Zweilagiger, heisssiegelfähiger Vliesstoff

Abstract

 Ein zweischichtiger, heißsiegelfähiger Vliesstoff besteht aus einer ersten Vliesstoff-Schicht mit thermoplastischen Filamenten, an die eine zweite Vliesstoffschicht mit An­teilen von niedrigschmelzenden Copolymer-Fasern gebunden ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem zweischich­tigen, heißsiegelfähigen Vliesstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

[0002] US-A 4,490,427 beschreibt ein eigenstabiles Heißsiegelband, aufgebaut aus einer Parallelenschar thermoplastisch erweich­barer Fäden, welche untereinander über wirr abgelegte ther­moplastische Fasern themisch verbunden sin. Vorzugsweise werden Polymerfasern aus Materialien eingesetzt, welche einen Schmelzpunkt unter 150°C besitzen, wie Co-, Ter- oder höhere Polymere von Polyamiden oder Polyestern, z.B. ein Terpolymer aus Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 12. Die erreichbare Zugfe­stigkeit dieses Produktes ist nicht in allen Anwendungsfäl­len ausreichend, wie der folgende Vergleich von Stapelfasern (Quelle: E. Wagner, Die textilen Rohstoffe, DFV Frankfurt (Main), (1981)) mit den obengenannten thermoplastischen Fa­sern (eigene Messungen) zeigt:

Die niedrigen Werte der letzteren Fasern sind bedingt durch die niedere Kristallinität bzw. geringe Verstrek­kungsorientierung.

[0003] In US-A 4,440,819 wird eine Faseranordnung angegeben, bei der unidirektional gerichtete, zugfeste Hochmodulfasern, vorzugsweise Mineralfasern, mittels polymerer Wirrfasern miteinander schmelzverbunden sind. Diese Schicht kann in einer bevorzugten Ausgestaltung mit Harz imprägniert und zu einem mehrlagigen Schichtstoff laminiert sein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, insbesondere bei Flächengewich­ten über 40 g/m², solchen Laminaten das erforderliche Längs­dehnungsvermögen fehlt.

[0004] GB-B 1,117,751 beschreibt die Herstellung eines heißsiegel­fähigen Versteifungsmaterials, wobei thermoplastische Fa­sern vorzugsweise auf einen sich kontinuierlich bewegenden Vliesstoffträger extrudiert und dabei miteinander sowie mit dem Träger verschmolzen werden. Alternativ besteht der Trä­ger aus von der Fasermatte abziehbarem Silikonpapier.

[0005] Auch das Schmelzblasen von Fasern, wie es in DE-PS 23 34 741 (= US-A 3,825,380) beschrieben ist, ist dabei zur Herstel­lung geeignet.

[0006] Typische Flächengewichte aller vorbeschriebenen, bekannten, dünnen Vliesmaterialien, vorzugsweise als 10 bis 13 mm brei­te Bänder konfektioniert, sind 20 bis 80 g/m². Ihnen mangelt es an der erforderlichen Zugfestigkeit. Schwerere und somit festere Ausführungen, z.B. die soeben genannten Laminate, sind möglich; sie besitzen jedoch eine ungünstig erhöhte Sprödigkeit. Alle diese Eigenschaften bekannter Bänder wir­ken sich insbesondere beim Einsatz in Hochgeschwindigkeits-­Verarbeitungsmaschinen negativ aus.

[0007] Es liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen heißsiegelfähigen zweilagigen, auch mit Hochgeschwin­digkeitsvorrichtungen beschädigungslos zu verarbeitenden Vliessstoff anzugeben, der, insbesondere auch in Form eines Bandes, über einen Gewichtsbereich von 10 bis 180 g/m² we­der zu niedrige Zugfestigkeit noch zu hohe Sprödigkeit zeigt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht, ausgehend von dem in GB-B 1,117,751 aufgezeigten Stand der Technik, in einem Vliesstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche weisen auf bevorzugte Ausführungs­formen hin.

[0008] Die erste Schicht des erfindungsgemäßen Vliesstoffes kann aus wirr angeordneten thermoplastischen Polymerfilamenten oder aus parallelen thermoplastischen Polymer-Filamenten bestehen, welche letztere miteinander durch wirr abgelegte thermoplastische Filamente schmelzverbunden sind, wie dies in der erwähnten US-A 4,490,427 angegeben ist.

[0009] Die Fasern der zweiten, heißsiegelfähigen Schicht können beliebig miteinander verfestigt sein, so z. B. durch Hitze-­und/oder Druckanwendung, durch polymere Bindemitteldisper­sionen oder durch Kombinationen der genannten Verfestigungs­arten. Für die Heißsiegelfähigkeit der zweiten Schicht ge­eignete Fasermaterialien sind dabei die bei einschichtigen, aufbügelbaren Vliesstoffen bekannten (US-A 4,490,427) Co-, Ter- oder höheren Polyester, ebensolche Polyamide oder Po­lyvinylchlorid, so z. B. ein Terpolymer aus Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 12. In jedem Falle muß erfindungsgemäß der Schmelzpunkt dieser Fasern im Bereich von 75 bis 140°C lie­gen und niedriger als der jenige der nicht bindenden Fasern sein.

[0010] Die Summe aller thermoplastischen, bindefähigen Fasern und Filamente im gesamten Vliesstoffverbund muß zwischen 40 und 98 Gew.-% betragen.

[0011] Vorzugsweise macht das Flächengewicht der zweiten, heißsie­gelfähigen Vliesstoffschicht 5 bis 60% desjenigen des Ge­samtverbundes aus.

[0012] In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung weist die heißsiegelfähige zweite Vliesstoffschicht unregelmäßig verteilte Öffnungen von 0,5 bis 5 mm Breite und 1 bis 50 mm Länge bei einem Breite/Länge-Verhältnis von 1:20 bis 1:100 auf.

[0013] Der Abstand der Öffnungen zueinander kann über einen wei­ten Bereich bis hinab zu Faserdicken-Dimensionen variiert werden, ebenso die Größe der Öffnungen. Diese vorteilhafte Ausgestaltung erlaubt bei Einwirkung von Hitze und Druck auf den Vliesstoff dessen allseitige Durchdringung mit den heißsiegelfähigen Komponenten; der Verbund verhält sich damit wie ein einschichtiger heißsiegelfähiger Vliesstoff.

[0014] Das Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Vlies­stoff erfolgt zweckmäßig analog dem eingangs dargelegten, in GB-B 1,117,751 beschriebenen Extrusions- oder Schmelz­blasverfahren, wobei die erste Vliesstoffschicht den kon­tinuierlich bewegten textilen Träge bildet, auf welchen die zweite, heißsiegelfähige Faserschicht dauerhaft fixiert wird.

[0015] Der erfindungsgemäße, heißsiegelfähige Verbundstoff besitzt eine überraschend verbesserte Zugfestigkeit, eine gute Haf­tung auf Oberstoffen, wie z. B. Baumwolle/Polyester, Poly­ester, Nylon oder Baumwolle, sowie eine einfachere Herstell­barkeit, ohne dabei eine Zwischenträgerschicht zu benötigen. Diese verbesserten Eigenschaften erweitern das Anwendungs­gebiet eines solchen Vliesstoffverbundes auf solche Fälle, wo hohe Zugfestigkeiten zwingend erforderlich sind und wo die bisherigen heißsiegelfähigen Vliesstoffe daher versa­gen mußten.

[0016] Die anliegende Figur ist die fotografische Aufsicht auf die zweite Schicht des erfindungsgemäßen Vliesstoffs, der Maß­stab ist 1:0,97.

[0017] Die folgenden Beispiele sollen Variationen des Aufbaues und mögliche Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Vliesstoffverbund aufzeigen.

Beispiel 1 A

[0018] Ein Vliesstoff mit 12 g/m² wurde durch Kardieren einer Mi­schung aus 30 Gew.-% thermisch klebefähiger Copolyesterfa­sern (3,5 den bei 38 mm Stapellänge, Schmelzpunkt bei 130°C) und 70 Gew.-% Polyethylenterephthalat-Stapelfasern (3,0 den bei 50 mm Stapellänge) hergestellt. Die Faserbindung erfolg­te durch eine handelsübliche Polymerbindemittel-Dispersion auf Basis Polyester. Anschließend wurde mit einem satz mehr­rerer dampfbeheizter Trockenzylinder bei einem Schließdruck von 1,41 bis 2,11 kp/cm² (20 bis 30 psi) getrocknet.

[0019] Das Trockengewicht des zugefügten Binders betrug 4 g/m² bei einem Gesamtgewicht von 16 g/m². Das Verhältnis Faser : Bindemittel im Vliesstoff betrug 75:25, seine Dichte war 0,039 g/cm³.

Beispiel 1 B

[0020] Der Vliesstoff aus Beispiel 1 A wurde mit einem heißsiegel­fähigen Faserflächengebilde aus Copolyesterfilamenten verse­hen und besaß ein Gewicht von 50 g/m². Die Copolyesterfila­mente hatten einen Erweichungsbereich von 130 bis 135°C. Ein Verbundstoff wurde erzeugt durch kombinierte Anwendung von Hitze und Druck mittels Kalanderwalzen. Die Temperatur be­trug dabei 85°C, der Schließdruck war 1,41 kp/cm² (20 psi).

Beispiel 2 A

[0021] Ein Vliesstoff mit 17 g/m² wurde wie in Beispiel 1 A her­gestellt und enthielt neben den Polyethylenterphthalatfa­sern 30 Gew.-% thermisch klebefähige Coplyesterfasern (Schmelzbereich um 130°C).

[0022] Das Gesamtgewicht des bindemittelgebundenen Vliesstoffes betrug 22 g/m².

Beispiel 2 B

[0023] Die Laminierung dieses Vliesstoffes wurde wie in Beispiel 1 B durchgeführt, wobei jedoch das heißsiegelfähige Flächen­gebilde ein Gewicht von 62 g/m² besaß.

Beispiel 3 A

[0024] Ein Vliesstoff von 14 g/m² wurde wie in Beispiel 1 A her­gestellt, jedoch mit einem Fasermischungs-Verhältnis von 1:1. Nach dem Ausrüsten mit Bindemittel betrug das Gesamt­gewicht des Vliesstoffes (trocken) 18 g/m².

Beispiel 3 B

[0025] Der Vliesstoff aus Beispiel 3 A wurde analog Beispiel 1 B mit dem heißsiegelfähigen Faserflächengebilde laminiert, wobei jedoch dessen Gewicht 80 g/m², sein Schmelzbereich 110 bis 115°C und die Kalandriertemperatur 70°C betrugen.

Beispiel 4 A

[0026] Ein Vliesstoff von 10 g/m² mit den Fasern aus Beispiel 1 A, jedoch 60 Gew.-% thermisch klebefähigen Copolyesterfasern, wurde verfestigt mittels eines auf 105°C beheizten Kalan­ders bei einem Liniendruck von 20 kp/cm.

Beispiel 4 B

[0027] Der Vliesstoff aus Beispiel 4 A wurde mit einem heißsiegel­fähigen Faserflächengebilde laminiert. Dieses besaß ein Ge­wicht von 50 g/m² und enthielt ein Terpolyamid aus Nylon 6, 66 and 12 mit einem Schmelzbereich von 110 bis 120°C.

[0028] Das Laminieren zu einem composite erfolgte mittels auf 70°C beheizter Kalanderwalze bei einem Schließdruck von 1,41 kp/cm² (20 psi).

[0029] Alle diese erfindungsgemäßen Schichtstoffe wiesen deutlich verbesserte Zugfestigkeiten, verglichen mit einschichtigen heißsiegelfähigen Stoffen, auf, wie die folgende Tabelle zeigt:

Ansprüche

1. Zweischichtiger, heißsiegelfähiger Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 10 bis 180 g/m², enthaltend eine erste Schicht aus schmelzbaren, miteinander verbunde­nen, wirr verteilten Polymerfilamenten und gegebenen­falls aus parallelen Polymerfilamenten, und ein mit die­ser ersten Schicht verbundenes, in sich verfestigtes Fa­serflächengebilde als zweite Schicht,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht zu 10 bis 90 Gew.-% heißsiegelfähige Fasern enthält, die aus Co-, Ter- oder höheren Polyestern oder ebensolchen Po­lyamiden aufgebaut sind, daß die Schmelzbereiche dieser Fasern zwischen 75 und 140°C liegen und daß der Gehalt an schmelzfähigen Fasern und Filamenten im gesamten Vliesstofflaminat 40 bis 98 Gew.-% beträgt.

2. Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht der zweiten Vliesstoffschicht 5 bis 60% des gesamten Laminates beträgt.

3. Vliesstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die zweite Vliesstoffschicht unregelmäßig ver­teilte Öffnungen von 0,5 bis 5 mm Breite und 1 bis 50 mm Länge enthält, wobei das Verhältnis von Breite zu Länge 1:20 bis 1:100 beträgt.

Zeichnung