DE2303328A1

DE2303328A1 - Nichtgewebte bahn

Info

Publication number: DE2303328A1
Application number: DE2303328A
Authority: DE
Inventors: Robert J Brock
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1973-07-26
Also published as: ATA42473A; CA1000129A; BE794339A; JPS5911707B2; US3855045A; JPS4880864A; GB1420021A; AT349427B

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Eimberly-Clark Corporation 240/562

liichtgewette Bahn

Die Erfindung betrifft eine niohtgewebte Bahn aus fortlaufenden, willkürlich abgesetzten Fäden.

Iiiohtgewebte Bahnen aus fortlaufenden, willkürlich abgesetzten, molekular orientierten Fäden aus einem thermoplastischen Polymer sind bekannt.

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-z-

Es gibt zahlreiche Verfahren zur Herstellung derartiger Bahnen, jedoch haben diese in der Regel wenigstens drei Merkmale gemeinsam. Zuerst wird hei diesen Verfahren ein thermoplastisches Polymer (entweder aus einer Schmelze oder einer Lösung) fortlaufend durch eine Spinndüse extrudiert, um diskrete Fäden zu; bilden. Anschließend werden die Fäden gereckt (entweder mechanisch oder pneumatisch), um sie molekular zu orientieren und eine gute Tenazität zu erzielen. Schließlich werden die Fäden in weitgehend willkürlicher Weise auf ein Trägerband oder dergleichen abgesetzt, um eine Bahn mit weitgehend isotropen physikalischen Eigenschaften ι zu erzeugen.

Die nach den oben beschriebenen Verfahren herge-

stellten Fadenbahnen sind durch eine typische gewebeähnliche Weichheit, Geschmeidigkeit und Drapierfähigkeit gekennzeichnet und sind damit häufig dort gut verwendbar, wo sonst die üblichen gewebten Stoffe eingesetzt werden. In ihrem Rohzustand sind derartige Bahnen jedoch üblicherweise sehr unstabil, und es fehlt ihnen die erforderliche Festigkeit, die einen erfolgreichen Einsatz bei zahlreichen Anwendungen, wie z. B. bei Bettwäsche, Kleidung, Vorhangmaterial usw. erlauben würde. Es ist daher eine übliche Praxis, derartige aus fortlaufenden Fäden gebildete Bahnen dadurch zu stabilisieren, 'daß die in der Bahn enthaltenen Fäden entweder unmittelbar j oder mit Hilfe von zugeführten Klebstoffen verbunden werden.

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Viele der bekannten Klebverfahren erhöhen die j

Stabilität der Bahnen, jedoch bleiben oft Probleme offen, j

wenn Stabilität in Verbindung mit anderen erwünschten j

Eigenschaften, wie stoffartige Drapierfähigkeit, Weichheit j

Vina Griff erreicht werden sollen. Verfahren, bei denen die j

"Fäden in der Bahn an weitgehend allen Kreuzungspunkten j

verbunden werden, führen zu einem Produkt, das hart und steif ! ist, und obwohl der anfänglich harte und steife Griff

von zu stark verklebten Bahnen häufig nachläßt, wenn die j

Bahn im Gebrauch ist, tritt die beobachtete Verringerung |

der Steifigkeit und Härte in der Regel nicht in einem solchen '

Maß ein, um die Bahn ästhetisch angenehm zu machen , es sei >

denn, daß ein sehr leichter Gesamtverbund vorgesehen wird. !

Ein leichter Gesamtverbund ist aber andererseits unerwünscht, : da es dann schwierig ist, die erforderliche Festigkeit und

Widerstandsfähigkeit gegen Oberfläohenverschleiß zu erzielen. _;

Erhebliche Bemühungen wurden zwar darauf gerichtet,¹ gewünschte Pestigkeitseigenschaften in Verbindung mit gewebe ähnlicher Drapierfähigkeit, Weichheit und Griff zu er- ; zeugen, jedoch sind die gewebeartigen Eigenschaften nur beim
Gebrauch erwünscht, während ihr Vorhandensein vor Ingebrauchnahme sich nachteilig auswirken kann. Wenn beispielsweise
eine Bahn auf ein anderes Material gesteppt wird, ist das
Vorhandensein einer textilähnlionen Qualität beim Steppverfahren unerwünscht. Die Verwendung einer textilähnlichen

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weichen, schlaffen Bahn erschwert das Steppen, da die Bahn zur Kräuselung neigt, wenn sie durch die Steppmaschie lauft, und demzufolge ist bei einer solchen Verwendung der Bahn eine für gute Funktion brauchbare Steifigkeit erwünscht. Andererseits soll die Steifigkeit vorübergehend sein, da das Endprodukt stoffähnlich und weich sein soll, wenn es in der vorgesehenen Umgebung verwendet wird. Es sei bemerkt, daß die Verwendung von übermäßig steifen Materialien ebenfalls unerwünscht ist, weil derartige Materialien umgekehrt die Qualität von gesteppten Produkten vermindert und zusätzlich zu einem Endprodukt führt, das sich steif anfühlt.

Die Notwendigkeit für die Verwendung steifer Materialien bei der Textilverarbeitung , wie z.B. beim Steppen, hat man natürlich seit langem erkannt. Demzufolge ist es üblich, Textilmaterialien mit Stärke oder dergleichen zu appretieren, um sie ausreichend steif für die Verarbeitung in Steppmasohineη eu machen. Die Appretur wird im allgemeinen aus dem gesteppten Material nach der ersten Wäsche oder allmählich während des Gebrauchs entfernt , und hierdurch entsteht die von Käufern üblicher TextilerZeugnisse feststellbare Zunahme der Weichheit. Das Appretieren hat jedoch den Nachteil, daß es einen zusätzlichen Verfahrensschritt bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nichtgewebte Bahn aus fortlaufenden, willkürlich abgesetzten

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Fäden zu schaffen, die von Hause aus die Eigenschaften wie nach einer Behandlung mit Appretur "besitzt, die aber nach mechanischer Beanspruchung oder heim normalen Gebrauch stark vermindert werden, so daß im Ergebnis ein textilähnliches Material mit der erwünschten Drapierfähigkeit, Weichheit und Griff geschaffen wird.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Vielzahl von diskreten, verdichteten Zonen vorgesehen ist, in denen ein verhältnismäßig starker autogener Verbund der Fäden vorhanden ist, daß die Zonen in einem unterbrochenen Muster über die Oberfläche der Bahn verteilt sind, um der Bahn Festigkeit und Widerstand gegen Oberflächenverschleiß zu verleihen und daß die Fäden in den Bereichen zwischen den verdichteten Zonen an Kreuzungspunkten ebenfalls in autogenem Verbund stehen, der schwächer ist als der Verbund in den verdichteten Zonen, um 80 der Bahn eine größere Anfangssteifigkeit und die Eigenschaften einer appretierten Bahn zu verleihen.

Die Oberflächen der verdichteten Zonen zeigen ein filmähnliches Erscheinungsbild und bei Betrachtung unter einem Mikroskop wird das Vorhandensein einer umfassenden Fusion zwischen den Fäden und der Verlust der Fadenidentitat augenscheinlich. Da die Intensität dee Verbundes in den Bereichen zwischen den verdiohteten Zonen geringer ist, behalten dort die Fäden ihre Einzelkonfiguration an den Verbundpunkten, und die Verbindungsstellen sind bei meohanisoher;

Beanspruchung leicht wieder zu trennen. Derartige Bahnen sind ausreichend steif für die Verarbeitung, jedoch nehmen sie eine weiche und drapierfähige Struktur an, nachdem sie endgültig in Gebrauch genommen worden sind, wobei ihre Festigkeit erhalten bleibt.

Die Bahnen können fortlaufende Fäden aus Polypropylen sein, sie können aber ebenso gut auch aus anderen spinnfähigen thermoplastischen Polymeren bestehen, die identifizierbare kristalline Schmelzpunkte besitzen, die eine geeignete Wahl der Klebbedingungen ermöglichen,unter denen die nachfolgend erläuterte Kombination aus unterschiedlichen VerbundIntensitäten erzeugt werden kann. Außer Polypropylen können auch andere Polymere einschließlich Polyäthylen, Polyamide und Ester, wie z.B. Polyäthylenterephthalat sowie Mischungen aua thermoplastischen Polymeren und/oder öopolymeren verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeiohnung bedeuten:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht

einer Vorrichtung zur Herstellung einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Bahn und

Fig. 2 eine Darstellung des Obörflächenaus-

sehens einer gemäß Fig« 1 hergestellten j Bahn. I

123

Gemäß Pig. 1 wird ein Polymer 10 in einen ;

üblichen Extruder 12 eingeführt, und in Form von Fäden 14 I

durch eine Spinndüse 16 extrudiert. Beim Durchlaufen einer i

nachfolgenden Abnahmevorrichtung 18 werden die gesponnenen ι

Fäden 14 gereckt. Anschließend werden die Fäden in wahl- I

loser Anordnung auf,einen sich bewegenden Träger 20 abge- j

setzt und bilden darauf eine Bahn 22. Durch Saugmittel 24 i kann die Bildung einer Bahn auf dem Träger unterstützt werden.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Erfindung ;

ist die Art uiid Weise, in der die Bahn 22 gebildet wird, ^!

nicht von besonderer Wichtigkeit, und es kann hierfür jede !

beliebige Technik angewendet werden. Bei einem geeigneten !

Verfahren werden fortlaufende Fäden aus einem synthetischen > Polymer in überliche Weise beispielsweise dadurch gesponnen, ^; daß das Polymer durch eine Vielzahl von nach unten gerichteten ' Spinndüsen extrudiert wird, die vorzugsweise in einer oder j

mehrerer Reihen, angeordnet sind. Die gesponnenen Fäden werden
dann zu einer geraden Reihe von unverzwirnten Bündeln ;

gleichen Abstandes gesammelt, wobei jedes Bündel wenigstens 15
und vorzugsweise zwischen 50 bis hinauf zu 1 000 Fäden enthält. Diese Fadenbündel werden gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 3 000 m/min und vorzugweise
von 3 500 bis 8 000 m/min in sie individuell umgebenden :

Gassäulen nach unten gezogen, die mit Überschallgeschwindigkeit strömen und so gerichtet sind, daß ein Auftreffen auf einen
etwa horizontalen Träger erfolgt. Das Zusammenfassen der Fäden '

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zu ungezwirnten Bündeln, das Recken und das Auftreffen auf den Träger wird vorzugsweise durch Hindurohleiten der Bündel durch Luftkanonen "bewirkt, die die Fäden mit einer Säule oder einem Strom von Luft umgeben, die mit Überschallgeschwindigkeit abwärts gerichtet ist. Die Luftkanonen sind so angeordnet, daß sie sich in einer oder mehreren Reihen quer zum Träger im rechten Winkel zu dessen Bewegungsrichtung erstrecken, wodurch die in den Gassäulen eingeschlossenen Bündel beim Auftreffen auf den sich bewegenden Träger sich in einer Linie oder Reihe im rechten Winkel quer über den Träger erstrecken. Um ein Durchsetzen der Bündel zu begünstigen, können sie in Schwingungen versetzt werden, wobei die Ebene der Schwingungen quer zur Bewegungsrichtung deB Trägers verläuft. Als Träger kann ein bei der Herstellung niohtgewebter Bahnen üblioher Träger Verwendung finden, beispielsweise ein endloses Bandsieb oder der obere Teil einer Trommel, beispielsweise einer Siebtrommel.

Die Fadenbündel, die eine Reihe von parallelen Fäden enthalten, werden dabei auf den Träger in einer schlaufenförmigen Anordnung abgesetzt, wobei sich primäre Sohlaufen von vorn nach hinten über eine Breite erstrecken, die durch das Auftreffen der Luftsäule aus einer der Luftkanonen auf den Träger bestimmt ist. Vor und beim Auftreffen der parallelen Fadenbündel auf den Träger werden diese in Unterbündel aufgespalten, die eine geringere Anzahl paralleler Fäden enthalten und sekundäre kleinere Schlaufen und Wirbel bilden. Die sekundären Schlaufen und Wirbel überlappen einander und auch

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die Schlaufen in benachbarten Abschnitten, so daß im Ergebnis eine nahezu vollständige Durchsetzung mit den überlappenden Teilen der benachbarten Bereiche erfolgt. Dadurch bilden die abgesetzten Fadenbündel eine fortlaufende gleichförmige, nichtgewebte Bahn.

Die Bahn wird nach Bildung auf dem Träger 20 beim Durchlaufen zwischen Walzen 26 und 28 geringfügig verdichtet,un eine geringe Verfestigung und einen ausreichenden Zusammenhalt für die weitere Verarbeitung zu schaffen. Zusätzlich kann ein sehr leichter Fadenverbund an der Oberfläche von Kreuzung spunk te η durch diesen Verfestigungsschritt bewirkt werden,obwohl das Ausmaß des Verbundes an dieser Stelle nicht intensiv genug ist, um einen nennenswerte Stabilisierung oder Versteifung der Bahn zu schaffen, weil die Fäden kalt sind. Demzufolge wird nach der Verfestigung die Bahn 22 nach Passieren einer Umlenkwalze 38 in Berührung mit einer harten glatten Heizwalze 30 gebracht. Anschließend läuft die Bahn durch einen Walzenspalt, den die Walze 30 mit einer harten Heiswalze 32 bildet, die auf ihrer Oberfläche mehrere erhabene Stellen besitzt. Nach Verlassen des Spaltes verbleibt die Bahn in erzwungener ■ Berührung mit der Walze biB sie über eine zweite Umlenkwalze 40 abgeführt wird. j

Die Oberfläche einer zuvor anhand der in Fig. 1 beschriebenen Weise hergestellten Bahn zeigt Fig. 2, Die verdichteten Zonen 36 , in denen die Fäden 34 atark autogen ! miteinander verbunden sind,haben aufgrund der weitgehenden, Fusion der Fäden filmähnliohes Aussehen. Diese Fusion ist

*, .τ η Λ '■) A .* Λ -i *

insbesondere auf der Oberflächenseite siohfbar, die in Berührung mit der Walze 32 gewesen ist. Die verdichteten Zonen sind durch die erhabenen Stellen auf der Walze 32 beim Durchlauf der Bahn durch den von den Walzen 30 und 32 gebildeten Spalt entstanden. Die Intensität des Fadenverbundes in den verdichteten Zonen in Verbindung mit ihrer Verteilung und Größe bewirkt im wesentlichen die Festigkeitseigensohaften der Bahn sowie ihre eventuelle Drapierfähigkeit, Weichheit und ihren textilähnlichen Griff.

Die Bereiche 38' zwischen den verdichteten Zonen lassen noch die Fadenstruktur erkennen, denn dort fehlt die vollständige Fadenfusion. Es ist jedoch ein leichter autogener •Verbund an vielen Kreuzungspunkten in den Bereichen 30' vorhanden. Die Zahl dieser Verbindungen und ihre Intensität trägt zu dem Bestreben nach einer Anfanges te if igke it der Bahn bei.

Nach der obigen allgemeinen Erläuterung der Erfindung sei bemerkt, daß zur Erzielung einer Kombination aus unterschiedlichen Verbundstärken, die zu den durch die Erfindung angestrebten Ergebnissen führen sollen, eine sorgfältige Wahl der Bedingungen in der Maschine zu treffen ist. Ia diesem Zusammenhang ist die Temperatur der Walzen 30 und 32, die Varweilzeit, während der die Bahn 22 in Berührung mit des¹ Waise 30 ist, das Muster der erhabenen Stellen auf der !false 32 sowie deren Höhe und der Andruok von Wichtigkeit.

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Die Wahl der geeigneten Bedingungen beruht auf den folgenden Überlegungen:

Die Verweilzeit der Bahn auf der Walze 30 und insbesondere die Zeit vor dem Walzenspalt soll mit der Temperatur der Walzen 30 und 32 so koordiniert werden, daß die Fäden auf der Bahnoberfläche eine Temperatur erreichen, die unterhalb ihres kristallinen Schmelzpunktes liegt, aber ausreichend hoch ist, um die Fäden zu erweichen und dadurch die Möglichkeit zu schaffen, sie an ihren Kreuzungspunkten kohäsiv zusammen zu kleben, wenn die Bahn einem leichten Druck unterworfen wird. Wie zuvor schon erwähnt wurde, scheinen diese Verbindungen dazu beizutragen, daß die Bahn Eigenschaften einer appretierten Bahn erhält. Duroh Koordination der Verweilzeit und der Walzentemperaturen können die Verbindungen mit einer Intensität und in einer Zahl gebildet werden, daß eine angemessene Steifigkeit in die Bahn eingebaut wird, die für die Verarbeitung in Steppmasohinen und dergleichen erforderlich ist, und trotzdem können die Verbindungen anschließend leicht wieder zerstört werden, so daß sie nicht die Weichheit und Drapierfähigkeit beim Gebrauch beeinträchtigen. Wie nachfolgend noch erläutert wird, sind Verweilzeit und Temperatur auch wiohtig zur Erzielung der erwünschten Festigkeitseigensohaften der Bahn.

Die Auswahl eines geeigneten Musters für die erhabenen Stellen auf der Walze 32 ist wiohtig, um die Festigkeit der Bahn au erzielen, ohne die textilähnliohen Eigen-ι

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i I schäften, die die Bahn bei der Benutzung entwickelt, naoh- ι

I teilig zu beeinflussen. Das Muster der erhabenen Stellen ;

ι auf der Walze 32 sollte so gewählt werden, daß die Bahn !

• 2 I j etwa 100 bis 500 verdichtete Zonen pro 6,5 cm besitzt, \

i wobei die Zonen insgesamt etwa 10 bis 25 % der Bahnfläche
; einnehmen. Werden mehr verdichtete Zonen vorgesehen, dann ' j ^; kann die Bahn nicht mehr im Gebrauch die erwünschte Drapier- · ^; fähigkeit und Weichheit entwickeln. Eine hohe Zahl von ver-

• dichteten Zonen erschwert zudem die Erzielung einer leichten ^! Fadenverbindung in den Bereichen zwischen den verdichteten i Zonen. In gleicher Weise nehmen die textilähnlichen Eigen-

S schäften der Bahn ab, wenn die verdichteten Zonen einen >

; Anteil von 25 f° der Gesamtfläche überschreiten, und insbe-

i sondere wird es bei zunehmender Zahl verdichteter Zonen

i immer schwerer, das erforderliche Maß der unterschiedlichen

! Yerbundintensität in der Bahn zu erzielen. Um eine ausreichende

! Bahnfestigkeit zu erzielen, ist eine Zahl von wenigstens

[' 100/6,5 cm bei einem Anteil von 10 $ der gesamten Bahnflache
erforderlich.

I In Terbindung mit den zuvor erwähnten Verbundbedingungen ist der von den erhabenen Stellen im Spalt zwischen den . Walzen 30 und 32 ausgeübte Druck und die Höhe der erhabenen
Stellen von Wichtigkeit. Der Druck an den erhabenen Stellen '· muß so groß sein, daß die Fäden in den verdichteten Zonen <

intensiv verbunden werden, und dadurch eine gute Bahnfestigkeit und eine Widerstandsfähigkeit gegen Oberflächenversohleiß |

auch bei wiederholtem Gebrauch der Bahn erreicht wird. Darüber

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hinaus kann der Druok eine wichtige Variable aein, wenn hohe Anforderungen an die Energieabsorption der Bahn gestellt werden.

Die Höhe der erhabenen Stellen auf der Walze 32 sollte kleiner als die Dicke der in den Walzenspalt einlaufenden Bahn sein, so daß die Oberflächen der Bahn beim Durchlaufen des Spaltes in Berührung mit den Heizwalzen sind. Diese Bemessung ist von Wichtigkeit, um den obenerwähnten leichten Fadenverbund zwischen den verdiohteten Zonen zu erreichen. Wenn die erhabenen Stellen wesentlich größer als die Bahndicke sind, erfahren die Bereiohe zwischen diesen j

Stellen keinen Druck, und demzufolge kommen die Fäden in ^!

diesen Bereichen auch nicht in ausreichenden Kontakt , um den Verbund zu bewirken, der notwendig ist, um die Appretureigenschaften zu erzielen. j

Andererseits sollen die erhabenen Stellen im

Vergleich zur Bahndicke ausreichend hoch sein, um sicherzustel-j len, daß der der Bahn im Walzenspalt zugeführte Druck tat- i

sächlich auf die Stellen der Bahn beschränkt wird, die \ mit den erhabenen Punkten in Berührung kommen und der Druck \ nicht auf die gesamte Bahnoberfläche verteilt wird. Dies ist wichtig, um eine gute Zugfestigkeit zu erzielen, und eine zu intensive Verbindung in den zwisohen den verdiohteten Zonen befindlichen Bahnbereiohen zu vermeiden, weil die Bahn dann im Gebrauoh nioht weich werden würde. Aue den gleichen , Gründen ist es erwünscht, den Walzen 30 und 32 eine harte /

'-M-; 33

Oberfläche zu geben, da hierdurch hohe spezifische Drücke, insbesondere in den Bahnbereichen erzielt werden können, die in Berührung mit den erhabenen Stellen kommen. Ferner erlaubt die Verwendung von harten Rollen aus Stahl oder dergleichen eine unabhängig geregelte Erhitzung und bewirkt einen guten Wärmeübergang.

Ea ist erwünscht, daß die erhabenen Stellen auf der"Walze 32 möglichst vertikal verlaufen, d.h. daß die Seiten der Stellen parallel zueinander-liegen, wobei allerdings die Kanten etwas₍abgerundet werden, um eine Durchtrennung der Fäden zu vermeiden. Bei Verwendung von vertikal verlaufenden erhabenen Stellen wird ein intensiver Verbund in den Zonen der Bahn erzeugt, die mit der Oberseite der erhabenen Stellen in Berührung kommen, während in unmittelbar neben den verdichteten Zonen liegenden Bereichen ein Verbund geringerer Intensität geschaffen wird. Bei dem beschriebenen. Verfahren trägt offenbar insbesondere der Oberflächenverbund _; unmittelbar neben den verdichteten Zonen dazu bei, daß die ;

Bahn die erwünschte Anfangssteifigkeit erhält.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Anwendung bei Bahnen aus fortlaufenden Fäden mit einem Basisgewioht zwischen eta 31 g/m^aund 93 g/m*mit einer Denierzahl der Fäden zwischen etwa 0,5 bis 10. Die geringe Dicke von Bahnen mit geringerem Basisgewicht macht es schwierig, die unterschiedlichen Verbundintensitäten zu erreichen, die man ■benötigt* vtm ein Produkt mit den Eigenschaften einer ;

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-15- j

Appretierung zu erzeugen, das im Gebrauch weich wird aber trotzdem fest bleibt. Bei höheren Basisgewichten ist die Anwendung der Erfindung ebenfalls begrenzt, da die Bahnen dann sehr steif sind, auch wenn sie nur einen intermittierenden Verbund aufweisen. Außerdem ist es bei Bahnen mit hohem Basisgewicht schwierig, einen örtlich begrenzten hohen Druck an den Stellen der Bahn zu erzeugen, die mit den erhabenen Stellen in Berührung sind, denn es ist dann kaum zu vermeiden, daß sich der Druck auf die gesamte Bahnoberfläche verteilt. Am besten eignet sich die Erfindung für Bahnen mit einem Basisgewicht zwisohen etwa 34 g/m bis

62 g/m und Denierzahlen der Fäden zwischen etwa 0,8 und 2,5·

Die erforderlichen Verbundbedingungen lassen sich für eine gegebene Bahn leicht experimentell unter Anwendung der oben gegebenen Richtlinien ermitteln. Bei Bahnen, die Polypropylenfasern enthalten und ein Basisgewicht von

ο ο

weniger als 77 g/nT und insbesondere von weniger als 62 g/m

; besitzen, sind Temperaturen der Walzen 30 und 32 von etwa ; 143 bis 175 ⁰C bzw. 138 bis 165 ⁰C nützlich bei einem von j den erhabenen Stellen ausgeübten Druck von etwa 560 bis 1 550 kg/cm und Bahngeschwindigkeiten von etwa 10 bis 70 m/min_;. Niedrigere Bahngeschwindigkeiten sowie höhere Anpreßdrüoke und Walzentemperaturen in den angegebenen Bereichen sollten j nur in Verbindung mit ein höheres Basisgewicht aufweisen- j den Bahnen verwendet werden. In Verbindung mit diesen Ver- j bundbedingungen besitzen die erhabenen Stellen auf der Walze Ϊ2 vorzugsweise eine Höhe von etwa 0,25 bis 0,75 mm , und die ) _{ j

! ■ I

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Umlenkwalze 38 ist in bezug auf den Spalt zwischen den Walzen 30 und 32 so angeordnet, daß die Umschlingung der Walze 30 vor dem Spalt etwa 15 bis 35 i° beträgt. Ferner ist die Umschlingung der Walze 30 hinter dem Spalt vorzugsweise ebenso groß wie vor dem Spalt.

Auf die beschriebene Weise hergestellte Bahnen besitzen (1.) eine Überhangsteifigkeit (cantilever stiffness) von wenigstens etwa 2,8 cm und vorzugsweise von wenigstens etwa 3,3 cm, (2.) wenigstens etwa 30 $ Verminderung der Überhangsteifigkeitslänge nach einem einzigen Waschzyklus und (3.) eine auf das Basisgewicht bezogene Zugfestigkeit von wenigstens etwa 6 und vorzugsweise von wenigstens etwa Es hat sich gezeigt, daß Bahnen mit diesen Eigenschaften für zahlreiche Anwendungen brauchbar sind, bei denen eine Anfangssteifigkeit für die Verarbeitung sowie Drapierfähigkeit , Weichheit und Festigkeit beim anschließenden Gebrauch gefordert wird. Vorzugsweise werden die Bahnen· so ausgelegt, daß die Abnahme der Überhangsteifigkeitslänge nach einem Waschzyklus wenigstens etwa 35 % (Abnahme der Überhangsteifigkeitslänge auf weniger als 3,8 cm) beträgt und in Verbindung damit nur eine geringe Abnahme der Festigkeit (z.B. weniger als etwa 20$ und vorzugsweise weniger als 10 $) erfolgt, so daß die Bahnen nach einem einzigen Waschzyklus eine auf das Basisgewicht bezogene Zugfestigkeit von wenigstens etwa 5 und vorzugsweise von wenigstens etwa 6,5 besitzen. Ferner sollte die Anfangssteifigkeit nicht so groß sein, daß sie eine Überhangsteif igkeitslänge von mehr als 6,3 cm und vo,r-

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zugsweise nicht mehr als etwa 4,8 oi erzeugt. Bahnen mit höheren Steif igke itswerten "besitzen darüber hinaus noch weitere Nachteile und können nicht so gesteppt werden, daß ein Produkt entsteht, bei dem eine ausgeprägte Bauschigkeit in den Bereichen zwischen den gesteppten Teilen vorhanden ist.

Die Abnahme der Steifigkeit nach dem Waschen rührt offensichtlich daher, daß der leichte Fadenverbund zwischen den verdichteten Zonen zerstört wird. Das Fehlen einer nennenswerten Abnahme der Festigkeit beim Waschen zeigt, daß der Verbund der Fäden in den verdichteten Zonen ausreichend intensiv ist, um dem Waschvorgang zu widerstehen.

Es ist ferner beobachtet worden, daß in der

erfindungsgemäßen Weise hergestellte Bahnen nach dem Waschen eine größere Abnahme der Energieabsorption als der Zugfestigkeit zeigen. Diese Beobachtung bestätigt das Vorhandensein der Kombination aus leichten und starken Verbindungen der oben erläuterten Art. Die Zugfestigkeit der Bahn sollte, wenn übe rhaupt, nur wenig durch den Waschzyklus beeinträchtigt werden, da die Größe der Zug-festigkeit prinzipiell durch den stärksten Verbund erzeugt wird und durch das Vorhandensein von schwächeren Verbindungen nicht -nennenswert beeinflußt wird. Somit dürfte das Vorhandensein oder Fehlen eines schwachen Fadenverbundes zwischen den verdichteten Zonen die Zugfestigkeit der Bahn nicht nennenswert beeinträchtigen.

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Die Energieabsorption wird andererseits von allen in der Bahn vorhandenen Fadenverbänden beeinflußt. Wenn demzufolge die leichten Verbände zwischen verdichteten Zonen beim Waschen zerstört werden, während die starken Verbände weitgehend erhalten bleiben, so ergibt sich daraus, daß die Energieabsorption beim Waschen stärker vermindert wird als die Zugfestigkeit. In der Tat verhalten sich die gemäß der Erfindung he rge ate Uten Bahnen in dieser Weise.

Der Test zur Ermittlung der erwähnten Überhangsteifigkeit ist in ASTM D-1388 beschrieben. Dieser Test wird durchgeführt, in„,dem ein 2,5 om breiter Streifen der Bahn auf eine horizontale Fläche gelegt wird, an deren eines Ende sich.eine um 41*5° geneigte Fläche anschließt. Die Probe wird dann mit ihrem schmalen Rand an die Verbindung der horizontalen und der geneigten Fläche angelegt und über die Kante zwischen den beiden Flächen so lange nach vorn geschoben, bis das freie Ende sich umbiegt und die geneigte Fläche berührt. Die Hälfte der Länge des Musters zwischen dem Ausgangspunkt von der horizontalen Fläche und dem Berührungspunkt mit der geneigten Fläche ist die Überhangsteifigkeitslänge» Eine größere Länge bedeutet daher eine größere Steifigkeit.

Die Zugfestigkeit der Bahn wird unter Verwendung einer üblichen Instron-Prüfmaschine an 2,5 cm "breiten Bahnproben unter Verwendung einer 7t5 om Meßlänge und einer Kreuzkopfgesohwindigkeit von 30om/min ermittelt. Der maximale Wert der Zugfestigkeit (Ibe/Zoll) geteilt durch das Basis-

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gewicht (Unzen/Yard vor dem Waschen) ist die auf das Basisgewicht bezogene Zugfestigkeit. Die Energieabsorption stellt den Bereich unter der Kraft-Dehnungskurve aur Ermittlung der Zugfestigkeit dar und kann entweder durch Rechnung oder durch Verwendung eines automatischen Integrators ermittelt werden.

Die erwähnten Werte der Überhangsteifigkeitslänge der Zugfestigkeit und der Energieabsorption stellen die Durchschnittswerte· dar, die in Maschinen- und Querrichtung der Bahn erhalten wurden. Messungen wurden an wenigstens 5 Mustern in jeder Richtung durchgeführt.

Der verwendete Waschzyklus ist in AATCC-Testverfahren 88B "be s ehr ie "be η, und es wurde ein Standardmodell einer 600 ¹¹KENMORE" Maschine mit 1 ,8 kg Wäsohefüllung "benutzt. Der Waschgang dauerte 10 Minuten bei 66° einschließlich einer Spülung bei 40 ⁰C. Die Trocknung erfolgte etwa 7 Minuten lang in einer Gebläsetemperatur von eta 50 bis 70 ° mit anschließender 5 Minuten langer Kühlung. Der Wäschefüllung wurden 225 g des unter dem Handelsnamen "GAIN" der Firma Proctor & Gamble vertriebenen Wasohmittels zugefügt.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen

die Erfindung. Die Eigenschaften der Bahnen sind der Tabelle I zu entnehmen.

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¹ABELIE

Beispiel

Basisgewicht g/m Bahnbreite (cm)
Denierzahl der Faden Fadentenazität (g/Denier) Fadendehnung

Kristalliner Schmelzpunkt der Fäden (⁰O)

31	46	74
137	137	137
1,6	1,8	1,77
3,5	5,0	3,0
130	159	141
141	141	141

Der Verbund der Bahn wurde mit einer Torrichtung gemäß Fig. 1 durchgeführt. Dabei wurden mit Heizmitteln versehene Stahlwalzen 30 und 32 mit einem Durchmesser von 38 cm verwendet . Die erhabenen Stellen auf der Walze 32 waren
etwa 0,43 mm hoch und so angeordnet, daß die behandelte Bahn verdichtete Zonen in regelmäßigem Abstand in Form eines

Rautenmusters mit einer Dichte von etwa 200 solcher Zonen

ρ
pro 6,25 cm aufwies. Jede Zone stellte ein Quadrat mit

einer Seitenlänge von etwa 0,27 mm dar, dessen Diagonale in
Maschinenrichtung wies. Etwa 17»5 $ äer Gesamtfläche der
Bahn war mit verdichteten Zonen versehen. Die Bmlenkrollen und 40 Waren so angeordnet, daß vor und nach dem Walzenspalt eine Umschlingung von etwa 15 # erzielt wurde. Die Bedingungen für den Verbund sind der Tabelle II zu entnehmen.

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TABELIE II

168	171	171
157	160	160
991	1160	Ίΐ60
41	25	16

Beispiel

Temperatur (⁰C)
Walze 30
Walze 32

Andruckkraft kg/cm *
Bahngeschwindigkeit (m/min)

*An erhabenen Stellen, errechnet aus der den Walzen zugeführten Gesamtlast unter Berücksichtigung des Walzengewichtes und unter der Annahme , daß der Walzenspalt vier erhabene Stellen' in Maschinenrichtung aufweist.

Meßwerte der unter den zuvor genannten Bedingungen hergestellten Bahnen sind in der Tabelle III angegeben:

TABELLE	Beispiel	III	i	65	2	,6	3
Vor dem Waschen		4		1,6
Überhangs te ifigke it Länge (cm)	3,	4	4	,75	6
Zugfestigkeit lbs/Zoll	.6,		1	,5	14,6
Auf das Basisgewioht be zogene Zugfestigkeit **	6,		7		6,1
Energieabsorption (Zoll-lbs]	> 1	2	3

Zoll"

:· 0 i; ο 3 G / 1 1 ^Λ. 3

-22-Portsetzung Tabelle III

Beispiel 1_ £ ■ J$

Nach einem Wasohgang

Überhangsteifigkeit 2,2 2,86 3,8

Länge (cm)

Zugfestigkeit 7,1 10,9 12

Ibs/Zoll

Auf das Basisgewicht be- 7,1 7,3 5 zogene Zugfestigkeit **

Energieabsorption (Zoll-lbs) _Λ . _{o x o A}

ZoIl^

Abnahme der Steif igke its-

länge nach dem Waschen 39$ 38$ 37$

Abnahme der normierten

Festigkeit nach dem Wasohen keine 5,8$ 16,5$

Abnahme der Energie-

absorption keine 8$ 20$

* Oberflächenbereich gleich 3 Quadratzoll

** maximaler Wert der Zugfestigkeit in (Ibs/Zoll) geteilt durch das Basisgewicht (Unzen/yard )

Die in der obigen Weise hergestellten Bahnen erfüllen alle an sie gestellten Forderungen, wobei insbesondere die gemäß Beispiel II hergestellte Bahn zu bevorzugen ist. Außer den zuvor erwähnten und erwünschten Eigenschaften sind die in der vorbezeichneten Weise hergestellten Bahnen ferner duroh ein dreidimensionales Aussehen auf beiden Seiten

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gekennzeichnet, was dem Vorhandensein der verdichteten Zonen und der nur leicht verbundenen Fäden zwischen diesen Zonen zuzuschreiben ist.

Bei den beschriebenen Bahnen ist das Maß des Faserverbundes an der mit der Walze 30 im Spalt in Berührung kommenden Bahnseite etwas geringer. Dies scheint von Vorteil zu sein, wenn solche Bahnen als Deckmaterial aufgesteppt werden, wobei die weniger intensiv verklebte Seite der Bahn in innigem Kontakt mit der bauschigen Watte ist, die man häufig in solchen Anwendungen findet. Beim Gebrauch können sich die Wattefasern mit den Fasern auf der Bahnoberfläche verflechten, so daß ggfs. dem Bereich zwischen gesteppten Teilen ein erwünschtes Maß an Stabilität verliehen wird.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüohe

1 . Nichtgewebte Bahn aus fortlaufenden, willkürlich abgesetzten Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von diskreten, verdichteten Zonen vorgesehen ist, in denen ein verhältnismäßig starker autogener Verbund der Fäden vorhanden ist, daß die Zonen in einem unterbrochenen Muster über die Oberflächen der Bahn verteilt sind, um der Bahn Festigkeit und Widerstand gegen Oberflächenverschleiß zu verleihen, und daß die Fäden in den Bereichen zwischen den verdichteten Zonen an Kreuzungspunkten ebenfalls in autogenem Verbund stehen, der schwächer ist als der Verbund in den verdichteten Zonen, um so der Bahn eine größere Anfangsfestigkeit und die Eigenschaften einer appretierten Bahn zu verleihen.
2. Nichtgewebte Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß diese ein Basisgewicht von etwa 31 g/m bis 93 g/m

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und vorzugsweise von etwa 34 g/m bis 62 g/m besitzt.
3. Uichtgewebte Bahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeiohnet, daß die Fäden molekular orientiert sind und aus einem thermoplastischen Polymer bestehen, das eine Denierzahl von etwa 0,5 bis 10 und vorzugsweise von etwa 0,8 bis 2,5 aufweist.

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4. Nichtgewebte Bahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer Polypropylen ist.
5. Nichtgewebte Bahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die verdichteten Zonen über

ό die Bahn in einer Menge von etwa 100 bis 500 pro 6,25 cm verteilt sind, und eine Fläche von etwa 10 bis 25 % der Gesamtfläche der Bahn einnehmen.
6. Nichtgewebte Bahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der stärkere Verbund so bemessen ist, daß er einem Waschvorgang widersteht, und daß der schwächere Verbund so bemessen ist, daß er bei einem Waschvorgang zerstört wird.
7. Nichtgewebte Bahn nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Basisgewioht zwischen etwa 31 g/m und 93 g/m , die Denierzahl der Fäden zwischen etwa 0,5 und 10 , die Zahl der verdichteten Zonen zwischen etwa 100 und 500 pro 6,25 cm bei einer Belegung der Gesamtfläche der Bahn von etwa 10 bis 25 # liegt, und daß die Überhangsteifigkeit wenigstens 2,85 cm , die auf das Basisgewioht bezogene Zugfestigkeit wenigstens etwa 6 und die Abnahme der Überhangsteif igke it nach einem Waschvorgang wenigstens 30$ beträgt.
8. Nichtgewebte Bahn nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

daß sie t besitzt.

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daß sie ein Basisgewioht zwischen etwa 34 g/m bis 62 g/m

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9. Nichtgewebte Bahn nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden eine Denierzahl von etwa 0,8 bis 2,5 besitzen.
10. Mchtgewebte Bahn nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer Propylen ist.
11. Mchtgewebte Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Basisgeweicht zwischen etwa 31 g/m und 93 g/m und eine Denierzahl zwischen etwa 0,5 und 10 besitzt, daß die Verteilung der verdichteten Zonen und die Intensität des Verbundes darin so bemessen ist, daß die Bahn eine auf das Basisgeweicht bezogene Zugfestigkeit von wenigstens etwa 6 und eine Überhangsteifigkeitslänge nach einem Waschzyklus von weniger als etwa 3,8 cm besitzt> und daß die Intensität des Verbundes der Padenkreuzungspunkte zwischen den verdichteten Zonen und die Zahl der Verbindungen so bemessen ist, daß die. Bahn eine Überhangsteifigkeitslänge von wenigstens etwa 2,85 om besitzt und die Abnahme der Überhangsteif igke it nach einem Waschvorgang wenigstens 30 $> beträgt.

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