HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochfesten nassgelegten Vliesstoff
und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung einen Vliesstoff der hohe Festigkeit, z. B. eine hohe
Zugfestigkeit, eine hohe Einreißfestigkeit und eine hohe Zwischenschicht-
Haftfestigkeit besitzt und nach einem Papier-Herstellungsverfahren
hergestellt ist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
(2) Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Vliesstoffe werden gegenwärtig bei verschiedenen Anwendungen
eingesetzt und haben konventionelle Wirkwaren und Webwaren oder
dergleichen ersetzt, da es für Vliesstoffe funktionelle Anwendungen gibt, die
durch die konventionellen Wirkwaren und Webwaren oder dergleichen
nicht erreicht werden können, und der Einsatz von Vliesstoffen hat in
bemerkenswertem Maße zugenommen.
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Verschiedene Typen von Vliesstoffen sind bekannt. Beispielsweise sind
typische bekannte Vliesstoffe die folgenden: Auf trockenem Wege gelegte
Vliesstoffe, die aus Filamenten aufgebaut und durch Direktspinnen eines
faserbildenden Hochpolymers mittels eines Verfahrens des
Schmelzspinnens, des Flash-Spinnens oder dergleichen, des gleichzeitigen
Verstre
ckens der ersponnenen Filamente in Anwesenheit eines Gases wie Luft
und des Anhäufens der erhaltenen Filamente erhalten worden sind. Solche
Vliesstoffe sind in den Japanischen geprüften Patentveröffentlichungen
(Kokoku) Nr. 48-38025 und Nr. 42-19520 und in der Japanischen
ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-50512 offenbart. Ein auf
trockenem Wege gelegter, aus Stapelfasern mit einer relativ großen
Faserlänge aufgebauter Vliesstoff, der durch ein Schmelzblasverfahren
erhalten worden ist, ist in der Japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 49-48921 und in der US-Patentschrift Nr. 3 379 811
offenbart. Auf trockenem Wege gelegte, aus Stapelfasern aufgebaute und
durch öffnen der Stapelfasern mittels eines Verfahrens des Kardierens,
Anhäufen der geöffneten Stapelfasern in Form einer Bahn unter Einsatz
einer Überkreuzlegemaschine oder einer Blaslegemaschine und
Verfestigen der die Bahn bildenden Stapelfasern miteinander mittels eines
Nadelfilz-Verfahrens, eines mittels säulenförmiger Wasserströme
durchgeführten Verschlingungsverfahrens oder eines Verklebeverfahrens mit Hilfe
eines Klebstoffs oder heiß-verklebender "Fasern-erhaltene Vliesstoffe
sind in der Japanischen geprüften Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr.
57-58463 und den US-Patentschriften Nr. 3 403 862 und Nr. 3 493 462
offenbart. Weiterhin ist ein mittels eines Papier-Herstellungsverfahrens
hergestellter Vliesstoff wohlbekannt.
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Da Fasern, die den Vliesstoff bei dem Filament-Trockenlege-Verfahren zu
einem Vliesstoff bilden, Filamente sind, hat ein durch Heißpressverkleben
einer Bahn von Filamenten erhaltener Vliesstoff eine hohe Zugfestigkeit
und Einreißfestigkeit, und somit kann dieser Vliesstoff weit verbreitete
Anwendung als Industriematerial finden, für das eine hohe Festigkeit
erforderlich ist.
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Nichtsdestoweniger beträgt die Zwischenschicht-Haftfestigkeit dieses
Vliesstoffs, d. h. die Festigkeit, die erforderlich ist, um eine den Vliesstoff
bildende Schicht von einer benachbarten Schicht abzulösen, höchstens
300 g/cm bis 400 g/cm und reicht nicht aus für ein aus dem Vliesstoff
hergestelltes Erzeugnis. Es scheint so, dass diese schlechte
Zwischenschicht-Haftfestigkeit dadurch zustande kommt, dass die den Vliesstoff
bildenden Fasern Filamente sind und dass das Verbinden zwischen den
Filamenten durch das Verfahren des Heißpressverklebens nur
zweidimensional erfolgt und demgemäß nur wenige Verschlingungen zwischen den
Filamenten vorkommen. Weiterhin weist dieser Vliesstoff die folgenden
Nachteile auf. Da eine Bahn dieses Vliesstoffs durch Anwendung eines
Verfahrens des Streckens und Anhäufens unter Verwendung eines
Luftstroms oder eines Gasstroms gebildet wird, weist die Bahn nämlich nicht
die erforderliche Einheitlichkeit auf, oder das Gewicht pro Flächeneinheit
der Bahn ist sehr unregelmäßig, und da das Verkleben zwischen den
Filamenten durch Heißpressverkleben erreicht wird, besitzt der Vliesstoff
nur eine geringe Dehnung, ist hart in der Handhabung und hat schlechtes
Drapiervermögen.
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Der Vliesstoff der durch Stapelfaser-Trockenlegen unter Einsatz einer
Karde hergestellt ist, hat infolge der kurzen Länge der eingesetzten Faser
eine niedrigere Festigkeit als derjenige, der durch Filament-Trockenlegen
erhalten wurde, und wenn ein Klebstoff oder dergleichen verwendet wird,
um eine stärkere Verbindung der den Vliesstoff bildenden Fasern zu
erreichen und dadurch die Festigkeit zu erhöhen, tritt ein Nachteil
dahingehend auf, dass der Vliesstoff einen sehr harten Griff bekommt.
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Ein "Spunlaced"-Vliesstoff, d. h. ein Vliesstoff, der durch das Verschlingen
von Fasern in einer mittels einer Karde gebildeten Bahn mit Hilfe eines
Wasserstrahls ohne Klebstoff gebildet wird, hat einen weichen Griff, der
demjenigen der Vliesstoffe des Schmelzspinn-Typs und der durch
Verkleben der Fasern in der mittels einer Karde gebildeten Bahn unter Einsatz
eines Klebstoffs oder heiß-verklebender Fasern erhaltenen Vliesstoffe
überlegen ist. Trotzdem hat dieser Vliesstoff insofern Nachteile, als die
Zwischenschicht-Haftfestigkeit noch immer zu niedrig ist, so dass die
Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs oder die Uneinheitlichkeit des Gewichts
pro Flächeneinheit des Vliesstoff gegenüber einer Anwendung des
Verfahrens der Bildung der Bahn nach dem Karde-Typ nicht zu bevorzugen ist.
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Da eine Bahn, aus der der nassgelegte Vliesstoff hergestellt ist, durch
Dispergieren von Fasern mit einer extrem kurzen Länge in Wasser
hergestellt wird, hat dieser Vliesstoff eine bemerkenswerte Einheitlichkeit, die
derjenigen der trocken gelegten Vliesstoffe überlegen ist; da jedoch im
allgemeinen Fasern mit extrem kurzer Länge, z. B. von 3 mm bis 7 mm,
eingesetzt werden müssen, um eine gleichmäßige Dispersion der Fasern
in Wasser sicherzustellen, ist die Festigkeit des nach dieser Methode
erhaltenen Vliesstoffs sehr niedrig, und aus diesem Grund ist die
Anwendung dieses Vliesstoffs auf Gebiete beschränkt, auf denen ein Vliesstoff
mit einer hohen Festigkeit nicht erforderlich ist. Weiterhin ist dann, wenn
eine Papier-Herstellungsmaschine zur Implementierung dieser Methode
eingesetzt wird, die Dicke des nassgefegten Vliesstoffs gering, und die
Dichte der Fasern wird hoch, da die Bahn im allgemeinen mittels eines mit
einem Filz ausgerüsteten Trockners oder einer Yankee-Maschine gepresst
wird, und demnach fühlt sich der Vliesstoff beim Anfassen papierartig an.
Diese Eigenschaften sind typische Nachteile des bekannten nassgelegten
Vliesstoffs.
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Eine Schrift mit dem Titel "New Hydroentangled Fabrics for Coated Fabric
Applications" wurde angeblich am 10. November 1987 bei der 75.
Jahresversammlung der IFAI (Industrial Fabrics Association International) in Las
Vegas von A. W. Meierhoefer von der C. H. Dexter Division in Connecticut,
US, vorgelegt.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, haben die konventionellen Vliesstoffe
Vorteile und Nachteile, je nach der angewandten Herstellungsmethode,
und bis heute ist noch kein Vliesstoff hergestellt worden, der eine
überlegene Einheitlichkeit, eine hohe Festigkeit und einen weichen Griff besitzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
neuen nassgelegten Vliesstoffs mit einer überlegenen Einheitlichkeit, die
ein wesentliches Merkmal des herkömmlichen nassgelegten Vliesstoffs ist,
einer höheren Festigkeit und einem verbesserten Griff, um die Nachteile
des konventionellen Vliesstoffs auszuschalten.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Herstellung eines neuen nassgelegten Vliesstoffs mit
einer überlegenen Einheitlichkeit, einer hohen Festigkeit und einem
überlegenen Griff.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die erste Aufgabe gelöst durch
einen hochfesten nassgelegten, bindemittelfreien und gleichmäßigen
Vliesstoff, der aus Stapelfasern mit einem Einzelfaser-Durchmesser D von
7 um bis 25 um und einem Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und
dem Einzelfaser-Durchmesser D von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³
zusammengesetzt ist, wobei die Stapelfasern einen Young'schen Elastizitätsmodul
von 50 kg/mm² bis 700 kg/mm² haben und durch Behandlung mit einem
Hochgeschwindigkeits-Fluidstrom in einem dreidimensionalen Zustand mit
einem mittleren Abstand zwischen Faserverschlingungspunkten von
300 um oder weniger verschlungen sind.
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Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein
neues Verfahren zur Herstellung eines hochfesten nassverlegten,
bindemittelfreien und gleichmäßigen Vliesstoffs, wobei eine Bahn aus
Stapelfasern mit einem Einzelfaser-Durchmesser D von 7 um bis 25 um und
einem Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und dem Einzelfaser-
Durchmesser D von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³ gebildet wird und die
Stapelfasern in der Bahn einen Young'schen Elastizitätsmodul von 50 kg/mm² bis
700 kg/mm² haben und durch Einwirkenlassen eines
Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsstromes auf die Bahn im dreidimensionalen Zustand mit
einem mittleren Abstand zwischen Faserverschlingungspunkten von
300 um oder weniger verschlungen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht einer Oberfläche des Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung, der den Verschlingungs-Zustand der
den Vliesstoff bildenden Fasern veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER ZU BEVORZUGENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei dem nassgelegten Vliesstoff muss der Vliesstoff aus Fasern mit einer
speziell bezeichneten Gestalt gebildet werden, und die Fasern müssen in
einem dreidimensionalen Zustand miteinander verschlungen werden, da
dieser Aufbau einen Vliesstoff mit einer höheren Festigkeit als derjenigen
des konventionellen Vliesstoffs erzeugt.
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Die den Vliesstoff bildenden Fasern müssen zwei Bedingungen erfüllen,
nämlich einen Einzelfaser-Durchmesser von 7 um bis 25 um und ein
Verhältnis L/D zwischen der Faserlänge L und dem
Einzelfaser-Durchmesser D von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³. Wenn der Einzelfaser-Durchmesser
kleiner als 7 um ist, ist selbst dann, wenn das Verhältnis L/D der Faser
den obigen Wert erfüllt, die Festigkeit der Einzelfaser zu niedrig, was eine
niedrigere Zugfestigkeit, Einreißfestigkeit und
Zwischenschicht-Haftfestigkeit zur Folge hat, und infolgedessen ist es unmöglich, die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung zu lösen.
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Wenn der Einzelfaser-Durchmesser größer als 25 um ist, gehen selbst
dann, wenn das Verhältnis L/D der Faser den obigen Wert erfüllt, die
Einheitlichkeit und Feinheit der Oberfläche des Vliesstoffs aufgrund der
Dicke der Faser verloren, und somit ist es wiederum unmöglich, die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen. Aus diesem Grunde muss
unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit und der Einheitlichkeit der
Oberfläche des Vliesstoffs der Einzelfaser-Durchmesser 7 um bis 25 um
betragen, und vorzugsweise ist der Einzelfaser-Durchmesser 10 um bis
17 um.
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Das Verhältnis L/D von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³ wird dann erfüllt, wenn der
Einzelfaser-Durchmesser innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt;
vorzugsweise beträgt jedoch das Verhältnis L/D 1,0 · 10³ bis 1,5 · 10³. Es
wurde gefunden, dass das Verhältnis L/D in einer wichtigen Beziehung zu
der Erzielung einer leichten Verschlingung der Fasern steht. Wenn das
Verhältnis kleiner als 0,8 · 10³ oder größer als 2,0 · 10³ ist, ist es
unmöglich, einen Vliesstoff mit der geforderten Festigkeit zu erhalten. Dann
nämlich, wenn das Verhältnis L/D 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³ beträgt, wird ein
Vliesstoff mit hoher Festigkeit erhalten, der eine praktische Verwendung
des Vliesstoffs ermöglicht.
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Der Grund für die Begrenzung auf den obigen geeigneten Bereich des
Verhältnisses L/D in der vorliegenden Erfindung wird folgendermaßen
abgeschätzt.
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Die Bewegung der Fasern ist leichter, wenn ein Wasserstrahl oder
dergleichen zur Einwirkung kommt und das Verhältnis L/D niedrig ist, d. h. wenn
die Faser einen relativ dicken Durchmesser und eine relativ kurze
Faserlänge hat, und in diesem Fall wird die Verflechtung der Fasern gesteigert,
und die Zahl der Berührungspunkte wird stark erhöht, wenn die Faser
einen relativ dünnen Durchmesser und eine relativ lange Faserlänge hat.
Nichtsdestotrotz wird dann, wenn das Verhältnis L/D zu hoch ist, die
Bewegung der zu einer Verschlingung der Fasern unterdrückt, und
dadurch wird die Verschlingung der Fasern reduziert. Dementsprechend
gibt es ein optimales Verhältnis L/D, bei dem eine maximale
Verschlingungs-Dichte der Fasern erzielt wird, und in der vorliegenden Erfindung
erstreckt sich der optimale Bereich von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³, wie im
vorstehenden beschrieben ist.
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Die den Vliesstoff der vorliegenden Erfindung bildenden Fasern sind in
einem dreidimensionalen Zustand solchermaßen verschlungen, dass der
mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung 300 um beträgt oder
kleiner ist.
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Eine Faser mit kreisrundem Querschnitt oder unregelmäßigem Querschnitt
kann für den Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. Wenn die Gestalt der Faser kreisförmig ist, kann der
Durchmesser durch eine direkte Messung derselben erhalten werden; wenn die
Faser einen unregelmäßigen Querschnitt besitzt, kann der Durchmesser
erhalten werden durch Messung des Feinheitsgrades, d. h. des Titers, nach
einer Methode der Gewichts-Bestimmung und Berechnung eines mittleren
Durchmessers aus dem gewonnen Wert des Titers mittels der
nachstehenden Gleichung.
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Hierin bezeichnen
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R den mittleren Durchmesser einer einzelnen Faser (in mm),
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ρ die Dichte eines die Faser bildenden Hochpolymers (in g/cm³),
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d den Titer der Einzelfaser (in Denier),
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π die Kreis-Konstante.
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Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Wert des mittleren
Abstands der Punkte der Verschlingung wird mittels einer Methode
gemessen, die in dem US-Patent Nr. 4 476 186, Spalte 4, Zeilen 20-33,
als Maß zum Ausdrücken des Grades der Verschlingung der Fasern
offenbart ist. Wenn der mittlere Abstand klein ist, sind die Fasern dicht
verschlungen.
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Der Wert des mittleren Abstands der Punkte der Verschlingung wird unter
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Fig. 1 ist eine vergrößerte
Ansicht, die eine Anordnung von Fasern veranschaulicht, die den
nassgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, wenn man den
Vliesstoff von oben betrachtet. In Fig. 1 sind die den Vliesstoff bildenden
Fasern als f&sub1;, f&sub2;, f&sub3; - bezeichnet, und ein Punkt, an dem die Faser f&sub2; über
die Faser f&sub1; hinweg kreuzt, ist als a&sub1; bezeichnet, und ein Punkt, an dem
die Faser f&sub2; zuerst unter einer anderen Faser hindurch kreuzt, d. h. einer
Faser f&sub3; in der Fig. 1, wird als Punkt a&sub2; bezeichnet. Die Punkte a&sub3;, a&sub4; -
werden in der gleichen Weise bestimmt. Die Abstände in einer Ebene
parallel zu dem Vliesstoff zwischen a&sub1; und a&sub2;, a&sub2; und a&sub3; - werden
gemessen, und der Mittelwert wird aus einer Mehrzahl gemessener
Abstände als Wert des mittleren Abstands der Punkte der Verschlingung
berechnet.
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Als den nassgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
bildende Faser kann eine Polyamid-Faser wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610 oder
dergleichen, eine Polyester-Faser wie Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat oder dergleichen, eine Polyolefin-Faser wie Polypropylen,
Polyethylen oder dergleichen, und eine Faser aus regenerierter Cellulose
wie Viskosefilament oder dergleichen verwendet werden, die sämtlich
Faser-Durchmesser und Werte des L/D-Verhältnisses innerhalb der von
der vorliegenden Erfindung geforderten Bereiche haben.
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Der Young'sche Elastizitätsmodul der Faser beträgt 50 kg/mm² bis 700
kg/mm², besonders bevorzugt 50 kg/mm² bis 500 kg/mm². Da eine Faser
mit einem hohen Young'schen Elastizitätsmodul von, beispielsweise, mehr
als 700 kg/mm² eine große Biegesteifigkeit aufweist und eine starke
Verschlingungskraft, z. B. ein säulenartiger Wasserstrom mit einem
extrem hohen Druck, aufgewandt werden muss, um einen
Verschlingungszustand der Fasern mit einem mittleren Abstand der Punkte der
Verschlingung von 300 um oder weniger zu erhalten, ist eine Faser mit
einem Young'schen Elastizitätsmodul von mehr als 700 kg/mm² für die
vorliegende Erfindung nicht geeignet.
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Da das nassgelegte Vlies der vorliegenden Erfindung gemäß der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wie oben beschrieben ist, besitzt es eine
hohe Zugfestigkeit und eine hohe Einreißfestigkeit, die mit einem
konventionellen nassgelegten Vliesstoff nicht erzielbar ist, und weist eine
Zwischenschicht-Haftfestigkeit auf, die in bemerkenswertem Maße höher ist
als diejenige, die in einem Filament-Vliesstoff wie einem durch
Schmelzspinnen hergestellten Vliesstoff oder dergleichen oder einem Vliesstoff,
der durch Herstellen einer Bahn aus Fasern mit einer relativ großen
Faserlänge, Kräuseln mittels einer Karde und Verschlingen der Fasern in
der Bahn durch einen säulenartigen Wasserstrom erhalten wird,
bei
spielsweise ein Vliesstoff vom Spunlaced-Typ wie Sontara®, das von Du
Pont de Nemours & Co., Inc., geliefert wird. Man nehme zur Kenntnis,
dass der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine
hervorragende Einheitlichkeit besitzt, da die Unregelmäßigkeiten des
Gewichts pro Flächeneinheit klein ist, was ein wesentliches Merkmal des
nassgelegten Vliesstoffs ist.
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Des weiteren sind die den nassgefegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung bildenden Fasern ausschließlich mittels eines Vorgangs der
dreidimensionalen Verschlingung miteinander verbunden, und andere
Mittei zum Verbinden, etwa ein Klebstoff oder dergleichen, werden nicht
verwendet. Aus diesem Grunde hat der nassgelegte Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung einen außerordentlich weichen Griff und einen
guten Faltenwurf, verglichen mit einem konventionellen nassgelegten
Vliesstoffs, der mittels eines Klebstoffs oder dergleichen gebunden ist.
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Da der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
herausragende kennzeichnende Eigenschaften hat, die von einem
konventionellen nassgelegten Vliesstoff nicht erreicht werden, kann dieser neue
nassgelegte Vliesstoff bei verschiedenartigen Anwendungen eingesetzt
werden, darunter Anwendungen, für die der konventionelle nassgelegte
Vliesstoff nicht einsetzbar ist, beispielsweise medizinische Materialien wie
Tamponaden und Operationskittel und Unterlegpolster oder dergleichen,
und Hygiene-Materialien wie Windeln, Servietten, Masken oder
dergleichen.
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Die bemerkenswerten Merkmale des nassgelegten Vliesstoffs gemäß der
vorliegenden Erfindung werden im folgenden bei der Erörterung spezieller
Einsatzgebiete erörtert.
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Vliesstoffe werden für Operationskittel verwendet, und da ein derartiger
Kittel die Eigenschaft einer hochgradigen Flüssigkeitssperre aufweisen
muss, schlug das US-Patent Nr. 4 442 161 vor, einen säulenartigen
Wasserstrom in eine Vliesbahn zu injizieren, die durch Doppeln von aus
feinen Fibrillen bestehendem Holzschliff auf einer Bahn von Polyester-
Fasern wie Polyethylenterephthalat-Fasern oder durch Vermischen des
Holzschliffs mit den Polyester-Fasern hergestellt wurde, um die Fibrillen
des Zellstoffs in solcher Weise zu verschlingen, dass die Fibrillen des
Zellstoffs in die Zwischenräume zwischen den Polyester-Fasern mit den
Polyester-Fasern hineingedrückt werden, um die Dichte des Vliesstoffs zu
vergrößern.
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Da der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist, wie im vorstehenden beschrieben ist, ist es nicht erforderlich,
Bindemittel-Fasern wie den in dem US-Patent Nr. 4 442 161 eingesetzten
Holzschliff zu verwenden, um die Zwischenräume zwischen den den
Vliesstoff bildenden Fasern zu verschließen. Beispielsweise hat der aus
einer Polyester-Faser mit einem Titer von 1 den und einer Faserlänge von
12,5 mm hergestellte nassgelegte Vliesstoff die Eigenschaft einer
überlegenen Flüssigkeitssperre, und infolgedessen wird die Anwendung einer
Behandlung des Bindens unnötig.
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Da der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine
überlegene Einheitlichkeit und eine hohe Festigkeit, einschließlich der
Zwischenschicht-Haftfestigkeit, aufweist, kann dieser Vliesstoff in
passender Weise als Zwischenfutter für Kleidungsstücke verwendet werden. Da
weiterhin eine starke Bindung der den nassgelegten Vliesstoff gemäß der
vorliegenden Erfindung bildenden Fasern allein durch eine Verschlingung
der Fasern ohne einen Klebstoff erreicht wird, hat dieser Vliesstoff eine
überlegene Flusenfreiheit und einen weichen Griff und demgemäß eine
überlegene Eignung als Wischmaterial. Aus diesem Grunde kann dieser
Vliesstoff für industrielle Putztücher in der Elektronik-Industrie oder
dergleichen eingesetzt werden. Weiterhin kann der nassgelegte Vliesstoff
gemäß der vorliegenden Erfindung für Luftfilter oder Flüssigkeitsfilter
verwendet werden, insbesondere ein Vorfilter, das zum Herausfiltern von
Teilchen mit einem Durchmesser von 5 um bis 25 um befähigt ist, da die
Eigenschaften dieses Vliesstoffs mit einem mittleren Abstand der Punkte
der Verschlingung 300 um für ein derartiges Filter besonders gut geeignet
sind.
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Es ist bekannt, dass ein Vliesstoff an Stelle eines Grundmaterials aus
einem Gewebe oder einem Gewirke als Grundmaterial für eine
Beschichtung eingesetzt werden kann. Da jedoch die Zwischenschicht-
Haftfestigkeit der herkömmlichen Vliesstoffe im Vergleich zu derjenigen
der Gewebe oder Gewirke niedrig ist, löst sich in einem beschichteten
Textilsubstrat, das durch Auftragen einer Schicht aus einem Polyurethan-
Harz oder einem Vinylchlorid-Harz auf eine Oberfläche des Vliesstoffs
hergestellt ist, die den Überzug bildende Schicht leicht von der den
Vliesstoff bildenden Schicht, und aufgrund dessen lässt sich das
beschichtete Textilsubstrat nicht verwenden. Zur Lösung dieses Problems wird der
konventionelle Vliesstoff mit einem elastischen Polymer wie einem
Polyurethan-Harz, einem Polyacrylester-Harz, SBR, MBR, NBR oder
dergleichen als Bindemittel behandelt, und dann wird die Oberfläche des
konventionellen Vliesstoffs mit einem Polyurethan-Harz, einem
Vinylchlorid-Harz oder dergleichen beschichtet. In diesem Falle wird jedoch der
Griff des beschichteten Vliesstoffs papierartig, und aus diesem Grunde ist
die Güte des beschichteten Vliesstoffs derjenigen eines beschichteten
Textilsubstrats auf der Basis eines Gewebes oder eines Gewirkes
unterlegen. Da der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung im
Vergleich zu einem herkömmlichen Vliesstoff eine bemerkenswert hohe
Zwischenschicht-Haftfestigkeit hat, kann er ohne Bindemittel als
Textilsubstrat für eine Beschichtung verwendet werden, und der nassgelegte
Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Textilsubstrat mit
einem überlegenen weichen Griff und einer hohen Zwischenschicht-
Haftfestigkeit verwendet werden, die sich durch einen herkömmlichen
Vliesstoff nicht erreichen lässt.
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Weiterhin kann der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung als Grundmaterial eines künstlichen Leders verwendet werden.
Beispielsweise kann ein genarbtes Kunstleder dadurch erhalten werden,
dass eine Lösung oder eine Emulsion eines elastischen Polymers, etwa ein
Polyurethan-Harz, ein Vinylchlorid-Harz, SBR, MBR, NBR oder dergleichen
mittels eines Tiefdruck-Beschichters oder einer Rakel oder dergleichen als
Schicht auf eine Oberfläche des nassgelegten Vliesstoffs gemäß der
vorliegenden Erfindung aufgetragen wird. In diesem Fall wird
vorzugsweise, erforderlichenfalls vor dem Beschichtungsprozess, der Vliesstoff in
eine Lösung des elastischen Polymers, etwa des Polyurethan-Harzes oder
dergleichen, eingetaucht und der Vliesstoff dann im trockenen oder
nassen Zustand mit dem elastischen Polymer gefüllt, um die Festigkeit
und den Griff des erhaltenen Kunstleders weiter zu verbessern.
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Bei der Gewinnung eines wildlederartigen Kunstleders aus dem
nassgelegten Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Vliesstoff mit
einer Bahn gefacht, die aus einer Vielzahl extrafeiner Fasern mit einer
Faserfeinheit von 0,5 den oder weniger besteht, der gefachte Körper wird
einer Behandlung zur dreidimensionalen Verschlingung zur Bildung eines
Verbund-Vliesstoffs unterworfen, eine Schicht, in der die extrafeinen
Fasern verschlungen sind, wird velouriert, und erforderlichenfalls wird der
erhaltene Vliesstoff in ein elastisches Polymer eingetaucht und gefärbt.
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Ein Verfahren zur Herstellung des hochfesten nassgelegten Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden erläutert.
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Zunächst werden Stapelfasern mit einer speziellen Gestalt, d. h. einem
Einzelfaser-Durchmesser von 7 um bis 25 um und einem Verhältnis L/D
von 0,8 · 10³ bis 2,0 · 10³ produziert, und eine Aufschlämmung mit einer
Konzentration von 0,1% bis 3% wird durch Dispergieren der Fasern in
Wasser hergestellt. Vorzugsweise wird eine kleine Menge eines
Dispergierungsmittels zu der Aufschlämmung hinzugefügt. Dann wird aus der
Aufschlämmung mit Hilfe einer Papier-Herstellungsmaschine mit einem
langen Netzgewebe oder einem kreisförmigen Netzgewebe ein Vliesstoff-
Flächengebilde erzeugt. Das Flächengewicht des Vliesstoffs wird innerhalb
eines Bereichs von 5 g/m² bis 500 g/m² gehalten, je nach der Anwendung
desselben. Jede beliebige Faser, die sich für die geforderte Anwendung
des Vliesstoffs eignet und Werte des Faserdurchmessers und des
Verhältnisses L/D hat, die die durch die vorliegende Erfindung definierten
Bedingungen erfüllt, kann gegebenenfalls verwendet werden. Weiterhin können
nötigenfalls zwei oder drei Typen von Fasern als Gemisch derselben
verwendet werden. Die Fasern in dem erhaltenen Flächengebilde werden
mittels eines Hochgeschwindigkeits-Fluid-Stromes miteinander
verschlungen. Wenngleich ein beliebiges Fluid, d. h. eine Flüssigkeit oder ein Gas,
für dieses Verfahren eingesetzt werden kann, ist Wasser wegen der
einfachen Verfahrensführung, der Kosten und seiner hohen Aufprall-
Energie am besten geeignet. Der Wasserdruck hängt vom Typ der
eingesetzten Faser und dem Flächengewicht des Vliesstoffs ab. Beispielsweise
kann zur Gewinnung eines Vliesstoffs mit einem mittleren Abstand der
Punkte der Verschlingung 300 um oder weniger ein Wasserstrom mit
einem Druck von 5 kg/cm² bis 200 kg/cm², vorzugsweise von 10 kg/cm²
bis 80 kg/cm², angewandt werden. Wenn der gleiche Faser-Typ
verwendet wird, kann für ein Vliesstoff-Flächengebilde mit einem kleineren
Flächengewicht Wasser mit einem niedrigeren Druck eingesetzt werden,
und für ein Vliesstoff-Flächengebilde mit einem großen Flächengewicht
kann Wasser mit einem höheren Druck eingesetzt werden. Wenn das
Flächengewicht eines Vliesstoffs das gleiche ist, muss zur Erzielung eines
Vliesstoffs mit einer hohen Festigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Wasserstrom mit einem hohen Druck auf ein aus Fasern mit einem
hohen Young'schen Elastizitätsmodul aufgebauten
Vliesstoff-Flächengebilde zur Einwirkung gebracht werden. Der Durchmesser einer Düse
zum Einspritzen des Wassers kann 0,01 mm bis 1,0 mm betragen. Der
geometrische Ort des Wasserstroms auf der Vliesstoff-Bahn kann eine
gerade Linie parallel zur Laufrichtung der Bahn oder eine gekrümmte Linie
sein, die durch Rotation eines Kopfs, an dem die Düse befestigt ist, oder
durch Hin-und-Her-Bewegung des Kopfes in einer Richtung senkrecht zur
Laufrichtung der Bahn entsteht. Eine Mehrzahl von Orten auf einer
Kreisbahn, wobei an jedem Ort eine Verschlingung ist, wird durch
Wiederholung der Rotationsbewegung des Kopfes gegen die laufende Bahn
erreicht. Es wird bevorzugt, diese Drehbewegung des Kopfes
auszunutzen, da diese die folgenden Vorteile mit sich bringt: Da die Einspritzfläche
des Wasserstroms aus einer Düse gegen die Bahn durch die oben
bezeichnete Drehbewegung des Kopfes vergrößert wird, ist der
Wirkungsgrad des durch den Wasserstrom bewirkten Arbeitsgang des
Verschlingens höher, eine Unregelmäßigkeit der geometrischen Orte des
Wasserstroms, die eine Minderung der Qualität eines Produkts bewirkt, wird
unsichtbar, und das Verhältnis zwischen der Festigkeit in der
Längsrichtung des Vliesstoffs und der Festigkeit in der Querrichtung des Vliesstoffs
ist niedrig.
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Ein Hochgeschwindigkeits-Wasser-Strom kann auf nur eine Seite des
Vliesstoffs oder alternativ auf beide Seiten des Vliesstoffs zur Einwirkung
gebracht werden. Die Zahl der Behandlungen mit dem
Hochgeschwindig
keits-Wasser-Strom kann gegebenenfalls so festgelegt werden, dass ein
optimaler Verschlingungs-Zustand erreicht wird.
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Typische Bedingungen in bezug auf den Druck eines Wasserstroms, der
zur Gewinnung eines nassgelegten Vliesstoffs mit einer überlegenen
Einheitlichkeit und einem mittleren Abstand der Punkte der Verschlingung
300 um oder weniger befähigt ist, sind beispielsweise gegeben durch
einen säulenartigen Wasserstrom mit einem Druck von 10 kg/cm² bis 40
kg/cm², der auf eine Seite oder beide Seiten einer Bahn mit einem relativ
kleinen Flächengewicht von 10 g/m² bis 100 g/m² aufgebracht wird, und
ein säulenartiger Wasserstrom mit einem Druck von 30 kg/cm² bis 80
kg/cm² kann alternativ auf beide Seiten der Bahn mit einem relativ
großen Flächengewicht von 150 g/m² bis 500 g/m² aufgebracht werden.
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Als ein Aspekt des Produktionsverfahrens des hochfesten nassgelegten
Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Methode zur
Anwendung gelangen, die einen ersten Schritt des Verschlingens einer
mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellten Bahn durch einen
säulenartigen Wasserstrom, einen zweiten Schritt des Ablegens der
verschlungenen Bahn auf einem groben Drahtnetz mit beispielsweise 10
mesh bis 20 mesh und einen dritten Schritt des Aufspritzens des
säulenartigen Wasser-Stroms auf die Oberseite der verschlungenen Bahn
umfasst, um einen Vliesstoff mit einem Muster zu erhalten, das eine
Mehrzahl offener Löcher enthält, wobei diese Konfiguration derjenigen des
Drahtnetzes ähnlich ist. Hier sind die Bauschigkeit, die Maßhaltigkeit und
der Dehnungsmodul des erhaltenen nassgelegten Vliesstoffs denjenigen
eines nassgelegten Vliesstoffs überlegen, bei dem der obige dritte Schritt
nicht angewandt wird.
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Vorzugsweise wird eine Seite des nassgelegten Vliesstoffs gemäß der
vorliegenden Erfindung im kalten Zustand oder im heißen Zustand mittels
einer Gravur- oder Prägewalze geformt. Dieses Verfahren vermag die
Bindung der Fasern in dem verschlungenen Vliesstoff zu erhöhen, und
damit wird die Festigkeit, etwa die Zugfestigkeit oder dergleichen durch
diese zusätzliche Behandlung weiter verbessert. Weiterhin wird ein
unerwarteter Effekt dahingehend erzielt, dass die Maßhaltigkeit des
Vliesstoffs durch die Anwendung dieser Behandlung verbessert wird.
-
Demzufolge hat der nassgelegte Vliesstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung hohe Werte der Festigkeit, d. h. der Zugfestigkeit, der
Einreißfestigkeit und der Zwischenschicht-Haftfestigkeit, die denjenigen eines
trockengelegten Filament-Vliesstoffs ähneln, und besitzt eine
Einheitlichkeit, die derjenigen eines nassgelegten Vliesstoffs ähnelt. Weiterhin ist
der Griff des nassgelegten Vliesstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung
bemerkenswert weich.
-
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch Beispiele derselben
erläutert, die die vorliegende Erfindung jedoch in keinerlei Weise
einschränken. Die Definitionen und Messungen verschiedener
kennzeichnender Größen, die durchweg in diesen Beispielen verwendet werden, sind
folgende:
Zugfestigkeit (kg/cm):
-
gemessen mittels einer Streifen-Methode nach JIS-L-1096.
Einreißfestigkeit (kg):
-
gemessen mittels einer Einzelzungen-Methode nach JIS-L-1096.
Zwischenschicht-Haftfestigkeit (g/cm):
-
Proben des Vliesstoffs von 13 cm Länge und 2,5 cm Breite wurden
hergestellt; ein Klebeband, Typ D3200 von der Firma Sony
Chemical Co., wurde auf jeder Probe angeordnet, und die Probe und das
Band wurden bei einer Temperatur von 200ºC 30 s unter einem
Druck von 70 kg/cm² gepresst, wodurch ein Verbundkörper erhalten
wurde, in dem die Probe und das Band fest miteinander verbunden
waren.
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Zwischen der Probe und dem Band des Verbundkörpers wurde mit
einem Messer ein Schnitt angebracht, und die getrennte Probe und
das getrennte Band wurden in den Spannfuttern eines
selbstschreibenden Geräts (Autograph) eingespannt.
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Die Bewegungsgeschwindigkeit des Autographs betrug 10 cm/min.
und die Papier-Vorschubgeschwindigkeit des Autographs betrug 10
cm/min.
-
Da das Band fest war und die Probe und das Band fest miteinander
verbunden waren, riss beim Abziehen des Bandes von dem Probe-
Verbundkörper nicht das Band, und das Band und die Probe wurden
auch nicht an der Klebefläche zwischen ihnen getrennt, sondern
stattdessen trennte die auf den Verbundkörper zur Einwirkung
gebrachte Kraft einen Teil des Vliesstoffs von dem anderen Teil des
Vliesstoffs. Dementsprechend wurde mittels dieser Methode die
Zwischenschicht-Haftfestigkeit gemessen.
-
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurden fünf Verbundkörper
gemessen, drei Maximalwerte und drei Minimalwerte wurden der
Spannungs-Dehnungs-Kurve entnommen, und aus diesen sechs
Werten wurde ein Mittelwert berechnet. Die Messung wurde in
gleicher Weise in der Längsrichtung des Vliesstoffs und der
Querrichtung des Vliesstoffs durchgeführt, und ein Mittelwert, der aus den
oben erwähnten, in beiden Richtungen erhaltenen Mittelwerte
gebil
det wurde, drückte die Zwischenschicht-Haftfestigkeit des
Vliesstoffs aus.
Weichheit:
-
Eine 45º-Ausleger-Methode gemäß JIS-L-1096 wurde angewandt,
und der Mittelwert eines Wertes in der Längsrichtung und eines
Wertes in der Querrichtung wurde als Weichheit ausgedrückt.
Mittlerer Abstand der Punkte der Verschlingung:
-
Abstände wurden mittels eines Elektronen-Abtastmikroskops bei
einer 100-fachen Vergrößerung gemessen, und der mittlere Abstand
der Punkte der Verschlingung wurde als Mittelwert aus 50
Messwerten angegeben.
Beispiel 1
-
Eine Mehrzahl Fasern aus Polyethylenterephthalat (im folgenden als PET
bezeichnet) von 1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 10
um wurde auf eine Länge von 10 mm zugeschnitten und in Wasser zu
einer Aufschlämmung mit einer Konzentration von 1% dispergiert. Das
Verhältnis L/D dieser Fasern betrug 10³. Eine Bahn mit einem
Flächengewicht von 50 g/m² wurde aus dieser Aufschlämmung mit Hilfe einer
Papier-Herstellungsmaschine des Typs mit einem geneigten langen
Netzgewebe hergestellt, und ein säulenartiger Wasserstrom mit einem
Druck von 30 kg/cm² wurde aus einer Mehrzahl Düsen eingespritzt, die
jeweils einen Durchmesser von 0,1 mm hatten und in 18 Reihen mit
einem Gangabstand von 5 mm zwischen ihnen auf einer Seite der Bahn
angeordnet waren, um die die Bahn bildenden Fasern miteinander zu
verschlingen. Ein Abstand von 30 mm wurde zwischen den Düsen und der
Bahn aufrechterhalten, und ein Metallnetz von 80 mesh aus
nichtrostendem Stahl wurde unter der Bahn als Trägerelement angeordnet. Das
Wasser durchquerte die Bahn und wurde durch das Metallnetz abgesaugt.
Die gleiche Behandlung mittels des säulenartigen Wasserstroms gelangte
auf die gegenüberliegende Seite der Bahn zur Anwendung, und weiterhin
wurde ein säulenartiger Wasserstrom mit einem Druck von 18 kg/cm² auf
beide Seiten der obigen Bahn gespritzt, und danach wurde die Bahn
getrocknet. Hierdurch wurde eine Probe des nassgelegten Vliesstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten. Der mittlere Abstand der
Punkte der Verschlingung betrug 70 um, und die Kennwerte des
erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,0 kg/cm
-
Querrichtung: 1,9 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,6 kg
-
Querrichtung: 1,4 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2100 g/cm
-
Weichheit: 28 mm
-
Ein Polyethylenterephthalat-Filament-Vliesstoff "Asahikasei Spun Bond®
E3050", bezogen von Asahi Chemical Co., Ltd., hergestellt mittels eines
Schmelzspinnverfahrens, mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde
als Vergleichsbeispiel vorbereitet.
Die Kennwerte dieses Vergleichsbeispiels waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,4 kg/cm
-
Querrichtung: 1,0 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,1 kg
-
Querrichtung: 1,2 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 230 g/cm
-
Weichheit: 41 mm
-
Wie aus den obigen Daten hervorgeht, hat der Vliesstoff der vorliegenden
Erfindung, obwohl er ein nassgelegter Vliesstoff ist, eine Zugfestigkeit und
eine Einreißfestigkeit ähnlich denjenigen des Filament-Vliesstoffs, wies
jedoch eine höhere Zwischenschicht-Haftfestigkeit als der Vergleichs-
Filament-Vliesstoff. Weiterhin hatte dieser Vliesstoff einen extrem weichen
Griff und eine Einheitlichkeit, d. h. eine Einheitlichkeit des
Flächengewichts, die derjenigen eines vergleichbaren nassgelegten Vliesstoff
ähnelte, und es wurde bestätigt, dass der nassgelegte Vliesstoff im
Vergleich zu den bekannten konventionellen Vliesstoffen eine überlegene
Qualität hatte.
Vergleichsbeispiel 1
-
Ein PET-Filament von 0,1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser
von 3 um, wurde mittels eines Direktspinnverfahrens erzeugt und auf eine
Länge von 3 mm zugeschnitten. Das Verhältnis L/D-betrug 10³. In diesem
Vergleichsbeispiel 1 wurden die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1
angewandt, um einen Vliesstoff herzustellen.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 36 um, und die
Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 1,4 kg/cm
-
Querrichtung: 1,2 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,2 kg
-
Querrichtung: 0,2 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 910 g/cm
-
Weichheit: 24 mm
-
Man beachte, dass die Einreißfestigkeit bei diesem Vergleichsbeispiel
bemerkenswert niedrig ist.
Vergleichsbeispiel 2
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer PET-Faser von 1 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 10 um, und einer Länge von
51 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das
Verhältnis L/D dieser Faser betrug 5,1 · 10³. Viele der Fasern in der
Aufschlämmung wurden miteinander verschlungen, Blöcke von Fasern
traten zerstreut über die ganze Aufschlämmung auf, und die Dispersion
der Fasern in der Aufschlämmung war schlecht. Die Bahn wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mit säulenartigen Wasserströmen
behandelt, jedoch mit der Abweichung, dass der Druck des Wasserstroms
bei der ersten Behandlung 40 kg/cm² und bei der zweiten Behandlung 25
kg/cm² betrug.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 330 um, und
die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung 0,8 kg/cm
-
Querrichtung: 0,7 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,6 kg
-
Querrichtung: 3,4 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 210 g/cm
-
Weichheit: 39 mm
Vergleichsbeispiel 3
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 6 von 5 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 24 mm, und einer Länge von 5 mm
mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D
dieser Faser betrug 0,21 · 10³. Die Dispersion der Fasern in der
Aufschlämmung war gut, und die Bahn wurde unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 1 mit säulenartigen Wasserströmen behandelt.
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 340 um, und
die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,4 kg/cm
-
Querrichtung: 0,2 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,8 kg
-
Querrichtung: 0,6 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 195 g/cm
-
Weichheit: 43 mm
Vergleichsbeispiel 4
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 50 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Polypropylen von 3 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 22 um, und einer Länge von
20 mm und einem Young'schen Elastizitätsmodul von 900 kg/cm² mittels
einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis L/D dieser
Faser betrug 0,91 · 10³.
-
Die Bahn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mit
säulenartigen Wasserströmen behandelt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 350 um, und
die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,1 kg/cm
-
Querrichtung: 0,09 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,7 kg
-
Querrichtung: 0,3 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 180 g/cm
-
Weichheit: 41 mm
Beispiel 2
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 300 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 66 von 1,5 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 13,1 um, und einer Länge von
12,5 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das
Verhältnis L/D dieser Faser betrug 0,95 · 10³.
-
Eine Vorrichtung zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme mit einer
Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von 0,2 mm, die in 12
Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen von 5 mm angeordnet und
30 mm oberhalb der Bahn angebracht waren, und mit einem
Trägerelement aus einem Metallnetz von 80 mesh wurde eingesetzt. Die
Behandlung mit den säulenförmigen Wasserströmen wurde auf eine Seite und
dann auf die entgegengesetzte Seite der Bahn angewandt, während das
Wasser durch das Metallnetz abgesaugt wurde, und diese Behandlung
wurde zweimal wiederholt. Der Druck des Wasserstroms betrug 70
kg/cm² bei der ersten Behandlung und 50 kg/cm² bei der zweiten
Behandlung. Dann wurde der verschlungene Vliesstoff getrocknet.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 90 um, und die
Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 16,1 kg/cm
-
Querrichtung: 15,7 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 9,7 kg
-
Querrichtung: 10,0 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1900 g/cm
-
Weichheit: 74 mm
-
Da dieser Vliesstoff gute Einheitlichkeit aufweist und die Zugfestigkeit und
die Einreißfestigkeit in der Längsrichtung und in der Querrichtung nahezu
die gleichen Werte zeigen, kann dieser Vliesstoff als Material für
Bauzwecke, beispielsweise Bedachungen, verwendet werden.
Beispiel 3
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 40 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus nach dem Viskose-Verfahren
produzierten Cellulose-Fasern, d. h. einem Viskose-Filament von 1 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 9,7 um, und einer Länge von
15 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das
Verhältnis L/D dieser Faser betrug 1,55 · 10³.
-
Eine Vorrichtung zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme mit einer
Vielzahl von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von 0,08 mm, die in
10 Reihen mit einem Gangabstand zwischen ihnen von 2 mm angeordnet
und 50 mm oberhalb der Bahn angebracht waren, und mit einem die
Bahn unterstützenden Trägerelement aus einem Metallnetz von 60 mesh
wurde eingesetzt. Die Behandlung mit den säulenförmigen
Wasserströmen wurde auf eine Seite und dann auf die entgegengesetzte Seite der
Bahn angewandt, und diese Behandlung wurde dreimal wiederholt. Der
Druck des Wasserstroms betrug 15 kg/cm² bei der ersten Behandlung, 23
kg/cm² bei der zweiten Behandlung und 16 kg/cm² bei der dritten
Behandlung. Dann wurde der verschlungene Vliesstoff getrocknet.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 52 um, und die
Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,14 kg/cm
-
Querrichtung: 0,10 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,30 kg
-
Querrichtung: 0,25 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1020 g/cm
-
Weichheit: 26 mm
-
Ein Filament-Vliesstoff der Cellulose-Gruppe, "Bemliese®", bezogen von
Asahi Chemical Co., Ltd., mit einem Flächengewicht von 40 g/m² wurde
als Vergleichsbeispiel vorbereitet.
-
Die Kennwerte dieses Vergleichsbeispiels waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,22 kg/cm
-
Querrichtung: 0,03 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 0,21 kg
-
Querrichtung: 0,24 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 160 g/cm
-
Weichheit: 34 mm
-
Wie aus den obigen Werten hervorgeht, hat dieser Vliesstoff nahezu die
gleichen Festigkeitswerte wie Bemliese, hat jedoch einen weicheren Griff
als Bemliese.
Beispiel 4
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 40 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer PET-Faser von 2,0 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 14 um, und einer Länge von
20 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das
Verhältnis L/D dieser Faser betrug 1,42 · 10³.
-
Eine Bahn aus Holzschliff mit einem Flächengewicht von 30 g/m² wurde
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, und diese
Bahn aus Holzschliff wurde zwischen zwei PET-Bahnen angeordnet,
wodurch ein dreilagiges Laminat gebildet wurde.
-
Zum Verwirren der Fasern in dem laminierten Flächengebilde wurde ein
Apparat zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme mit einer Vielzahl
von Düsen mit jeweils einem Durchmesser von 0,1 mm, die in 15 Reihen
mit einem Gangabstand zwischen ihnen von 5 mm angeordnet und 30
mm oberhalb der Laminat-Bahn angebracht waren, eingesetzt. In diesem
Falle rotierte der Kopf mit den Düsen mit 700 Umdrehungen/min. und die
Laminat-Bahn wurde mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min bewegt. Die
Behandlung mit den säulenförmigen Wasserströmen wurde auf eine Seite
und dann auf die entgegengesetzte Seite der Bahn angewandt, und diese
Behandlung wurde zweimal wiederholt. Der Druck des Wasserstroms
betrug 15 kg/cm² bei der ersten Behandlung und 28 kg/cm² bei der
zweiten Behandlung.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 32 um, und die
Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 4,1 kg/cm
-
Querrichtung: 4,0 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,1 kg
-
Querrichtung: 2,9 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1300 g/cm
-
Weichheit: 42 mm
-
Da dieser Vliesstoff sich die Hygroskopizität des Holzschliffs zunutze
macht, kann er für Einweg-Bekleidung, z. B. einen Operationskittel oder
dergleichen, verwendet werden.
Beispiel 5
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Eine Polypropylen-Faser von 1,5 den, entsprechend einem
Faser-Durchmesser von 15,6 um, und einer Länge von 17,5 mm und eine
Viskosefilament-Faser von 1 den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 9,7
um, und einer Länge von 12,5 mm wurden gemischt. Das Verhältnis L/D
der Polypropylen-Faser betrug 1,1 · 10³, und das Verhältnis L/D der
Viskosefilament-Faser betrug 1,3 · 10³. Das Mischungsverhältnis betrug
70% Polypropylen-Faser zu 30% Viskosefilament-Faser.
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 60 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mittels einer
Papier-Herstellungsmaschine hergestellt, und die Behandlung der Bahn mit
säulenartigen Wasserströmen wurde unter den gleichen Bedingungen wie
in Beispiel 4 durchgeführt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses Vliesstoffs
betrug 150 um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,6 kg/cm
-
Querrichtung: 3,3 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 2,4 kg
-
Querrichtung: 2,1 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1230 g/cm
-
Weichheit: 39 mm
-
Da dieser Vliesstoff sich die antistatischen Eigenschaften und die
Hygroskopizität der Cellulose-Faser zunutze macht, kann er für
Wischtücher oder ein Futter für eine Diskette oder dergleichen auf dem Gebiet der
Elektronik eingesetzt werden.
Beispiel 6
-
Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 95 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 66 von 2 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 15,1 um, und einer Länge von
15 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das
Verhältnis L/D dieser Faser betrug 1,0 · 10³.
-
Die Behandlung der Bahn mit säulenartigen Wasserströmen wurde unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit der
Abweichung, dass der Druck des Wasserstroms auf 40 kg/cm² geändert
wurde und die Behandlung für beide Seiten der Bahn zweimal wiederholt
wurde.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses Vliesstoffs
betrug 93 um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 6,3 kg/cm
-
Querrichtung: 5,6 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 3,5 kg
-
Querrichtung: 2,7 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2100 g/cm
-
Weichheit: 37 mm
-
Ein Polyurethan mit Polyether-Gruppen wurde in Dimethylformamid
gelöst, so dass die Konzentration des Polyurethans in der Lösung 30%
betrug. Diese Lösung wurde mit Hilfe einer Rakel als Schicht bis zu einem
Flächengewicht des Überzugs von 45 g/m² auf eine Oberfläche des
Vliesstoffs aufgetragen. Der beschichtete Vliesstoff hatte einen
außergewöhnlich weichen Griff, da er keinen Klebstoff enthielt. Weiterhin wurde
auf der Oberfläche des Polyurethan-Films eine äußerst feine Kräuselung
gebildet, und dieser beschichtete Vliesstoff hatte ein natürliches Aussehen
mit einem hochklassigen Griff, wie er sich aufgrund der Narbung eines
Naturleders ergibt. Da weiterhin dieser Vliesstoff eine genügend hohe
Zwischenschicht-Haftfestigkeit aufwies, wenn er als Tuch-Material für
Sesselbezüge oder dergleichen verwendet wurde, trat während des
Gebrauchs des Sessels keine Ablösung der den Sesselbezug bildenden
Schichten auf.
Beispiel 7
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Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 300 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus Nylon 6 von 1,5 den,
entsprechend einem Faser-Durchmesser von 13,1 um, und einer Länge von 12,5
mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt. Das Verhältnis
L/D dieser Faser betrug 0,95 · 10³.
-
Zum Verwirren der Fasern in dem Flächengebilde wurde eine Vorrichtung
zum Einspritzen säulenartiger Wasserströme mit einer Vielzahl von Düsen
mit jeweils einem Durchmesser von 0,2 mm, die in 18 Reihen mit einem
Gangabstand zwischen ihnen von 5 mm angeordnet und 30 mm oberhalb
der Bahn angebracht waren, eingesetzt. In diesem Falle rotierte der Kopf
mit den Düsen mit 150 Umdrehungen/min. und die Bahn wurde mit einer
Geschwindigkeit von 5 m/min bewegt.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung dieses Vliesstoffs
betrug 120 um, und die Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren
folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 18,9 kg/cm
-
Querrichtung: 16,4 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 13,1 kg
-
Querrichtung: 11,5 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 2210 g/cm
-
Ein Polyurethan, das Polytetramethylenglycol als Polyol-Komponente, ein
p,p'-Diphenylmethandiisocyanat als Isocyanat-Komponente enthielt und
ein Ethylenglycol als Kettenverlängerungsmittel verwendete, wurde in
Dimethylformamid gelöst, so dass die Konzentration des Polyurethans in
der Lösung 15% betrug. Der Vliesstoff wurde in die obige Lösung
eingetaucht und mit einem Quetschverhältnis von 300% ausgepresst, und das
Polyurethan wurde in Wasser koaguliert. Nach dem Trocknen wurde eine
Oberfläche des erhaltenen Flächengebildes mit Hilfe einer mit
Schmirgelpapier von 320 mesh bespannten Bandschleifmaschine geglättet, und
dann wurde die geglättete Oberfläche der Bahn mittels einer
Kalanderwalze mit einer Oberflächentemperatur von 150ºC gepresst. Des weiteren
wurde die geglättete und gepresste Oberfläche der Bahn mit einer ein
Polybutylenadipat, p,p'-Diphenylmethandiisocyanat und ein Ethylenglycol
enthaltenden 30-proz. Dimethylformamid-Lösung mit Hilfe einer
Gravurwalze beschichtet, und das Polyurethan wurde in Wasser koaguliert und
dann getrocknet. Im Anschluss daran wurde die gravierte Oberfläche der
Bahn mit einer 40-proz. Lösung eines Polyethylenglycols, des p,p'-
Diphenylmethandiisocyanats und von Ethylendiamin in einem
Mischlösungsmittel aus Methylethylketon und Isopropylalkohol mit Hilfe einer
Gravurwalze beschichtet, und das Lösungsmittel wurde bei einer
Temperatur von 130ºC entfernt. In dem erhaltenen Verbundstoff-Material mit
narbenartiger Oberfläche hatte die Oberfläche der Deckschicht aus dem
Polyurethan des Verbundstoff-Materials eine hervorragende
Geschmeidigkeit, und das Verbundstoff-Material an sich hatte eine hervorragende
Weichheit. Die Kennwerte des erhaltenen flächigen Verbundstoff-Materials
waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 21,5 kg/cm
-
Querrichtung: 20,6 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 13,8 kg
-
Querrichtung: 12,1 kg
-
Weichheit: 81 mm
-
Die oben angegebenen Werte der Zugfestigkeit und der Einreißfestigkeit
reichten aus, um eine Verwendung dieses Verbundstoff-Materials für
Sportschuhe zu ermöglichen.
Beispiel 8
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Eine Bahn mit einem Flächengewicht von 200 g/m² wurde unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer Nylon-66-Faser von 1
den, entsprechend einem Faser-Durchmesser von 10,7 um, und einer
Länge von 10 mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt.
Das Verhältnis L/D dieser Faser betrug 0,93 · 10³. Eine andere Bahn mit
einem Flächengewicht von 70 g/m² wurde unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 1 aus einer mittels eines Direktspinnverfahrens
hergestellten, extrafeinen PET-Faser von 0,1 den und einer Länge von 5
mm mittels einer Papier-Herstellungsmaschine hergestellt, und diese PET-
Bahn wurde dann über die Nylon-Bahn gelegt.
-
Die übereinander liegenden Bahnen wurden mittels eines säulenartigen
Wasserstroms unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 6
miteinander verschlungen.
-
Der mittlere Abstand der Punkte der Verschlingung betrug 93 um, und die
Kennwerte des erhaltenen Vliesstoffs waren folgende:
Zugfestigkeit
-
Längsrichtung: 12,6 kg/cm
-
Querrichtung: 10,8 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 8,9 kg
-
Querrichtung: 8,7 kg
-
Zwischenschicht-Haftfestigkeit: 1900 g/cm
-
Die Oberfläche der PET-Bahn in dem samtartigen Flächengebilde wurde
mit Hilfe einer mit Schmirgelpapier von 240 mesh bespannten
Bandschleifmaschine geglättet, und diese Oberfläche wurde mit Hilfe einer
Rakel mit einer 20-proz. Lösung von Polyvinylalkohol beschichtet, der in
heißem Wasser gelöst worden war, und mittels Heißluft getrocknet. Das
erhaltene Flächengebilde wurde in eine Polyurethan-Emulsion
eingetaucht, die eine Konzentration von 1,5% hatte und durch Dispergieren
eines Polyurethans, das ein Polypropylenglycol, Isophorondiisocyanat und
Ethylendiamin enthielt, in Wasser hergestellt worden war. Das Wasser
wurde aus dem Flächengebilde durch heiße Luft zur Koagulierung des
Polyurethans entfernt, und der Polyvinylalkohol wurde dann aus dem
Flächengebilde durch Eintauchen in heißes Wasser von 80ºC entfernt.
Das erhaltene flächige Verbundstoff-Material wurde simultan mittels einer
Zirkulationsfärbemaschine gefärbt und dann gewaschen und getrocknet.
-
Die Kennwerte des erhaltenen flächigen Verbundstoff-Materials waren
folgende:
Zugfestigkeit
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Längsrichtung: 13,0 kg/cm
-
Querrichtung: 11,3 kg/cm
Einreißfestigkeit
-
Längsrichtung: 6,7 kg
-
Querrichtung: 6,0 kg
-
Weichheit: 63 mm
-
Die Oberfläche der PET-Bahn in dem aus Lagen bestehenden
Flächengebilde, d. h. dem Verbundstoff-Material, hat das Aussehen eines eleganten
Velours, und dieses Verbundstoff-Material besaß eine ausreichende
Festigkeit und einen zufriedenstellenden Griff und konnte auf den
Gebieten der Oberbekleidung und der Raumausstattung als hochklassiges
Velours-Textilmaterial eingesetzt werden.