DE1410252C - Verfahren zur Herstellung ge bundener Faservliesstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gebundenen Faservliesstoffes, bei welchem die Fasern des Vlieses vor der Aufbringung des Bindemittels mit einem wäßrigen Benetzungsmittel befeuchtet werden und bei welchem auf das befeuchtete Faservlies in vorbestimmten, in Abstand voneinander angeordneten Abschnitten im, Tiefdruckverfahren das Bindemittel in einer Größenordnung von etwa 1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasertrockengewicht, aufgetragen, gegebenenfalls ausgehärtet und das Faservlies gespült und getrocknet wird.

Die Erfindung betrifft insbesondere solche Faservliesstoffe, bei welchem die gekrempelten Textilfasern größtenteils in einer vorherrschenden Richtung ausgerichtet sind (Parallelfaservliese), wie auch solche, bei denen die Fasern wahllos bzw. unregelmäßig angeordnet und nicht vorwiegend in irgendeiner Richtung ausgerichtet sind (Wirrfaservliese).

Das herkömmliche Ausgangsmaterial für gebundene Faservliesstoffe der in Betracht kommenden Art ist eine Faserbahn, die aus Fasern mit einer solchen Länge besteht, wie man sie in der Textilindustrie üblicherweise verwendet, oder aus Mischungen derselben, wobei die Fasern eine durchschnittliche Länge von etwa 1,2 bis etwa 5 cm besitzen. Am geeignetsten sind natürliche Fasern, wie Baumwolle und Wolle, und die synthetischen Cellulosefasern, insbesondere Reyon oder regenerierte Cellulose. Diesen Fasern wird normalerweise eine geringe Menge von Fasern mit einer durchschnittlichen Länge von weniger als etwa 1,2 cm zugesetzt.

Eine derartige Faserbahn wird dann einer Behandlung zwecks Bindens der Fasern unterworfen, um die einzelnen Fasern zu verankern, damit eine selbsttragende Bahn gebildet wird.

S Bei Faservliesstoffen der in Betracht kommenden Art ist es bereits bekannt, Bindemittel in einer solchen Menge auf die Faserbahn aufzutragen, daß mehr als 50°/o, zweckmäßigerweise 60%, der Bahnoberfläche mit Bindemittelabschnitten bedeckt

ίο sind. Dies erschien hinsichtlich einer ausreichenden Materialfestigkeit notwendig, führte aber dazu, daß der Faservliesstoff nicht textilähnlich genug war, keine Weichheit, keinen gefälligen Faltenwurf zeigte und eine ungenügende Griffigkeit aufwies. Zwar wird bei dem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stoffes die Faserbahn angefeuchtet, jedoch vor allem, um das Bindemittel in die Faserbahn eindringen zu lassen. Nachdem aber beliebige Bindemittel anwendbar sein können, d. h. wandernde Bindemittel nicht

ao ausdrücklich ausgeschlossen sein sollen, ergibt sich zwangläufig, daß das aufgetragene Bindemittel nicht nur in der Tiefe, sondern auch in der Breite in die Faserbahn eindringt und sich ausbreitet. Die Folge sind eine unerwünschte Steifheit und andere uner-

a5 wünschte Eigenschaften des fertigen Produkts.

Es ist auch bereits bekanntgeworden, zur vollflächigen Behandlung bzw. Imprägnierung einer Faserbahn zwecks Bindung der Fasern Cellulosexanthogenat zu verwenden, doch spielte hierbei die Eigenschaft dieses Bindemittels, bei sachgemäßer Anwendung in dem Fasermaterial praktisch nicht zu wandern, keine Rolle, sondern lediglich die Möglichkeit, so gebundene Faservliesstoffe in üblicher Weise wie Textilien waschen zu können. Soweit das Bindemittel nicht vollflächig auf die Faserbahn aufgebracht wurde, sondern wenn man es nur an einzelnen bestimmten Stellen haben wollte, hat man dieses üblicherweise aufgedruckt, und zwar nach der Art des Tiefdruckverfahrens. Die auf Faserbahnen aufgedruckten Bindemittelstellen hatten die unterschiedlichsten Formen und Anordnungen, zumeist aber in einem regelmäßigen Muster bei vorbestimmten Abständen der Bindemittelstellen voneinander, insbesondere um zu gewährleisten, daß eine ausreichende Bindung der Fasern in der Bahn gegeben ist.

Den vorbekannten gebundenen Faservliesstoffen haftet der Nachteil an, daß sie in der Regel zu hart sind, um sie auf bestimmten Anwendungsgebieten, für die sie eigentlich vorgesehen sein sollten, einsetzen zu können. Weiterhin waren sie, soweit eine punktweise Bindung angewandt wurde, nicht waschfest bzw. bei Feuchtigkeitsaufnahme nicht reißfest genug.
Ein weiterer Nachteil, der im wesentlichen Anlaß zu den erwähnten Nachteilen der vorbekannten Faservliesstoffe gibt, liegt darin, daß unabhängig von der Art der verwendeten Fasern ein Wandern des Bindemittels von den Bindemittelauftragstellen aus in die Faserbahn hinein festzustellen ist, wodurch insbesondere die Weichheit, die Griffigkeit, der gefällige Faltenwurf u. dgl. ähnliche Eigenschaften eines Textilstoffes in erheblichem Maße beeinträchtigt wurden. Hierfür ist nicht unwesentlich die Oberflächenspannung des Bindemittels sowie die in der Faserbahn zwangläufig sich ergebende Kapillarität verantwortlich, durch die ein Auseinanderfüeßen und Wandern des Bindemittels erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

weiches, dauerhaftes, möglichst reiß- und waschfestes Faservlies zu schaffen, welches möglichst weitgehend alle guten textlien E.genschaften eines gewebten Faserstoffes aufweist.

Um diese Aufgabe zu lösen, gilt es vor allem, die aufgezeigten Nachteile der vorbekannten gebundenen Faservliesstoffe zu beseitigen bzw. weitestgehend zu vermeiden, und um in der Lage zu sein, industriell Faservliesstoffe mit den gewünschten Eigenschaften herstellen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, bei der Herstellung der Vliese eine Reihe von Maßnahmen vorzusehen, die als solche teilweise bekannte Merkmale darstellen, deren Bedeutung jedoch in der erfindungsgemäßen Kombinationliegt.

Bei der Herstellung des gebundenen Faservlieses werden die Fasern vor der Aufbringung des Bindemittels mit einem wäßrigen Benetzungsmittel befeuchtet, und anschließend wird auf das befeuchtete Faservlies das Bindemittel in vorbestimmten, in Abstand voneinander angeordneten Abschnitten im Tiefdruckverfahren in einer Größenordnung von etwa 1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasertrockengewicht, aufgedruckt. Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß als Bindemittel ein nicht wanderndes Cellulosemittel, wie regenerierte Cellulose oder Cellulosexanthogenat, mit einer Viskosität von 10 bis 100 Sekunden (Kugelfallprobe) verwendet wird, wobei in jedem vorbestimmten Bindemittelabschnitt 13 bis 35 Gewichtsprozent Bindemittel, bezogen auf das Gewicht der Fasern in den Bindemittelabschnitten, auf das Vlies aufgebracht werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis erwiesen, wenn das Faservlies aus Cellulosefasern oder überwiegend aus Cellulosefasern besteht. Bei der Durchführung des Verfahrens ist es von Vorteil, den Feuchtigkeitsgrad der Faserbahn vor der Aufbringung des Bindemittels auf einen bestimmten Wert einzustellen, der von verschiedensten Parametern abhängig ist, wie sich dies aus den nachstehend angegebenen Beispielen ergibt. Vorteilhafterweise liegt der Feuchtigkeitsgrad zwischen etwa 70 und 250 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Trockenfaservlieses.

In den F i g. 1 und 2 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Teilstück eines gebundenen Faservliesstoffes gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine an sich bekannte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Faservliesstoffes gemäß der Erfindung nach F i g. 1 in schematischer Darstellung.

In F i g. 1 ist ein Querschnitt eines Teils des gebundenen Faservliesstoffes 70 dargestellt, bei welchem die Fasern durch punktförmige, im Abstand voneinander und vorzugsweise in regelmäßigem Muster angeordnete Bindemittelaufträge gebunden sind. Wie erkennbar, haben die Bindemittelabschnitte 72 im wesentlichen einen rechtwinkligen Querschnitt und erstrecken sich im wesentlichen vollkommen und in normaler Richtung durch den Faservliesstoff von einer Oberfläche zur anderen hindurch.

Das Verhältnis des Gewichts des Bindemittel auftrags im Bereich der Bindemittelabschnitte zum Gewicht des Fasermaterials in diesen Bindemittelabschnitten stellt einen wesentlichen und charakteristischen Faktor zur Bestimmung der Weichheit, des Faltenwurfs und des Griffs des fertigen gebundenen Faservliesstoffes dar und ist ferner von besonderer Wichtigkeit im Hinblick auf ein körniges, griesiges Sichanfühlen. Dieses Verhältnis kann durch eine chemische Analyse oder schneller durch Bestimmung der Menge des in den Bindemittelabschnitten aufgetragenen Bindemittels aus dem Gewicht

ίο des Faservliesstoffes vor oder nach der Bindung festgestellt werden. Gemäß der Erfindung beträgt der Bindemittelzusatz etwa 1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockene Fasermaterialbahn. Das Gewicht des Fasermaterials im Bereich der Binde-* mittelabschnitte errechnet sich aus der Teilbedeckung des Bindemittels, multipliziert mit dem Gewicht des trockenen Faservlieses. Gemäß der Erfindung beträgt die prozentuale Bedeckung etwa 10 bis 50 %, zweckmäßig etwa 12 bis 35 % des trockenen Faservlieses.

Es wurde festgestellt, daß die Anwendung extremer

Werte, bezogen auf die vorgenannten Werte des Bindemittelzusatzes und des Gewichts des Faserma-

"terials, in den Bindemittelabschnitten nicht zu den gewünschten Faservliesstoffen führt; d. h. wenn 1% Bindemittelzusatz in Kombination mit 50% Oberflächenbedeckung gewünscht wird für ein Verhältnis von 1:50 (oder 2 °/o Bindemittel, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials in den Bindemittelabschnitten), ist der erhaltene Faservliesstoff nicht • fest, dauerhaft, waschbar oder widerstandsfähig genug gegen Abrieb u. dgl. Ähnlich verhält es sich, wenn 7 % Bindemittelzusatz in Kombination mit 10°/o Oberflächenbedeckung für ein Verhältnis von 7:10 verwendet wird (oder 70 % Bindemittel, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials in den Bindemittelabschnitten); der erhaltene Faservliesstoff ist dann nicht genügend weich, besitzt keinen guten Griff und fühlt sich körnig, griesig, sandig od. dgl. an. In solchen Fällen tritt auch eine erhebliche, unerwünschte Wanderung des Bindemittels nach den Seiten hin ein.

Es wurde festgestellt, daß die Gewichtsverhältnisse des Bindemittels in bezug auf das Gewicht des faserigen Materials im Bereich der Bindemittelabschnitte von etwa 13 bis etwa 35 Gewichtsprozent Bindemittel, bezogen auf das trockene Gewicht des Fasermaterials im Bindemittelabschnitt, die günstigsten sind, weil sie die gewünschten und charakteristischen Eigenschaften und Merkmale des gebundenen Faservliesstoffes hervorrufen, vorausgesetzt, daß das Bindemittel im wesentlichen einheitlich und vollkommen die Faserbahn durchdringt. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet hat sich ergeben, daß eine Menge zwischen etwa 15 bis 30% Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht in dem Bindemittelabschnitt, am zweckmäßigsten ist.

In F i g. 2 ist eine an sich bekannte Vorrichtung schematisch dargestellt, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Eine z. B. aus einer Krempelmaschine herauslaufende Fasermaterialbahn W wird in den einstellbaren Spalt des Walzenpaars 100 und 101 eingeführt. Die untere Walze 100 ist die Trägerwalze, und die obere WaI-ze 1Ö1 ist die Gegenwalze. Eine in dem Behälter 102 befindliche wäßrige Flüssigkeit wird aus dem Bad durch die Aufnehmerwalze 103, die teilweise in das Bad eintaucht, hochgeführt und auf die Träger-

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walze 100 übertragen. Diese Walze 100 überträgt die Flüssigkeit auf die laufende Fasermaterialbahn W, die mit ihr in Berührung steht. Die Eintauchtiefe der Walze 103 in das Bad und der Druck zwischen den Walzen 100 und 101 können entsprechend dem Auftrag der gewünschten Menge wäßriger Flüssigkeit auf die Fasermaterialbahn W eingestellt werden. Die Oberflächen der Walzen 100 und 101 sind gewöhnlich glatt, um eine ganzflächige Übertragung von Flüssigkeit auf die Faserbahn W zu gewährleisten.

Hinter der ersten Walzengruppe ist eine zweite, gleichartige vorgesehen, mittels derer das Bindemittel aus dem Behälter 105 mit Hilfe der in dieses eintauchenden Aufnehmerwalze 106 auf die Trägerwalze 107 übertragen wird, die ihrerseits das Bindemittel, das durch den Schaber 109 reguliert wird, an die laufende Faserbahn W abgibt. Die Gegenwalze 108 bekannter Art befindet sich auf der Oberseite der laufenden Bahn W und arbeitet mit der Trägerwalze 107 zusammen, um das Bindemittel auf bzw. in die Bahn auf- bzw. einzutragen. Die Oberfläche der Walze 107 enthält entsprechende Einätzungen oder Eingravierungen, um die notwendigen Vertiefungen zum Aufnehmen des Bindemittels nach dem Prinzip des Rotationsdruckverfahrens zu erhalten. Die Tiefe und die Dimensionen der eingravierten und eingeätzten Vertiefungen in der Oberfläche der Walze sind von der Menge des Bindemittelauftrags abhängig.

Die so behandelte gebundene Faservliesbahn W wird dann durch ein bekanntes System von Bädern oder anderen Behandlungsvorrichtungen 110 bzw. 120 geführt, um durch physikalische und bzw. oder chemische Prozesse das aufgetragene Bindemittel zu verfestigen und die Faservliesbahn zu trocknen, die dann schließlich auf eine Aufwickelwalze 130 gewickelt wird.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele im einzelnen näher erläutert.

Beispiell

Eine Bahn aus gekrempelten 1,5 Denier glänzenden Viskose-Reyonfasern mit etwa 4 cm Stapellänge und mit einem Gewicht von 240 g/m² wird mit Wasser bis zu einer Feuchtigkeitsaufnahme von etwa 170 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene Gewicht der Faserbahn, angefeuchtet. Diese angefeuchtete Faserbahn wird unmittelbar durch Bedrucken (bevor irgendein wesentlicher Verlust des Feuchtigkeitsgehalts eintritt) auf einer Rotationsdruckvorrichtung mit etwa 6 Linien pro cm gebunden, wobei jede Linie 0,4 mm breit und 0,1mm tief ist und spiralförmig gleichmäßig in einem Abstand im Winkel von 45° um die Achse der Druckwalze angeordnet ist. Das Bindemittel besteht aus Cellulosexanthogcnat, 6% Ätzalkali und 6,5% Cellulose; die Viskosität beträgt 60 Sekunden (nach der Kugelfallprobc). Die behandelte Bahn wird dann unmittelbar durch ein Bad geführt, das 20% Natriumsulfat und 4% Schwefelsäure enthält, aus ihr die Badflüssigkcit mittels Vakuum abgezogen und mit Wasser gewaschen, um alle Spuren von Chemikalien zu entfernen. Der gebundene Faservliesstoff wird dann iiuf Trockentrommel·! bekannter Art bei .Temperaturen von 110" C getrocknet. Der erhaltene ungewebte I-asuistoir ist weich, besitzt eine gute Abricbfestigkeit in nassem Zustand, einen gefälligen Faltenwurf und ist stark und waschbar, sogar in einer automatischen Haushaltswaschmaschine. Die Bindemittelabschnitte sind verhältnismäßig weich und biegsam und bilden keine harten oder körnigen Teilchen festen Bindemittels. Das Erzeugnis ist in vorteilhafter Weise als Bezug oder Umhüllung für Windeln zu verwenden, die zum einmaligen Gebrauch bestimmtsind.

Beispiele 2, 3 und 4

Das Verfahren entspricht im wesentlichen demjenigen nach Beispiell. Beim Beispiel2 beträgt der Grad der Feuchtigkeitsaufnahme im Faserstoff 100 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene Gewicht der Faserbahn; die Viskosität der Viskose beträgt 15 Sekunden (Kugelfallprobe). Beim B e i s ρ i e 1 3 ist die Feuchtigkeitsaufnahme 140Gewichts-

ao prozent, bezogen auf das trockene Gewicht der Faserbahn; die Viskosität des Bindemittels beträgt 35 Sekunden (Kugelfallprobe). Beim Beispiel4 entspricht die aufgenommene Feuchtigkeit 220 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene Gewicht der Faserbahn; die Viskosität des Bindemittels beträgt 95 Sekunden (Kugelfallprobe). Die erhaltenen gebundenen Faservliesstoffe sind weich, besitzen einen guten Faltenwurf, sind fest, besitzen eine gute Abriebfestigkeit in nassem Zustand und sind in einer automatischen Haushaltswaschmaschine waschbar. Die Bindemittellinien sind verhältnismäßig weich und biegsam und bilden keine harten, sich unangenehm anfühlende Stellen. Die Erzeugnisse können als Küchenvorhänge, Dekorationsstoffe od. dgl. verwendet

35' werden.

Beispiele5 und 6

Die Verfahrensmaßnahmen entsprechen im wesentlichen den zuvor beschriebenen. Die Faserbahn besteht aus einer Mischung von 50 Gewichtsprozent Baumwolle und 50 Gewichtsprozent matten Viskose-Reyon-Fasern von 1,5 Denier und 4 cm Stapellänge. Der gebundene Faservliesstoff wiegt im Falle des Beispiels5 480 g/m² und des Beispie Is 6 720 g/m². Die Ergebnisse sind mit denjenigen vergleichbar, wie sie in Beispiell angegeben sind. Die Erzeugnisse sind z. B. als Tischdecken zu verwenden. Zur Herstellung des Faservliesstoffes von 480 g/m² besitzt die Rotationsdruckwalze etwa 4 bis

5 Linien pro cm, wobei jede Linie 0,5 mm breit und 0,15 mm tief ist. Zur Herstellung des Faservliesstoffes von 720 g/m² besitzt die Rotationsdruckwalze etwa 4 Linien pro cm, wobei jede Linie 0,65 mm breit und 0,20 mm tief ist.

Beispiel 7

Eine Wirrfaserbahn wird mit Hilfe von Flüssigkeit auf einer Papierherstellungsmaschine aus 1,5 Denier und 0,5 cm glänzenden Viskose-Reyon-Fasern hergestellt und wiegt etwa 420 g/m². Um dem Vlies die notwendige Stärke zu verleihen, damit es leicht behandelt und bedruckt werden kann, wird es mit 0,5 % Polyvinylalkohollösung, einem flüchtigen Bindemittel, imprägniert. Der Fcuchtigkeitsanlcil wird auf 160%, bezogen auf das trockene Fasergewicht, eingestellt. Der Bindemittelauftrag erfolgt mittels einer Rotalionsdruckwal/c mit etwa Ci Linien pro cm, wobei jede Linie etwa 0,4 mm breit und 0,15 mm tief ist. Der

erhaltene Faservliesstoff ist verhältnismäßig weich und hat einen textilähnlichen Griff; ferner ist er dauerhaft, besitzt einen guten Abriebwiderstand in nassem Zustand und ist waschbar. Man entdeckt keine festen Massen eines schweren Bindemittels, und der Stoff fühlt sich nicht sandig oder körnig an.

Beispiel 8

Die Maßnahmen entsprechen denjenigen wie beim Beispiel 7. Die Fasermaterialbahn wird mit Hilfe eines Luftstroms, wie aus den USA.-Patentschriften 2 676 363 und 2 676 364 ersichtlich, gebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 610/83

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines gebundenen Faservliesstoffes, bei welchem die Fasern des Vlieses vor der Aufbringung des Bindemittels mit einem wäßrigen Benetzungsmittel befeuchtet werden und bei welchem auf das befeuchtete Faservlies in vorbestimmten, in Abstand voneinander angeordneten Abschnitten im Tiefdruckverfahren das Bindemittel in einer Größenordnung von etwa 1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasertrockengewicht, aufgetragen, gegebenenfalls ausgehärtet und das Faservlies gespült und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein nicht wanderndes Cellulosebindemittel, wie regenerierte Cellulose oder Cellulosexanthogenat, mit einer Viskosität von 10 bis 100 Sekunden (Kugelfallprobe) verwendet wird, wobei in jedem vorbestimmten Bindemittelabschnitt 13 bis 35 Gewichtsprozent Bindemittel, bezogen auf das Gewicht der Fasern in den Bindemittelabschnitten, auf das Vlies aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Vlieses aus Cellulosefasern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit wäßriger Flüssigkeit behandelte Vlies einen Feuchtigkeitsgrad zwischen 70 und 250 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des trockenen Vlieses, aufweist.