DE602004004362T2

DE602004004362T2 - Herstellung eines vlieses aus glasfasern und zellstofffasern in einem kationischen medium

Info

Publication number: DE602004004362T2
Application number: DE602004004362T
Authority: DE
Inventors: Michel Droux; Carl Desaint Jean
Original assignee: Saint Gobain Vetrotex France SA
Current assignee: Saint Gobain Adfors SAS
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: CA2512753A1; US8157957B2; KR101127969B1; US20120118521A1; KR20120013995A; MXPA05006960A; US8273214B2; DE602004004362D1; AU2004209310A1; PL214237B1; BRPI0406508A; KR101236413B1; NO20053750L; KR20050096126A; EP1581696A1; JP2006517621A; ATE351943T1; NO20053750D0; CN1723313A; PL378340A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfasern und Cellulosefasern umfassenden Vliesstoffes in einem kationischen Medium.
Vliesstoffe, die Cellulosefasern und Glasfasern umfassen, besitzen gleichzeitig hohe Zugfestigkeit und hohen Weiterreißwiderstand. Diese Eigenschaftskombination macht diesen Typ eines Materials zu einem ausgezeichneten Kandidaten für die Verstärkung von Schindeln (englisch "shingles"), oftmals auch als "kanadische Schindeln" bezeichnet. Diese Schindeln werden im Allgemeinen durch Imprägnieren einer Faserstruktur wie eines Vliesstoffes mit Teer oder Asphalt erhalten.
Unter einem Vliesstoff (englisch "veil") ist ein Nonwoven zu verstehen, das von vollständig verteilten Filamenten gebildet wird. Dabei beträgt das Flächengewicht der erfindungsgemäßen Vliesstoffe im Allgemeinen 20 bis 150 g/m² und insbesondere 30 bis 130 g/m², beispielsweise etwa 100 g/m².
In WO 99/13154 wird ein Nassverfahren zur Herstellung eines Glas/Cellulose-Vliesstoffes, der 5 bis 15 % Bindemittel enthält, gelehrt. Entsprechend jenem Dokument wird die Verteilung der Fasern in Gegenwart eines anionischen Viskositätsmodifikators (Nalco 2388) und eines Dispergiermittels, dessen Charakter nicht präzisiert wird, sichergestellt.
In WO 01/11138 wird ein zweistufiges Herstellungsverfahren gelehrt, das eine erste Stufe zur Herstellung einer Suspension, die Cellulosefasern und ein kationisches Polymer umfasst, und eine zweite Stufe zur Herstellung einer Suspension, die Glasfasern, ein Dispergiermittel und einen Viskositätsmodifikator umfasst, umfasst, wobei diese zwei Suspensionen anschließend vor dem Durchlauf über ein Bildungssieb vereinigt werden. In jenem Dokument wird nichts über den gegebenenfalls ionischen Charakter des Kreislaufwassers zum Zeitpunkt seines Durchlaufs durch das Bildungssieb gelehrt.
Die wässrige Lösung, in welcher die Fasern dispergiert sind, wird als Kreislaufwasser bezeichnet. Dabei ist von der Anmelderin festgestellt worden, dass die Eigenart des ionischen Charakters des Kreislaufwassers zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Suspension, welche die Faserarten umfasst, auf dem Bildungssieb für die Qualität der Dispersion selbst und infolgedessen für die Homogenität des gebildeten Vliesstoffes von großer Bedeutung ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach, da es das gleichzeitige Suspendieren von Glasfasern und Cellulosefasern in einer einzigen Stufe und direkt im Kreislaufwasser erlaubt.
Die kontinuierliche Herstellung eines Vliesstoffs verlangt den Durchlauf eines Betts aus dispergierten Fasern durch eine Gruppe aus mehreren aufeinander folgenden Einrichtungen, die jeweils diesen Fasern eine spezielle Behandlung zuteil werden lassen müssen. Das Faserbett läuft nach seiner Bildung in einer Bildungseinrichtung anschließend gegebenenfalls durch eine Einrichtung zum Aufbringen eines Bindemittels und danach durch eine Trocknungseinrichtung. Der Transport des Betts durch diese Einrichtungen wird mittels durchlaufender Bänder realisiert, wobei das Bett im Allgemeinen von einem Band auf das nächste übergeben werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst:

– eine Stufe des Dispergierens von Kurzglasfasern und Cellulosefasern in einem Kreislaufwasser,
– eine Stufe zur Bildung eines Betts in einer Bildungseinrichtung mittels Durchlauf der Dispersion auf einem Bildungssieb, durch welches das Kreislaufwasser abläuft, wobei die Fasern auf dem Sieb zurückgehalten werden und die Dispersion zum Zeitpunkt des Durchlaufs eine positive (das heißt kationische) Ionenladung aufgrund der Tatsache hat, dass das Kreislaufwasser zu diesem Zeitpunkt selbst kationisch ist, vorzugsweise derart, dass 10 Milliliter Kreis laufwasser zu diesem Zeitpunkt mit 1 bis 4 Millilitern einer anionischen 1·10^–3 N Titrierlösung neutralisierbar sind, und anschließend
– eine Wärmebehandlungstufe in einer Trocknungseinrichtung.

Erfindungsgemäß ist das Kreislaufwasser wenigstens ab dem Zeitpunkt kationisch, zu welchem begonnen wird, ihm Fasern zuzugeben. Vorzugsweise bleibt das Kreislaufwasser sowie die es enthaltende Dispersion wenigstens bis zum Durchlauf über das Bildungssieb kationisch. In einem kontinuierlichen Verfahren, in welchem das Kreislaufwasser zurückgeleitet wird, ist dieses im Allgemeinen ständig kationisch. So kann das Verfahren kontinuierlich sein, wobei das Kreislaufwasser zurückgeleitet wird und während des gesamten Kreislaufs einen kationischen Charakter aufweist.
Der kationische Charakter des Kreislaufwassers ist der Grund für eine vorteilhafte Verteilung der Glasfasern und der Cellulosefasern ab deren Zugabe zu diesem Wasser bis zum Durchlauf über das Bildungssieb. So ist es erfindungsgemäß nicht erforderlich, eine Vordispersion einer der Faserarten (Cellulose oder Glas) mit kationischem Charakter vor Vermischen dieser Fasern mit der anderen Faserart herzustellen. Insbesondere ist es daher nicht notwendig, weder beispielsweise ein kationisches Polymer (noch ein anderes Mittel mit kationischem Charakter) in einer vorhergehenden Dispersion vor dem Vermischen dieser Cellulose mit den Glasfasern in dem Kreislaufwasser der Cellulose zuzugeben. Es ist auch nicht mehr notwendig, weder ein kationisches Polymer (noch ein anderes kationisches Mittel) den Glasfasern in einer vorhergehenden Dispersion vor dem Vermischen dieser Glasfasern mit den Cellulosefasern im Kreislaufwasser zuzugeben. Somit werden im Allgemeinen weder die Cellulose- noch die Glasfasern mit einer kationischen Spezies behandelt, bevor sie dem Kreislaufwasser zugegeben werden.
Das Aufrechterhalten des kationischen Charakters des Kreislaufwassers schließt erforderlichenfalls nicht das Vorhandensein von Bestandteilen mit anionischem, nichtionischem oder amphoterem (das heißt gleichzeitig kationischem und anioni schem) Charakter in diesem Wasser aus, wenn insgesamt durch das Vorhandensein von mindestens einem weiteren kationischen Bestandteil der insgesamt kationische Charakter des Kreislaufwassers sichergestellt bleibt. Im Allgemeinen enthält das Kreislaufwasser mindestens ein kationisches Dispergiermittel in einer solchen Menge, dass das Kreislaufwasser kationisch ist.
Der ionische Charakter des Kreislaufwassers kann durch Potentiometrie bestimmt werden. Dafür kann insbesondere ein Teilchenladungsdetektor wie derjenige der Marke Mütek PCD 03 und das Titriergerät Mütek Titrator PCD-Two verwendet werden. Das Prinzip dieser Methode besteht darin, ein bestimmtes Volumen (beispielsweise 10 ml) Kreislaufwasser, dessen kationischer Charakter bestimmt werden soll, mit einem gemessenen Volumen einer anionischen wässrigen Titrierlösung zu neutralisieren. Als Titrierlösung kann beispielsweise eine beispielsweise 10^–3 N Natriumpolyethylensulfonatlösung ("Pes-Na") verwendet werden. Der kationische Charakter des Kreislaufwassers kann durch die Anzahl Milliliter Pes-Na-Lösung angegeben werden, die zum Neutralisieren von 10 Millilitern Kreislaufwasser erforderlich war.
Vorzugsweise ist das Kreislaufwasser derart kationisch, dass 10 ml Kreislaufwasser mit 1 bis 10 ml 10^–3-N anionischer Titrierlösung und besonders bevorzugt mit 1,5 bis 4 ml dieser anionischen Titrierlösung neutralisiert werden können.
Dies führt weiterhin dazu festzustellen, dass das Kreislaufwasser vorzugsweise mit 1·10^–4 bis 1·10^–3 N und besonders bevorzugt 1,5·10^–4 bis 4·10^–4 N kationisch ist.
Um im Wasser dispergiert werden zu können, müssen die Fasern vereinzelt bleiben und sich nicht im Kreislaufwasser vermischt zusammenballen. Wenn Kurzfäden, eine Einheit aus Fasern, in Wasser dispergiert werden, müssen sich diese im Wasser dispergierten Fäden wieder zu Filamenten vereinzeln lassen können. Dabei ist unter "Faden" eine Einheit aus aneinander anliegenden Filamenten zu verstehen, die insbesondere 10 bis 2000 Fasern umfasst. So können die Fasern in das Kreislaufwasser in Form von Fäden gegeben werden, die insbesondere 10 bis 2000 Fasern umfassen.
Die Glasfasern können bei ihrer Herstellung, um sie gegebenenfalls zur Form von Fäden zu vereinigen, mit einer Schlichte überzogen worden sein, insbesondere mit einer flüssigen Schlichte, die ein Organosilan und/oder einen Filmbildner (englisch "film former") umfasst. In diesem Fall ist es bevorzugt, bevor sie im Wasser dispergiert werden, die Fasern nicht zu trocknen, sodass verhindert wird, dass sie untereinander ankleben, was ihr Dispergieren im Zustand einzelner Filamente stören würde.
Die Cellulosefasern werden im Allgemeinen aus Holzzellstoff erhalten. Dieser Holzzellstoff wird im Allgemeinen aus handelsüblichen Kartonblättern erhalten, die mit Wasser eingeweicht werden. Das zum Einweichen des Kartons verwendete Wasser dient anschließend zur Förderung der Pulpe in Richtung der Einrichtung, in welcher die Dispersion hergestellt wird. Dieses Wasser/Holzzellstoff-Gemisch enthält im Allgemeinen genau so viel Wasser, dass es ausreicht, um die Pulpe durch einen Fließvorgang fördern zu können. Dieses Holzzellstoff/Wasser-Gemisch enthält, bevor es das Dispersionsmedium erreicht, im Allgemeinen 70 bis 99 Gew.-% Wasser und 1 bis 30 Gew.-% Cellulose.
Das Dispergieren der zwei Faserarten im Kreislaufwasser kann beispielsweise in einem Pulper durchgeführt werden. Dieses Dispergieren kann in einem ersten Schritt in einem Pulper durchgeführt werden, beispielsweise mit einem derartigen Faseranteil, dass die Summe der Masse von Glasfasern + Cellulosefasern 0,01 bis 0,5 Gew.-% der Summe des Gewichts aus Fasern und Kreislaufwasser beträgt.
Vorzugsweise ist die Fasern/Kreislaufwasser-Dispersion vom Zeitpunkt des Übergangs in die Stufe der Bildung des Betts auf dein Bildungssieb derart, dass die Summe der Fasermassen 0,01 bis 0,5 Gew.-% der Dispersion und vorzugsweise 0,02 bis 0,05 Gew.-% dieser Dispersion ausmacht. Die Dispersion kann eine Verringerung der Faserkonzentration erleiden, wenn sie vom Pulper in die Einrichtung für die Bildung des Betts gelangt.
Im Kreislaufwasser ist das Verhältnis von Glasfasermasse zu Cellulosefasermasse dasselbe wie dasjenige, das für den fertigen Vliesstoff gewünscht wird.
Das Kreislaufwasser kann ein Verdickungsmittel enthalten, um seine Viskosität zu erhöhen. Dieses Verdickungsmittel kann mit einem Anteil von 0 bis 0,5 Gew.-% im Kreislaufwasser vorliegen. Dieses Verdickungsmittel kann beispielsweise eine Hydroxyethylcellulose (beispielsweise Natrosol 250HHR von Hercules) sein. Die Hydroxyethylcellulose ist eine anionische Verbindung.
Das Kreislaufwasser enthält im Allgemeinen ein kationisches Dispergiermittel. Dieses kationische Dispergiermittel kann im Allgemeinen mit einem Anteil von 0 bis 0,1 Gew.-% im Kreislaufwasser vorliegen. Dieses kationische Dispergiermittel kann beispielsweise Guanidin oder ein Amin mit Fettkohlenwasserstoffkette sein. Insbesondere kann das Aerosol C 61, das von CYTEC vertrieben wird, verwendet werden. Dabei kann es sich auch um ein polyoxyliertes Alkylamin handeln.
Das Verdickungsmittel wird vorzugsweise derart in das Kreislaufwasser gegeben, dass dieses bei 20 °C eine Viskosität von 1 bis 20 mPa·s und vorzugsweise 3 bis 16 mPa·s aufweist.
Die Kreislaufwasser/Fasern-Dispersion wird umgerührt und anschließend auf ein durchlässiges Bildungssieb geschickt, durch welches das Kreislaufwasser abfließt, wobei die Fasern auf dessen Oberfläche zurückgehalten werden. Das Kreislaufwasser kann, um sein Ablaufen zu verbessern, abgesaugt werden. Es kann zurückgeleitet werden, um erneut mit den Fasern vermischt zu werden. Die Fasern bilden so ein oberflächliches Bett auf dem Bildungssieb.
Es ist nicht erforderlich, das gebildete Bett durch eine Einrichtung zum Aufbringen eines Bindemittels zu schicken, wenn in die Dispersion bereits ein Bindemittel oder ein Vorläufer für das Bindemittel des fertigen Vliesstoffes eingebracht worden ist.
Im Allgemeinen enthält die Dispersion jedoch kein Bindemittel oder keinen Vorläufer für das fertige Bindemittel und wird dieses Bindemittel oder dieser Bindmittelvorläufer im Allgemeinen auf das Vlies in einer Einrichtung zum Aufbringen von dem Bindemittel oder dessen Vorläufer aufgebracht, die zwischen der Stufe zur Bildung des Betts und der Wärmebehandlungsstufe angeordnet ist.
Der fertige Vliesstoff (der nach der Wärmebehandlung trocken ist) umfasst im Allgemeinen 8 bis 27 Gew.-% Bindemittel und noch allgemeiner 15 bis 21 Gew.-% Bindemittel, wobei der Rest der Masse des Vliesstoffs im Allgemeinen von der Masse der Fasern gebildet wird, was mögliche Schlichten, mit welchen sie überzogen sind, einschließt. Somit umfasst der fertige Vliesstoff im Allgemeinen:

– 2 bis 12 % Cellulose,
– 70 bis 80 % Glas und
– 8 bis 27 % Bindemittel.

Wenn man sich dafür entscheidet, wenigstens einen Teil des gesamten Bindemittels durch eine Einrichtung zum Aufbringen eines Bindemittels aufzubringen, wird dieses im Allgemeinen in Form einer wässrigen Dispersion aufgebracht, entweder durch

– Eintauchen zwischen zwei Bildungssieben, in welchem Fall das Produkt zwischen den zwei Sieben festgehalten und über Rollenpaare in ein Bad eingetaucht wird, oder
– Aufbringen auf das Faserbett durch eine Kaskade, was bedeutet, dass die wässrige Bindemitteldispersion auf die Faserbahn mit einem quer zu der Bahn und quer zu deren Durchlaufrichtung verlaufenden Strahl begossen wird.

Das Bindemittel kann vom Typ derjenigen sein, die üblicherweise auf diesem Gebiet verwendet werden. Insbesondere kann es sich um weichgemachtes Polyvinylacetat (PVAc), Acrylstyrol, selbstvernetzbares Acrylharz, Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd handeln. Der Bindemittelüberschuss kann durch Absaugung durch das Bildungssieb hindurch entfernt werden.
Die Wärmebehandlungsstufe hat die Aufgabe, das Wasser zu verdampfen sowie mögliche chemische Reaktionen zwischen den einzelnen Bestandteilen auszulösen und/oder den Bindemittelvorläufer in ein Bindemittel umzuwandeln und/oder um dem Bindemittel seine endgültige Struktur zu verleihen. Die Wärmebehandlung kann durch Erhitzen auf zwischen 140 und 250 °C und noch allgemeiner zwischen 180 und 230 °C durchgeführt werden. Die Dauer der Wärmebehandlung beträgt im Allgemeinen 2 Sekunden bis 3 Minuten und noch allgemeiner 20 Sekunden bis 1 Minute (beispielsweise 30 Sekunden lang bei 200 °C). Das Vlies kann getrocknet und in einem Heißluftofen mit Zirkulation durch das Sieb hindurch wärmebehandelt werden.
In 1 ist schematisch ein kontinuierliches industrielles Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs gezeigt. Die Glasfasern werden an (g) in einen Pulper und die Cellulosefasern an (c) in Gegenwart von Kreislaufwasser und unter Rühren in denselben Pulper gefüllt, um eine Dispersion zu bilden. Das Gemisch wird anschließend gegebenenfalls durch die Rohrleitung 3 in einen Vorratsbehälter 2 geleitet, dessen Aufgabe es ist, die Dauer des Vermischens der Filamente mit dem Kreislaufwasser zu verlängern. Dieser Vorratsbehälter ist optional. Das Gemisch wird anschließend durch die Rohrleitung 4 in die Rohrleitung 5 geleitet, in welcher der Gemischstrom, der von der Rohrleitung 4 kommt, mit einem Strom aus zurückgeleitetem Kreislaufwasser, das vom Stoffauflauf 6 (englisch "head box") durch die Rohrleitung 7 kommt, vereinigt wird. An dieser Stelle ist der Fasergehalt in dem Faser/Kreislaufwasser-Gemisch stark gesenkt. Kreislaufwasser wird in 14 abgezogen und gegebenenfalls in 15 durch das Bildungssieb 8 hindurch abgesaugt und über die Rohrleitung 17 zurückgeleitet. Dieses zurückgeleitete Kreislaufwasser wird anschließend in 16 aufgeteilt, beispielsweise auf etwa 10 %, um durch die Rohrleitung 10 in den Pulper zurückgeleitet zu werden, und auf etwa 90 %, um durch die Rohrleitungen 9, 7 und anschließend 5 zum Stoffauflauf 6 zurückgeleitet zu werden. Die Strömung in den Rohrleitungen wird von den Pumpen 11, 12 und 13 sichergestellt. Dabei wird die Pumpe 11 als Hauptpumpe (englisch "fan pump") bezeichnet. Das in Bildung befindliche Vlies 18 macht anschließend eine Übergabe in die Trocknungseinrichtung 19 mit, in welcher die Wärmebehandlung stattfindet, und der fertige Vliesstoff wird in 20 aufgewickelt.
Die Erfindung erlaubt die Herstellung von Vliesstoffen, deren Weiterreißwiderstand mehr als 430 p und sogar mehr als 450 p, gemessen nach der Norm ISO 1974, betragen kann, wobei sie eine Zugfestigkeit von im Allgemeinen über 22 kp, gemessen gemäß der Norm ISO 3342, aufweisen, die insoweit angepasst worden ist, als die Breite der Zuschneideschablone für den Probekörper 50 mm und die Bewegungsgeschwindigkeit der Spannbacken 50 mm/min ± 5 mm/min beträgt. Dies gilt insbesondere für einen erfindungsgemäßen Vliesstoff, dessen Masseverhältnis von Glas/Cellulose (ohne Bindemittel) 2,4/97,5 bis 14,6/85,3 beträgt.
Beispiel
Im Folgenden wird ein diskontinuierliches Labor-Ausführungsbeispiel beschrieben. Es wurde ein kationisches Kreislaufwasser hergestellt, das enthielt:

– 0,25 Gew.-% Hydroxyethylcellulose (Natrosol 250HHR von der Gesellschaft Hercules) als Verdickungsmittel,
– 0,015 Gew.-% Aerosol C61 von Cytec (Tensid "Alkylguanidin-Amin-Ethanol-Komplex in Isopropanol") als kationisches Dispergiermittel und
– Wasser, um die Kreislaufwasserzusammensetzung auf 100 % zu ergänzen.

Es besaß den erfindungsgemäß erforderlichen kationischen Charakter unter Berücksichtigung, dass 2,6 ml Gegenion mit einer Konzentration von 10^–3 N auf 10 ml Kreislaufwasser gemessen wurden.
In 5 Liter dieses Kreislaufwassers wurden gegeben:

– 3 Gramm Suspension von Cellulosefaser in Wasser, deren Charakteristika waren: Refinermahlung von 60°SR, Trockengehalt 14,5 % (das heißt 14,5 % Trockensubstanz) und
– 8 Gramm Glasfaser mit einem Filamentdurchmesser von etwa 13 μm, auf eine Länge von etwa 18 mm zugeschnitten.

Die Viskosität des Kreislaufwassers betrug 15 mPa±s bei 20 °C vor Zugabe der Cellulose- und der Glasfasern.
Nach 7 Minuten starken Rührens dieser Dispersion wurde diese Vordispersion in eine rechtwinklige Hand-Blattbildungsform (englisch "hand sheet mold") (30 cm × 30 cm), die 25 Liter Kreislaufwasser enthielt, gefüllt. Das Wasser wurde anschliessend ablaufen gelassen und das Fasergemisch auf einem Bildungssieb gewonnen.
Das auf dem Sieb gebildete Vlies wurde auf einen Absaugschlitz übergeben, wo das überschüssige Kreislaufwasser abgesaugt wurde. Die Hand-Blattbildungsform wurde anschließend mit einem Bindemittel (selbstvernetzbares Harnstoff-Formaldehyd) in einer wässrigen Dispersion durch Tauchen zwischen zwei Bildungssieben imprägniert. Der Bindemittelüberschuss wurde mittels Übergabe auf einen Absaugschlitz abgesaugt.
Das erhaltene Blatt wurde anschließend getrocknet und in einem Heißluftofen 90 Sekunden lang bei 200 °C wärmebehandelt.
Die Erfindung ergab einen Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 100 g/m². Dieser Vliesstoff besaß einen erhöhten Weiterreißwiderstand. In der anschließenden Tabelle werden die Werte für Zugfestigkeit und Weiterreißwiderstand in Abhängigkeit vom Glas/Cellulose-Masseverhältnis angegeben:
Es ist festzustellen, dass der Weiterreißwiderstand bei den Vliesstoffen, die 5 und 10 % Cellulose enthielten, gegenüber den anderen Vliesstoffen um 19 % höher war, wobei auch die Zugfestigkeiten sehr hoch waren.
VERGLEICHSBEISPIEL
Im Folgenden wird ein diskontinuierliches Labor-Ausführungsbeispiel beschrieben. Es wurde ein anionisches Kreislaufwasser hergestellt, das enthielt:

– 0,0044 Gew.-% anionisches Polyacrylamid (Nalco D 9641 der Gesellschaft Nalco) als Verdickungsmittel,
– 0,0044 Gew.-% ethoxyliertes Fettalkylamin (Schercopol DSB 140 der Gesellschaft Scher Chemicals) als kationisches Dispergiermittel und
– Wasser, um die Kreislaufwasserzusammensetzung auf 100 % zu ergänzen.

Es besaß einen anionischen Charakter unter Berücksichtigung, dass 1,6 ml Gegenion (kationische Titrierlösung: Poly-DADMAC = Polydiallyldimethylammoniumchlorid) mit einer Konzentration von 10^–3 N auf 10 ml Kreislaufwasser gemessen wurden.
In 5 Liter dieses Kreislaufwassers wurden gegeben:

Die Viskosität des Kreislaufwassers betrug 2,6 mPa·s bei 20 °C vor Zugabe der Cellulose- und der Glasfaser.
Nach 7 Minuten starken Rührens dieser Dispersion wurde diese Vordispersion in eine rechtwinklige Hand-Blattbildungsform (30 cm × 30 cm), die 25 Liter Kreislaufwasser enthielt, gefüllt. Das Wasser wurde anschließend ablaufen gelassen und das Fasergemisch auf einem Bildungssieb gewonnen.
Die Faserverteilung auf dem Sieb war sehr schlecht. Es gab eine Ausflockung aller Fasern (Glas und Cellulose), die auf den anionischen Charakter des Kreislaufwassers zurückzuführen war. Das Fasernetzwerk enthielt nur reagglomerierte Fasern. Es war möglich, sie über einen Absaugschlitz zu schicken, wo das überschüssige Kreislaufwasser abgesaugt wurde, die Fasern mit einem Bindemittel (selbstvernetzbares Harnstoff-Formaldehyd) in wässriger Dispersion durch Tauchen zwischen zwei Bildungssieben zu imprägnieren, den Bindemittelüberschuss durch Übergabe auf einen Absaugschlitz zu entfernen, zu trocknen und die Faserstruktur in einem Heißluftofen 90 Sekunden lang bei 200 °C wärmezubehandeln.
Die erhaltene Faserstruktur hatte jedoch keine Festigkeit und es war nicht möglich, mit ihr mechanische Widerstandsversuche durchzuführen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eins Vliesstoffes, der Glasfasern und Cellulosefasern umfasst, das: – eine Stufe des Dispergierens von Kurzglasfasern und Cellulosefasern in einem Kreislaufwasser, – eine Stufe zur Bildung eines Betts in einer Bildungseinrichtung mittels Durchlauf der Dispersion auf einem Bildungssieb, durch welches das Kreislaufwasser abläuft, wobei die Fasern auf diesem Sieb zurückgehalten werden und die Dispersion zum Zeitpunkt des Durchlaufs ein kationisches Kreislaufwasser enthält, und anschließend – eine Wärmebehandlungsstufe in einer Trocknungseinrichtung umfasst.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb das Kreislaufwasser mit 1·10^–4 bis 1·10^–3 N kationisch ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb das Kreislaufwasser mit 1,5·10^–4 bis 4·10^–4 N kationisch ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein kontinuierliches ist und das Kreislaufwasser zurückgeleitet wird und im gesamten Kreislauf einen kationischen Charakter besitzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreislaufwasser ein kationisches Dispergiermittel enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb die Summe der Fasermassen 0,01 bis 0,5 Gew.-% der Dispersion ausmacht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb die Summe der Fasermassen 0,02 bis 0,05 Gew.-% der Dispersion ausmacht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb die Viskosität des Kreislaufwassers bei 20 °C 1 bis 20 mPa·s beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt des Durchlaufs der Dispersion über das Bildungssieb die Viskosität des Kreislaufwassers bei 20 °C 3 bis 16 mPa·s beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe umfasst, die zwischen der Bildung des Betts und der Wärmebehandlung eine "Einrichtung zum Aufbringen eines Bindemittels" umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung zwischen 140 und 250 °C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fertige Vliesstoff: – 2 bis 12 % Cellulose, – 70 bis 80 % Glas und – 8 bis 27 % Bindemittel umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des fertigen Vliesstoffes 20 bis 150 g/m² beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des fertigen Vliesstoffes 30 bis 130 g/m² beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulosefaser in Form eines Wasser/Pulpe-Gemischs dem Kreislaufwasser zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulose, bevor sie dem Kreislaufwasser zugegeben wird, nicht mit einem kationischen Polymer behandelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weder die Cellulosefaser noch die Glasfaser, bevor sie dem Kreislaufwasser zugegeben werden, mit einer kationischen Spezies behandelt wird.
Vliesstoff, der: – 2 bis 12 % Cellulose – 70 bis 80 % Glas und – 8 bis 27 % Bindemittel umfasst, und dessen Weiterreißwiderstand mehr als 430 p, gemessen gemäß der Norm ISO 1974, beträgt.
Vliesstoff nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der gemäß der Norm ISO 1974 gemessene Weiterreißwiderstand mehr als 450 p beträgt.
Vliesstoff nach einem der vorhergehenden ihn betreffenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit mehr als 22 kp beträgt, gemessen gemäß der Norm ISO 3342, die insoweit angepasst worden ist, als die Breite der Zuschneideschablone für den Probekörper 50 mm und die Bewegungsgeschwindigkeit der Spannbacken 50 mm/min ± 5 mm/min beträgt.