DE2528136C2

DE2528136C2 - Gebundener Vliesstoff aus isotaktischen Polypropylenfäden und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE2528136C2
Application number: DE2528136A
Authority: DE
Inventors: Samir Costandi Hendersonville Tenn. Debbas
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1984-04-19
Also published as: BE830518A; NL7507459A; IT1039339B; LU72783A1; GB1499899A; CA1052518A; JPS5117379A; FR2276414A1; DE2528136A1; FR2276414B1

Description

diesem Zwecke wird der Vliesstoff in X- und M-Schichten zerlegt, und dann werden die Messungen optisch an jeder Schicht durchgeführt und die Ergebnisse im Verhältnis zu dem Gewicht der Schichten dt-s Vliesstoffes gemittelt XD/45 ist ein Maß für die gesamte Fadenlänge in dem Vliesstoff quer zur Maschinenrichtung, dividiert durch den Mittelwert aus der gesamten Fadenlänge in der Diagonalrichtung. Der Ausdruck MD/45 ist ein Maß für die gesamte Fadenlänge in dem Vliesstoff in Maschinenrichtung, dividiert durch den Mittelwert der Fadenlänge in der Diagonalrichtung. In den oben angegebenen Brüchen ist der Nenner nicht der Winkelwert 45°, sondern diese Zahl stellt nur ein Symbol für die Fadenlänge in der Diagonalrichtung dar.

Bei Herstellung der Vliesstoffe wird ein ungebundenes Fadenvlies durch aufeinanderfolgendes Ablegen von Schichten aus schmelzgesponnenen urd verstreckten isotaktischen Polypropylenfäden auf einem laufenden Förderband derart hergestellt, daß zuerst die in Maschinenrichtung verlaufende Schicht (M-Schicht), auf dieser eine quer zur Maschinenrichtung verlaufende Schicht (X-Schicht) und schließlich auf der X-Schicht eine zweite, in Maschinenrichtung verlaufende Schicht (M-Schicht) abgelegt wird, wobei die Bedingungen des Schmelzspinnens, des Verstreckens und der Ablegegeschwindigkeit so gesteuert werden, daß die X-Schicht 40 bis 60 Gew.-% des Gesamtgewichts des Vliesstoffs bildet und jede Schicht im wesentlichen zu 65 bis 90Gew.-% aus Gerüstfäden und zu 10 bis 35Gew.-% aus Bindefäden oder Bindeabschnitten besteht, und die Fäden derart richtungsabhängig abgelegt werden, daß das Fadenvlies Richtungsbevorzugungswerte von mindestens 1,5 für MD/45, mindestens 1,5 für XD/45 und 3,5 bis 30 für (MD + XD)/45 erhält, worauf das so hergestellte Vlies unter räumlicher Eingrenzung thermisch gebunden wird. Dabei wird der Spinn- und Verstreckungsvorgang so gesteuert, daß die Gerüstfäden der M-Schichten einen mittleren Fadentiter von 6,6 bis 22 dtex und eine Festigkeit von mindestens 2,7 g/dtex und die Gerüstfäden der X-Schicht einen mittleren Fadentiter von 29 bis 66 dtex und eine Festigkeit von mindestens 3,3 g/den erhalten, die um mindestens 10% höher ist als die Festigkeit der Gerüstfäden einer jeden M-Schicht, und daß die Bindefäden in allen Schichten eine Bruchdehnung von 400 bis 800% erhalten.

Der thermisch gebundene Vliesstoff gemäß der Erfindung weist wegen seiner besonderen Kombination von Schichten mit speziellen Fadeneigenschaften diejenige Kombination von Eigenschaften auf, die für einen Teppichgrund für Nadelflorteppiche angestrebt werden. In der X-Schicht haben die Gerüstfäden einen höheren Titer und eine höhere Festigkeit, wobei die höhere Festigkeit auf einer höheren Molekularorientierung beruht. Wegen ihrer nöheren Molekularorientierung sind die Fäden der X-Schicht im Vergleich zu den Fäden der beiden M-Schichten nur mäßig aneinander gebunden. Daher haben in dem gebundenen Vliesstoff die Fäden der X-Schicht eine hochgradige Beweglichkeit, so daß sie, wenn die Nadeln der Tuftingmaschine durch den Vliesstoff hindurchdringen, den Nadeln leicht ausweichen können und von abgenutzten Nadeln nicht beschädigt werden. Ferner begünstigt die Kombination von hohem Fadentiter und hoher Festigkeit bei den Gerüsifäden der X-Schicht die Widerstandsfähigkeit der Nadelflorteppiche gegen das Zerreißen in der Maschinen richtung.

Die Gerüstfäden in den beiden M-Schichten des gebundenen Vliesstoffs haben einen geringeren Titer und eine mäßige Festigkeit (mäßige Orientierung). Diese Fäden weisen eine mäßige Bruchfestigkeit und beim Noppensetzen gegenüber den Nadeln eine geringere Schnittfestigkeit auf. Eine hohe Schnittfestigkeit der Fäden in den M-Schichten ist jedoch nicht erforderlich, weil sich die Noppensetznadeln im wesentlichen parallel zu den FäJen der M-Schichten

ίο bewegen und daher eine geringere Wahrscheinlichkeit besteht, daß sie die Fäden zerschneiden. Die mäßig orientierten Gerüstfäden der M-Schicht lassen sich leicht an die Bindefäden und aneinander binden, woraus sich eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen das Einlaufen und gegen die Zerfaserung ergibt, ohne daß die Weiterreißfestigkeit dadurch bedeutend leidet. Die Verwendung mäßig orientierter Gerüstfäden in den M-Schichten ennöglicht auch die Anwendung niedrigerer Temperaturen und kürzerer Behandlungszeiten bei der thermischen Bindung. Einlaufbeständigkeit und Zerfaserungsbeständigkeit sind für Teppiche, die im Bottich gefärbt werden sollen, sehr wertvolle Eigenschaften. Die Oberflächenschichten des Teppichgrundes sollen zerfaseruiigsbeständig sein. Der verhältnismäßig geringe Titer der Fäden in jeder M-Schicht dient auch zur Verbesserung der optischen Deckkraft des geschichteten Vliesstoffs.

Das Bindemittel in jeder Schicht des gebundenen Vliesstoffs besteht aus geschmolzenem oder teilweise geschmolzenem Polypropylen, das von den Fäden von geringer Orientierung stammt, die beim Bindevorgang im wesentlichen schmelzen. Das ungebundene Fadenvlies, aus dem der Vliesstoff hergestellt wird, enthält Fäden mit im wesentlichen drei Graden von Molekularorientierung:

1. Die Bindefäden der M- und X-Schichten haben einen geringen Orientierungsgrad,

2. die Gerüstfäden der M-Schichten haben einen mäßigen Orientierungsgrad, und

3. die Gerüstfäden der X-Schicht haben einen hohen Orientierungsgrad.

Während die mäßig und die stark orientierten Gerüstfäden von dem thermischen Bindevorgang nicht wesentlich geändert werden, schmelzen die Fäden von niedrigem Orientierungsgrad beim Bindevorgang völlig oder teilweise.

Die Richtungsbevorzugung der Fäden in den verschiedenen Schichten ist ebenfalls von Bedeutung. Ein XD/45-Wert (wie nachstehend definiert) von weniger als' 1,5 führt zur Verminderung der Tufted-Weiterreißfestigkeit nach der Zungenmethode, während ein MD/45-Wert von weniger als 1,5 zu einem stärkeren Einlaufen beim Färben oder bei sonstigen Heißbehandlungsverfahren führt. Ferner wurde gefunden, daß die gewünschte Kombination von geringem Einlaufen und hoher Weiterreißfestigkeit nicht erzielt wird, wenn das Gewicht der X-Schicht oder das Gesamtgewicht der M-Schichten 70% vom Gesamtgewicht des Vliesstoffs beträgt. Wie oben erwähnt, ist daher die X-Schicht in den geschichteten Vliesstolfen gemäß der Erfindung zu 40 bis 60% am Gesamtgewicht des Vliesstoffs beteiligt, wahrend eine jede M-Schicht zn 20 bis 30% am Gesamtgewicht des Vliesstoffs beteiligt ist.

Um die Beschreibung des Verfahrens gemäß der

Erfindung zu vereinfachen, werden Buchstaben verwendet, um die Reihenfolge zu kennzeichnen, in der die Schichten des Fadenvlieses abgelegt werden, wobei die Ablegung mit der untersten Schicht beginnt und bis zur obersten Schicht fortgeführt wird. Da das Produkt von beiden Seiten her betrachtet werden kann, ist für die Kennzeichnung des Produkts nur die relative Lage der Schichten von Bedeutung. Nach diesem System bedeutet MXM, daß zunächst die M-Schicht, dann die X-Schicht auf der M-Schicht und schließlich eine andere M-Schicht auf der X-Schicht abgelegt wird. Jede einzelne M- oder X-Schicht kann mit Hilfe einer großen Anzahl von Düsen abgelegt werden, die über die Breite des Ablegebandes hinweg verteilt sind. Ferner können mehrere aufeinanderfolgende Düsenreihen verwendet werden. Wenn die Fäden aus aufeinanderfolgenden Düsenreihen in der gleichen allgemeinen Richtung abgelegt werden, kann das abgelegte Material als eine einzige Schicht betrachtet werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

F i g. 1 ist ein schematischer Schnitt durch eine Schmelzspinn- und Kühlvorrichtung, mit der die Polypropylenfäden von hohem Titer und hohem Orientierungsgrad für die Vliesstoffe gemäß der Erfindung hergestellt werden.

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verstrecken und Ablegen eines Fadenbandes auf einem laufenden Band.

F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht von vier Luftdüsenvorrichtungen zum Ablenken der Fäden in Form von Schichten mit einem richtungsabhängigen Muster.

Eine allgemeine Beschreibung von Vorrichtungen, die zur Herstellung eines Vliesstoffs gemäß der Erfindung geeignet sind, findet sich in der US-PS 35 63 838. Jedoch wird für das Schmelzspinnen und Kühlen der Polypropylenfäden der X-Schicht des Vliesstoffs vorzugsweise ein verbesserter Mechanismus verwendet. Insbesondere wird die Strömung der Kühlluft sorgfältig so gesteuert, daß eine schnelle Kühlung ohne Bruch der laufenden Fäden erfolgt. Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist eine Abänderung der in der US-PS 37 05 227 beschriebenen Vorrichtung. Diese Vorrichtung kann gegebenenfalls auch zur Herstellung der Fäden der M-Schichten verwendet werden, ist aber von besonderem Wert für die Herstellung der Fäden der X-Schicht. Wie Fig. 1 zeigt, kommen schmelzgesponnene Polypropylenfäden 4 aus der Spinndüsenplatte 1, in der (nicht dargestellte) öffnungen in Kreisen angeordnet sind. Die Fäden laufen durch eine Radialkühlvorrichtung 2 zu der Förderwalze 22. An der Spinndüsenplatte ist ein Luftablenkorgan 3 in Form eines umgekehrten Kegels befestigt. Am oberen und am unteren Ende der Kühlvorrichtung 2 sind Strömungsblenden 5 bzw. 6 angebracht Bei dieser besonderen, abgeänderten Ausführungsform, die zum Erspinnen von hochgradig orientierten Fäden von hohem Titer bestimmt ist, sind die Strömungsblenden elliptisch ausgebildet und befinden sich in einer solchen Lage, daß von jedem beliebigen Punkt auf dem äußeren Kreis der Spinndüsenöffnungen eine gerade Linie (mit nur geringen Abweichungen) durch einen Punkt auf der innersten Oberfläche der Strömungsblende 5 und einen ähnlichen Punkt der Strömungsblende 6 zu der ersten Förderwalze 22 der Fadenverstreckungsvorrichtung gezogen werden kann. Gleichzeitig liegen die großen Achsen der elliptischen Oberflächen der Strömungsblenden 5 und 6 in einer zu der Oberfläche der Walze 22 tangentialen Ebene. Dies ermöglicht eine bessere Anpassung an die natürliche Form der laufenden Fäden. Diese besondere Bauart der Vorrichtung gemäß der US-PS 37 05 227 ermöglicht eine außergewöhnlich wirksame Kühlung, wodurch ein Zusammenkleben von Fäden vermieden und die Bildung hochgradig orientierter Fäden von hohem Titer bei hohen Spinngeschwindigkeiten begünstigt wird.

Die öffnungen am oberen und unteren Ende der

ίο Kühlvorrichtung haben solche Größen, daß der Hauptwiderstand gegen die Luftströmung am unteren Ende der Kühlvorrichtung auftritt und der größte Teil der Kühlluft gezwungen wird, die Kühlvorrichtung durch das obere Ende zu verlassen. Die Kühlluft wird durch die Einiäßieitung 7 zugeführt und, wie nachstehend beschrieben, so verteilt, daß sie gegen die in die Kühlkammer eintretenden laufenden Fäden radial nach innen strömt, worauf die Strömungsblenden 5 und 6 den größeren Teil der Luft zwingen, aus dem oberen Ende der Kühlkammer 2 heraus und kurzzeitig aufwärts durch die Mitte des hohlen Fadenbündels 4 zu strömen. Dann trifft die Luft auf das konische Ablenkorgan 3 und wird durch das laufende Fadenbündel hindurch radial nach außen zurückgelenkt. Die Länge des konischen Strömungsablenkorgans und die Kühlluftgeschwindigkeiten richten sich nach vielen Faktoren, wie der Anzahl der Fäden, dem Durchsatz je Spinnloch, der Spinntemperatur usw.
Beim Schmelzspinnen von Polypropylen, das gewisse stabilisierende Zusätze enthält, die bei den Spinntemperaturen unter Bildung von Rauch an der Spinndüsenfläche sublimieren oder sich zersetzen, wird normalerweise eine Rauchabziehvorrichtung verwendet Diese Vorrichtung verbessert auch den Kühlvorgang.

Die Fäden laufen abwärts durch die Kühlkammer, deren Wände aus einem zylinderförmigen, durchlässigen Organ 16 bestehen. Die Luftkammer 19 wird durch den Einlaß 7 mit Luft oder einem sonstigen Kühlgas unter geringem Überdruck gespeist, um eine gleichmä-

ßige radiale Kühlgasströmung in die Kühlkammer durch das durchlässige Organ hindurch zu erzielen.

Hinter der Strömungsblende 6 hat das Fadenbündel 4 eine elliptische Form; die große Achse der Ellipse liegt in einer zu der Oberfläche der Walze 22 tangentialen Ebene. F i g. 1 zeigt einen Schnitt längs der kleinen Achsen der Ellipsen bei 5 und 6. Die großen Achsen der Ellipsen liegen zu der Achse der Walze 22 parallel.

Wie F i g. 2 zeigt wird das elliptische Fadenbündel 4 beim Vorbeilaufen an der Walze 22 zu einem Band aus parallelen Fäden. Dann läuft das Garn nacheinander über die Waizen 23,24,25,26 und 27. Dabei steigert sich die Geschwindigkeit des Garnlaufs von Walze zu Walze. Die höchste Geschwindigkeitszunahme findet jeweils zwischen einer heißen Walze und der darauffolgenden kalten Walze statt Der Verstreckungsvorgang wird dadurch unterstützt, daß die Fäden oder Teile derselben an der Nutenwalze 25 und gegebenenfalls an der glatten Walze 23 erhitzt werden. Da die Walze 23 eine glatte, zylindrische Walze ist, findet zwischen den Walzen 23 und 24 eine gleichmäßige Verstreckung statt Die Walze 25 dagegen weist Nuten auf, die in axialer Richtung über ihre Oberfläche verlaufen. Diejenigen Abschnitte des Garns, die die heiße Walzenoberfläche zwischen den Nuten berühren, werden zusätzlich verstreckt, wohingegen diejenigen Fadenabschnitte, die die Nuten überbrücken, nicht zu einem nennenswerten Ausmaße zusätzlich verstreckt werden. Die von der Walze 25 kommenden Fäden weisen ihrer Länge nach

abwechselnd stark orientierte und weniger orientierte Abschnitte auf. Das Band von abschnittweise verstreckten Fäden läuft von der Walze 27 zur Führung 28.

Beim Vorbeilaufen an dem Targelstab einer Korona-Aufladevorrichtung 29, wie sie in der US-PS 31 63 753 beschrieben ist. werden die Fäden elektrostatisch aufgeladen. Das Band von elektrostatisch geladenen Endlosfäden wird in die Eintrittsöffnung der Schlitzdüse 30 (deren Bauart in Fig. 6 der US-PS 35 63 838 dargestellt ist) eingesaugt und tritt aus dem Schlitzdüsenauslaß zur Ablage auf dem laufenden Band 32 aus. F i g. 2 zeigt die Anordnung, vom Vorderende des Ablegebandes 32 her gesehen. Wenn Mehrfachdüsen verwendet werden, können die Seiten 41 des Förderbandes natürlich weiter voneinander entfernt sein. NVie F i g. 2 zeigt, wird das Fadenband 31 als X-Schicht abgelegt. Am Düsenauslaß wird das Fadenband durch einen Luftimpuls, der abwechselnd von der einen Seite und dann von der anderen Seite des laufenden Fadenbandes her zugeführt wird, abwechselnd hin und her abgelenkt, so daß die Fäden vorwiegend quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet abgelegt werden.

Die allgemeine Anordnung der Mehrfachförderdüsen über dem Ablegeband ist aus F i g. 3 ersichtlich, die vier Schlitzdüsen zeigt, von denen jede ein Fadenband 31 zu dem porösen Ablegeband 32 fördert, das in der durch den Pfeil 40 dargestellten Richtung vorrückt. Die beiden vorderen Düsen 30 erstrecken sich mit der Breitenrichtung ihrer Schlitze über die Breite des Ablegebandes. Die beiden hinteren Düsen 34 sind so gerichtet, daß ihre Schlitzbreite in der Maschinenrichtung 40 weist. Die in F i g. 3 dargestellte Anordnung dient zur Ablegung von Schichten in der MX-Aufeinanderfolge. Für eine MXM-Ablegung wäre hinter den Düsen 34 noch ein weiteres Aggregat von Düsen erforderlich, die die gleiche Richtung wie die Düsen 30 haben würden. Wenn ein breiterer Teppichgrund hergestellt werden soll, verwendet man eine größere Anzahl von Düsen über die Breite der Maschine hinweg.

F i g. 3 zeigt auch die Anordnung der Fäden in dem Produkt gemäß der Erfindung. Die Fäden der M-Schicht 38 verlaufen allgemein in der Maschinenrichtung. Ein Teil eines jeden Fadens verläuft jedoch in anderen Richtungen, weil die Richtung an jedem Ende der Hin- und Herbewegung in der M-Richtung umgekehrt werden muß. Ähnlich sind die Fäden in der X-Schicht 39 im allgemeinen quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet, haben aber ihrer Länge nach Teile, die in anderen Richtungen ausgerichtet sind. Schließlich werden Fäden stromabwärts der Förderrichtung zu einer (in F i g. 3 nicht dargestellten} weiterer. M-Schicht abgelegt.

Bei der Herstellung der Vliesstoffe gemäß der Erfindung werden Fäden von verhältnismäßig geringem Titer ersponnen, verstreckt und von den in der Maschinenrichtung hin- und herschwingenden Luftstrahlen abgelegt, während Fäden von hohem Titer ersponnen, verstreckt und von den hin- und herschwingenden Luftstrahlen quer zur Maschinenrichtung abgelegt werden. Außerdem werden die Fäden, die später die M-Schichten bilden sollen, abschnittweise auf einen geringeren Grad der Molekularorientierung verstreckt als die Fäden, die später die X-Schicht bilden sollen. Der Unterschied im Fadentiter und in der Molekularorientierung der verstreckten Fadenabschnitte in den M-Schichten und der X-Schicht wird dadurch erreicht, daß man die Spinngeschwindigkeit, das Reckverhältnis zwischen den glatten Walzen 23 und 24 und das Reckverhältnis zwischen der Nutenwalze 25 und der glatten Walze 26 einregelt. Der Betrag der Molekularorientierung in den Bindeabschnitten der Fäden bestimmt sich in erster Linie durch die relativen Geschwindigkeiten der Walzen 23 und 24. Der prozentuale Anteil der Bindeabschnitte in den M- und X-Schichten bestimmt sich durch das Verhältnis der Summe der Nutenbreiten zum Gesamtumfang der Nutenwalze 25.

Die abgelegten Fäden werden thermisch gebunden, und zwar vorzugsweise durch Hindurchleiten durch gesättigten Wasserdampf in einem Bindegerät, wie es in der US-PS 33 13 002 beschrieben ist. Nach dem Binden wird eine Appretur aufgetragen, um übermäßige Fadenbrüche beim Noppensetzen zu vermeiden. Als

's Appretur verwendet man vorzugsweise ein Polysiloxan. wie es in der US-PS 33 22 607 beschrieben ist. Eine zu starke Schrumpfung wird durch räumlich eingrenzendes Einspannen des Vlieses beim Bindevorgang verhindert. Der Bindungsgrad beeinflußt die Eigenschaften des Vliesstoffs. Mit steigender Bindetemperatur nimmt die Neigung des Florteppichs zum Einlaufen ab. Gleichzeitig durchlaufen bei steigender Bindetemperatur die Werte für die Tufted-Weiterreißfestigkeit nach der Zungenmethode ein Maximum und nehmen dann wieder ab. Für einen Teppichgrund ist ein Ausgleich zwischen dem Einlaufen und der Tufted-Weiterreißfestigkeit erforderlich. Angestrebt werden Erzeugnisse, die um 1 bis 5%, vorzugsweise um 1 bis 3%, einlaufen. Die Einwirkung von zu hohem mechanischem Druck soll bei Verwendung des Bindegerätes gemäß der US-PS 33 13 002 vermieden werden, damit die Faserbeweglichkeit in der X-Schicht erhalten bleibt. Besonders wichtig ist es, die Einwirkung eines zu hohen mechanischen Druckes zu vermeiden, wenn irgendeine der äußeren M-Schichten mehr als 20% Bindemittel enthält, weil das Bindemittel unter der Einwirkung von Wärme und Druck leicht schmelzen und in die X-Schicht hineinlaufen kann, wodurch die Faserbeweglichkeit vermindert wird. Die Faserbeweglichkeit ist aber für die Erzielung einer hohen Tufted-Weiterreißfestigkeit von Schnittflorteppichen erforderlich. Beim Aufbau des Vliesstoffs soll berücksichtigt werden, daß in der der Wasserdampfquelle am nächsten liegenden M-Schicht eine höhere Wärmeabsorption stattfindet.

Daher können die Zerfaserungswerte auf beiden Seiten des Vliesstoffs voneinander abweichen, selbst wenn in jeder M-Schicht die gleiche Menge an Bindemittel verwendet worden ist.

_Μ Prüfmethoden

Die Richtun^sbevorzu^un", die Tufted-Weiterreißfestigkeit, das prozentuale Einlaufen, die Bindemiitelkonzentration, der Titer der Gerüstfäden und die Fadenfestigkeit werden gemäß der US-PS 38 21 062 bestimmt Die Fadenfestigkeit kann auch an Fadenproben bestimmt werden, die unmittelbar von den Düsen abgenommen werden, wobei man einen lOprozentigen Festigkeitsrückgang beim Durchlaufen des Heißbindevorganges in Rechnung stellt

Weiterreißfestigkeit von Schnittflorteppichen

Für diesen Versuch wird ein Schnittflorteppich unter Verwendung eines gebundenen Vliesstoffs als Teppichgrund hergestellt Zur Herstellung des Teppichs werden alte, abgenutzte Nadeln verwendet Der Vliesstoff wird mit 2 Gewichtsprozent Polymethylhydrogensiloxan als Gleitmittel versehen. Der Länge nach (in Maschinenrichtung) wird eine Probe des mit dem Gleitmittel

versehenen Vliesstoffs so ausgeschnitten, daß man 20,3 cm breite Streifen erhält. Diese Streifen werden in einer 5/32-Gauge-Schnittflor-Noppensetzmaschine (in der der Abstand zwischen den Nadeln 0,396 cm beträgt) so angeordnet, daß ein Streifen über eine Breite von 15,3 cm mit Hilfe von alten Nadeln (die aus einem Vorrat von Nadeln, die bereits ungefähr 1000 Stunden verwendet worden sind, regellos ausgewählt werden) mit Flor besetzt wird. Alle Nadeln sind »Eisbar 1269/350«-Nadeln mit einem 0,318 cm dicken Einsteckende. Der Vliesstoff wird in der Maschinenrichtung unter Verwendung eines gedrehten Polyamid-Stapelfasergarns (zweidrähtiges Garn aus Einzelkapillaren mit einer Kammgarnnummer von 2,25) in einer Dichte von 6,5 Büscheln je 2,54 cm mit Fior besetzt, so daß ein Schnittflorteppich mit einer Polhöhe von 1,27 cm entsteht und zu jeder Seite des mit Flor besetzten Teils ein 2,5 cm breiter unbesetzter Vliesstoffstreifen frei bleibt. Die mit Flor besetzten Vliesstoffe mit der 2,54 cm breiten Webkante an jeder Seite werden zu (in der Maschinenrichtung) 20,3 cm langen Streifen zerschnitten. Die Tufted-Weiterreißfestigkeit der Schnittflorteppiche wird dann nach der Zungenmethode in der gleichen Weise bestimmt, wie es bei Noppenflorteppichen geschieht, nämlich durch Einreißen in der Maschinenrichtung.

Zerfaserungsbeständigkeit

Dieser Test ist eine Abänderung der ASTM-Prüfnorm D 1375, TeilC, Bürsten- und Schwammverfahren. Aus dem gebundenen Vliesstoff werden quadratische Proben ausgeschnitten, die in der M-Richtung und in der X-Richtung je 25,4 cm lang sind. Die Proben werden um flache Probenhalter aus verzinktem Stahl gewickelt, die eine rechteckige Form haben (10,8 cm · 29,2 cm). Die zu untersuchende Seite ist nach außen gerichtet. Die Halter werden mit Sandpapier Nr. 100 bedeckt, um ein Gleiten der Proben beim Versuch zu verhindern, und die Proben werden mit Magneten an den Haltern befestigt. Das Gesamtgewicht von Stahlstreifen und Magnet beträgt 550 ± 5 g. Dann werden die Proben mit der Vorderseite nach unten auf den aufrechtstehenden Borsten der Pilling-Testvorrichtung befestigt, und die die Fäserchen erzeugende Bürste wird 10 Sekunden unter den Proben laufen gelassen. Die nächste Stufe des ASTM-Prüfverfahrens, nämlich das kreisförmige Abreiben der Proben mit einem Schwamm, um die freien Faserenden zu Faserbällchen zusammenzurollen, wird fortgelassen. Das Aussehen des Vliesstoffs wird durch Vergleich mit Normproben nach dem Augenschein beurteilt Die Proben erhalten Bürstenzerfaserungswerte vom 1 bis 5, wobei 1 äußerst stark faserig und 5 praktisch frei von Fäserchen bedeutet. Die Vliesstoffe gemäß der Erfindung haben im Vergleich zu den bisher bekannten Produkten von gleichem Einlaufgrad eine verhältnismäßig hohe Zerfaserungsbeständigkeit.

Prozentuale optische Deckkraft

Dies ist eine photometrische Prüfung zur Bestimmung der Deckkraft der Vliesstoffe. Es werden gesonderte Messungen der von einem weißen Hintergrund, der von einem schwarzen Hintergrund, der von dem mit dem weißen Hintergrund in Berührung stehenden Vliesstoff und der von dem mit dem schwarzen Hintergrund in Berührung stehenden gleichen Teil des zu untersuchenden Vliesstoffs reflektierten Lichtmenge durchgeführt. Die Messungen erfolgen an mindestens fünf verschiedenen Teilen eines jeden Versuchsvliesstoffs. Man verwendet eine im Handel erhältliche Vorrichtung, die aus einem durch ein Kabel mit einem Meßgerät verbundenen Suchgerät (einschließlich Lichtquelle, optischem System und Photozellen), einer Stromquelle und Steuerorganen besteht. Die prozentuale optische Deckkraft wird aus dem gemessenen Reflexionsvermögen nach der folgenden Gleichung berechnet:

10

15

20

Prozentuale optische Deckkraft = (l - χ iOO,

V Rwb ~ Ebb J

Rwb = Reflexionsvermögen des weißen Hintergrundes (für das das Meßgerät so geeicht ist, daß es 100 anzeigt),

Rbb = Reflexionsvermögen des schwarzen Hintergrundes (für das das Meßgerät so geeicht ist, daß es 0 anzeigt),

Rfwb= Reflexionsvermögen des Vliesstoffs vor dem weißen Hintergrund,

Rfbb = Reflexionsvermögen des Vliesstoffs vor dem schwarzen Hintergrund.

Die Vliesstoffe gemäß der Erfindung haben bei einem gegebenen Flächengewicht im Vergleich zu den bisher bekannten Vliesstoffen eine hohe optische Deckkraft Zu Vergleichszwecken müssen die Vliesstoffe aus Fäden der gleichen Farbtiefe und des gleichen Farbtons hergestellt werden.

Beispiele 1 bis 5

Eine Versuchsvorrichtung ähnlich derjenigen gemäß F i g. 1 und 2 wird zur Herstellung von fünf Vliesstoffen gemäß der Erfindung verwendet Die Einzelheiten des Spinn-, Verstreckungs- und Ablegevorganges sind für jedes Beispiel in Tabelle I angegeben. Infolge des

Überleitens über die Nutenwalze 25, die auf 135 bis 140⁰C beheizt ist weisen die Fäden stark vorstreckte Gerüstabschnitte und weniger stark verstreckte Bindeabschnitte auf.
In allen Beispielen wird der Betrag der Vliesstoffab-

lenkung so eingeregelt daß die M- und X-Schichten in den für die Probenahme verwendeten mittleren Bereichen den vorgeschriebenen prozentualen Gewichtsanteil an Fasern aufweisen. Die Probenahmebereiche liegen in der Mitte der Breite der Vliesstoffe und

enthalten repräsentative Teile einer jeden der abgelegten M- und X-Schichten. An den Seitenrändern gelegene Teile der Vliesstoffe werden für die Probenahme nicht verwendet Der Aufbau der fünf Vliesstoffe ist in Tabelle II zusammengefaßt Die Eigenschaften der

gebundenen Vliesstoffe für sich allein und bei Verwendung als Teppichgrundstoffe ergeben sich aus Tabelle III.

In allen Beispielen werden die Fäden aus der Schmelze eines Polypropylens mit einem Schmelzindex

von 3,2 ± 0,4, bestimmt nach der ASTM-Prüfnorm D 1238-65T, ersponnen, das 0,068 bis 0,078% Ruß als Pigment enthält Die ersponnenen Fäden sind grau und weisen die gleiche Farbtiefe und den gleichen Farbton

auf. Es werden Fadenvliese mit einem MXM-Aufbau hergestellt, indem die schmelzgesponnenen Polypropylenfäden aus drei in Reihe über dem Ablegeband angeordneten Spinndüsen abgelegt werden. Jede Spinndüse speist eine gesonderte Saugdüse. Der Ausstoß der einzelnen Spinndüsen wird nacheinander auf einem laufenden Förderband abgelegt. Zuerst wird eine M-Schicht am Vorderende des Ablegebandes abgelegt, sodann wird eine X-Schicht und schließlich eine weitere M-Schicht abgelegt. Die Bandgeschwindig- to keit wird so eingestellt, daß Vliesstoffe mit den in Tabelle II! angegebenen Flächengewichten entstehen.

Wie Tabelle Il zeigt, weisen die Vliesstoffe in der X-Schicht die Fäden von höherem Titer und in den M-Schichten die Fäden von niedrigerem Titer auf. Die Fäden in der X-Schicht haben eine höhere Orientierung als die Fäden in den M-Schichten. Die hochgradige Orientierung spiegelt sich in der hohen Festigkeit der Fäden wider.

Die Eigenschaften der aus den Vliesstoffen gemäß Tabelle II hergestellten Teppichgrundstoffe und Teppiche ergeben sich aus Tabelle III. Die in Tabelle Il beschriebenen Fadenvliese werden gebunden, indem sie durch die Wasserdampfbindevorrichtung gemäß der US-PS 33 13 002 geleitet werden. Die abgelegten Fäden und das Ablegeband laufen aus dem Ablegebereich direkt durch diese Bindevorrichtung. Die Dampftemperatur in der Bindevorrichtung wird so eingestellt, daß ein Vliesstoff entsteht, der um weniger als 5%, vorzugsweise um weniger als 3%, einläuft. Die Neigung zum Einlaufen wird durch Anwendung höherer Temperaturen vermindert. Jedoch wird die Temperatur so niedrig gehalten, daß die Weiterreißfestigkeit von aus den Vliesstoffen hergestellten Noppenflorteppichen

kg

noch mindestens 0,24 ϊbetrat,;. In diesen Beispielen

g/m- ^r

werden Temperaturen im Bereich von 148 bis 152°C angewandt. (Wenn man mit höheren Bandgeschwindigkeiten arbeitet, sind für eine ausreichende Bindung höhere Temperaturen erforderlich.) Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß die so erhaltenen Teppichgrundstoffe bei Flächengewichten von 98 bis 125 g/m² einen Zerfaserungswert von mindestens 3,0 und vorzugsweise von mindestens 4,0 auf mindestens einer Oberfläche und eine Deckkraft von mindestens 77% aufweisen.

Die in Tabelle III erläuterten Teppichgrundstoffe werden, wie in den Prüfmethoden angegeben, zur Herstellung von Noppenflorteppichen und Schnittflorteppichen verwendet. Diese Vliesstoffe gemäß der Erfindung haben in Noppenflorteppichen eine hohe Tufted-Weiterreißfestigkeit. Ferner eignen sich diese Grundstoffe zur Herstellung von Schnittflorteppichen und sind weniger empfindlich gegen die Beschaffenheit der Noppensetznadeln. Tabelle III zeigt, daß die mit alten Nadeln hergestellten Schnittflorteppiche eine Tufted-Weiterreißfestigkeit von mehr als 20,4 kg aufweisen. Dieses Merkmal in Kombination mit der hohen Zerfaserungsbeständigkeit und der hohen Deckkraft machen den Teppichgrund zu einem sehr wertvollen Erzeugnis.

Tabelle I

Verfahrensbedindungen der Beispiele

Beispiel 1

Oberflächengeschwindigkeit der Walze 26
M-Schichten, m/min
X-Schichten, m/min

Verstreckungsverhältnis der verstreckten
Abschnitte*)

M-Schichten
X-Schicht

Bruchdehnung der unverstreckten
Abschnitte**)

M-Schichten, %

X-Schichten, %

660	660	505	505	660
537	645	537	495	537
1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
3,5	4,0	3,6	3,3	3,5
466	481	478	524	548
595	551	577	637	595

Anmerkungen

*) Das Verstreckungsverhältnis wird aus dem Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeit der Walze 26 zu der Oberflächengeschwindigkeit der Walze 22 berechnet.

**) Die mittlere Bruchdehnung wird an Abschnitten von hohem Titer bestimmt, die aus auf dem Förderband abgelegten Fäden vor dem Binden ausgeschnitten worden sind.

In jeder M-Schicht werden 200 Fäden je Spinndüse, in jeder X-Schicht 150 Fäden je Spinndüse abgelegt, mit Ausnahme des Beispiels 2, in dem nur 100 Fäden in der X-Schicht je Spinndüse abgelegt werden.

	in	det	13	^a)	25	28	136	14

Tabelle II		Beispielen
Vliesstoffaufbau

	Beispiel	2	3	4	5
	1
Gerüstfadentiter, den (1 den = 1,1 dtex)		13,3	11,5	14,5	14,0
M-Schicht	14,2	47,1	35,3	33,6	33,6
X-Schicht	32,5	12,0	14,5	14,4	10,3
M-Schicht	12,8
Gerüstfadenfestigkeit, g/den^b)		2,4	2,6	2,4	2,8
M-Schicht	2,7	3,7	3,5	3,6	3,6
X-Schicht	3,7	2,4	2,7	2,9	2,8
M-Schicht	2,2
Bindemittel in den Schichten, Gew.-%^c)		12	12	12	32
M-Schicht	12	12	12	23	12
X-Schicht	12	12	12	12	32
M-Schicht	12
Kennwerte für die Filamentorientierung^d)		2,8	2,6	2,4	2,6
MD/45°	2,0	2,9	2,6	1,5	2,8
XD/45°	2,9	5,7	5,2	3,9	5,4
(MD + XD)/45°	4,9

Anmerkungen

^a) In jedem Beispiel beträgt das Gewicht einer jeden M-Schicht 25% und das Gewicht der X-Schicht 50% des gesamten Vliesstoflsewichts.

^b) Die Fadenproben werden den von den Düsen kommenden Fäden oder den gebundenen VliesstofTen entnommen. Von der Festigkeitswerten der von den Düsen kommenden Fadenproben werden 10% abgezogen, um der Wirkung des Binden; Rechnung zu tragen.

^c) Berechnet als Gewichtsprozent nicht-verstreckte Fadenabschnitte nach der Gleichung

Gesamtbogenlänge der Nuten

% unverstreckt = ^Ξ x 100

Gesamtumfang der Nutenwalze

^d) Bestimmt nach der Randometermethode.

Tabelle III

Eigenschaften der Teppichgrundstoffe und Teppiche der Beispiele

	Beispiel	2	3	4	5
	1
Teppichgrund		125	98	102	119
Flächengewicht, g/m²	125	80	80	81	77
Deckkraft, %	79
Zerfaserungswert der M-Schichten		4,6	5,0	5,0	4,4
erste, mit Dampf behandelte Schicht	4,7	4,1	3,5	4,0	3,3
andere Schicht	4,5

Noppenflorteppich Tufted-Weiterreißfestigkeit, kg kg

g/m³ Einlaufen, %

Schnittflorteppich, hergestellt mit abgenutzten Nadeln, Tufted-Weiterreißfestigkeit. ka

47 0,38

1,7 24

41

21

24
η κ

25 0,34 1,7 24

46

r\ tr

2.2 23

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gebundener Vliesstoff aus isotaktischen Polypropylenfäden, der an seinen beiden Oberflächen je eine in Maschinenrichmng verlaufende Schicht M aufweist, während eine quer zur Maschinenrichtung verlaufende Schicht X 40 bis 60% vom Gesamtgewicht des Vliesstoffs bildet, wobei jede Schicht im wesentlichen zu 65 bis 90 Gew.-% aus Gerüstfäden und zu 10 bis 35Gew.-% aus isotaktischem Polyp^ropylen als Bindemittel besteht, und die Fäden in jeder Schicht so angeordnet sind, daß die Kennwerte für die Filamentorientierung des Vliesstoffs mindestens 1,5 für MD/45, mindestens 1,5 für XD/45 und 3,5 bis 30 für (MD + XD)/45 betragen, wobei MD bzw. XD die Mittelwerte der ic Maschinenrichtung bzw. in Querrichtung des Vliesstoffs verlaufenden Filamentlängenabschnitte der Gerüstfäden und die Ausdrücke MD/45, XD/45 bzw. (MD + XD)/45 das Verhältnis der entsprechenden Mittelwerte zu dem Mittelwert der Filamentlängenabschnitte in Diagonalrichtung bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstfäden einer jeden M-Schicht einen mittleren Titer von 6,6 bis 22 dtex und eine Festigkeit von mindestens 1,8 g/dtex und die Gerüstfäden der X-Schicht einen mittleren Titer von 29 bis 66 dtex und eine Festigkeit von mindestens 2,7 g/dtex aufweisen, die um mindestens 10% höher ist als die Festigkeit der Gerüstfäden einer jeden M-Schicht.

2. Gebundener Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal5 eine jede M-Schicht zu etwa 20 bis 30% am Gesamtgewicht des Vliesstoffs beteiligt ist.

Die Erfindung betrifft verbesserte Vliesstoffe, die sich besonders zur Verwendung als Teppichgrund für Nadelschnittflorteppiche eignen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die US-PS 35 02 538 beschreibt einen aus Polypropylenfadenvliesstoff bestehenden Teppichgrund. Der gebundene Vliesstoff wird aus Vliesen hergestellt, die Fäden oder Fadenabschnitte enthalten, welche sich in ihrer Orientierung (also Doppelbrechung) voneinander unterscheiden. Die weniger stark orientierten Fäden oder Fadenabschnitte werden als Bindefäden und die stärker orientierten als Gerüstfäden bezeichnet. Der Orientierungsgrad wird durch das Ausmaß der Verstreckung gesteuert, die die Fäden erfahren, bevor sie auf einer Ablegefläche zu einem regellosen Fadenvlies abgelegt werden.

In der US-PS 35 63 838 ist ein Verfahren zur Herstellung von Teppichgrund aus Vliesstoffen beschrieben, die aus den oben beschriebenen Gerüst- und Bindefäden aus Polypropylen bestehen. Diese Vliesstoffe sind aus mindestens zwei Schichten aufgebaut. In der einen Schicht liegen die Fäden vorwiegend in der Maschinenrichtung (also in der allgemeinen Richtung der Längsabmessung des Vliesstoffs, die auch der Richtung des laufenden Bandes entspricht, auf dem diese Vliesstoffe hergestellt werden); diese Schicht wird als M-Schicht bezeichnet. In der angrenzenden Schicht liegen die Fäden vorwiegend in der senkrecht zu den Fäden der M-Schicht verlaufenden Richtung, d. h. quer zur Maschinenrirhtiinp; diese Art von Schicht wird als X-Schicht bezeichnet Ferner enthalten die Schichten dieser Vliesstoffe einen geringen Anteil an Fäden, die schräg zu der Maschinenrichtung und zu der Querrichtung liegen. Die Patentschrift beschreibt Vliesstoffe mit einer MX-Aufeinanderfolge der Schichten sowie Vliesstoffe mit einer MXM-Aufeinanderfolge der Schichten. Wenn diese Vliesstoffe in gesättigtem Wasserdampf gebunden werden, erhält man Teppichgrundstoffe von hoher Tufted-Weiterreißfestigkeit nach der Zungenmethode, die nur ein geringes Einlaufen im Färbebottich zeigen.

Aus der DE-OS 23 07 829 ist ein Teppichgrund in Form eines aus Schichten aufgebauten Polypropylenfadenvliesstoffs bekannt der eine Verbesserung gegenüber den in der US-PS 35 63 838 offenbarten Teppichgrundstoffen bedeutet Diese beiden Teppichgrundstoffe unterscheiden sich voneinander hauptsächlich im Bindemittelgehalt, in Titer und Festigkeit der Gerüstfäden sowie in der Verteilung der Binde- und Gerüstfäden. Das gebundene Erzeugnis zeigt ein einigermaßen geringes Einlaufen im Färbebottich und hat nach dem üblichen Bestreichen mit Latex, was bei der Herstellung von Nadelflorteppichen erforderlich ist, eine hohe Reißfestigkeit; ferner behält es selbst nach dem Auftragen von Latex einen großen Teil seiner Reißfest^:gkeit Bei verhältnismäßig geringen Flächengewichten zeigen diese Vliesstoffe jedoch eine zu geringe optische Deckkraft

Obwohl sich die beiden oben beschriebenen Polypropylenfadenvliesstoffe als Teppichgrund für gewisse Arten von Nadelflorteppichen eignen, haben sich bei ihrer Verwendung für die Herstellung von Schnittflorteppichen gewisse Nachteile herausgestellt. Beim Noppensetzen nutzen sich nämlich die Nadeln ab, wenn der Greifer die Teppichgarnnoppe von der Nadel abzieht. Diese abgenutzten oder einen Grat aufweisenden Nadein zerschneiden dann oft den Teppichgrund, wenn er gegen die Nadel vorrückt. Ferner wurde gefunden, daß einige der bekannten Teppichgrundvliesstoffe dazu neigen, beim Färben des Teppichs im Bottich Fäserchen (oder Faserkügelchen) zu bilden (was nachstehend als Zerfaserung bezeichnet wird). Wenn dann der übliche Zweitrücken aufgebracht wird, bilden diese Faserkügelchen Stellen mi! unzureichendem Widerstand gegen die EntSchichtung

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Teppichgrund zur Verfugung zu stellen, der eine bessere Beständigkeit gegen das Abschneiden durch abgeschliffene Nadeln während des Tuftens und eine hohe Beständigkeit gegen Fusselbildung beim Färben hat. Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen angegeben.

Die Filamentorientierung wird nach der »Randometermethode« bestimmt. Diese Methode beruht auf dem Prinzip, daß nur diejenigen einfallenden Lichtstrahlen, die senkrecht auf die Filamentachse treffen, senkrecht zur Filamentachse reflektiert werden. Wenn also ein Bündel paralleler Lichtstrahlen auf einen Vliesstoff mit einem Einfallswinkel von weniger als 90°, z.B. 60°, gerichtet wird, so stammt das Licht, das senkrecht zur Vliesebene emittiert wird, nur von Filamenten, die senkrecht zum einfallenden Licht in der Vliesebene orientiert sind. Die Intensität dieses Lichtes ist ein Maß der Gesamtlänge der Filamentsegmente, die senkrecht zum einfallenden Licht liegen. Durch Drehen des Vlieses können die Filamentsegmente für jede Richtung bestimmt werden, und aus dieser Bestimmung kann die Filamentorientierung ermittelt werden. Zu