NL8003154A - Spinvlies met hoge dimensiestabiliteit en werkwijze voor het vervaardigen van dit spinvlies. - Google Patents

Description

ï " 4 -> 49 565/Bos/AS - 1 -

J

t

Spinvlies met hoge dimensiestabiliteit en werkwijze voor het vervaardigen van dit spinvlies.

De uitvinding heeft betrekking op een spinvlies, bestaande uit meerdere over elkaar heen gelegen lagen van verward gelegde filamenten, die met elkaar zijn verbonden. Door een speciale rangschikking van de filamenten 5 worden tot nu toe niet bereikte gebruikseigenschappen, in het bijzonder een hoge dimensiestabiliteit en een bijzonder gunstige modulus, verkregen.

Spinvliezen zijn op zichzelf bekend. De toepassing ervan als dragermaterialen voor kunststofbekleding 10 behoort inmiddels tot de stand der techniek. Voor gebruikelijke bekleding met polyvinylchloride of polyure- thanen worden voor alles polyamide- en oolypropeen- 2 spinvliezen met vlakgewichten van 40-120 g/m toegepast. Dikkere en zwaardere dragervliezen worden bij voorkeur 15 uit genaaide stapelvezelvliezen vervaardigd, bijvoorbeeld voor verwerking tot poromere kunstleder produkten. De meeste van deze dragermaterialen dienen voor de vervaardiging van bekleed kunstleder, dat in de tassen- en kofferwarenindustrie, bij de fabricage van schoenen, voor 20 bekledingsleder of in de meubelindustrie worden toege past. Voor verwerking bij hoge trekbelasting zijn deze vliesstoftypes niet geschikt.

Spinvlies-dragermaterialen voor het "tufting" gebied worden in het Duitse octrooischrift 22 40 437 25 beschreven, waarbij êr op wordt gewezen, dat dergelijke zeer sterke spinvliezen bij voorkeur door middel van autogene, d.w.z. vezelbinding, worden versterkt. De op deze wijze vervaardigde, spinvliezen voldoen goed als dimensiestabiele dragermaterialen voor de vervaardiging 30 van tufting-tapijten. De met copolyestervezels gebonden polyestervliezen zijn echter zeer poreus en hebben een open structuur, om het binnendringen van de tufting-naalden te vergemakkelijken.

Dergelijke zeer poreuze vliezen zijn echter 35 voor vele gevallen niet gewenst en een reeks van nieuwe bekledingsprodukten vereist zo glad mogelijke drager-

Ann r1 - 2 - ’ materialen met gesloten oppervlak, die steeds hogere vastheid, sterkere inbinding en zeer hoge moduli bij hogere temperaturen noodzakelijk maakt. In het bijzonder bij de bekleding met bitumen voor dakbanen evenals met 5 PVC voor reliëf-vloerbedekkingen ("cushioned vinyl") zijn dragers met hoge modulus nodig. De verwerking op grote technische schaal vereist daarbij hoogste trekkrachten van meer dan 800 Newton/5 cm strook bij hoogste trekuit-rekkingen van minder dan 60% en een minimale breedte-10 inspringing van minder dan 100 mm bij een bekledingstemperatuur van 200°C en 4 m baanbreedte.

Zowel gebruikelijke vliezen uit stapelvezels alsook de tot nu toe bekende spinvliezen uit eindloze vezels konden de combinatie van de hiervoor geschetste 15 eisen niet vervullen. In het bijzonder de temperatuurafhankelijkheid van de modulus is in alle gevallen onbevredigend, omdat bij toenemende temperatuur een te sterke verandering naar hogere waarden en daardoor grotere uitzettingen, respectievelijk vervormingen, aan de 20 dag treden. Dit geldt zowel voor de met behulp van bind-vezels als ook de met dispersies gebonden spinvliezen.

Het is nu een oogmerk van de uitvinding, een vliesstof te ontwikkelen, die de hiervoor geschilderde nadelen niet vertoont en in het bijzonder een hoge di-25 mensiestabiliteit en zeer hoge moduli bij hogere temperaturen vertoont.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt door een multifilament-spinvlies, waarbij een veelvoud van filamentgroepen met elkaar gemengd is en waarbij 30 enkelvoudige filamenten aanwezig zijn, die met de fila mentgroepen ten minste op de kruisingspunten verbonden zijn, waarbij secundaire bindmiddelen de voorkeur verdienen. De uitvinding heeft verder betrekking op een zeer gunstige werkwijze voor het vervaardigen van dergelijke 35 spinvliezen.

Het spinvlies volgens de uitvinding wordt nader gekarakteriseerd in de conclusies 1 t/m 8 en de werkwijze voor het vervaardigen van deze spinvliezen wordt gekenmerkt in de conclusies 9 t/m 13. Bij het spinvlies is 800 3 1 54 - 3 - i er derhalve sprake van een mengvlies uit verward verdeelde enkelvoudige filamenten die zijn gemengd met door middel van secundaire bindsystemen vervaardigde multi-filament strengen. Met secundaire bindsystemen worden 5 volgens de aanvrage zodanige hoogpolymere bindstoffen bedoeld, die niet zoals de bindvezels uitgesponnen, maar na het primaire spinproces ingebouwd worden.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.554.854 was reeds bekend, spinvliezen uit parallele groepen van 10 filamenten te vervaardigen, waarbij de filamentgroepen langs een parallele weg uit de spindop naar de opvangzone worden geleid en daarbij vlak over elkaar worden heen geleid. De afzonderlijke filamenten die de filamentgroepen vormen^ worden daarbij in hun parallele configuratie 15 niet/behulp van secundaire bindmiddelen tot multifilamen-ten gebonden, maar in de vorm van het totale vlies onderworpen aan een bindingspröces op de kruisingsplaatsen.

Er vindt derhalve geen opbouw van een mengvlies plaats uit multifilamenten en afzonderlijke filamenten die over 20 elkaar heen worden gelegd. De filamentgroepen zijn vlak over elkaar gelegd. Deze vlakke laagvorming onderscheidt daarbij de filamentgroepenvliezen van de gekroesde volumineuze matten, zoals deze bijvoorbeeld volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.736.676 uit glasvezelstrengen 25 worden vervaardigd. Het bleek dat de glasvezelstrengen volgens de in het Amerikaanse octrooischrift 2.736.676 beschreven werkwijze op grond van de boogvormige legging en op grond van de daardoor verkregen gebrekkige cohesie van de afzonderlijke filamenten een te hoge uitzetting 30 bij trekbelasting vertonen, zodat zij voor dimensie-stabiele spinvliezen niet kunnen worden toegepast.

Het spinvlies volgens de uitvinding is in zijn eigenschappen wezenlijk beter dan de hiervoor geschilderde spinvliezen. Het onderscheidt zich in de eerste plaats 35 van die volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.736.676 door de wezenlijk verbeterde dimensiestabiliteit. Het is echter ook wezenlijk beter dan de in het Amerikaanse octrooischrift 3.554.854 beschreven spinvliezen, omdat de filamentgroepen, respectie'v&ijk multifilamenten, 800 3 1 54 - 4 - met enkelvoudige filamenten zijn gemengd en de filament-groepen in zichzelf niet autogeen, maar met behulp van secundaire bindstoffen aan elkaar worden verbonden, waarbij z.g. multifilamenten ontstaan. De afzonderlijke fila-5 menten dienen voor het stabiliseren van het totale meng-vlies, bijvoorbeeld als bindvezels met laag verwekings-punt voor het verbinden op de kruisingsplaatsen.

De filamentgroepen worden volgens de uitvinding vlak, d.w.z. zonder vorming van bogen of kroezingen, 10 zoals deze bijvoorbeeld in de vliezen volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.736.676 aanwezig zijn, gelegd.

De filamentgroepen kunnen bestaan uit een mengsel van verschillende enkelvoudige filamenten, bijvoorbeeld uit thermoplastische filamenten van verschillende polymeren, 15 gebonden met elastomeren of duromeren.

Volgens de uitvinding wordt verder een bijzonder gunstige werkwijze voor het vervaardigen van de mengvliezen voorgesteld, waarbij het met enkelvoudige filamenten gemengde spinvlies uit parallel verlopende 20 filamentgroepen wordt opgebouwd, die vlak over elkaar heen worden gelegd, zodat een verwarde ligging van filamentgroepen met een verschillend filamentgetal,met enkelvoudige filamenten gemengd^wordt vervaardigd en de enkelvoudige filamenten binnen de groep met behulp van 25 secundaire bindstoffen ten minste bij gedeelten langs hun parallele ligging tot verkleefde multifilamenten worden verbonden.

De vlakke over elkaar heen legging met verbonden filamentgroepen, d.w.z. multifilamenten met een 30 verschillend filamentgetal, gemengd met verward gelegde enkelvoudige filamenten, geeft op grond van de aanwezige filamentgroepen, respectievelijk verkleefde multifilamenten, hoge sterktes, terwijl de daarin verdeelde enkelvoudige filamenten als bindingsbemiddelaars voor het 35 stabiliseren van het vlakke verband dienen, hetzij doordat zij op grond van een laag verwekingspunt als bindvezels dienen of doordat zij bij het opbrengen van secundaire bindmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van dispersies, op grond van hun vrije ligging en groot 800 3 1 54 - 5 - oppervlak als bindingsbemiddelaars voor de strengen fungeren.

Een wezenlijk voordeel van de volgens de uitvinding voorgestelde mengvliesopbouw uit multifilament-5 groepen en enkelvoudige filamenten bestaat in de variatie van de poriëngrootte van het spinvlies. Dit wordt hierdoor in het bijzonder als dragermateriaal voor hoge belastingen geschikt. Zo is het bijvoorbeeld zonder moeilijkheden mogelijk, de mengvliezen door drenken met 10 bitumen te verwerken tot dakbanen. Om bij de gerede dak-baan het binnendringen van water (capillaire werking) te vermijden, moet een bepaalde poriëngrootte van het vlies worden ingesteld, zodat bij het drenken met bitumen een volkomen doordringing wordt bereikt. Daar anderzijds 15 een vooraf bepaald vlak^gewicht aan vezels voor het bereiken van de noodzakelijke sterktes vereist is (bijvoor-2 beeld 200 g/m polyester filamenten), kan door de opbouw volgens de uitvinding uit multifilamentgroepen gemengd met enkelvoudige filamenten, de poriëngrootte worden 20 gevarieerd. Deze variatie van de poriëngrootte is ook dringend vereist bij verwerking van bitumen-drenkmengsels van verschillende viscositeit. Bij de opbouw van het spinvlies uitsluitend uit gebruikelijke enkelvoudige fila- 2 menten is bij een gegeven vlak-gewicht (200 g/m volgens en 25 het bovenstaande voorbeeld) het aantal poriën/de poriëngrootte zeer veel kleiner dan bij de opbouw van een vlies met hetzelfde gewicht uit multifilament strengen uit bijvoorbeeld zesvoudige groepen, d.w.z. een multifila-ment uit zes enkelvoudige filamenten, omdat de enkel-30 voudige filamenten van de groepen parallel eng samenhangen en op grond van de verwarde ligging van groepen veel en grote poriën vormen. Door de opbouw van een meng-vlies uit bepaalde percentages aan multifilamentgroepen met enkelvoudige filamenten kan bij een gegeven vlak-35 gewicht al naar de bitumenviscositeit een geëigend dragermateriaal met maximale doordrenking worden gevonden.

De betekenis van de langs een parallele ligging in groepen met behulp van secundaire bindmiddelen verbonden filamenten kan worden verklaard uit de spinvlies- δ η n 7 1 5 u - 6 - methodiek van de aërodynamische verstrekking. Zoals bekend worden de filamenten bij de spinvlieswerkwijze met behulp van snelle luchtstromen uit de spindop verstrekt. De bij de insnoering van het gesmolten hete 5 monofilament optredende oriëntering van de moleculen moet zo snel mogelijk worden ingevroren, d.w.z. de temperatuur van de draad moet beneden het glasvervormings-punt of de herkristallisatietemperatuur worden gebracht. Dit proces verloopt natuurlijk het beste bij een fila-10 ment met een overeenkomstig groot oppervlak. Nu zijn evenwel voor zeer sterke spinvliezen voor technische toepassingen zo vast en dik mogelijke filamenten benodigd, die volgens de aërodynamische spinvlieswerkwijze moeilijk te vervaardigen zijn, op grond van de bovenge-15 schilderde snelheden van de warmteafvoer voor het bereiken van een maximale oriëntering van de moleculen. Volgens de uitvinding worden deze moeilijkheden overwonnen, doordat relatief dunne filamenten, die voor een aërodynamische verstrekking goed toegankelijk zijn, in 20 de vorm van groepen worden uitgesponnen, waarbij de afkoeling op grond van de separering van de enkelvoudige filamenten in de groepen gedurende het spinproces goed plaats vindt en daardoor een maximale oriëntering van de moleculen en daardoor sterkte wordt bereikt en waarbij 25 dan na het leggen van de groepen tot een vlies met behulp van secundaire bindstoffen deze enkelvoudige filamenten binnen de groepen tot strengen, respectievelijk multi-filamenten, worden verkleefd. Hierdoor wordt een spin-vlies verkregen, dat in de sterkte optimale waarden be-30 reikt, daar het zich zo gedraagt als of het uit zeer dikke en sterke draden, respectievelijk haren, is opgebouwd. Zeer fijne draden leveren bijzonder zachte, grove draden leveren hardere spinvliezen. Voor vele toepassingsgebieden is een harder, stijver spinvlies gewenst, 35 bijvoorbeeld voor het vervaardigen van dragermaterialen voor het bitumineren, bijvoorbeeld voor dakbanen of voor de wegensanering, respectievelijk bitumenlaagversterking bij de wegenbouw.

Het uitspinnen van de enkelvoudige filamenten 800 3 1 54 - 7 - * * en de vorming van de multifilamenten vindt derhalve in twee werkwijzetrappen plaats, hetgeen grote voordelen biedt, zoals hierna verder zal worden uiteengezet. Het vlakke, d.w.z. niet gekroesd respectievelijk niet boog-5 vormig over elkaar heen leggen van de filamentgroepen, respectievelijk multifilamenten tezamen met enkelvoudige filamenten tot het multifilamentvlies, bewerkstelligt na de versteviging van het vlies, d.w.z. na het wederzijds verbinden van de filamentgroepen, respectievelijk 10 enkelvoudige filamenten, een zeer lage uitzetting bij belasting en een hoge modulus zelfs bij hogere temperaturen. Een zekere hoeveelheid enkelvoudige filamenten wordt ofwel bij het leggen van de eerst nog losse filamentgroepen door separatie verkregen of deze worden, 15 zoals hierna geschilderd, toegesponnen. Door de variatie van de verhouding van multifilamenten tot enkelvoudige filamenten kan het sterkteprofiel van het spinvlies sterk worden gevarieerd. Bij de vervaardiging van een dakbaan is niet alleen de scheur-, inscheur- en verder-20 scheursterkte wezenlijk, maar ook de spijkeruitscheur- sterkte en doorstootsterkte. Het bleek, dat een optimale scheursterkte niet parallel gaat met een optimale verder-scheursterkte, omdat bij de laatstgenoemde een verdeling van de krachtbelasting op een groter vlak wezenlijk is.

25 Dit kan wederom zeer sterk worden gestuurd door het aantal van de filamenten, respectievelijk multifilament-groepen. Een overeenkomstige opbouw, respectievelijk menging biedt ook hier een optimaliseringsmogelijkheid al naar het vereiste profiel. Evenzo kan de geschiktheid 30 tot uitzetting en elasticiteit zeer sterk door deze gerichte mengopbouw worden gevarieerd, waarbij in het oog moet worden gehouden, dat voor de praktische toepassing van deze dragervliezen, bijvoorbeeld voor de vervaardiging van dakbanen, een aanzienlijke technische 35 vooruitgang wordt bereikt. De gebruikelijke, uit bijvoorbeeld glasvezelmatten opgebouwde dakbanen, laten de instelling van de geschiktheid tot uitzetting, respectievelijk elasticiteit niet toe, waardoor bij de, bij gebruikelijke vlakke daken optredende uitzettingen door- son 3 1 54 - 8 - lopend vorming van scheuren optreedt. Hetzelfde geldt bij toepassing van deze materialen als scheurbruggen in bitumen-wegbedekkingen. Hier bleken de spinvliezen volgens de uitvinding uitstekend te voldoen, doordat zij 5 de bijvoorbeeld uit de ondergrond komende scheuren en verschuivingen opvangen en de bitumenbedekking (bijvoorbeeld met een opgebrachte dikte boven het spinvlies van 6 cm) vrijhouden van scheuren. Door variatie van de verhouding van multifilament tot enkelvoudig filament 10 kan een grote variatie van de elasticiteit worden ingesteld.

Fig. 1 toont een inrichting voor het vervaardigen van de multifilament spinvliezen volgens de uitvinding. Met A respectievelijk B worden overlangs-15 spindoppen in een alternerende rangschikking weergegeven, waarbij de spindoppen A zich onderscheiden van de spindoppen B in de gatenconfiguratie. De onderscheiden van de gatenconfiguratie worden in fig. 2 nader beschreven.

De spindoppen worden steeds op een z.g. spinbalk samen-20 gevat; fig. 1 toont drie van zulke achter elkaar geschakelde spinbalken, respectievelijk aangeduid met C, D en E. De uit de spinbalken tredende filamentscharen, respectievelijk filamentgroepen, worden met behulp van luchtstromen in de geleidingskanalen N op parallele 25 wijze naar de opvangband F met daaronder gelegen af-zuiging H gevoerd en op de optrefplaatsen O tot het in verwarde rangschikking in lagen over elkaar heen gelegen multifilament-/enkelvoudig filament-mengvlies G gelegd. Na het verlaten van de opvangband wordt het 30 vlies met behulp van een kalander met verwarmde walsen J thermisch voorgebonden of gecomprimeerd en aansluitend in de foulard K met een dispersie, bijvoorbeeld een gemodificeerd polyacrylaat, gedrenkt. Hierbij worden de parallele multifilamentgroepen in zichzelf en op de 35 kruisingsplaatsen met de enkelvoudige filamenten ver bonden. Het gedrenkte vlies wordt met behulp van een trommeldroger L gedroogd en bij M opgerold.

Fig. 2 toont het aanzicht op een deel van de Onderzijde van een spinbalk D, die drie verschillende 8003154 ♦ ·* - 9 - soorten spindoppen A, B en C in alternerende rangschikking toont. De spindoppen A, B en C onderscheiden zich in hun gatenconfiguratie, waarbij A een drievoudige combinatie van spingaten, die drievoudige filamentgroepen 5 leveren, draagt. De spindoppen B hebben een enkelvoudige gatenrij, die in wezen een reeks van enkelvoudige filamenten levert, terwijl de spindop C twee rijen van steeds naast elkaar gelegen gatenrijen draagt, die daardoor z.g, tweelingen levert, d.w.z. filamentgroepen met steeds 10 twee filamenten. Door willekeurige gatenconfiguratie met steeds andere groepen rangschikkingen wordt het multi-filamentvlies steeds op andere wijze opgebouwd.

Door de steeds andere gatenconfiguratie van naburige spindoppen of door bezetting van de spinbalk 15 met spindoppen van slechts êên gatenconfiguratie, echter van de naburige balk met een andere gatenconfiguratie, kunnen gerichte mengvliezen uit verschillende soorten van multifilamentgroepen worden opgebouwd. De multi-filamenten kunnen met enkelvoudige filamenten worden 20 gemengd, doordat spindoppen met overeenkomstige gaten configuratie, zoals in fig. 2 getoond, mede worden ingebouwd .

Het over elkaar heen leggen kan ook zo plaats vinden, dat bijvoorbeeld de spinbalk D in wezen raulti-25 filamenten uit geparalleliseerde groepen van bijvoorbeeld zes filamenten spint, terwijl de naburige, balk E in wezen enkelvoudige filamenten spint, of omgekeerd, in elk der gevallen is het zo, dat op grond van de loop-richtimg van het nieuw gevormde spinvlies in de richting 30 van de kalander, respectievelijk droger en oprolinrichting, het uit de achterelkaar geplaatste spinbalken gevormde vlies over elkaar heen wordt gelegd, zodat de spinbalk D op het vlies van de spinbalk C spint, enz. Daardoor kan, indien gewenst, een multifilament-laagvorming worden 35 bereikt, d.w.z. het uit enkelvoudige lagen over elkaar heen gelegde vlies kan in de enkelvoudige lagen worden gevarieerd. De variatie kan zowel ten aanzien van de filamentgroepering plaats vinden, als ook ten aanzien van de chemische of fysische aard van de te verspinnen ft n 0 3 1 54 - 10 - polymeren. Dit betekent, dat de verschillende spin-doppen A, respectievelijk B, ook verschillende polymeren kunnen verspinnen, juist zoals de verschillende spin-balken polymeren van verschillende aard kunnen verspin-5 nen, zodat men tot een uit verschillende lagen opgebouwd spinvlies komt, dat met behulp van de kalander J, respectievelijk de drenking K tot een multifilament-spinvlies wordt verstevigd. Wezenlijk is daarbij, dat door het over elkaar heen spinnen van vlakke multi-10 filamentlagen geen gekroesde of boogvormige legging door de dikte van het vlies heen plaats vindt, omdat dan een te hoge uitzetting van het gerede produkt bij trekbelasting plaats vindt. Dit wordt in de volgende schematische schetsen van de opbouw van het vlies ge-15 toond.

Als chemische uitgangsstoffen van de verschillende soorten van spinpolymeren kunnen bijvoorbeeld worden genoemd polyamiden, polyesters, polypropeen, polyethyleen en copolymeren van deze stoffen. Als fy-20 sische varianten kunnen worden genoemd verschillende filamentdiktes, verschillende filamentdoorsneden (bijvoorbeeld rond en ovaal), verschillende kristallisatie-graad, verschillend verwekingspunt, enz. Al deze varianten of slechts enige daarvan kunnen in één multifilament-25 vlies aanwezig zijn. Het multifilamentxvlies kan echter ook uitsluitend uit één en dezelfde stof met één en dezelfde fysische eigenschappen opgebouwd zijn, doch zich daardoor onderscheiden, dat het verschillende soorten filamentaggregaten bevat, d.w.z. er kunnen enkelvou-30 dige filamenten, dubbele filamentgroepen, drievoudige filamentgroepen, enz. aanwezig zijn. Deze verschillende soorten van groeperingen kunnen in één laag in een verwarde rangschikking vlak met elkaar gemengd zijn; zij kunnen echter ook laagsgewijs gedifferentieerd over 35 elkaar heen gerangschikt zijn, al naar gelang daarvan, of zij uit alternerend gerangschikte spindoppen in één balk of uit verschillende balken met verschillende spindoppen gesponnen zijn. De draadscharen van een balk worden overigens meestal daarbij heen- en weer zwaaiend, 800 3 1 54 - 11 - bijvoorbeeld onder toepassing van het Coanda-effect met elkaar vermengd, zodat de draden van de naburige spindoppen A en B zich genoeg met elkaar vermengen.

In een drietrapsverstevigingswerkwijze worden 5 de multifilamentvliezen volgens de uitvinding verbonden, zodat een wezenlijke vooruitgang ten opzichte van de stand der techniek wordt bereikt. Bij deze drietraps-versteviging worden deze draden, respectievelijk multi-filamentgroepen door inwerking van warmte en druk eerst 10 autogeen in lichte mate voorverstevigd, waarbij men bijvoorbeeld de monofilamenten als bindfilamenten benut door lagere verwekingstemperatuur, ofwel op grond van chemische of fysische modificatie. Deze voorbinding dient voor het stabiliseren van het totale vliesverband en 15 voor het beter hanteren. Dan wordt in een tweede trap door opbrengen van dispersies een verbinding van de draden binnen het verband van het vlies uitgevoerd, waarbij de bindmiddelen de enkelvoudige filamenten van de filamentgroepen in hun parallele ligging tot multi-20 filament^strengen verbinden en in een derde verstevig- ingstrap worden deze spinvliezen op de kruisingsplaatsen gebonden, gedroogd en gecondenseerd bij hoge temperatuur. Door dit drietrapsbindproces komt men tot een ten aanzien van temperatuurverloop van de modulus, ten aanzien 25 van de dichtheid en gladheid van het oppervlak evenals van de dikte zeer gedifferentieerd opgebouwd voortbrengsel, dat echter uitstekend geschikt is voor toepassing als dimensiestabiel dragermateriaal voor belasting bij hoge temperatuur. Hierbij wordt, zoals boven beschreven, een 30 verkleving van de enkelvoudige filamenten binnen de steeds geparalleliseerde groepen tot multifilament-strengen bereikt. Deze opbouw wordt in fig. 5 en 6 nader beschreven. Het verbinden bij de tweede en derde ver-stevigingstrappen kan in bijzondere gevallen gezamelijk 35 worden uitgevoerd.

De opbouw van de spinvliezen volgens de uitvinding uit filamentgroepen, gemengd met enkelvoudige filamenten, kan - zoals reeds aangegeven - procestechnisch zeer voordelig worden toegepast, wanneer bijvoor- 800 3 1 54 - 12 - beeld de enkelvoudige filamenten als bindvezels worden gebruikt, indien zij uit polymeren met een laag verwe-kingspunt worden vervaardigd. Zo kunnen bijvoorbeeld de de groepen, respectievelijk latere multifilamenten vor-5 mende enkelvoudige filamenten uit polyethyleenterefta-laat worden opgebouwd, terwijl de bindfilamenten uit polyethyleentereftalaat-co-isoftalaat worden opgebouwd. Bij de in fig. 1 getoonde behandeling in de kalander J worden deze bindfilamenten geactiveerd en aansluitend 10 worden in de drenkbehandeling K de polyesterfilamenten die de filamentgroepen vormen, tot multifilamenten verkleefd. De enkelvoudige filamenten kunnen echter ook door fysische variatie, bijvoorbeeld geringere verstrek-kingsgraad, voor dit doel worden ingesteld.

15 Er werd reeds vermeld, dat voor het vervaardi gen van de zeer stevige spinvliezen volgens de uitvinding veel waarde wordt gehecht aan een vlakke legging zonder sterke kroezing, d.w.z. zonder lange bogen, daar bij een boogvormig leggen bij belasting te hoge uitzet-20 tingen optreden. De tot multifilamenten verkleefde filamentgroepen die het vlies opbouwen, stellen heterogene multifilamenten voor, die niet door een spinproces als z.g. heterofilamenten werden gesponnen, maar die in een van het spinproces gescheiden procestrap tot heterogeen 25 multifilament worden verbonden. Dit heeft het grote voordeel, dat heterogene multifilamenten, resp. heterofilamenten, ook voor een deel uit stoffen kunnen worden opgebouwd, die niet verspinbaar zijn. Naast thermoplas-ten kunnen dus voor het vervaardigen van multifilamenten 30 ook elastomeren en duromeren, respectievelijk duroplasten, worden gebruikt. Er wordt bijvoorbeeld een multifilament uit zes polyesterfilamenten (titer 12 dtex) met behulp van een polyacrylester of een melamine-formaldehydhars tot een multifilament verbonden. Of er kan een multi-35 filament spinvlies worden opgebouwd uit bijvoorbeeld drie enkelvoudige filamenten van een aromatisch polyamide verbonden met een epoxyhars tot een tegen hoge temperatuur bestand zijnd multifilamentvlies. Een uiterst taai multifilamentvlies kan worden opgebouwd uit groepen van 8003154 -13-.

polypropeenfilamenten,gebonden tct multifilamentvlies met behulp van polybutadieen-acrylonitril-elastomeren.

De combinatie van polyesterfilamenten gebonden met behulp van duromeren, bijvoorbeeld melamine/formaldehyd-5 harsen, eventueel gecombineerd met polyacrylesters, tot multifilament>-spinvliezen is in het bijzonder voor de vervaardiging van dragermaterialen voor dakbanen, respectievelijk voor de bitumen-wegenbouw van belang, omdat daarmee een in de warmte weinig vervormbaar vlak 10 voortbrengsel met hoge dimensiestabiliteit wordt be reikt. Er wordt daarbij voor alles ook een hoge dimensie-stabiliteit bij verschillende klimaatsomstandigheden bereikt, zoals deze door de bouwsector steeds weer vereist, maar tot nu toe nog niet bereikt werden. In dit 15 opzicht brengt de onderhavige uitvinding een aanzienlijke technische vooruitgang.

De multifilamenten behoeven niet in de vorm van eindloos verkleefde strengen aanwezig te zijn, maar de het multifilament vormende enkelvoudige filamenten kunnen 20 ook bij gedeelten tot het multifilament zijn verkleefd.

Het bleek, dat in vele gevallen voor het bereiken van optimale eigenschappen een slechts gedeeltelijke ver-kleving, zoals getoond in fig. 3, voldoende is en bij nader onderzoek van de vliesstructuur schijnt dit be-25 grijpelijk te zijn.

Het totale vlies wordt zoals elke andere vliesstof daardoor gebonden, dat de vezels op de kruisingsplaatsen worden verkleefd, of wel door bindvezels of met behulp van secundaire bindmiddelen, bijvoorbeeld in de 30 vorm van bindmiddeldispersies of poeder. Daardoor wordt het vliesverband door middel van bind-fixeringspunten of -plaatsen op de kruisingsplaatsen gestabiliseerd en het is voldoende, dat de multifilamenten steeds over zodanige lengtes verkleefd zijn, die door het aantal 35 van de kruisingsplaatsen worden gegeven. Daar in een praktisch geval het multifilamentvlies met enkelvoudige filamenten gemengd is, treedt over bepaalde lengtes van de filamentgroepen een multifilamentstructuur, d.w.z. met elkaar parallel verbonden enkelvoudige filamenten, 8003154 - 14 - aan de dag, op andere gedeeltes ten dele parallel liggende separate enkelvoudige filamenten, die zich in bepaalde gebieden zelfs tot enkelvoudige filamenten kunnen scheiden en in andere gedeeltes weer tezamen 5 geleid worden.

Het bleek, dat deze opbouw grote voordelen in de produkteigenschappen met zich brengt. Bijvoorbeeld bleek bij de opbouw van een multifilamentvlies uit polyesterfilamenten, die met melamine-formaldehydhars 10 tot multifilament werden verbonden, bij volledig ver kleven over de totale weglengte van de enkelvoudige filamenten tot het multifilament een te grote stijfheid van het eindprodukt. Wanneer echter de parallele verkleving slechts gedeeltelijk plaats vond (zoals 15 schematisch weergegeven in fig. 3, waarin multifilament strengen met 1 en een eindloze filamentgroep met 2 zijn weergegeven), ontstonden meer flexibele gebieden, die als gewichten 3 werken en het totale vlies taaier en elastischer maken. Door variatie van de multifila-20 mentgebieden tot de ongebonden parallel-filament gebieden kan de eigenschap van het multifilamentvlies worden gevarieerd. Bijvoorbeeld treedt een wezenlijke verhoging van de verder^scheur- of steekuitscheursterkte op, wanneer voldoende "gewrichten'' in het vliesverband 25 aanwezig zijn. Het percentage aan verbonden filament- gebieden tot het multifilament kan door de in fig. 1 weergegeven drenking door variatie van de bindmiddel-concentratie, respectievelijk-opname, worden beheerst, daar gebleken is, dat het bindmiddel zich op grond van 30 de oppervlaktespanning bij voorkeur tussen de direct aangrenzende filamenten van de groepen verzamelt. Door variatie van de gewichtsverhoudingen, respectievelijk het aantal filamenten in de groepen tot de gewichtsverhouding bindmiddel kan een regeling plaats vinden.

35 Door middel van "opblazen" van de geparalleliseerde filamenten op bepaalde punten, respectievelijk plaatsen, lopen de eindloze filamenten uit de verkleefde multi-filamentstreng naar buiten en vormen zo een gewrichts-plaats, om dan later weer te worden verkleefd tot de 8003154 • Λ - 15 - multif ilament-'Streng.

De verkleving bij gedeelten van de filament-groepen tot de multifilament-strengen kan ook zodanig plaatsvinden, dat, zoals weergegeven in fig. 4, voor 5 het intreden in de draadgeleidingskanalen 7 de uit de spindop 4 tredende filamentgroepen 5 over opbrengwalsen 6 lopen, die intermitterend bindmiddel aanbrengen, zodat een intermitterend verkleefd multifilament volgens fig. 4 ontstaat. De aanbrengwals voor het intermitterend 10 aanbrengen van bindmiddel wordt via een niet weergegeven toevoersysteem intermitterend voorzien van bindmiddel, waarbij de aanbrengwals deze intermitterende bindmiddel-hoeveelheden overdraagt op de filamentgroep.

Fig. 6 toont in aanzicht een spinvlies volgens 15 de uitvinding in de vorm van het uit enkelvoudige fila menten en multifilamenten opgebouwde mengvlies. Met a worden de enkelvoudige filamenten aangegeven, b toont tweevoudige groepen, c drievoudige groepen en e krui-singsplaatsen van multifilamenten, d die van enkelvou-20 dige filamenten met multifilamenten. Zoals hierboven uiteengezet, is het in vele gevallen voordelig, maar niet dwingend voorgeschreven, de filamenten a als bind-filamenten te gebruiken. De gearceerde gedeeltes tussen de enkelvoudige filamenten tonen de secundaire bind-25 middelen aan, die de filamenten van de groepen tot multifilamenten verbinden, bijvoorbeeld melaminehars-gebieden bij polyesterfilamenten.

Bijvoorbeeld kunnen de filamenten die de filamentgroepen b en c vormen, uit polyethyleentereftalaat 30 met een hoge verstrekkingsgraad opgebouwd zijn, terwijl de enkelvoudige filamenten a uit polyethyleenteteftalaat met een lage verstrekkingsgraad of uit polyethyleen-tereftalaat-co-adipaat opgebouwd zijn. De gearceerde gebieden kunnen ook uit een met trimethylol-melamine-35 hars gemodificeerde polyacrylzuurester bestaan, zoals in een voorkeursuitvoeringsvorm die hierna wordt beschreven.

Fig. 7 toont de micro-opname van een dergelijk spinvlies met een raster-elektronenmicroscoop in een 800 3 1 54 - 16 - vergroting van 50:1, waarbij men zeer duidelijk een dergelijk multifilamentvlies onderkent met vijfvoudige groepen, tweevoudige groepen en enkelvoudige filamenten.

Voor vele toepassingsdoeleinden wordt het vlies 5 op de kruisingsplaatsen met hetzelfde bindmiddelsysteem verbonden, dat ook de multifilament-strengen bindt.

Fig. 8 toont de micro-opname van een dergelijke bin-dingsplaats, vervaardigd met een raster-elektronen-microscoop in een vergroting van 200:1. Daarbij kan een 10 multifilament van een drievoudige groep zeer fraai worden onderkend.

Voorbeeld.

Voor de vervaardiging van een spinvlies volgens de uitvinding werd een spininrichting gebruikt, die 15 in een alternerende rangschikking volgens fig. 1 spin- doppen A en B in een vlieslegbreedte van 5 m omvat.

De spindoppen A dragen vier rijen van spingaten met een capillaire doorsnede van 0,3 mm, alternerend in vijfvoudige en tweevoudige groepering. De spindoppen B 20 dragen twee rijen van enkelvoudige gaten, eveneens met capillaire doorsnede van 0,3 mm. Aan de spindoppen A werd polyethyleentereftalaat bij een smelttemperatuur van 290°C toegevoerd in een hoeveelheid van 5 g/gat/min. Aan de spindoppen B werd polyethyleentereftalaat-co-25 adipaat met een snelheid van 2,7 g/gat/min. bij een smelttemperatuur van 270°C toegevoerd. De door de spindoppen gevormde draadgroepen, respectievelijk draden werden beneden de spindoppen over een lengte van 150 mm dwars op de draadlooprichting aangeblazen met koellucht 30 met een temperatuur van 38°C en aansluitend in de vorm van de geparalleliseerde draadschaar toegevoerd aan een aërodynamisch afvoerorgaan. Hierbij werden de draadgroepen met een afvoersnelheid van 5000 m/min. versneld, met behulp van Coanda-walsen met een frequentie van 35 675 slagen heen- en weer gezwaaid en op een zeefband met daaronder gelegen afzuiging vlak over elkaar heen gelegd met een loopsnelheid van 10 m/spinbalk, d.w.z. bij drie spinbalken resulteerde een loopsnelheid van 30 m.

80 0 3 1 54 -17-.

Aansluitend werd het vlies door een 6 m brede verwarmde kalander bij 95°C voor-verstevigd. Het voor-verstevigde vlies werd met een bindmiddeldispersie van een copoly-merisaat van 30% styreen, 40% butylacrylaat, 20% acrylo-5 nitril en ieder 5% gemethyloleerd acrylamide en metha- crylzuur,onder toepassing van anionogene bevochtigings-middelen gedrenkt, waarbij de filamentgroepen tot multi-filament strengen verkleefden (opname droog 10%) . Aansluitend werd in een tweede drenktrap het totale vlies 10 gedrenkt met een mengsel van een gemethyloleerd melamine/ formaldehyd voorcondensaat met de bovengenoemde poly-acrylester in een verhouding van 3:7 en een totale bind-middelopname van 30%, betrokken op het vezelgewicht.

Het vlies werd met behulp van een trommeldroger bij 15 100°C gedroogd en aansluitend bij 130°C gecondenseerd.

2

Het eindgewicht van het multifilamentvlies was 230 g/m .

Het bleek in het bijzonder, dat voor het vervaardigen van zeer vaste dragermaterialen voor dakbanen een combinatie van multifilamentgroepen uit steeds meer-20 dere polyesterfilamenten gebonden met polybutylacrylester/ melaminehars-combinatie het beste geschikt is, waarbij het bleek, dat hierbij het in de combinatie aanwezige gemethyloleerde melaminehars een bijzonder hoge verknoping en daarmee verbinding van de filamentgroepen 25 met de multifilament^strengen bereikte. Trimethylol- melaminehars kan daarbij geheel of gedeeltelijk worden vervangen door ingepolymeriseerd methylolacrylamide (CH2=CH-C0 N I^). In dit voorbeeld werd derhalve zowel een combinatie met als zonder gemethyloleerde melamine-30 hars toegepast. Het ingepolymeriseerde acrylonitril leverde weliswaar geen verknoping, verlaagde echter de glastemperatuur van de film, waardoor de hechting van de bindmiddelfilm met de filamentgroepen verbeterd werd. Bijzonder goede hechtsterkte ten opzichte van de poly-35 ester filamenten in de groepen, d.w.z. in verbinding met de multifilamentsstrengen en bijzonder goede verknoping leveren die verbindingen, die reactieve -COOH en -OH groepen bevatten. Butylacrylaat gaf op grond van zijn weekheid een goede hechting, de verknopende groepen 800 3 1 54 - 18 - verminderen dan hij de condensatie deze weekheid en leveren de hoge modulus van het eindprodukt, vooral ook bij hoge temperaturen.

Een bijzonder de voorkeur verdienende variant 5 volgens de uitvinding vormt derhalve een spinvlies uit polyester-filamentgroepen, gebonden met polybutylacryl-ester-copolymerisaten tot heterogene multifilament-strengen, die met behulp van carboxyl- en n-methylol-groepen zijn verknoopt.

10 De filamentdikte ligt bij voorkeur tussen 6 en 15 dtex met ronde doorsnede en een verwekingspunt boven 150°C, waarbij de modulus, gemeten bij 5 cm breedte, als volgt wordt ingesteld:

Bij 3% uitzetting 270 Newton 15 Bij 5% uitzetting 315 Newton

Bij 10¾ uitzetting 380 Newton

Het bleek, dat de verknoping van de strengen bij voorzichtige temperatuurverlaging moet worden uitgevoerd, waarom in het voorbeeld eerst bij 100°C werd 20 voorgedroogd en de eindcondensatie bij 150°C werd uit gevoerd. Hierbij werd een optimale verknoping tussen de verschillende componenten bereikt. Bij te snelle temperatuurverhoging verknoopt elke component op zichzelf en er worden geen optimale moduli, respectievelijk 25 sterktes van de multifilament^strengen, respectievelijk de daaruit vervaardigde spinvliezen, bereikt.

Conclusies.

800 3 1 54

Claims (12)

1. Spinvlies, bestaande uit meerdere over elkaar heen gelegen lagen van verward gelegde filamenten, die met elkaar zijn verbonden, met het kenmerk, dat dit vlies een mengsel van enkelvoudige filamenten 5 en fHamentgroepen omvat, waarbij de enkelvoudige fila menten en de filamentgroepen ten minste op hun kruisings-plaatsen onderling verbonden zijn en de filamentgroepen uit enkelvoudige filamenten bestaande multifilament-strengen zijn, waarvan de enkelvoudige filamenten ten 10 minste bij gedeelten parallel aan elkaar verlopend zijn en geheel of ten dele met elkaar zijn verbonden.

2. Spinvlies volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat dit heterogene multifilamenten omvat, die uit enkelvoudige filamenten met verschillende 15 chemische samenstelling en/of fysische eigenschappen en/of vormgeving bestaan.

3. Spinvlies volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de filamentgroepen in zichzelf en/of de filamentgroepen met de enkelvoudige fila- 20 menten met behulp van ëén of meer geëigende bindmiddelen zijn gebonden.

4. Spinvlies volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat dit filamentgroepen omvat, die uit heterogene multifilament^-strengen uit 25 polyester filamenten bestaan, die met behulp van toege voegde bindmiddelen, die met methylolgroepen zijn verknoopt, tot geparalleliseerde strengen zijn gebonden.

5. Spinvlies volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de heterogene multi- 30 filament^strengen uit polyethyleentereftalaat-filamenten bestaan, die met polybutylacrylaten als bindmiddel tot ten minste bij gedeelten geparalleliseerde strengen aan elkaar zijn gebonden, die met N-methylol gemodifi- 800 3 1 54 - 20 - ceerde monomeren in de vorm van copolymeren bevatten.

6. Spinvlies volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat ten minste de filament-groepen vlak, d.w.z. zonder vorming van bogen of kroe- 5 zingen, zijn gelegd.

7. Spinvlies volgens een der conclusies 1-6, met het k enmerk, dat de enkelvoudige filamenten en filamentgroepen in een verhouding van 2:1 aanwezig zijn.

8. Spinvlies volgens een der conclusies 1-7, met het k enmerk, dat de filamentgroepen bestaan uit een mengsel van thermoplastische enkelvoudige filamenten die met thermoplasten, elastomeren of duromeren tot multifilamenten zijn gebonden.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van spin- vliezen volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat uit een veelvoud van naast elkaar geplaatste spindoppen parallele draadscharen worden gesponnen en de draadscharen aërodynamisch worden ver-20 strekt en vlak over elkaar heen worden gelegd, waarbij door de geëigende gatenconfiguratie van de spindoppen een mengvlies uit enkelvoudige filamenten en filamentgroepen wordt gevormd, waarbij de enkelvoudige filamenten van de filamentgroepen met behulp van secundaire bind-25 middelen ten minste bij gedeelten in hun wederzijdse parallele ligging tot heterogene multifilamenten worden gebonden en de multifilamenten en enkelvoudige filamenten in een verwarde ligging worden gemengd en ten minste op hun kruisingspunten wederzijds worden gebonden.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de enkelvoudige filamenten en filamentgroepen voor het opbrengen van de secundaire bindmiddelen, welke de parallele filamentgroepen tot multifilamenten binden, eerst door gebruik van aanvullend 35 evenredig opgesponnen enkelvoudige filamenten door toe passing van warmte en/of druk worden vóór-gebonden. 800 3 1 54 - 21 - XX. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, me t het kenmerk, dat eerst de voor de filament-groepen bestemde filamenten tot multifilamenten worden gebonden en daarna het verbinden van de afzonderlijke 5 filamenten ten minste op hun kruisingspunten met behulp van thermoplastische bindfilamenten wordt uitgevoerd.

12. Werkwijze volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de opbouw van het vlies uit met behulp van methylolgroepen gemodificeerde polybutyl- 10 acrylaten verbonden polyesterfilamenten tot multi filamenten plaats vindt.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het verbinden van de polyesterfila-menten tot multifilamenten onder gelijktijdige toepas- 15 sing van gemethyloleerde melamineharsen als bindmiddel plaats vindt. 800 3 1 54