren folgende:
-
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 13,0 kg/cm
-
Querrichtung: 11,3 kg/cm
-
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 6,7 kg
-
Querrichtung: 6,0 kg
-
Weichheit: 63 mm
-
Die Oberfläche der PET-Bahn in dem aus Lagen bestehenden
Flächengebilde, d. h. dem Verbundstoff-Material, hat das
Aussehen eines eleganten Velours, und dieses Verbundstoff-
Material besaß eine ausreichende Festigkeit und einen
zufriedenstellenden Griff und konnte auf den Gebieten der
Oberbekleidung und der Raumausstattung als hochklassiges
Velours-Textilmaterial eingesetzt werden.