DE2125287A1

DE2125287A1 - Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten, fasrigen Gebilden

Info

Publication number: DE2125287A1
Application number: DE19712125287
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.; 6202 Wiesbaden-Biebrich; Klenk Ludwig 6229 Hallgarten Seifried
Original assignee: Kalle Ag, 6202 Wiesbaden-Biebrich
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1972-11-30
Also published as: FR2138771A1; GB1390446A; IT957903B; FR2138771B1

Description

K 2029 PP-Dr.Wa-br 29. April 1971

Beschreibung
zur Anmeldung der

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent

betreffend

Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten, fasrigen Gebilden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten, fasrigen Gebilden, insbesondere nicht gewebten, textlien Faserflächengebilden, Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des nach dem Verfahren hergestellten Materials.

Vliese aus faserförmigem Material werden in bekannter Weise nach dem Krempelverfahren, dem aerodynamischen oder hydrodynamischen Verfahren hergestellt oder als Spinnfaservliese erzeugt.

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Die drei zuerst genannten Verfahren gehen von sogenannten Stapelfasern aus, die nach den bekannten Spinnverfahren und nachfolgendem Schneiden der hergestellten Fasern auf eine endliche Länge hergestellt werden. Bei dem letztgenannten Verfahren ist der Faden- und Vliesherstellungsprozeß in einem Verfahren vereinigt. Die hergestellten Vliese

enthalten Spinnfasern in endloser Form.

Es ist ebenfalls bekannt, Fasern durch Schneiden von Folien aus Polymerem zu schmalen Bändchen herzustellen und diese Bändchen nach einer der üblichen Techniken zur Herstellung von Vliesen weiter zu verarbeiten.

Bei den ersten drei Verfahren ist ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich, um in einer getrennten Ver-P fahrensstufe hergestellte Stapelfasern zu öffnen und sie danach zu einem Vlies zusammenzufügen. Das letzte Verfahren vermeidet zwar diese Nachteile, der apparative Aufwand ist jedoch bezüglich der Spinntechnik immer noch beträchtlich.

Bei der Gewinnung von faser- bzw. fadenförmigem Material aus Folie ist zwar der apparative Aufwand für die Faserherstellung wesentlich geringer₉ jedoch bleibt es ein Nach-

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teil dieser Verfahren, daß pro Faden eine Schnittstelle erforderlich ist und eine wirtschaftliche Vliesherstellung deshalb von sehr breiten Polienbahnen ausgehen muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vliesherstellung aus Fasern aus polymerem Material vorzuschlagen, das die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und darüber hinaus zu Vliesen führt, die den bekannten überlegen sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten, textlien Fasergebilden gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Schichten aus polymerem Material bestehende Mehrschichtverbundfolie aus einer Mehrfachfoliendüse auspresst, die Mehrschichtverbundfolie in Längsrichtung in eine Vielzahl von Folienbändchen trennt, diese Bändchen gleichzeitig in Bahnrichtung auf wenigstens das 20fache ihrer Ausgangslänge streckt und das gebildete Fasergut in bekannter Weise zu einem Vlies ablegt.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß es zweckmäßig ist, die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von faserförmigen, hochmolekularen Materialien aus Folienbahnen dadurch

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zu steigern, daß beim Schneiden von Folien gleichzeitig mehrere Schichten derselben durchschnitten werden, überraschend zeigte es sich, daß sich eine mit Hilfe einer bekannten Mehrfach-Flachfoliendüse hergestellte Folienbahn, bei der die einzelnen Schichten aus gleichem oder unterschiedlichem Polymerem bestehen, beim monoaxialen Strecken in Bahnrichtung in der Grenzflächenebene aneinander grenzender Schichten aufspaltet und daß eine Aufspaltung der Schichten in einer Ebene parallel zu der Ebene der Folien- bzw. der Bändchenoberfläche eintritt.

Die Mehrschichtfolie besteht vorteilhaft aus fünf oder mehr Schichten* Die Schichten der Mehrschicht folie bestehen entweder aus synthetischem, polymerem, thermoplastischem Material gleicher chemischer Zusammensetzung oder sie unterscheiden sich voneinander dadurch, daß sie aus chemisch unterschiedlichem Polymerem bestehen.

Bevorzugte Mehrschichtfolien, bei denen die Schichten aus ■ gleichem Material bestehen, sind solche aus Polyäthylen hoher Dichte, Polypropylen, Polyamid sowie Polyester.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll auch eine Folie, die durch Extrusion mehrerer Einzelschichten gleicher che-

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mischer Zusammensetzung mittels einer Mehrfachschlitzdüse und Vereinigung der Schichten zu einem mehrlagigen Verbund entstanden ist, als Mehrschichtfolie gelten. Diese Bezeichnung findet ihre Begründung darin, daß Bändchen, die aus der Mehrschichtfolie durch bahnaxiales Auftrennen dieser Folie entstehen, unter bahnaxialer Streckung befähigt sind, sich in der Ebene der Grenzflächen der ehemaligen Einzelschichten wieder in diese aufzuspalten.

Bevorzugte Mehrschichtfolien, bei denen sich die Schichten voneinander durch ihren chemischen Aufbau unterscheiden, •werden insbesondere vorteilhaft aus Schichten aus Polyester und Schichten aus Polypropylen oder Schichten aus Polyamid und Schichten aus Polyäthylen hoher Dichte gebildet.

Die Schichten weisen eine Dicke im Bereich von 5 bis 30 ,u, bevorzugt eine Dicke im Bereich von 10 bis 20 .u auf.

Im Rahmen der Erfindung soll der Ausdruck "Paser" und "Faden" gleichbedeutend sein und der Ausdruck "Bändchenabschnitt" bzw. "Bändchen" gleichberechtigt gelten. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert: Aus einer Mehrschichtflachfoliendüse werden mehrere übereinander liegend angeordnete Schmelzfilme aus polymerem Material ausgepresst und entweder noch innerhalb des Düsen-

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Schlitzes oder nach Austritt aus dem Düsenschlitz zu einem Mehrschichtverbund vereinigt.

Mehrschichtflachfoliendüsen zur Herstellung von Verbundfolien der genannten Art gehören zum Stande der Technik und sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Der Mehrschichtfolienverbund wird über die gekühlte Oberfläche einer Walze geführt und anschließend mit Hilfe von Umlenkrollen einer Schneidvorrichtung, beispielsweise einer Messerwalze, zugeführt, die die Polienbahn in Bahnlängsrichtung in eine Vielzahl schmaler Bändchen auftrennt. Die nunmehr vorliegende Bändchenschar wird dann einer Streckvorrichtung zugeführt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei in gleichem Abstand hintereinander angeordneten Förderwalzengruppen - einer Einlauf- und einer Auslaufwalzengruppe deren Walzenspalte in einer Ebene liegen, mit einer zwischen den beiden Gruppen angeordneten und der Einlaufwalzengruppe näher liegenden Heizvorrichtung für die Folie und einer der Auslaufwalzengruppe näher liegenden Kühldusche für die Folie. Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden die Bändchen der Bändchenschar gleichzeitig auf wenigstens das 20fache ihrer Ausgangslänge gestreckt.

Das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen der Auslaufwalzengruppe zu der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen der Einlaufwalzengruppe liegt im Bereich von ^lj0 bis 100, bevorzugt im Bereich von 20 bis 40.

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Die Strecktemperatur der Folie liegt dabei im Bereich zwischen 90 und 16O°C.

Die Streckbedingungen richten sich nach Art der die Schichten bildenden Polymeren. Die Bedingungen sind für den Einzelfall leicht durch einfache Vorversuche zu ermitteln.

Die Bändchenschar durchläuft beide Walzengruppen, die Heizvorrichtung und die Kühldusche. Zwischen den beiden Walzengruppen erfolgt die Streckung der Bändchen im Bereich der Heizvorrichtung, innerhalb deren die Bändchen auf die Strecktemperatur erhitzt werden. Nach Austritt aus der Streckzone und erfolgter Orientierung werden die Bändchen von der Kühldusche, beispielsweise durch einen aus dieser austretenden Kaltluftstrom, abgekühlt. Bei der Streckung der Bändchen zwischen den Förderwalzengruppen erfolgt die Aufspaltung in Ebenen parallel zur Folienoberfläche, und zwar mindestens in den Ebenen aneinander grenzender Schichtflächen.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand einer Zeichnung erläutert werden, die Zeichnung soll die Erfindung jedoch nicht auf das Dargestellte beschränken. In Figur 1 ist im Querschnitt und in schematischer Darstellung der Ablauf des Verfahrens gezeigt, Figur 2 zeigt in Aufsicht die Vorrichtung

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zum bahnaxialen Aufteilen einer Folienbahn in eine Vielzahl von Streifen.

In Figur 1 bedeutet dabei 1 eine Flachfolienmehrfachdüse, 2 eine Kühlwalze, 3 und 4 Umlenkrollen, 5 eine Schneidvorrichtung zum längsaxialen Aufteilen der Bahn in eine Vielzahl von Folienstreifen, 6 das Einlaufwalzenpaar der Streckvorrichtung, 7 Heizvorrichtungen, beispielsweise Infrarotstrahler, 8 eine Kühldusche, mit Hilfe derer ein kaltes, strömungsfähiges Mittel auf die in Bändchen aufgeteilte Werkstoff bahn geleitet wird, 9 das Auslaufwalzenpaar und 10 ein Förderband, auf dem die Folienbändchen zu einem Vlies gelegt werden.

In Figur 2 bedeutet 11 eine Walze, 12 senkrecht zur Oberfläche der Walze stehende Schneidvorrichtungen, 13 die Mehrschichtfolie, 14 die in eine Vielzahl von in Bahnrichtung verlaufenden Bändchen aufgeteilte Werks toffbahneii, 15 ein Bändchen der Werkstoffbahn 1H.

Die Figuren 3 und 3a zeigen in perspektivischer und schematischer Darstellung eine Mehrschiehtfolienbahn, wobei die Folienbahn gemäß der Figur 3 aus vier übereinander liegend angeordneten Schichten besteht, wobei jeweils zwei Schichten aus chemisch gleichartigem Material bestehen. Dabei ist die

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gezeigte Anordnung, bei der zwei chemisch unterschiedliche Schichten aneinander grenzen, bevorzugt. Figur 3a zeigt einen vierschichtigen Folienverbund, bei dem sämtliche 4 Schichten aus chemisch gleichartigem Material bestehen.

Es bedeutet in Figur 3 x die Bahnlängsrichtung, y die Bahnquerrichtung und ζ die Richtung senkrecht zur Bahnoberfläche .

A und B bedeuten Schichten unterschiedlichen chemischen Aufbaus, ab bedeutet die Grenzfläche zwischen den Schichten A und B.

In Figur 3a bedeutet A eine Schicht aus polymerem Material, aa die Grenzfläche zwischen zwei aneinander grenzenden Schichten A.

Die Erfindung soll durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, jedoch nicht auf sie beschränkt werden.

Beispiel 1

Aus einer Flachfolienmehrfachdüse wird eine 1500 mm breite vierschichtige Verbundfolie einer Gesamtdicke von 80 .u ausgepresst, wobei zwei Schichten derselben aus Polyäthylentherephthalat und zwei weitere aus Polypropylen bestehen

und die Schichten in der Weise angeordnet sind, daß chemisch

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unterschiedliche Schichten aneinander grenzen. Die einzelnen Schichten haben eine Dicke von 20 ,u.

Die Mehrschichtfolie wird dann einer Trenneinrichtung, die aus einer Walze und einem Messersatz besteht, zugeführt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird die Mehrschichtfolie bahnaxial in 2500 Folienbändehen geschnitten. Das einzelne Bändchen hat eine Breite von 0,6 mm.

Die Bändchenschar wird dann einem Längsstreckwerk, bestehend aus zwei Pörderwalzengruppen, zugeführt und gleichzeitig auf das vierzigfache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt. Die Streckung erfolgt bei einer Temperatur von 152⁰C. Die Geschwindigkeit der Walzen der Einlauffördergruppe beträgt 50 m/min, die der Auslaufwalzenfördergruppe 2000 m/min. Die Bändchen werden dann auf einem Abnahmeband zu einem Faservlies geschichtet. Dieses kann dann in nicht dargestellter Weise mechanisch und/oder chemisch gebunden werden. Am Vlies durchgeführte Peinheitsmessungen der Pasern ergaben für die hergestellten Polypropylenfäden 0,27 detex, für die Polyesterfäden 0,40 detex.

Das hergestellte Vlies kann als Ausgangsmaterial zur Weiterverarbeitung als Vliesstoff, Nadelfilz, Substrat zur Her-

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stellung von Lederaustauschmaterial verwendet werden.

Beispiel 2

Aus einer Mehrschxchtflachdüse wird eine fünfschichtige Folie extrudiert. Die Breite der Folie, bei der jede Schicht aus Polyester besteht, beträgt 1500 mm, ihre Gesamtdicke 50 ,η. Die Dicke der einzelnen Schichten beträgt 10 .u.

Die Folie wird auf einer Trennvorrichtung gemäß Beispiel 1 zu einer Schar parallel zueinander verlaufender Bändchen einer Breite von 0,5 mm geschnitten. Die insgesamt 2000 Bändchen umfassende Bändchenschar wird in einem Längsstreckwerk gemäß Figur 1 bei einer Temperatur von 92°C gleichzeitig auf das zwanzigfache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt. Abweichend von Beispiel 1 beträgt die Geschwindigkeit der Auslaufförderwalzengruppe 1500 m/min. Das Fasergut wird auf einem Förderband zu einem Vlies gelegt. Der Einzeltiter der Fasern des Faservlieses beträgt 0,37 detex.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus polymerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß man eine aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Schichten aus polymerem Material bestehende Mehrschichtverbundfolie aus einer Mehrfachfoliendüse auspresst, die Mehrschichtverbundfolie in Längsrichtung in eine Vielzahl Folienbändchen trennt, diese Bändchenschar gleichzeitig in Bahnrichtung auf wenigstens das 20fache ihrer Ausgangslänge streckt und das gebildete Fasergut in bekannter Weise zu einem Vlies ablegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtverbundfolie aus Schichten gleichen chemischen Materials besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der'Mehrschichtfolie aus Polyäthylentherephthalat bestehen«

*t. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus Polyäthylen hoher Dichte bestehen.

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5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Mehrschichtfolie aus Polypropylen bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Mehrschichtfolie aus Polyamid bestehen .

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Mehrschichtverbundfolie aus chemisch unterschiedlichen Polymeren bestehen.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtverbundfolie Schichten aus Polyester und Schichten aus Polypropylen aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtverbundfolie Schichten aus Polyamid und Schichten aus Polyäthylen hoher Dichte aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Schichten der Mehrschichtverbundfolie im Bereich von 10 bis 20 ,u liegen.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtverbundfolie aus 10 Schichten besteht.

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