DE2430955A1 - Spinngebundenes nichtgewebtes gewebe - Google Patents
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Description
DR. !.MAAS
DR. G. SPOTT
8000 MÖNCHEN 40
SCHLEiSSHEIMEHSTR. 299
TEL. 3 59 22 Ot/2 05
DC 1948
Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, V.St.A.
Die Erfindung bezieht sich auf spinngebundene nichtgewebte Gewebe.
Ein spinngebundenes Gewebe ist ein aus kontinuierlichen Fäden bestehenden nichtgewebtes Material, das hergestellt wird durch
Kombinierung der gesamten Stufen vom Polymer bis zum fertigen
Gewebe in einem einzigen Verfahren. Fadenvorhänge werden extrudiert,
gezogen, auf ein Band geleitet und hierauf zu einer Bahn mit der erforderlichen Abmessung vereinigt. Die
Bahn wird dann gebunden und kann im gleichen Einstufenverfahren endveredelt werden.
Die grundlegenden Verfahrensschritte zur Herstellung spinngebundener
nichtgewebter Materialien sind ziemlich einfach. Mehrfachspinndüsen extrudieren große Anzahlen von Fäden, die
mittels Walzen oder Luft hoher Geschwindigkeit in Gruppen gezogen und orientiert werden und dann in einer gewissen gewünschten
geometrischen Anordnung auf ein sich langsamer bewegendes poröses Band gebracht werden, auf dem die Fäden durch
eine Saugwirkung festgehalten werden. Das Förderband bringt die Bahn dann zu einer Bindevorrichtung (geheizte Walzen,
eine Vorrichtung zum Aufbringen von Bindemittel usw.) und schließlich zu einer Reihe weiterer Verarbeitungsstufen des
Verfahrens. Bei den letzten Verfahrensstufen kann es sich um die traditionellen Textilausrüstungsstufen handeln, wie
Drucken oder Embossieren, wenn die Verfahrensgeschwindig-.keiten entsprechend günstig liegen. Im Anschluß daran wird
das Gewebe geprüft, aufgewickelt und verpackt.
Im Handel ist eine Reihe spinngebundener nichtgewebter Materialien zu erhalten. Beispiele solcher Materialien sind
diejenigen auf Polyesterbasis, Polypropylenbasis, Polyäthylenbasis, Nylonbasis oder Kombinationen hieraus. Die. jeweils
verwendete besondere Faserart hängt von der Art des fertigen Produkts ab, das man herstellen möchte. Spinngebundene nichtgewebte
Materialien werden beispielsweise als Buchumschläge, Bekleidungsmaterial oder Teppichunterseiten verwendet.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein spinngebundenes nichtgewebtes
Gewebe, auf dem sich ein Silicon-Glycol-Copolymer der
allgemeinen Formel
(CH3)3SiOj (CH3)2Sio{χj (CH3)GSioJySi(CH3)3
befindet, worin G für einen Rest der Struktur R(OC-H,) OH
j O Z
steht, R Alkylen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, χ·
einen Mittelwert von 40 bis 90 hat, y für einen Mittelwert
von 1 bis 10 steht und ζ einen Mittelwert von 1 bis 10 bedeutet.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein spinngebundenes nichtgewebtes PolyolefIngewebe, auf dem sich ein Silicon-Glycol-Copolymer
der oben angegebenen allgemeinen Formel befindet.
Ferner betrifft die Erfindung eine spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite, auf der sich ein
Silicon-Glycol-Copolymer der oben angegebenen allgemeinen Formel befindet.
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Eine der wichtigsten wirtschaftlichen Verwendungsarten
eines spinngebundenen nichtgewebten Materials ist die Verwendung von spinngebundenem nichtgewebtem Polypropylen
als Teppichunterseite. Die spinngebundenen nichtgewebten Polypropylenmaterialien haben die gewobenen Jutematerialien
ersetzt, die bisher zur Herstellung von Teppichunterseiten verwendet wurden. Bei diesem Verfahren wird das
Teppichgarn mit einer großen Nadel verknüpft, die das spinngebundene
nichtgewebte Polypropylengewebe durchsticht, das vorwiegend
die Unterseite eines Teppichs bilden soll. Eine Schlaufenvorrichtung
fängt das Garn auf der Unterseite und bildet Schlaufen oder Büschel, und die Nadel wird dann herausgezogen.
Die Gewebeunterlage wird dann weiter bewegt und der ganze Vorgang wird zur Bildung weiterer Büschel wiederholt. Die
Büschel bilden die Haardecke oder Oberseite des fertigen
Teppichs. Eine handelsübliche Büschelmaschine k.ann über bis zu 2400 Nadeln in einer Reihe verfügen, die alle gleichsinnig
arbeiten, um beispielsweise einen 4,5 m breiten Teppich herzustellen.
Die hauptsächliche"Unterseite, die das spinngebundene
nichtgewebte Polypropylen ist, ist die Strukturbasis des Teppichs. Sie hält den Flor an Ort und Stelle und verleiht dem
Teppich Dimensionsstabilität und Festigkeit. Auf die Unterseite des mit einem Flor versehenen spinngebundenen nichtgewebten
Polypropylens wird ein überzug aus Leim oder Latex
aufgebracht, beispielsweise aus Naturkautschuk oder Styrolbutadienkautsch.uk,
und dieser überzug verankert die Büschel bzw. den Flor fest an Ort und Stelle und bewahrt ihn vor einem
Herausziehen. Auf den Teppich kann dann abschließend eine Jute- oder Schaumunterlage aufgebracht werden, die als Polster
oder Kissen wirkt. Bei der Entwicklung dieser Anwendung des ,spinngebundenen nichtgewebten Gewebes zeigte eich, daß die
Nadeln die Teppichunterseite beim Durchdringen der Struktur ziemlich stark schädigen, was beim Florbildungsverfahren
zu einem starken Festigkeitsverlust führt. Es wurde hierauf gefunden, daß sich durch Behandeln der spinngebundenen nichtgewebten
Polypropylenteppichunterseite mit einer Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit
das Durchdringen der Nadel durch
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die Teppichunterseite bei der Florbildung erleichtern und die Faserzerstörung sowie der hieraus resultierende Festigkeitsverlust
stark verringern lassen. Bei der Verwendung der Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit trat jedoch eine
Reihe von Schwierigkeiten auf. Zu den ernstesten Schwierigkeiten kam es während des Färbens des Teppichs bei Verwendung
der spinngebundenen nichtgewebten Polypropylenteppichunterseite. Beim kontinuierlichen Färbeverfahren nach Küster
(nämlich einem Schaumfärbeverfahren mit Dampf) für Teppiche wurde durch die Methylwasserstoffpolysiloxanflässigkeit auf
der Teppichunterseite die Schaumhöhe im System verringert, was zu einer ungleichförmigen Färbung des Teppichs führte. Andere
Probleme ergaben sich durch die verringerte Benetzbarkeit des Teppichs, die Neigung des Teppichs in wässrigen Systemen
zu treiben bzw. zu schwimmen, die relativ leichte Entflammbarkeit des Teppichs sowie die hohen Kosten der verwendeten Methylwassers
toffpolysiloxanflüssigkeit.
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß man durch Verwendung
des Silicon-Glycol-Copolymers der oben angegebenen allgemeinen Formel anstelle der bisher verwendeten Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit
nicht nur eine gute Schmierung erhält, was das Durchdringen der Nadel durch die Teppichunterseite beim
Florbildungsverfahren erleichtert, sondern daß sich hierdurch gleichzeitig auch die beim Küster-Verfahren auftretenden
Schwierigkeiten beim Färben des Teppichs stark verringern oder sogar ganz vermeiden lassen.
Wie aus obiger allgemeiner Formel zu entnehmen ist, ist das Silicon-Glycol-Copolymer, das die erfindungsgemäßen Ergebnisse
und Vorteile bringt, ein trimethylsilylendblockiertes Siloxan, das 40 bis 90 Dimethylsiloxaneinheiten und 1 bis 10 Methylglycolsiloxaneinheiten
enthält. Die erfindungsgemäß geeigneten Copolymeren sind in Wasser unlöslich. Die wasserlöslichen Silicon-Glycol-Copolymeren
benetzen die Latexunterseite des Teppichs zu stark, so daß die Polypropylenunterlage zu stark
durchdrungen wird, was zu einer schlechten Teppichqualität führt.
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_ K mm
Die Glycoleinheiten sind in der allgemeinen Formel durch das
Symbol G angegeben, das genauer gesagt der Struktur der Formel -R(OC3H,.) OH entspricht. Der Substituent R in dieser
Struktur kann irgendeine Alkyieneinheit mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
sein. R kann daher für Methylen, Äthylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Hexylen, Decylen, Dodecylen oder Octadecylen
stehen. Der durch die Formel (OC3Hg) wiedergegebene Glycolanteil der Struktur entspricht, wie ersichtlich, der
Formel eines Propylenglycols. Bei diesem Glycol handelt es sich um ein hydroxylendblockiertes oder, wie der Fachmann
normalerweise sagt, ein unblockiertes Glycol. Wie bereits
erwähnt, kann der Glycolanteil der Struktur im Mittel aus 1 bis 10 Propylenoxideinheiten bestehen, d.h. das Symbol ζ
hat einen Mittelwert von 1 bis 10. Das Symbol ζ sollte vorzugsweise
einen Mittelwert von 1 bis 5 haben.
Die Methylglycolsiloxaneinheiten in dem Silicon-Glycol-Copolymer
können von einem Mittelwert von 1 bis 10 reichen, was besagt, daß das Symbol y einen Mittelwert von 1 bis 10
bedeuten kann. Im allgemeinen sollte der Mittelwert des Symbols y jedoch 1 bis 5 betragen. Der Index χ kann für
einen Mittelwert von 40 bis 90 stehen,.vorzugsweise bedeutet
er jedoch einen Mittelwert von 50 bis 75. Der Index χ
gibt die Anzahl an Dimethylsiloxaneinheiten in dem Silicon-"
Glycol-Copolymer an.
Aufgrund der oben angegebenen Strukturmerkmale ist der mit der Herstellung solcher Materialien vertraute Fachmann ohne weiteres
in der Lage, das oben angegebene Silicon-Glycol-Copolymer
herzustellen.
Das Silicon-Glycol-Copolymer läßt sich in irgendeiner bei der Ausrüstung von Geweben oder Textilien bekannten Weise auf
die spinngebundenen nichtgewebten Materialien aufbrIngen.Die
Verwendung einer Gravierwalze wird hierzu jedoch im Moment bevorzugt. Die auf das Gewebe aufgebrachte Menge hängt in
einem gewissen Ausmaß von den gewünschten Ergebnissen ab,
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sie liegt jedoch im allgemeinen zwischen 0,1 und 10. Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Gewebes. Eine Menge von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent wird jedoch im allgemeinen
den meisten Bedürfnissen genügen. Das Silicon-Glycol-Copolymer kann auf das Gewebe als solches oder in Form einer
Lösung in einem geeigneten Träger, wie Wasser (emulgiert), niederen Alkoholen, Äthern, Ketonen oder sonstigen mit Wasser
verträglichen Lösungsmittelnf aufgebracht werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Alle Teile und Prozente beziehen sich auf Gewichtsangaben, und alle Viskositäten sind bei 25 0C gemessen, sofern
nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1 Ein Silicon-Glycol-Copolymer der allgemeinen Formel
(CH3) 3Si0 j (CH3) 2Sioj ^67 J (CH3) SioJ ^3Si (CH3) 3
(CH2) 3(OC3H6)_2f5OH
wird unter Verwendung einer Gravierwalze auf eine spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite aufgebracht.
Die Aufnahme beträgt etwa 1 % an Silicon-Glycol-Copolymer, bezogen auf das Gewicht der Teppichunterseite.
Aus der behandelten Unterseite stellt man dann ein Stück eines mit Büscheln bzw. einem Flor versehenen Teppichs her.
Es zeigte sich, daß die durch das erfindungsgemäße Silicon-Glycol-Copolymer
beim Florbildungsverfahren erreichte Schmierung der Nadeln derjenigen entsprach, die man mit der
gegenwärtig verwendeten Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit bei der gleichen Aufnahme, nämlich einer Aufnahme von
1 %, erhielt.
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Der oben hergestellte Teppich wird mit einer Latexkatuschukunterseite
versehen. Der Latex durchdringt etwa 35 % der Stärke des spinngebundenen nichtgewebten Polypropylens, und bei Behandlung
mit der.Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit beträgt die Durchdringung an Latex durch das spinngebundene nichtgewebte
Polypropylen etwa 30 %. Beide Durchdringungswerte halten sich in einem annehmbaren Bereich.
Das gemäß Beispiel 1 verwendete Silicon-Glycol-Copolymer wird
mittels einer Gravierwalze derart auf eine spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite aufgebracht, daß
man eine Aufnahme von 4 % erhält. Aus der so behandelten Unterlage
stellt man einen mit Büscheln bzw. mit Flor versehenen Teppich her, worauf man das Ganze 7 Wochen altern läßt, bevor
man nach dem Küster-Verfahren färbt. Beim Färbeverfahren kommt es nach 5 Sekunden zur Schaumbildung, der eine Höhe
von 5,O8 cm erreicht, eine Lebensdauer von 120 Sekunden hat und
qualitativ sehr gut ist. Es treten also, beim Färben dieses Teppichs keine Probleme auf.
Zum Vergleich konnte die spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite
mit einer mittels einer Gravierwalze aufgetragenen Methylwasserstoffpolysiloxanflüssigkeit mit
einer Aufnahme von 3 % und anschließender Florbildung des Teppichs nicht nach dem Küster-Verfahren gefärbt werden, da sich
durch die Gegenwart dieses Siloxans kein Schaum bildete. Dieser Versuch wurde durchgeführt, nachdem man den Teppich 1 Woche
altern lief;.
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Es ist zu beachten, daß erfindungsgemäß mehr Silicon-Glycol-Copolymer
aufgenommen wird, so daß erwartungsgemäß die Antischaumwirkung
sogar größer hätte sein müssen. Ferner ist zu erwähnen, daß die erfindungsgemäße Probe langer gealtert wurde als die
spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite, was eigentlich auch eher zu Schwierigkeiten beim Färben führen sollte.
Werden die bei obigen Beispielen verwendeten Silicon-Glycol-Copolymere
durch die folgenden genannten Copolymere ersetzt, dann erhält man eine spinngebundene nichtgewebte Polypropylenteppichunterseite,
durch die die Nadeln bei der Florbildung ausgezeichnet geschmiert werden, und die sich dann ohne beachtliche
Entschäumung nach dem Küster-Verfahren färben läßt.
(A) (CH3)3SiO J (CH3)2SioJ 4Q j (CH3)SiOJ1Si (CH3)
(B) (CH3)3Si0j (CH3)2Sioj5oI (CH3)SiOJ3Si(CH3)
(CH2)3(OC3Hg)3OH
(C) (CH3)3Si0j (CH3)2SioJ 75 j (CH3)SiOJ 5Si(CH3)3
(CH2J3(OC3Hg)5OH
(D) (CH3)3Si0j (CH3)2Si0J 90 j (CH3)Sioj1QSi(CH3)3
(CH2)3
(E) (CH3)3Si0 j(CH3)2Si0J 65 j (CH3)Sioj 4Si(CH3)
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. Be i s ρ i e 1 4
Bringt man auf ein spinngebundenes nichtgewebtes Polyester
gewebe, oder, ein spinngebundenes Polyäthylenmaterial 2 %
eines Silieon-Glycol-Copolymers: der allgemeinen Formel
(CH3)3SiO j (CH3)2SioJ 70 j (CH3)SiOJ?Si(CH3)3
auf, dann erhält man eine ausgezeichnete Oberflächenvergütung,
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Claims (3)
1. Spinngebundenes nichtgewebtes Gewebe, dadurch gekennzeichnet,
daß sich auf ihm ein Silicon-Glycol-Copolymer der allgemeinen Formel
(CH3)3Si0j(CH3)2SiöJxj (CH3)GSiOJySi(CH3)3
befindet, worin
G für einen Rest der Struktur R(OC5H,) OH steht,
j ο Ζ
R Älkylen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet,
χ für einen Mittelwert von 40 bis 90 steht,
y einen Mittelwert von 1 bis 10 hat und
ζ einen Mittelwert von 1 bis 10 bedeutet-.
2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Substituent R 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, χ einen Mittelwert von 50 bis 75 hat, y für einen Mittelwert von 1
bis 5 steht und ζ einen Mittelwert von 1 bis 5 bedeutet.
3. Gewebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Substituent R 3 Kohlenstoffatome enthält, χ einen Mittelwert
von etwa 67 hat, y für einen Mittelwert von etwa 3 steht und ζ einen Mittelwert von etwa 2,5 bedeutet.
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Applications Claiming Priority (2)
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