Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes, bei dem die verwendeten Fasern flächenhaft zu einer Matte zusammengelagert, durch gegen die Oberfläche gerichtete Strahlen eines fluidischen Mediums verflochten und anschließend verklebt werden.

[0002] Ein solches Verfahren ist aus DE-PS 11 57 513 bekannt. Die damit erhaltenen Vliese zeichnen sich durch eine große Dehnung und eine dementsprechend geringe Dehnstabilität aus, d. h. durch eine unbefriedigende Formhaltung.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines formbeständigen Vliesstoffes zu zeigen, das die Erzielung eines hohen Moduls gewährleistet. Zu verstehen ist hierunter die Kraft, die für eine Dehnung um 5 % benötigt wird.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die aus verflochtenen Fasern bestehende Fasermatte mit einem Bindemittel imprägniert, wenigstens in Querrichtung um wenigstens 20 % linear gedehnt und unter Verfestigung des Bindemittels getrocknet wird.

[0005] Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich besonders für die Hersaellung von formbeständigen Vliesen mit einem Flächengewicht von 20 bis 80 g/m², und diese zeichnen sich neben einer guten Zugstabilität durch eine besonders geringe Dehnung in Breitenrichtung aus.

[0006] Die hohe Dimensionsstabilität ermöglicht es, die Vliese durch einen Nadelungsvorgang mechanisch mit einem Dberstoff zu verbinden. Sie können in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Fasern in diesem Falle als Versteifungsmaterialien dienen, jedoch bei Verwendung von chemisch aktivierbaren Fasern auch als Bindematerialien für das nachträgliche Aufkaschieren des Laminates auf einen Trägerstoff. Als besonders geeignet hat sich hierfür eine Ausführung erwiesen, die erhalten werden kann, wenn die aus verflochtenen Fasern bestehende Fasermatte aus heißwasserlöslichen Polyvinylalkoholfasern hergestellt wird, wenn diese mit der wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Harzes imprägniert und wenigstens in Querrichtung um wenigstens 20 % linear gedehnt wird und wenn unterhalb der Erweichungstemperatur der Fasern getrocknet wird. Die Erweichungstemperatur der vorgenannten Fasern in heißem Wasser liegt etwa im Bereich zwischen 40 und 90° C. Die Trocknung muß deshalb so vorgenommen werden, daß das genannte Temperaturintervall nicht erreicht wird.

[0007] Die Löslichkeit in Wasser läßt sich steigern durch Zusatz von alkaliverseiftem Polyvinylacetat. Dieses kann mit anderen Harzen gemischt werden, um die Löslichkeit weiter zu steigern.

[0008] Die heißwasserlöslichen Polyvinylalkoholfasern werden nach bekannten Verfahren flächenhaft zu einer Matte zusammengelagert, beispielsweise unter Verwendung einer Krempelanlage oder eines Luftlegers. Die so gebildete, unverdichtete und relativ unstabile Matte wird der Einwirkung von gegen die Oberfläche gerichteten Flüssigkeits- oder Gasstrahlen ausgesetzt. Diese führen zu einer gegenseitigen Verschlingung und Verflechtung der Fasern in Abstände voneinander aufweisenden Flächenbereichen, so daß die erhaltene, eigenstabile Matte neben relativ schwach verschlungenen, aufgelockerten Bereichen solche einer hohen Faserdichte aufweist, in denen die Fasern intensiv verflochten und verknäult sind. Die Abstände sind sehr gering, jedoch mit bloßem Auge ohne weiteres erkennbar.

[0009] Die so erhaltene Fasermatte wird anschließend mit der wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Harzes oder dergleichen besprüht oder imprägniert. Sie wird danach um wenigstens 20 % wenigstens in Querrichtung verstreckt, vorzugsweise um 40 % oder mehr.

[0010] Die durch den Verstreckungsvorgang auf die Fasermatte ausgeübten Kräfte haben in den aufgelockerten Flächenbereichen eine besonders große Dehnung der Fasern zur Folge und damit in diesen Bereichen einen starken Anstieg der Zugfestigkeit und Dehnungsstabilität. Die übrigen Bereiche, in denen wesentlich mehr Fasern auf engstem Raum zusammengelagert sind, zeichnen sich demgegenüber infolge der größeren Wirksamkeit von Kapillarkräften durch eine starke Anreicherung an Bindemittel aus, somit insgesamt gesehen durch eine starke Materialzusammenballung, die durch den Trocknungsvorgang stabilisiert wird und hier ebenfalls eine hohe Dehnungsstabilität zur Folge hat.

[0011] Voraussetzung für die Erzielung dieses Effektes ist selbstverständlich, daß die Fasern unter den zur Entfernung des Wassers angewendeten Bedingungen eine Schädigung nicht erfahren. In Fällen, in denen heißwasserlösliche Fasern zur Anwendung kommen, darf die Trocknungstemperatur die Löslichkeitsschwelle der Fasern nicht überschreiten.

[0012] In bezug auf die Erzielung eines guten Dehnungsmoduls ist es wichtig, daß der Gehalt des Bindemittels wenigstens 60 Gew.-% beträgt, vorzugsweise wenigstens 70 %.

[0013] Die in den Flächenbereichen einer großen Faserdichte enthaltenen Fasern werden durch die mindestens in Querrichtung vorgenommene Verstreckung der eingesetzten Fasermatte nicht nennenswert gedehnt. Sie haben eine große Restdehnung und vermögen der mechanischen Belastung durch die bei einem nachträglichen Nadelungsvorgang eindringenden Nadeln ohne Schädigung und Bruch zu widerstehen. Auch ein Vadelungsvorgang vermag daher die nach dem vorgeschlagenen Verfahren erhältlichen Vliesstoffe hinsichtlich ihres Dehnungsmoduls nicht in wesentlichem Maße nachteilig zu verändern.

[0014] Die bei dem vorgeschlagenen Verfahren verwendeten Bindemittel sind vorzugsweise wasserlösliche Harze wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyäthylenoxid, Hydroxyalkylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylat, Stärke und dergleichen.

[0015] Polyvinylalkohol wird in Hinblick auf die Filmbildenden Eigenschaften, die Lösungszeit, die Behandelbarkeit der Lösung und wegen ähnlicher Vorteile bevorzugt benutzt, insbesondere in bezug auf die Behandlung von Fasermatten aus Polyvinylalkoholfasern.

[0016] Die nach dem vorgeschlagenen Verfahren erhältlichen Vliesstoffe erreichen eine Dehnung von 10 % erst bei einer Belastung mit 1 kg/cm oder mehr. Sie sind unerwünscht gedehnt oder in ihrer Form verändert und weniger gut als Bindematerialien geeignet, wenn eine entsprechende Dehnung bereits bei geringerer Belastung auftritt.

[0017] Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispieles näher erläutert:

Mit Hilfe einer Krempelanlage wurde.aus heißwasserlöslichen Polyvinylaikohalfasern eine Matte aus lose zusammengelagerten Fasern gebildete die ein Flächengewicht von 50 g/m² aufwies. Die Fasern hatten bei zwei denier eine Schittlänge von 51 mm.

[0018] Die entstehende Matte wurde auf ein Drahtsieb von 30 mesh überführt und der Einwirkung von Wasserstrahlen zur gegenseitigen Verflechtung der Fasern ausgesetzt. Das Wasser hatte einen Druck von 40-kg/cm². Es wurde durch Düsen gegen die Oberfläche der Matte gerichtet, die einen Durchmesser von 0,3 mm hatten.

[0019] Anschließend wurde die so erhaltene, eigenstabile Fasermatte mit einer 1,5 %igen, wässrigen Lösung aus wasserlöslichem Polyvinylalkoholharz imprägniert, in Querrichtung um 50 % verstreckt und in dieser Form getrocknet.

[0020] Der erhaltene Vliesstoff eignet sich ausgezeichnet als Bindematerial und zeigt eine 10 %ige Dehnung erst bei einer Belastung mit 1,5 kg/cm. Die Bruchdehnung betrug 15 %.

[0021] Diese Werte sind außerordentlich bemerkenswert, und sie gewährleisten, daß ein nachträglich durchgeführter Nadelungsvorgang, beispielsweise in Hinblick auf die Verbindung mit einem Oberstoff eine Dimensionsveränderung praktisch nicht zur Folge hat.

[0022] Die während des Nadlungsvorgangs eingestochenen Nadeln werden nicht in nennenswertem Maße seitlich abgelenkt, wodurch ein präzises Nadelungsmuster erhalten wird unter Vermeidung häufiger Nadelbrüche.

[0023] Der Vliesstoff zeichnet sich trotz seines geringen Flächengewichtes durch einen hohen Dehnungsmodul aus und läßt sich unter Aktivierung seiner Klebkräfte in bemerkenswert kurzer Zeit auflösen, was vorteilhaft ist in bezug auf die Kaschierung von Trägerstoffen mit einem mit dem Vliesstoff vernadelten Laminat. Die nach dem vorgeschlagenen Verfahren erhältlichen Vliesstoffe sind daher ausgezeichnet für derartige chemische Bindungszwecke geeignet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes, bei dem die verwendeten Fasern flächenhaft zu einer Matte.zusammengelagert, durch gegen die Oberfläche gerichtete Strahlen eines fluidischen Mediums verflochten und anschließend verklebt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus verflochtenen Fasern bestehende Matte mit einem Bindemittel imprägniert, wenigstens in Querrichtung um wenigstens 20 % linear gedehnt und unter Verfestigung des Bindemittels getrocknet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes, bei dem die verwendeten Fasern flächenhaft zu einer Matte zusammengelagert, durch gegen die Oberfläche gerichtete Strahlen eines fluidischen Mediums verflochten und anschließend verklebt werden,, dadurch gekennzeichnet, daß die aus verflochtenen Fasern bestehende Fasermatte aus heißwasserlöslichen Polyvinylalkohol fasern hergestellt wird, daß sie wenigstens in Querrichtung um wenigstens 20 % linear gedehnt, mit der wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Harzes imprägniert und unterhalb der Erweichungstemperatur der Fasern getrocknet wird

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Bindemittel imprägnierte Matte wenigstens in Querrichtung um wenigstens 40 % linear gedehnt wird.