DE3202485A1 - Heterofilfaser und daraus hergestellte nonwoven, sowie verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Heterofilfaser und daraus hergestellte nonwoven, sowie verfahren zu ihrer herstellungInfo
- Publication number
- DE3202485A1 DE3202485A1 DE19823202485 DE3202485A DE3202485A1 DE 3202485 A1 DE3202485 A1 DE 3202485A1 DE 19823202485 DE19823202485 DE 19823202485 DE 3202485 A DE3202485 A DE 3202485A DE 3202485 A1 DE3202485 A1 DE 3202485A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- heterofil
- component
- fibers
- latent adhesive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B2001/7687—Crumble resistant fibrous blankets or panels using adhesives or meltable fibres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
- 5 - A3EC14769 A
Heterofilfaser und daraus hergestellte Nonwoven,
sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
A k ζ ο GmbH
Wuppertal
Wuppertal
Die Erfindung betrifft eine zur thermischen Bindung befähigte
Heterofilfesern und daraus hergestellte Nonwoven, sowie Verfahren
zu ihrer Herstellung. Die Heterofilfaser enthält eine
latent-adhäsive Komponente zur Bildung von Bindungen zwischen den Fasern bei Anwendung von Wärme und nachfolgender Abkühlung
und eine weitere Komponente.
Der Gebrauch von zur thermischen Bindung befähigten Heterofilfasern
zur Fabrikation von Nonwoven ist im Stand der Technik
wohlbekannt. Solche Heterofilfasern enthalten zwei thermoplastische
Materialien, welche entweder eine Seite-an-Seite-Anordnung oder eine Kern/Mantel-Anordnung aufweisen, wobei
die zwei Materialien sich durchgehend über die gesamte
— 6 —
- 6 - A3EC14769 A
Faserlänge erstrecken. Eine der Thermoplasten, die sogenannte
latent-adhäsive Komponente, wird so ausgesucht, daß ihr Schmelzpunkt
bedeutend niedriger ist als der der anderen Komponente in dem Filament. Daher wird diese Komponente bei Anwendung von
Wärme und nachfolgender Abkühlung zunächst klebrig; dann wird sie mit anderen Fasern des Nonwoven gebunden. Solche Adhäsion kann
entweder zwischen ähnlichen Heterofilamenten oder zwischen
Heterofilamenten und üblichen, nichtbindenden Filamenten stattfinden,
wenn diese auch in dem Nonwoven vorkommen. Die andere Komponente dient als strukturgebender Teil der Faser (backbone
member). .
Obwohl die zur thermischen Bindung befähigten Heterofilfasern
primär für den Gebrauch zur Herstellung von leichter. Nonwoven - das sind Nonwoven mit relativ niedriaem Flächengewicht entwickelt
wurden, haben sie auf diesem Gebiet einen nur begrenzten kommerziellen Erfolg erlangt. Der Grund ist eine Anzahl
von Mangel dieser Faser, die zur Zeit noch vorhanden sind.
Unter diesen Mängeln ist an erster Stelle der übermäßige Schrumpf während der thermischen Bindung zu nennen. Er führt zu Stoffen
mit ungleichen Dichten und uneinheitlichen Dicken. Außerdem ist die Festigkeit der Faser/Faser-Bindung ungenügend, was zu
einer schlechten Zugfestigkeit des Stoffes führt. Auch werden Vliesstoffe erhalten, die bezüglich solch traditioneller gewünschter
textiler Eigenschaften wie Drapierbarkeit, .Lebendigkeit, Bausch oder Volumen ziemliche Mangel aufweisen.
Natürlich hat man in der Vergangenheit Versuche gemacht, die sich mit den oben erwähnten Mängeln beschäftigen. Tomioka beschreibt
in einem Artikel mit dem Titel "Thermobonding Fibers
for Nonwovens" (Nonwovens Industry, 1981, Seiten 23 -31) die Eigenschaften der ES-Faser. Diese Bikomponentenfaser ist
- 7 - A3EC14769 A
käuflich erhältlich von der Firma Chisso Corporation (Osaka, Japan). Diese Faser enthält Polyäthylen und Polypropylen in
einer sogenannten modifizierten Seite-an-Seite-Anordnung.
(In Wirklichkeit handelt es sich um eine extrem exzentrische Kern/Mantel-Anordnung). Sie ist wahrscheinlich in dem
US-Patent 4 189 338 dargelegt. Tomioka befaßt sich sehr intensiv mit einer der Eigenschaften dieser Faser- nämlich
mit dem relativ niedrigen thermischen Schrumpf, den die Faser während der thermischen Bindung erleidet, und er fährt fort
mit der Bemerkung, daß diese Eigenschaft zu Nonwoven mit guter Gleichmäßigkeit an Dichte und Dicke und ebenso zu gutem
Bausch, Griff und Drapierbarkeit führt.
Die von Tomioka beschriebene Faser stellt zweifellos einen wesentlichen'Fortschritt auf dem Gebiet der thermisch bindenden
Faser dar. Dennoch leidet diese Faser gemäß des Standes der Technik an einigen Schwächen. So kann z.B. gezeigt werden,
daß diese Faser noch zu sehr und in einem unerwünschten Ausmaß·
schrumpft, obwohl sie in der Tat einen geringeren thermischen Schrumpf aufweist als die vorhergehenden Fasern. Obwoal
außerdem die Eliminierung des thermischen Schrumpfes eine gute theoretische Annäherung an die Verbesserung von thermischen
Bindefasern darstellt, glaubt man, daß diese Annäherung nicht weit genug geht.
Während der thermische Schrumpf per se in einer thermischen Bindefaser unerwünscht sein dürfte, dürfte die Entwicklung von
Schrumpfkräften in einem Nonwoven sogar erwünscht sein, wenn
sie nach der Bildung von Bindungen zwischen den Filamenten auftreten. Man kann vernünftigerweise annehmen, daß eine Schrumpfkraft
keinen wesentlichen Betrag an tatsächlichem Schrumpf erzeugen wird, wenn sie zu diesem Zeitpunkt auftritt.
— 8 ~
- 8 - A3EC14 769 A
Sie wird eher als latente (trapped) Spannung in dem Nonwoven zurückbleiben, die solche Stoffeigenschaften wie Bausch,
Lebendigkeit, Drapierbarkeit und Griff steigern dürfte.
Dementsprechend ist die allgemeine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, sowohl eine verbesserte, zur thermischen Bindung befähigte Heterofilfaser, welche vorzugsweise zur Herstellung
von Nonwoven, insbesondere von Vliesstoffen mit leichtem oder mittlerem Gewicht verwendet werden kann, als auch ein Verfahren
zu ihrer Herstellung zur Verfügung stellen. Eine mehr ins einzelne gehende Aufgabe der Erfindung ist es, eine zur
thermischen Bindung befähigte Heterofilfaser zur Verfügung zu
stellen, die zur Herstellung von Nonwoven brauchbar ist und die nicht nur einen minimalen thermischen Schrumpf während
der thermischen Bindung aufweist, sondern auch eine gesteigerte Zugfestigkeit des Stoffes, Lebendigkeit, Drapierbarkeit, Volumen
und Griff nach der Bindung bewirkt.
Eine noch eingehendere Aufgabe ist es, eine zur thermischen Bindung befähigte Heterofilfaser zur Verfügung zu stellen,
welche vor oder währned der thermischen Bindung keine substantielle Schrumpfkraft und damit auch keinen Schrumpf aufweist,
welche aber nach der Bildung von Bindungen zwischen den Fasern in einem Nonwoven eine substantielle Schrumpfkraft
entwickelt.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der zur thermischen Bindung befähigten Heterofilfasern
zur Verfügung zu stellen, wobei das thermischmechanische Verhalten der genannten Faser angepaßt oder verändert
werden kann, um den spezifischen Anforderungen zu entsprechen.
L -" J
Γ— J^U^AÖb
- 9 - A3EC14769 A
Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, Nonwoven zur Verfügung zu stellen, die aus diesen neuen Heterofilfasern
hergestellt worden sind, die mit hohen Geschwindigkeiten und mit niedrigem Energieverbrauch herstellbar sind und die verbesserte
Eigenschaften haben.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gemäß den Ansprüchen
1 bis 19 gelöst. So kann beispielsweise eine zur thermischen Bindung befähigte Heterofilfaser, die sowohl in Form
einer Stapelfaser als auch in Form eines Filaments bei der Herstellung von Nonwoven verwendet werden kann, aus Polyester
und einem anderen brauchbaren thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, das seinen Schmelzpunkt deutlich, beispielsweise
um mindestens etwa 15"C unter dem des Polyesters hat, wobei der Polyester die strukturgebende Komponente
(backbone polymer) ist und das andere thermoplastische Polymer als latent-adhäsive Komponente dient. Diese beiden
funktionstragenden Komponenten müssen erfindungsgemäß vorhanden sein. Darüberhinaus kann aber »- wie bei Heterofilamenten
üblich - eine weitere Komponente zugegen sein. Bevorzugt wird eine Bikomponentenfaser. Die zwei Komponenten
können in einer Seite-an-Seite-Anordnung angeordnet sein, das heißt, sie sind kollinear. Bevorzugt wird aber die Kern/
Mantel-Anordnung mit dem Kern aus Polyester. Nach einer be~ vorzugten Ausführungsform erfolgt nach dem Verspinnen,
Strecken und Aufwickeln der Heterofilfaser erfindungsgemäß
eine thermische Konditionierung. Dieser Verfahrensschritt umfaßt ein Erwärmen der Faser auf eine vorbestimmte Temperatur
für eine vorbestimmte Mindestzeit, so daß das thermische Verhalten der Faser derart verändert wird, daß die Faser
dadurch charakterisiert werden kann, da,ß nach der Anwendung von ausreichender Wärme, um die la.tentr>adhäsive Komponente
- Io -
- Io - AeEC14769 A
zu schmelzen, und einer nachfolgenden Kühlung eine substantielle Schrumpfkraft in der Polyesterkomponente erst nach der
Wiederverfestigung der latent-adhäsiven Komponente auftritt. Die Temperatur/ bei welche sich die Schrumpfkraft zeigt,
wird als "conditioned response temperature" bezeichnet,
abgekürzt·CR-Temperatur. Die präzisen Parameter bezüglich
der anzuwendenden Temperatur und Zeit, um eine Faser mit der oben beschriebenen eigentümlichen Beschaffenheit zu erhalten,
sind von Fall zu Fall verschieden. Wie der weiteren Beschreibung zu entnehmen ist, werden die für die thermische
Konditionierung erforderlichen Parameter beispielsweise bestimmt durch die thermische Vorgeschichte der jeweils gerade
verwendeten Faser und durch die Temperatur, bei welcher das Nonwoven thermisch gebunden werden soll, welche wiederum
durch die jeweils gerade verwendete latent-adhäsive Komponente bestimmt wird.
Es wurde beobachtet, daß man mit erfindungsgemäßen Fasern
interfilamentäre Bindungen zwischen Fasern zu bilden vermag,
bevor sich Schr'umpfkräfte darin entwickeln. Wie später noch
weiter ausgeführt wird, ist anzunehmen, daß diese Eigenschaf die Festigkeit der interfilanientären Bindungen in einem
Vliesstoff steigert und außerdem zu einer überlegenen Drapierbarkeit und Lebendigkeit und zu einem vortrefflichen Griff
und Bauch beiträgt.
Schließlich wurde noch erreicht, daß aus den erfindungsgemäßen
Heterofilfasern Vliesstoffe hergestellt werden können, und zwar unter relativ unkritischen Prozeßbedingungen.
Die Erfindung soll zunächst anhand von Zeichnungen und ihrer
kurzen Beschreibung veranschaulicht werden:
« 11 - A3EC14769 A
Fi(fur 1 ist eine Mikrofotografie eines aus Heterofila-.
menten gemäß der Erfindung hergestellten Nonwoven und zeigt einen interfilamentären Bindungspunkt 1 iη
dem Flächengebilde.
Figur 2 ist ein Diagramm, Es zeigt die Schrumpfkraft in der
Polyesterkomponente (PES) einer erfindungsgemäßen
Heterofilfaser in Abhängigkeit von der Temperatur, verglichen mit der Schrumpfkraft in der Polypropylen-Komponente
(PP) einer Faser gemäß des Standes der Technik. Die latent-adhäsive Komponente ist in beiden
Fällen Niederdruckpolyäthylen (HDPE= high density polyethylene).
Figur 3 ist ein Diagramm- Es zeigt den Einfluß der thermischen
Konditionierung auf die Schrumpfkraft einer Heterofilfaser mit einer Polyesterkomponente.
Im folgenden sollen die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben werden. Eine Mikrofotografie von einem
Vliesstoff, der aus Fasern dieser Erfindung hergestellt wurde, wird in Figur 1 gezeigt. Zur Herstellung solch eines Flächengebildes
werden die Fasern zunächst zu einem Vlies verarbeitet und dann einer Erwärmung unterworfen, die ausreicht, um das
latent-adhäsive Element zu aktivieren. Daran schließt sich eine Abkühlung an, um die Bindungs-Punkte, z.B. 2 zu verfestigen,
die sich beim Schmelzen der adhäsiven Komponente an den Kreuzungsstellen der einzelnen Filamente gebildet haben.
Aufgrund der Annahme, daß das thermo-mechanische Verhalten von Bikomponentenfasern, die solch einem Erwärmungs- und
Abkühlungs-Zyklus unterworfen wurden, sowohl die Natur der gebildeten Bindungen als auch den generellen Charakter des
- 12 -
—I
- 12 - A3EC14769 A
erhaltenen Stoffes beeinflußt, ist es angebracht, diese Fasern durch einige Typen von thermo-mechanischen Analysen zu charakterisieren.
Demgemäß wurden die Fasern der vorliegenden Erfindung mit einer Technik untersucht, die als "Thermal Stress
Analysis (TSA)" bekannt ist. Bei dieser Technik wird eine Probe bezüglich ihrer Länge konstant gehalten, während ihre
Temperatur geändert wird. Die entsprechenden Spann-Kräfte in der Probe werden als Funktion der Temperatur aufgezeichnet.
Diese TSA-Methode wird in einem Artikel von Buchanan und Hardegree (Textile Research Journal, 1977, 732) diskutiert.
Soweit jedoch bekannt ist, haben sich sowohl diese Autoren als auch andere, die ihre Ergebnisse mit dieser Technik veröffentlicht
haben, nur auf die Reaktionen der Proben bei ansteigender Temperatur konzentriert. Im Gegensatz dazu legten
die Untersuchungen dieser Erfindung gleichen Wert auf die Reaktionen der Proben während der Abkühlungsperiode des
Testes, da er geeignet erschient, die komplette thermische Behandlung genau zu simulieren, die ein Nonwoven-Material bei
seiner oben beschriebenen Fabrikation erhält.
Bei der Vorbereitung von Proben für diese Untersuchungen wird eine ausreichende Anzahl von einzelnen Fasern zu einem Bündel
mit einer Dicke, die einer Denierzähl im Bereich von 100 bis 500 entspricht (= 110 bis 550 dtex), zusammengefaßt. Das dazu
verwendete System wird von der Firma "Perkin--Elmer Co,
Norwalk" für den Gebrauch ihres thermo-mechanischen Analysen-Gerätes
mit der Bezeichnung TMS-I vorgeschrieben. Eina Standardvorspannung
von 0.02 g/den (- 0,018 g/dtex) wurde gewählt, um die Gleichmäßigkeit der Tests zu verbessern. Die Temperatur
wurde bei allen Tests mit einer Geschwindigkeit von annähernd 150C pro Minute angehoben.
- 13 -
_J
- 13 - A3EC14769 A
Figur 2 zeigt repräsentative Ergebnisse eines TSA^Testes von
Fasern der Erfindung aus Niederdruckpolyäthylen/Polyester (bezeichnet mit HDPE/PES) verglichen mit Fasern gemäß des
Standes der Technik aus Niederdruckpolyäthylen/Polypropylen (HDPE/PP). Die Spannkraft in der Probe wurde vertikal auf
der y-Achse und die Temperatur der Probe horizontal auf der x-Achse aufgetragen. Die Pfeile in den Kurven zeigen, wie
die Änderungen mit der Zeit voranschritten. Beim Start mit
Testproben von 200 den (- 220 dtex) wird eine Vorspannung von 4 g bei Raumtemperatur angelegt, und dann wird die Probenlänge
für den Rest des Testes konstant gehalten. Wenn die Temperatur erhöht wird, sieht man, wie in beiden Fällen diese Vorspannung
auf praktisch Null abnimmt. Das ist das Ergebnis einer normalen Relaxation und thermischen Expansion, wie es
Materialien üblicherweise zeigen. Nach dieser Relaxation der anfänglichen Vorspannung zeigen die zwei getesteten Proben
jedoch ein ganz verschiedenes Kraft/Temperatur-Verhalten. Die Probe aus Niederdruckpo]yaHiylen/Polypropylen gemäß des
Standes der TechnLk zeigt einen Ans L log der Spannkraft beim
Anstieg der Temperatur auf 150°C. Signifikanter ist der
rapide Anstieg -in der Spannkraft, wenn die Probe abgekühlt wird. Es soll betont werden, daß diese Entstehung der Spannkraft
beim Erwärmen und die nachfolgende rapide Zunahme der Spannkraft beim Abkühlen als unerwünscht bei der Herstellung
von Vliesstrukturen angesehen wird. Im Gegensatz zu dieser Probe zeigt die Probe gemäß der Erfindung keinen Anstieg
bezüglich der Spannkraft. Das gilt sowohl für die Erwärmungsperiode als auch für die Abkühlungsperiode bis sich das Faserbündel
ausreichend abgekühlt hat, so daß man sicher sein kann, daß sich die Bindungen zwischen den Fasern verfestigt haben
würden, ohne das Schrumpfkräfte auf diese neu gebildeten
Bindungen eingewirkt hätten, wenn die Fasern in einem Flächengebilde wären.
- 14 -
- 14 - A3EC14 76 9 A
Offensichtlich ist die Temperatur, bei welcher sich die Spannkraft
beim Abkühlen zu. entwickeln beginnt, von größter Bedeutung, um die Fasern dieser Erfindung zu unterscheiden.
Um diese Temperatur zu bestimmen, wurde sie definiert. Demnach setzt die Entstehung einer Spannkraft bei der Temperatur
ein, bei der die Spannkraft einen Schwellenwert von 0,01 g/den (- 0,0091 g/dtex) überschreitet. Dabei ist der Denierwert
der strukturgebenden Komponente zugrundezulegen. Dieser Wert wurde gewählt, weil er so niedrig wie möglich/ aber noch
klar unterscheidbar von den instrumenteIlen Einflüssen auf
die registrierte Spannkraft ist. Wird zum Beispiel eine Probe mit einer 50/50-Zusammensetzung zum Testen, wie oben beschrieben,
zu einem 300-Denier-Bündel (- 330 dtex) verarbeitet,
so enthält dieses nur 150 den (= 165 dtex) an.. strukturgebenden
Fasern, und der Schwellenwert für die Spannkraft ist 1,5 g.
Um zu zeigen, wie Fasern mit dieser gewünschten Abkühlkurve hergestellt werden, zeigt Figur 3 die Ergebnisse, die man
erhält, wenn man verschiedene Konditionier-Behandlungen auf Fasern anwendet, die nach ein und demselben üblichen Spinn-
und Streck-Schema hergestellt wurden. In Tabelle 1 sind die verwendeten unterschiedlichen Konditionierbehandlungen .auf-*
gelistet. In Figur 3 wurden die TSA~Kurven von diesen, jeweils
unterschiedlichen Proben zusammengestellt. Jede dieser Proben hatte.seine eigene thermische Konditionierbehandlung.
Probe Konditi'onier^Behandlung
A Tee ine
B 3 Minuten bei 900C
C 3 Minuten bei 1000C
D 3 Minuten bei 1100C
E 3 Minuten bei 1200C
F 3 Minuten bei 1300C
L -»- J
ι J^U^tfb
- 15 - A3EC14769 A
Wie in Figur 2 wurde die Spannkraft auf die vertikale Skala aufgetragen. Aber in diesem Fall unterscheidet sich die Skala
von der der Figur 2 und man sieht die anfängliche Vorspannkraft von 6 g in dem unteren linken Teil des Diagramms. Alle
Proben zeigen denselben Abfall in dieser Spannkraft/ wenn die Temperatur zu Beginn des Testes ansteigt. Jenseits dieser anfänglichen
Erwärmungsphase können die verschiedenen Proben
leicht voneinander unterschieden werden.
Bemerkenswerterweise zeigt die Probe A, welche nach dem
Verstrecken keine Wärmebehandlung erfahren hat, ein Entstehen der Spannkraft, wenn die Temperatur auf etwa 10O0C ansteigt.
Sie erreicht ein Maximum bei ungefähr 12O°C und fällt dann
auf ein Minimum bei 1400C (erreicht aber nicht das Nullpunkt-Niveau)
. Das ist typisch für einen Polyester und wurde von Buchanan und Hardegree in der zitierten Literatur beschrieben.
Beim Abkühlen zeigt diese Probe schon bei Beginn der Kühlung einen Anstieb in der Spannkraft; unterhalb von 1300C steigt
sie rapide an. Diese Probe zeigt eine Spannkraft, die den Schwellenwert von 0,01 g/den (= 0,0091 g/dtex) überschreitet,
solange sie auf einer hohen Temperatur verweilt. Konsequenterweise kann daher kein Wert für den Beginn des Einsetzens
einer Spannkraft angegeben werden.
Probe B, welche 3 Minuten bei 90°C behandelt wurde, zeiqt
eine wesentliche Reduzierung bezüglich des Spannkraftpeakes
während der Erwärmungsperiode in der Kurve; und ihre Kurve bezüglich der Bildung der Spannkraft beim Abkühlen liegt
nur ein wenig unter der von der Probe A.
- 16 -
- 16 - A3EC14769 A
Die Proben C, D und E zeigen keine Spannkraft beim Erwärmen und entwickeln nur eine merkliche Spannkraft, wenn sie weit
unterhalb der Temperatur abgekühlt sind, bei der das Mantelmaterial sich wieder verfestigt. Diese Proben repräsentieren
Fasern, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden.
Probe F illustriert die Tatsache, daß eine zu intensive Hitzebehandlung jede Tendenz eliminieren kann, eine Spannkraft
beim Abkühlen zu entwickeln.
Es wird angenommen, daß bei Nonwoven aus Fasern der Erfindung die Festigkeit in interfilamentären Bindungen, wie zum Beispiel
der Bindung 2 der Figur 1, dadurch gesteigert wird, daß, wenn die Fasern erwärmt werden, um ihren Mantel zu schmelzen, und
nachfolgend abgekühlt werden, um die Bindungen untereinander
zu verfestigen, sich keine oder nur eine kleine Spannkraft in den Fasern entwickelt, bis die Temperatur unter den Verfestigungsbereich
des Mantels gefallen ist und sich solche Bindungen bereits gebildet haben. Mit anderen Worten, es wird
angenommen, daß mit den Fasern der Erfindung Bindungen in einem ungespannten Stadium gebildet werden, eine Bedingung,
welche die Festigkeit der Interfilamentären Bindung steigert.
Verglichen damit, entwickeln sich in den bekannten Fasern Zugkräfte bevor relativ schwache Bindungen gebildet werden.
Diese Theorie soll patentrechtlich nicht binden. Gleiches für die im folgenden Abschnitt geäußerte Theorie.
Es wird weiterhin angenommen, daß die Entwicklung von Schrumpfkräften
oder Zugkräften in Fasern gemäß der Erfindung nach der Bildung von interfilamentären Bindungen dazu dient, verschiedene
textile Eigenschaften in den daraus hergestellten
L ""■ _J
- 17 - A3EC1476 9 A
Nonwoven zu verbessern. Zum Beispiel könnte das einheitliche thermo-mechanische Verhalten der neuen Faser eine latente
Spannkraft in dem Vliesstoff erzielen, und möglicherweise
ist diese Spannkraft, zumindest teilweise, verantwortlich für
die angenehme Lebendigkeit, Drapierbarkeit, Bauschigkeit und für den angenehmen Griff/ den Nonwoven haben, wenn sie aus
Fasern gemäß der Erfindung hergestellt worden sind.
Wendet man sich nun mehr der detaillierten Beschreibung der Zusammensetzung und Herstellung der Fasern, die Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind, zu, so wird Bezug genommen auf die verschiedenen folgenden Beispiele, die die Herstellung
einer Anzahl solcher Fasern beschreiben. In allen Fällen, in denen eine thermisch-bindende Bikomponentenfaser hergestellt
wurde, war das strukturgebende Polymer ein Polyester. Die verwendeten latent-adhäsiven Komponenten wurden in jedem Fall aus
einer Gruppe ausgewählt, die Polyäthylen und Polypropylen enthielt, und zwar in einer Qualität, die zur Bildung von
Fasern geeignet war. Obwohl man annehmen kann, daß andere Polymere mit einem Schmelzpunkt von mindestens 15°C unter dem
von Polyester genausogut für diesen Zweck geeignet sein durften.
Die Fasern hatten in allen Beispielen eine Kern/Mantel-Anordnung mit der Polyesterkomponente als Kern. In jedem
Fall waren Kern und Mantel exzentrisch angeordnet. Beides, sowohl die exzentrischen als auch die konzentrischen Kern/
Mantel-Anordnungen sind brauchbar. Es soll jedoch auch darauf hingewiesen werden, daß Bikomponentenfasern mit einer Seitean-Seite-Anordnung
ebenso als zur Erfindung gehörig betrachtet werden.
Tt O
- 18 - A3EC14 769 A
Insbesondere soll die Tatsache bemerkt werden, daß sehr unterschiedliche
thermische Konditionier-Parameter gebraucht wurden, bezogen auf jede der Fasern in den Beispielen. Aber
das thermo-mechanische Verhalten, das die verschiedenen Fasern nach der Konditionierung zeigten, war im wesentlichen dasselbe,
d.h. jedes ist dadurch charakterisiert, daß nach der Anwendung von ausreichender Wärme, um die latent^adhcLsive Komponente zu
schmelzen, und von nachfolgender Abkühlung eine substantielle Schrumpfkraft in der Polyesterkomponente nur nach der Wiederverfestigung
der latent-adhäsiven Komponente auftritt. Eine präzsie Beschreibung der Parameter, die für die geeignete
thermische Konditionierung erforderlich sind, kann nicht gegeben werden. Wie die Beispiele zeigen, werden diese Parameter
z.B. bestimmt durch die thermische Vorgeschichte der verwendeten jeweiligen Faser, durch die Temperatur, bei der
die Nonwoven gebunden werden sollen, welche wiederum durch die eingesetzte jeweilige latent-adhäsive Komponente bestimmt
wird, und durch das Ausmaß an in der Faser erwünschten Schrumpfkraft.
Es kann festgehalten werden, daß offensichtlich ein direkter Zusammenhang zwischen dem Schmelzpunkt der latentadhäsiven
Komponente und der erforderlichen thermischen Konditionier-Temperatur
besteht. Als generelle Regel gilt/ daß Fasern mit einer adhäsiven Komponente von, hohem Schmelzpunkt
eine höhere thermische Konditionier-Temperatur erfordern. Obwohl keine exkaten Richtlinien gegeben werden können, wird
angenommen, daß die präzisen Parameter für die Konditionierung jeder gegebenen Faser mit Hilfe dieser Offenbarung mit minimalen
Experimenten bestimmt werden können.
Schließlich soll bemerkt werden, daß es eine beträchtliche Streuung in der CR-Temperatur für die verschiedenen Proben
der Fasern in jedem Beispiel gibt. Solche Variation sollte als typisch für Stapel-Faser-Proben betrachtet werden.
- 19 - A3EC14769 A
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen: Beispiel 1:
Es wird eine Stapelfaser gesponnen. Sie besteht aus einem Mantel aus Niederdruck-Polyäthylen (Fortiflex F-381 von
Soltex Polymer Corp.) mit einem Schmelzindex von 42, einem Molekulargewicht von 46 000 und einer engen Molekulargewichtsverteilung
(Dispersität) von etwa 3,6 (Niederdruck-Polyäthylen) und einem Kern aus einer Standard-Faser-Qualität von
halbmattem Polyester. Die Faser wurde in einer exzentrischen Kern/Mantel-Anordnung mit etwa 50 Gew.-% Niederdruck-Polyäthylen
und 50 Gew.-% Polyester gesponnen. Das verwendete Niederdruck-Polyäthylen hatte eine Dichte von 0,96 g/cm ,
der Polyester eine Dichte von 1,38 g/cm . Die Bikomponentenfaser hatte eine Dichte von 1,12 g/cm . Der Schmelzpunkt des
Niederdruck-Polyäthylens war 132eC, der des Polyesters etwa
26O°C.
Die zwei Polymeren wurden in separaten Schneckenextrudern aufgeschmolzen und durch separate Polymer-Leitungen und
Pumpenblöcke in die Spinndüsen geleitet. Das Niederdruck-Polyäthylen wurde im Extruder auf eine Temperatur von 265 bis
270°C gebracht, durch eine Pumpe geleitet und in die Spinndüse
eingeführt. Der Polyester wurde in seinem Extruder auf eine Temperatur von 285°C gebracht, durch eine Pumpe geleitet
und in die Spinndüse eingeführt. Im Innern der Spinndüse wurden die Polymere anfangs gerade vor dem Eintritt in die
Kapillar-öffnung zur Extrusion der Filamente zueinandergebracht.
Sobald die Polyäthylen-Schmelze die Polyester-Schmelze berührte, sprang ihre Temperautr für kurze Zeit auf etwa
285°C, bevor sie gekühlt wurde und in dem Blasschacht fest
wurde. Zur Spinnung einer Faser mit einem Einzeltiter von 3,0 den (= 3,3 dtex) wurde jede Komponente mit 0,583 g/Min-
- 2o -
- 2ο - A3EC14769 A
Öffnung der Spinndüse zudosiert. Per Gesamtdurchsatz für beide Polymere betrug 1,66 g/Min . Öffnung. Jede Spinndüsenöffnung
hatte einen Durchmesser von 400 um. Noch in Form eines Taues wurden die Filamente abgekühlt; eine für Polyolefine
übliche Spinnpräparation wurde mit Hilfe eines "Wasser*-
rades" aufgetragen; und das Tau wurde mit einer Geschwindigkeit
von 1 752 m/Min aufgewickelt. Die Filamente wurden in
zwei Stufen verstreckt, um ein Maximum an Orientierung und Fasereigenschaften zu entwickeln. Das VerStreckungsverhältnis
betrug in der ersten Stufe 1/05, wobei die VerStreckung bei
Raumtemperatur ausgeführt wurde. In der zweiten Verstreckungsstufe
betrug das Verstreckungsverhältnis 2,50, wobei die Ver«
Streckung in Dampf ausgeführt wurde, so daß die Temperatur des Taues 80pC betrug. Das Gesamt-Verstrecktmgsverhältnis
betrug also 2,62. Während der Verstreckung entwickelte das Tau spontan eine Kräuselung, wenn sich die Spannkraft verringerte.
Der Grund ist eine Differenz in den Spannkräften zwi*·
sehen den zwei Polymer-Phasen, die nicht permanent ist. Das
Tau wurde zur Unterstützung des Faser-Prozesses in einer üblichen Stauch-Kräusel-Kammer gekräuselt. Nach der Kräuselung
wurde die Faser einer thermischen Konditionier^Behandlung
unterworfen. Sie bestand in einer spannungslosen Erwärmung auf 11ODC für 240 Sekunden in einem HeiBluftofen mit Zwangs-Umlauf.
Dann wurde sie zu Stapelfasern mit einer J^änge von
13 mm geschnitten. Sie hatten folgende Eigenschaften: Einzeltiter 3,00 den (=3,3 dtex), Festigkeit 3,29 g/den
(= 2,9 g/dtex), Dehnung 55,9%, Bogenzahl 94 Bogen pro 100 mm.
Von diesen Fasern wurden sieben Proben entsprechend den vorhin angeführten Untersuchungsverfahren hergestellt.
Jede wurde einer thermischen Spannungsanalyse unterworfen.
- 21 -
L J
j O Z U Z i* Ö O
- 21 - A3EC14769 A
Während des Testverfahrens wurde eine maximale Temperatur von 15O°C erreicht. In der Nähe dieser Temperatur dürfte
die jeweilige Paser auf typische Art in einem Nonwoven gebunden sein. In keinem Fall wurde bemerkt, daß die Schrumpfkraft
in dem Faserbündel während der Erwärmungsperiode des Testes signifikant anstieg. Jede Probe erfuhr jedoch eine
auffallende Entwicklung der Spannkraft während der Abkühlungs-Phase. Die CR-Temperatur - das ist die Temperatur, bei der
eine Schrumpfkraft gleich dem Schwellenwert von 0,01 g/den (- 0.0091 g/dtex) zum ersten Mal nach der Abkühlung der
Faser beobachtet wurde - betrug für die einzelnen Proben:
Probe CR-Temperatur
1 80°C
2 70°C
3 52°C
4 33°C
5 48°C
6 86°C
7 88°C
Eine Probe der Stapelfaser aus Beispiel 1 wurde mit der Hand zu einem Vlies geformt und durch eine Labor-Kardier-Maschine
geschickt. Das erhaltene Vlies wurde aufgerollt, so daß man vier Lagen erhielt. Die Probe wurde dann auf einer 6-Zoll-
2 Presse mit einem Druck von 140,6 kg/cm gepreßt. Nach 5 Minuten
wurde sie daraus entfernt und beschnitten. Das Vlies wurde thermisch gebunden, indem die Probe in einen Heißluftofen mit
Zwangsumluft für 'K) Sekunden bei 14 50C eingebracht wurde.
- 22 - A3EC14769 A
Weitere Proben wurden auf die gleiche Weise hergestellt mit einer Verweilzeit von 60 und 120 Sekunden. Alle Proben zeigten
eine bemerkenswerte strukturelle Stabilität. Das wurde an ihrer Erholung von einer geringen Dehnungs-Kraft deutlich,
z.B. wenn man mit der Hand an dem Vliesstoff gezogen hat. Die Proben zeigten ebenfalls einen hohen Grad an Elastizität
und Lebendigkeit. Das wird demonstriert durch die Beobachtung der Wiedergewinnung des ursprünglichen Volumens nach einem
Druck mit geringen Kräften, z.B. nach einem Zusammenpressen mit der Hand. Der Griff dieser Vliesstoffe war weich und
bauschig.
Es wurde eine Probe im wesentlichen wie in Beispiel 1 gesponnen, außer daß das Verstreckungsverhältnxs in der ersten
Stufe 1,10 und in der zweiten Stufe 2,136 betrug. Die so hergestellte Stapelfaser hatte folgende Eigenschaften:
Einzeltiter 2,97 den (= 3,3 dtex), Festigkeit 3,43, g/den (= 3,12 g/dtex), Dehnung 54%, Bogenzahl 92 Bogen pro 100 mm.
Es wurden vier Proben von dieser Faser hergestellt und wie in Beispiel 1 einer thermischen Spannungsanalyse unterzogen.
Wiederum wurden in keiner einzigen Probe signifikante Schrumpfkräfte während der Erwärmungsphase des Testes festgestellt.
Wohl wurden aber Schrumpfkräfte während der Abkühlungsphase bemerkt. Die CR-Temperaturen für .die vier Proben sind:
Probe CR-Temperatur
1 98°C
2 1110C
3 78*C
4 620C
—* 23 "
- 23 - A3EC14769 A
Eine weitere Probe wurde exakt nach Beispiel 1 gesponnen, außer das eine unterschiedliche Spinndüse benutzt wurde,
um Filamente mit einer symmetrischen Kern/Mantel-Anordnung herzustellen. Das Gesamt-Verstreckungsverhältnis war 2,28.
Die Stapelfaser zeigte folgende Werte: Einzeltiter 3,03 den (= 3,35 dtex), Festigkeit 3,28 g/den (S 2,98 g/dtex),
Dehnung 43,2%, Bogenzahl 64 Bogen pro 100 mm, Faserlänge
38 mm.
Es wurden zwei Proben aus diesen Fasern hergestellt und wie in Beispiel 1 einer thermischen Spannungsanalyse unterworfen.
Wiederum wurde keine signifikante Schrumpfkraft während der Erhitzungsphase des Testes beobachtet. Es wurde aber eine
Schrumpfkraft während der Abkühlungsphase festgestellt. Die
CR-Temperaturen für die zwei Proben sind:
Probe CR-Temperatur
1 87°C
2 64eC
Aus den oben beschriebenen Fasern wurde im wesentlichen auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 2 ein Vliesstoff hergestellt.
Der Stoff hatte im wesentlichen dieselben Eigenschaften wie das Nonwoven von Beispiel 2.
Es wurde eine Stapelfaser hergestellt, wobei das Niederdruckpolyäthylen
und der Polyester von Beispiel 1 verwendet wurden, und zwar in einer exzentrischen Kern/Mantel-Anordnung mit
50 Gew.'-% Kern und 50 Gew.-% Mantel. Die Faser wurde mit
L .U- J
<-> 24 r* A3EC14769 A
separaten Schneckenextrudern zum Aufschmelzen für jedes
Polymer gesponnen« Beim Spinnen wurde jedes Polymer mit einer Geschwindigkeit von 0,501 g/Min · Öffnung der Spinndüse zu"
dosiert. Der totale Durchsatz für beide Polymere betrug 1,002 g/Min · Öffnung. Jede Öffnung der Spinndüse hatte einen
Durchmesser von 250 μΐη. In Form eines Taues wurden die Filamente
abgekühlt? eine für Polyolefine übliche Spinnpräparation
wurde mit Hilfe eines "Wasserrades" aufgebracht und das Tau wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 000 m/Min aufgewickelt.
Die Filamente wurden dann durch eine Wasserbad von 500C gezogen
und mit einem Verhältnis von 4,53 verstreckt, um so ein Maximum an Orientierung und Fasereigenschaften zu entwickeln.
Das Tau wurde dann in einer üblichen Stauch^KräuselHKammer
gekräuselt; dann wurde es spanmangslos in einem Heißluftofen mit Zwangsumlauf 200 Sekunden lang bei 1000C behandelt,
um zusätzlich zur Stabilisierung der Kräuselung das gewünschte bestimmte Verhalten·zu entwickeln. Nach dem Schneiden zeigten
die 38 mm langen Stapelfasern folgende typische Eigenschaften;
Einzeltiter 3,06 den (= 3,37 dtex), Festigkeit 3,62 g/den I= 3,29 g/dtex), Dehnung 49%, Bogenzahl 72 Bogen pro 100 mm..
Aus diesen Fasern wurden sechs Proben hergestellt und wie in Beispiel 1 einer thermischen Spannungsanalyse unterworfen.
In keiner einzigen. Probe wurden substantielle Spannkräfte während der Erwärmungs^-Phase des Testes entwickelt. In allen
Fällen wurde jedocii eine Spannkraft während der Abkühlphase
entwickelt, wenn die Faserprobe unter den Schmelzpunkt (Wiederverfestigung) des Polyäthylenmantels abgekühlt war.
Die CR-Temperaturen für diese Proben sind;
- 25 -
- 25 - A3EC14769 A
Probe CR-Temperatur
1 96°C
2 930C
3 69°C
4 6O°C
5 64°C
6 114°C
Es wurde eine Stapelfaser hergestellt. Sie besteht aus dem Niederdruck-Polyäthylen und dem Polyester des Beispiels
Beide Komponenten befinden sich in einer exzentrischen Kern/ Mantel-Anordnung mit 50 Gew.-% im Kern und 50 Gew.-% im Mantel.
Die Stapelfaser wurde aus separaten Schneckenextrudern für jedes Polymer gesponnen. Beim Spinnen wurde jedes Polymer der
Spinndüse mit einer Geschwindigkeit von 0,50 g/Min · Öffnung zugeführt. Der Gesamtdurchsatz für beide Polymere betrug
1,00 g/Min · Öffnung. Jede Öffnung der Spinndüse hatte einen Durchmesser von 400 μπι. Die so extrudierten Filamente wurden
abgekühlt; eine für Polyolefine übliche Spinnpräparation wurde unter Verwendung eines "Wasserrades" aufgetragen; und das Tau
wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 000 m/Min aufgewickelt.
Die Filamente wurden durch ein Wasserbad von 70°C gezogen
und um das Verhältnis 2,50 verstreckt. Dann wurden sie durch ein anderes Wasserbad von 85eC gezogen und im Verhältnis
von 1,3 verstreckt. Das totale VerStreckungsverhältnis betrug
also 3,25. Das Tau wurde in einer üblichen Stauchkräuselkammer gekräuselt, und dann spannungslos in einem Heißluftofen
bei 900C für 300 Sekunden behandelt, um das gewünschte bestimmte Verhalten zu entwickeln. Nach dem Schneiden zu 33 mm
L -26- J
ι— ό^Ό/ί^üb —ι
- 26 - A3EC14769 A
langen Fasern wurden folgende typische Werte erhalten: Einzeltiter 5,37 den (^ 5,9 dtex), Festigkeit 1,95 g/den
(= 1,78 g/dtex), Dehnung 81,8%, Bogenzahl 124 Bogen pro 100 mm.
Aus diesen Fasern wurde eine Probe hergestellt und wie in Beispiel 1 einer thermischen Spannungsanalyse unterworfen:
Während der Erwärmungsperiode des Testes entwickelten sich keine wesentlichen Spannungskräfte, aber es entstanden Spannungskräfte während der Abkühlphase, wenn die Faserprobe unter den
Schmelzpunkt (Wiederverfestigung) des Polyäthylenmantels abgekühlt war. Die CR-Teinperatur für diese Probe betrug 98°C.
Es wurde eine Stapelfaser hergestellt. Sie bestand aus einem Mantel aus Polypropylen (Fortilene HY-6O2A von Soltex
Polymers Corp.) mit einem Schmelzindex von 33 und aus einem Kern mit einer Standard-Faser-Qualität eines halbmatten
Polyesters. Sie wurde in einer exzentrischen Kern/Mantel-Anordnung mit etwa 50 Gew.-% Polypropylen und etwa 50 Gew.-%
Polyester gesponnen. Der Schmelzpunkt des Polypropylens war 1620C, der des Polyesters 26O°C.
Das Polypropylen und der Polyester wurden in separaten Schneckenextrudern aufgeschmolzen, gesponnen und aufgewickelt,
wie im einzelnen in Beispiel 1 angegeben. Die Filamente wurden in einem Verhältnis von 2,6 verstreckt, um ein Maximum an
Orientierung und daher ein Maximum an textlien Fasereigenschaften zu entwickeln. Nach dem Krimpen in einer üblichen
Stauchkammer, um die textile Verarbeitung der Stapelfaser zu unterstützen, wurde das Tau thermisch "konditioniert, und zwar
spannungslos für 240 Sekunden bei 110°C. Die so hergestellte Faser hatte folgende typische Werte: Einzeltiter 2,6 den
- 27 ^
- 27 - A3EC14769 A
(= 2,86 dtex), Festigkeit 4,04 g/den (= 3,67 g/dtex), Dehnung
20,2%, Bogenzahl 48 Bogen pro 100 mm.
Um den Effekt der thermischen Vergangenheit der Faser auf die Temperatur- und die Zeit-Parameter herauszustellen, welche
beachtet werden müssen, um das gewünschte thermische Verhalten gemäß der Erfindung zu erlangen, wurde eine thermische
Spannungs-Analyse an zwei Proben der obigen Faser in der in Beispiel 1 beschriebenen Art durchgeführt. Obwohl die thermische
Konditionierung des vorliegenden Beispiels gleich war wie in Beispiel 1, war das Resultat der thermischen Spannungs-Analyse
verschieden. Es wurde während der Erwärmungsphase der zwei Tests - wie in dem gewünschten thermischen Verhalten - keine
Schrumpfkraft beobachtet. Sehr bemerkenswert ist jedoch, daß beobachtet wurde, daß eine signifikante Spannkraft in beiden
Proben während der Abkühlungsphase bei einer Temperatur vorkam, welche weit über der in Beispiel 1 festgestellten CR-Temperatur
lag. Präziser ausgedrückt, diese CR-Temperaturen lagen bei etwa 1360C und 137°C. Es liegt folgende Erklärung
nahe (ohne daß damit eine Bindung erwünscht ist); Die Polyesterkomponente der Faser des vorliegenden Beispiels weist
eine thermo-mechanische Vergangenheit auf, die sich von der
in Beispiel 1 hergestellten Faser unterscheidet, und zwar hauptsächlich weil ein höher schmelzendes Mantel-Material verwendet
wurde, welches dem Kern bei einer höheren Temperatür zugeführt wurde. Diese unterschiedliche thermo-mechanische
Vergangenheit führte zu einem bestimmten Verhalten in der Faser, welches ungleich dem war, das in Beispiel 1 beobachtet wurde.
Um die Bedeutung des Schmelzpunktes des Mantel-Materials herauszustellen, welche im Falle des Polypropylens 1620C
war, wurde die thermische Spannungs-Analyse mit vier Proben
- 28 -
- 28 - A3EC14769 A
der Faser wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, außer
daß die maximale Temperatur bis 20O0C erreichte, eine Temperatur,
bei welcher die Faser des vorliegenden Beispiels typischerweise in einem Nonwoven gebunden wird. Ein Effekt
der verwendeten hohen maximalen Temperatur war die Entstehung einer Schrumpfkraft in jeder Probe während der Erwärmungsphase des'Testes. Das wurde nicht beobachtet., wenn die Faser
nur bis 1500C erhitzt wurde. Zusätzlich wurde bemerkt, daß
in allen Fällen, außer in einem, die Entstehung einer Spannkraft
während der Abkühlphase des Testes bei einer viel höheren Temperatur stattfindet.
Um Fasern des vorliegenden Beispiels mit dem bestimmten thermischen
Verhalten, welches mit den Forderungen der Erfindung übereinstimmt, herzustellen, wurde die soweit behandelte Faser
einem zusätzlichen thermischen Konditionierschritt unterworfen, welcher eine Erwärmung der Faser bei 140°C für
300 Sekunden einschloß. Zwei Proben der so behandelten Faser wurden dann einer thermo-mechanischen Analyse wie in Beispiel 1
unterworfen, außer das eine maximale Temperatur von 200°C erreicht wurde. Die Fasern zeigten das thermische Verhalten,
welches Fasern in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung charakterisiert. Es besteht darin, daß keine wesentliche
Schrumpfkraft in irgendeiner Probe während der Erwärmung beobachtet wurde, wohingegen beide Proben eine substantielle
Schrumpfkraft nach der Abkühlung zeigten, und zwar, nur nach
einer Abkühlung unter 162"C. Die CR-Temperaturen für die zwei
Proben waren annäherungsweise 110°C und 1350C.
Um schließlich den Effekt einer übertriebenen thermischen Konditionier-Behandlung zu zeigen, wurde eine zweite Partie
der Faser einem zusätzlichen thermischen Konditionier-Schritt
- 29 -
- 29 - A3EC14769 A
wie oben beschrieben unterworfen, worin dieses Mal eine Erwärmung der Faser bei 1450C für 300 Sekunden enthalten war.
Es wurden zwei Proben vorbereitet und einer thermischmechanischen Analyse unterworfen, wobei die maximale Temperatur
wieder bis 200°C reichte. Bei keiner der beiden Proben wurde die Entwicklung einer Spannkraft weder nach der Erwärmung
noch nach der Abkühlung beobachtet.
Durch die Beschreibung der Erfindung anhand von bestimmten speziellen Beispielen und anschaulichen Ausführunqsformen
ist natürlich nicht beabsichtigt, den Inhalt der Ansprüche
zu beschränken.
Leerseite
Claims (19)
1. Heterofilfaser, die eine latent-adhäsive Komponente zur
Bildung von Bindungen zwischen den Fasern bei Anwendung von Wärme und nachfolgender Abkühlung und eine weitere
Komponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Heterofilfaser nach Anwendung einer zum Schmelzen der
latent-adhäsiven Komponente ausreichenden Wärme und einer nachfolgenden Abkühlung eine substantielle Schrumpfkraft
in der anderen Komponente nur nach der Wiederverfestigung der latent-adhäsiven Komponente aufweist.
2. Heterofilfaser gemäß Anspruch lf dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Komponente Polyester ist.
3. Heterofilfaser gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die latent-adhäsive Komponente
Polyäthylen ist.
4. Heterofilfaser nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die latent-adhäsive Komponente Niederdruck-Polyäthylen ist.
- 2 - A3EC14769 A
5. Heterofil^a.ser nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die latent-adhäsive Komponente Polypropylen ist.
6. Heterofilfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwei Komponenten eine Seite-anSeite-Anordnung aufweisen.
7. Heterofilfaser nach einer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwei Komponenten eine Kern/Mantel-Anordnung
mit dem Kern aus der weiteren Komponente aufweisen.
8. Heterofilfaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponenten exzentrisch verteilt sind.
9. Vliesstoff, hergestelltaus einer Heterofilfaser nach einem
der vorhergehenden Ansprüche. ·
10. Verfahren zur Herstellung einer Heterofilfaser, die eine
latent-adhäsive Komponente zur Bildung von Bindungen
zwischen den Fasern bei Anwendung von Wärme und nachfolgender Abkühlung und eine weitere Komponente enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die aufeinanderfolgenden Schritte enthält:
a) Spinnen der Faser und
b) Unterwerfen der Faser einer thermischen Konditionier-Behandlung,
wobei die Faser auf eine vorgewählte Temperatur für wenigstens eine vorgewählte Zeit erwärmt
wird, um in der Faser ein derartiges thermomechanisches Verhalten zu erreichen, daß sich nach
- 3 - A3EC14769 A
Anwendung von Wärme, die ausreicht, um die latent-adhäsive
Komponente zu schmelzen, und von nachfolgender Abkühlung eine substantielle Schrumpfkraft in der weiteren Komponente
nur nach der Wiederverfestigung der latent-adhäsiven Komponente zeigt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
es zusätzlich einen Schritt in der Reihenfolge einschließt,
bei dem die Faser vor der thermischen Konditionier-Behandlung verstreckt wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch ge~
kennzeichnet, daß die weitere Komponente Polyester ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge- ·
kennzeichnet, daß die latent-adhäsive Komponente Polyäthylen ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die latent-adhäsive Komponente Polypropylen
ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der thermischen
Konditionier-Behandlung mindestens etwa 90°C und daß die Behandlungszeit mindestens etwa 180 Sekunden beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der thermischen Konditionier-Behandlung
innerhalb des Bereiches von etwa 90 bis 120°C liegt und daß die Behandlungszeit innerhalb des Bereiches von
_l
- 4 - A3EC14769 A
etwa 180 bis 300 Sekunden liegt,
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Faser für mindestens etwa 300 Sekunden auf mindestens
etwa 14O°C erwärmt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 11/ dadurch gekennzeichnet, daß die Faser nach der Verstreckung aufgewickelt wird.
19. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Filamenten oder Spinnfasern der Heterofilfaser gemäß den
Verfahren der Ansprüche 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
17 oder. 18.
L J
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23005181A | 1981-01-29 | 1981-01-29 | |
| US27912581A | 1981-06-30 | 1981-06-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3202485A1 true DE3202485A1 (de) | 1982-09-16 |
| DE3202485C2 DE3202485C2 (de) | 1992-06-11 |
Family
ID=26923862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823202485 Granted DE3202485A1 (de) | 1981-01-29 | 1982-01-27 | Heterofilfaser und daraus hergestellte nonwoven, sowie verfahren zu ihrer herstellung |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1175219A (de) |
| DE (1) | DE3202485A1 (de) |
| ES (1) | ES8305062A1 (de) |
| FR (1) | FR2498634B1 (de) |
| GB (1) | GB2096048B (de) |
| IT (1) | IT1149489B (de) |
| MX (1) | MX161747A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3642089A1 (de) * | 1986-12-10 | 1988-06-23 | Freudenberg Carl Fa | Teppichtuftingtraeger aus spinnvliesstoff |
| WO2004033771A1 (de) * | 2002-09-26 | 2004-04-22 | Trevira Gmbh | Exzentrische polyester-polyethylen-bikomponentenfaser |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599255A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-18 | チッソ株式会社 | 熱接着不織布 |
| US4729371A (en) * | 1983-10-11 | 1988-03-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Respirator comprised of blown bicomponent fibers |
| US4547420A (en) * | 1983-10-11 | 1985-10-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Bicomponent fibers and webs made therefrom |
| US4795668A (en) * | 1983-10-11 | 1989-01-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Bicomponent fibers and webs made therefrom |
| US4551378A (en) * | 1984-07-11 | 1985-11-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Nonwoven thermal insulating stretch fabric and method for producing same |
| JPS6269822A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-31 | Chisso Corp | 熱接着性複合繊維 |
| JPS6340549A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | ユニ・チヤ−ム株式会社 | 吸収性物品の表面シ−トおよびその製造方法 |
| JP2545265B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1996-10-16 | チッソ株式会社 | 複合繊維を用いたフィルターエレメント |
| US5229184A (en) * | 1988-04-14 | 1993-07-20 | Albany International Corporation | Heat shrinkable fibres and products therefrom |
| DK245488D0 (da) * | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Danaklon As | Syntetisk fiber samt fremgangsmaade til fremstilling deraf |
| US5252397A (en) * | 1990-09-28 | 1993-10-12 | Chisso Corporation | Modified polyester resin and hot-melt-adhesive conjugate fibers using the same |
| JPH04139212A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-13 | Chisso Corp | 変性ポリエステル樹脂及びこれを用いた熱接着性複合繊維 |
| US5164254A (en) * | 1991-01-15 | 1992-11-17 | Chicopee | Hoodliner |
| US5382400A (en) | 1992-08-21 | 1995-01-17 | Kimberly-Clark Corporation | Nonwoven multicomponent polymeric fabric and method for making same |
| US5405682A (en) | 1992-08-26 | 1995-04-11 | Kimberly Clark Corporation | Nonwoven fabric made with multicomponent polymeric strands including a blend of polyolefin and elastomeric thermoplastic material |
| CA2092604A1 (en) | 1992-11-12 | 1994-05-13 | Richard Swee-Chye Yeo | Hydrophilic, multicomponent polymeric strands and nonwoven fabrics made therewith |
| US5482772A (en) | 1992-12-28 | 1996-01-09 | Kimberly-Clark Corporation | Polymeric strands including a propylene polymer composition and nonwoven fabric and articles made therewith |
| US5798305A (en) * | 1994-07-04 | 1998-08-25 | Chisso Corporation | Hot-melt-adhesive conjugate fibers and a non-woven fabric using the fibers |
| JPH0874128A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-03-19 | Chisso Corp | 熱融着性複合繊維およびその繊維を用いた不織布 |
| DE19504921C2 (de) * | 1995-02-15 | 1997-03-27 | Nawrot Hermann Spezialpapgmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Kunststoff-Bahnmaterial |
| GB2342065B (en) * | 1998-10-01 | 2000-11-22 | Chien Chen Hsiung | Method for making a product having air holes |
| EP2009162A3 (de) * | 2003-12-05 | 2009-08-19 | Phoenix Intellectuals and Technologies Management, Inc. | Verfahren zur Herstellung eines elastischen Vliesnetzes |
| JP5298383B2 (ja) | 2007-04-25 | 2013-09-25 | Esファイバービジョンズ株式会社 | 嵩高性、柔軟性に優れた熱接着性複合繊維及びこれを用いた繊維成形品 |
| AR121941A1 (es) * | 2020-05-08 | 2022-07-27 | Dow Global Technologies Llc | FIBRAS BICOMPONENTES QUE INCLUYEN UN INTERPOLÍMERO DE ETILENO / a-OLEFINA Y POLIÉSTER |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4189338A (en) * | 1972-11-25 | 1980-02-19 | Chisso Corporation | Method of forming autogenously bonded non-woven fabric comprising bi-component fibers |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1470442A (fr) * | 1965-02-20 | 1967-02-24 | Ici Fibres Ltd | étoffes non tissées et leur procédé de fabrication |
| GB1149270A (en) * | 1966-11-29 | 1969-04-23 | Ici Ltd | Non-woven materials |
| JPS4913428A (de) * | 1972-06-06 | 1974-02-05 |
-
1982
- 1982-01-27 DE DE19823202485 patent/DE3202485A1/de active Granted
- 1982-01-27 IT IT19321/82A patent/IT1149489B/it active
- 1982-01-28 ES ES509132A patent/ES8305062A1/es not_active Expired
- 1982-01-28 MX MX191179A patent/MX161747A/es unknown
- 1982-01-28 CA CA000395092A patent/CA1175219A/en not_active Expired
- 1982-01-29 GB GB8202624A patent/GB2096048B/en not_active Expired
- 1982-01-29 FR FR828201405A patent/FR2498634B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4189338A (en) * | 1972-11-25 | 1980-02-19 | Chisso Corporation | Method of forming autogenously bonded non-woven fabric comprising bi-component fibers |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3642089A1 (de) * | 1986-12-10 | 1988-06-23 | Freudenberg Carl Fa | Teppichtuftingtraeger aus spinnvliesstoff |
| WO2004033771A1 (de) * | 2002-09-26 | 2004-04-22 | Trevira Gmbh | Exzentrische polyester-polyethylen-bikomponentenfaser |
| US7927530B2 (en) | 2002-09-26 | 2011-04-19 | Trevira Gmbh | Eccentric polyester-polyethylene-bicomponent fibre |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT8219321A0 (it) | 1982-01-27 |
| MX161747A (es) | 1990-12-20 |
| IT1149489B (it) | 1986-12-03 |
| ES509132A0 (es) | 1983-03-16 |
| FR2498634A1 (fr) | 1982-07-30 |
| FR2498634B1 (fr) | 1985-07-26 |
| CA1175219A (en) | 1984-10-02 |
| ES8305062A1 (es) | 1983-03-16 |
| GB2096048B (en) | 1984-10-24 |
| DE3202485C2 (de) | 1992-06-11 |
| GB2096048A (en) | 1982-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3202485C2 (de) | ||
| DE3227652C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines thermisch gebundenen Verbundfaser-Vliesstoffs | |
| DE3782724T2 (de) | Verfahren zur herstellung von vliesstoffen. | |
| DE68918153T2 (de) | Schmelzklebende Fasern und deren Anwendung in Vliesstoffen. | |
| US4552603A (en) | Method for making bicomponent fibers | |
| DE2358484C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von selbstgebundenen Faservliesstoffen | |
| US4732809A (en) | Bicomponent fiber and nonwovens made therefrom | |
| DE69033025T2 (de) | Schmelzklebende mikrofasergenerierende Verbundfäden und damit hergestellter gewebter oder nicht gewebter Stoff | |
| DE69502775T2 (de) | Schmetzklebende Verbundfasern, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus hergestellter schmelzgebundener Stoff oder Oberflächenmaterial | |
| DE69505521T2 (de) | Mehrschichtige thermisch isolierende vliesstoffe | |
| AT390970B (de) | Verfahren zur herstellung von vliesstoffen | |
| EP1138365B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines plissierfähigen Filtermaterials aus einem Vliesstoff | |
| DE69028367T2 (de) | Verbundfäden und damit hergestellte Produkte | |
| DE68913255T2 (de) | Wärmeisolierungsmaterialien aus kontinuierlichen Fäden. | |
| EP0044534B1 (de) | Hochmodul-Polyacrylnitrilfäden und -fasern sowie Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE2615981A1 (de) | Nicht-gewebte fasermatte | |
| DE3544523C2 (de) | ||
| DE2834438B2 (de) | Spinnvlies aus Polyester-Filamenten zur Verwendung als Trägermaterial für einen tiefziehfähigen Tufting-Teppich und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE69515089T2 (de) | Heterofilament-Verbundgarn und verstärkte Bündel aus Heterofilamenten und Draht | |
| DE2807597C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer thermisch gebundenen nicht-gewebten Faserstruktur | |
| DD142209A5 (de) | Faserstrukturen aus gespaltenen mehrkomponentenfasern | |
| JPH0321648B2 (de) | ||
| DE3601144A1 (de) | Elastomeres, fasriges non-woven vlies und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE4243465A1 (en) | Hybrid yarn with polyamide and reinforcing fibres - has 5-20 micron polyamide filaments to give greater strength fabrics and consolidated composites | |
| DE69111606T2 (de) | Gebundene faserige artikeln. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AKZO PATENTE GMBH, 5600 WUPPERTAL, DE |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: D01D 5/30 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |