DE4242539C2 - Verfahren zum Verfestigen von textilen Produkten, hergestellt aus Naturfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen und Versteifen von textilen Produkten, insbesondere Vliesstoffen aus pektinhaltigen Faser­ stoffen mittels mechanischen Drucks und Hitze.

Bei der Vliesstoffverfestigung sind allgemein mechanische, chemische und thermische Verfahren bekannt. Bei der mechanischen Verfestigung unter­ scheidet man Vernadelung mit Hilfe von Filznadeln, Faserverschlingungen durch Wasserstrahlen (spunlaced) oder Nähwirkverfahren ohne Faden. Der Verfestigungsgrad ist bei diesen Verfahren relativ gering; zur Erzielung höherer Festigkeiten erfolgt die Einarbeitung von Verstärkungsgeweben oder eine zusätzliche chemische Verfestigung. Naturfasern wie Jute, Flachs und Hanf lassen sich nur eingeschränkt bis zu einem gewissen Grad vernadeln; das Nadelverfahren ist hier nur bedingt zur Verfestigung geeignet.

Der größte Teil der Vliesstoffe wird chemisch verfestigt. Mittels Vollbad- Imprägnierung, Sprühverfestigung, Pflatschen oder Schaumverfestigen wird dabei ein Mittel zugegeben, das nach der Behandlung die einzelnen Fasern stofflich verbindet. Der Nachteil dieser Verfahren ist, daß ein zusätzlicher Stoff, nämlich das Bindemittel erforderlich ist.

Bei der thermischen Verfestigung werden thermoplastische Faserstoffe unter der Einwirkung von Hitze erweicht und miteinander in Kontakt stehende Fasern verklebt. Der Nachteil dieses Verfahrers ist, daß hierfür nur thermoplastische Faserstoffe geeignet sind und durch die Deformierung und Verklebung der Fasern ihr Fasercharakter zerstört wird. Als pektinhaltige Faserstoffe gelten Naturfaserstoffe wie Flachs oder Hanf. Die Fasern werden dabei von Pektinen (Pflanzenleim) umhüllt, der bei Zimmertemperatur ein Stoff von fester Konsistenz ist. Dieser Stoff besitzt die Eigenschaft, oberhalb einer Temperatur von 150°C zu erweichen. Diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um Textilien, insbesondere Vliesstoffe aus derartigen Faserstoffen zu verfestigen. Inbesondere bei ungerösteten Stengelfasern ist der Pektinanteil in einer Höhe, daß er sich als Verfestigungs- und Versteifungsmittel für textile Produkte sehr gut ausnutzen läßt. So wird der Pektin- und Hemicelluloseanteil eines ungerösteten Flachses in "Textilveredlung" 6/1987 S. 220-223 mit 20% angegeben. Aber auch geröstete Stengelfasern besitzen noch Pektinanteile von 7 bis 8% bei Flachs ("Naturfasern/Chemiefasern". Fachbuchverlag Leipzig 1955; "Melliand Textilberichte 11/1990 S. 825 bis 830) und etwa 10% bei Hanf ("Naturfasern/Chemiefasern". Fachbuchverlag Leipzig 1955), die für Verfestigungs- bzw. Versteifungszwecke nutzbar sind.

Bei einer Temperatur von mindestens 150°C, vorzugsweise 200°C bis 230°C erweicht diese Pektinschicht und mittels eines Preßwerks und nachfolgender Abkühlung kann die Textilie verfestigt werden. Die Obergrenze der nutz­ baren Temperatur ist bei dem Verfahren je nach dem thermischen Schädi­ gungsgrad bzw. der thermischen Zersetzung des Naturfaserstoffs gegeben. Nach dem Abkühlen sind die vorher unverbundenen Stengelfasern unterein­ ander wie mit einem Bindemittel verbunden. Das vormals die Fasern um­ schlossene Pektin hat sich nach Intensität der eingewirkten Hitze braun verfärbt und verbindet die einzelnen Fasern an deren Berührungspunkten. Bei der Wahl der Verfestigungstemperatur ist zu beachten, ein Optimum zwischen ausreichendem Erweichen der Pektinschicht und einer minimalen thermischen Schädigung der Fasersubstanz zu finden. Dieser optimale Bereich der Temperatur ist von den weiteren Prozeßparametern wie Preß­ druck, Zeitdauer, Charakter der Textilie, Anforderung an das Endprodukt abhängig.

Das Verfahren kann bei textilen Produkten mit pektinhaltigen Faseranteilen dazu genutzt werden, um

• - Textilien zu verfestigen,
• - Textilien zu verdichten,
• - Textilien oberflächlich zu glätten (beispielsweise um die Haarigkeit zu reduzieren),
• - Textilien zu versteifen,
• - Textilien in einer permanenten Form zu fixieren,
• - als Bindefasern in Textilmischungen zu fungieren,
• - eine derartige Textilie mit anderen Textilien zu verbinden (beispielsweise zur Ausbildung von Sandwichstrukturen).

Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß zum Verfestigen, Versteifen und Glätten von textilen Produkten mit Anteilen pektinhaltiger Naturfasern keine zusätzlichen Bindemittel erforderlich sind, es wird das natürlich vorhandene Pektin genutzt. Das Verfahren ist einfach und ohne Belastungen der Umwelt. Die verfestigten Textilien, vorzugsweise Vliesstoffe, bestehen nur aus ihren ursprünglichen Bestandteilen und sind problemlos biologisch abbaubar.

Ausführungsbeispiel 1

Ein tiefziehfähiges Vlies aus ungeröstetem Flachs wird mittels Tief­ ziehvorrichtung geformt und anschließend in einer Form bei einer Temperatur von 200°C und einem Druck von 80 kp/cm² verfestigt und versteift. Der so hergestellte Formkörper aus ungeröstetem Flachs wird danach zur Verstärkung von Epoxidharz nach der RTM-Technologie eingesetzt.

Ausführungsbeispiel 2

Ein vernadeltes Vlies aus geröstetem Flachs wird mittels Tunnelofen auf 220°C aufgeheizt und mit beheizten Prägewalzen bei einem Druck von 100 kp/cm² behandelt. Das Flachsvlies erhält dadurch eine permanente wabenartige dreidimensionale Form, ist gegenüber dem Ausgangsvlies verdichtet, verfestigt und besitzt eine geglättete Oberfläche.

Ein derartiges Vlies läßt sich gut handhaben und in Formen zur Herstellung von Verbundwerkstoffen einlegen. Die ausgebildete dreidimensionale, versteifte Struktur wirkt gegen Delaminierungserscheinungen in Verbundwerkstoffen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verfestigung von textilen Produkten, insbesondere Vliesstoffen, hergestellt aus Naturfaserstoffen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Pektinanteil durch Wärmebehandlung von mindestens 150°C, vorzugsweise bei 200°C bis 230°C erweicht wird und ein äußerer mechanischer Druck das Flächengebilde komprimiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Erhitzen und Pressen zeitgleich erfolgen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen und Pressen zeitlich verschoben erfolgen.