CZ122797A3

CZ122797A3 - Non-woven material containing a mixture of cellulose and long hydrophilic natural fibers and process for producing such material

Info

Publication number: CZ122797A3
Application number: CZ971227A
Authority: CZ
Inventors: Ulf Holm; Ebbe Milding
Original assignee: Sca Moelnlycke Ab
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-09-17
Also published as: AU3820395A; SK46397A3; PL319836A1; WO1996012849A1; DE69510558T2; FI971645A0; SE503606C2; TW294736B; SE9403618L; HU220481B1; EP0788569B1; NZ294969A; NO971626D0; ZA958863B; JPH10507792A; CA2201133A1; EP0788569A1; ES2135098T3; PL179577B1; AU695089B2

Description

Vynález se týká netkaného materiálu, vyráběného vodním spřádáním vláknité textilie získané mokrým procesem nebfe kašírováním vláknité textilie pěnou.

Dosavadní stav techniky i 2

Vodní spřádání nebo vázání předením je technika, která byla zavedena v sedmdesátých létech dvacátého století, viz CA patent 841,938. Způsob výroby zahrnuje vytváření vláknité textilie mokrým nebo suchým způsobem, kdy jsou vlákna spřádána, to znamená spřádána dohromady pomocí velmi jemných vodních paprsků za vysokého tlaku. Množství řad vodních paprsků se směruje směrem k vláknité textilii, která je podporována pohyblivou drátěnkou (síťovinou). Spřadená textilie se potom vysouší. Vlákna, která jsou v materiálu použita, mohou být tvořena syntetickými nebo staplovými vlákny, například vlákny z polyesteru, polyamidu, polypropylenu, umělého hedvábí a pod., dále buníčitýmí vlákny nebo směsí buničítých vláken a staplových vláken. Spřádané materiály se mohou vyrábět s vysokou kvalitou při rozumných nákladech a vykazují dobrá absorpční vlastnosti. Používají se, mezi jiným, jako utěrky a prachovky v domácnosti a v průmyslu, nebo jako hygienický materiál na jedno použití.

EP-A-0 483 816 popisuje výrobu materiálu mokrou cestou vodním spřádáním, který má 100¾ buníčitých vláken. Netkaný materiál vyrobený vodním spřádáním, obsahující 100¾ buničítých vláken, může mít pro jisté aplikace, u kterých je materiál podrobován vysokému zatížení za mokra, nedostatečné pevnostní vlastnosti.

Pro dosažení vysoké pevnosti materiálu je žádoucí přimísit do materiálu vlákna, která jsou delší než buničítá vlákna. Obvykle se přidává jisté množství syntetických nebo regenerovaných staplových vláken. Používaná syntetická vlákna se vyrábí ze surovin, jakými jsou například olej a přírodní plyn. Spalování nebo biologický rozklad netkaného odpadu na bázi syntetických vláken, přispívá k tzv. skleníkovému efektu, jelikož fosilní vázaný uhlík se uvolňuje ve formě dioxydu uhlíku. Z tohoto pohledu bude výhodné využívat pro výrobu netkaných textilií přírodní vlákna místo syntetických vláken, jelikož se pří spalování, nebo biologickém rozkladu materiálu s obsahem přírodních a/nebo buničitýeh vláken, fosilní uhlík neuvolňuje.

Použití mokrého procesu u dlouhých hydrofilních celulózových vláken je obtížné, jelikož nízká pevnost v ohybu za mokra a tendence k vytváření chomáčků, vede ke vzniku materiálu s nestejnorodým uspořádáním vláken. Problém s tímto nestejnorodým uspořádáním vláken se dodatečně zvětšuje, jestliže se jako způsob vázání použije způsob vodního spřádání.

Podle WÓ 91/08333 se může u hydrofóbních přírodních vláken použít mokrý proces a způsob vodního spřádání, což vede ke vzniku hydrofilního netkaného materiálu. V tomto případě si hydrofóbní vlákna při použití mokrého procesu zachovávají větší pevnost v ohybu, což umožňuje vytvořit poměrně stejnorodé uspořádání vláken.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je získat netkaný materiál vodním spřádáním na bázi přírodních vláken, kdy tento materiál má dobré absorpční vlastnosti a vysokou kvalitou. Problém se podle tohoto vynálezu vyřešil použitím materiálu, který obsahuje směs krátkých přírodních vláken, zvláště buničitýeh vláken, a dlouhých hydrofilních přírodních vláken, kde hlavní hodnotovou složkou vláken je délka alespoň 10 mm, přičemž poměr dlouhých přírodních vláken činí alespoň 1 % hmotnosti, kdy se v tomto poměru navzájem mísí za přítomnosti disperzní látky, která umožňuje stejnorodé uspořádání vláken ve vláknité textilii, vytvořené mokrou cestou nebo kašírované pěnou, kdy textilie byla spřadená vodou s dostatečnou energií, čímž se vytvořil kompaktní absorpční materiál.

Příklady provedení vynálezu

Vláknitá surovina pro výrobu netkaného materiálu je z části tvořena krátkými přírodními vlákny, zvláště pak buněčnými vlákny z espartové trávy, z červené kanátové trávy a slámy atd., kde hlavní část vláken, t.j. více jak 50% hmotnosti, má délku menši jak 5 mm, z části pak dlouhými hydrofilními vlákny, kde hlavní část vláken má délku alespoň 10 mm. Dlouhá přírodní vlákna mohou být tvořena všemi typy listových vláken, lýkových vláken, vláken kapoku, které jsou hydrofilní, a kde hlavní část vláken, to znamená více jak 50% hmotnosti, má délku lOmm a větší.

Příkladem listových vláken jsou vlákna abaka (manilské konopí), ananasu, phormia tenax, příkladem lýkových vláken je len, konopí a čínská tráva, příkladem vláken kapoku je bavlna, kapok a klejícha vatočník (milkweed). Dlouhá přírodní vlákna jsou tvořena základními vlákny, to je oddělenými (volnými) vlákny. Vlákna kapoku jsou přirozeně přítomna ve formě elementárních vláken, zatímco listová a lýková vlákna se musí nejprve uvolnit, aby se tím získala elementární vlákna.

Vynález znamená, že vláknitá textilie obsahující směs buničitých a dlouhých přírodních vláken, je zpracovávána mokrým procesem nebo kašírováním pěnou za přítomnosti disperzní látky. Disperzní látka se muže přidávat buďto přímo do dlouhých přírodních vláken ve formě tzv.dokončení vlákna-fiber finish”, nebo se může přidat do vodního systému mokrého procesu nebo do procesu kašírování pěnou. Přidáni vhodné disperzní látky umožňuje dobré uspořádání, jinak obtížného vytváření, dlouhých hydrofilních přírodních vláken. Bez přidání vhodné disperzní látky není uspořádání vláken zdaleka tak jednotné, jak by to bylo nutné pro získání dobrého výsledku při spřádání. Disperzní látkou může být jedna z mnohých látek typu, který poskytuje směsi buničitých/přírodních vláken správný disperzní efekt. Příkladem disperzní látky s dobrým vlivem na množství přírodních vláken, to je na lněná vlákna a vlákna z čínské trávy, je směs 75% bis(hydrogerOváný lojový alkyl)dimethyl amoníum chlorid a 25% propylenglykolu. Přidává se množství v rozmezí 0,01 - 0,1 % hmotnosti.

V průběhu kašírování pěnou jsou vlákna rozptylována v pěnové tekutině obsahující pěnu, vytvářející povrchově aktivní látku (detergent) a vodu, přičemž se vlákna dále zbavují vody na drátěnce (síťovině) stejným způsobem, jako u procesu zpracování za mokra.

Takto vytvořená vláknitá textilie je dále podrobena vodnímu spřádání se vstupní energii, která má hodnotu pohybující se v rozmezí 200 - 800 kWh/tunu. Vodní spřádání se provádí použitím obvyklých technologií a na zařízeních, dodávaných výrobci strojů

Po procesu spřádání se materiál stlačí a vysuší a navine se do role. Připravený materiál se potom upraví na vhodný formát a zabalí se.

Materiál, který se vyrábí podle tohoto vynálezu, má dostatečné pevnostní vlastností pro použití jako utěrka, a to dokonce při aplikaci, u které se požaduje vysoká pevnost í v mokrém stavu. Vlastnosti materiálu se mohou dodatečně zlepšit přidáním vhodného pojivá nebo látky zvyšující pevnost za mokra, a to impregnací, sprejováním, natíráním a použitím jiných vhodných způsobů aplikace. Původně se tento materiál měl používat jako čisticí materiál v domácnosti nebo ve velkých dílnách, v průmyslových podnicích, nemocnicích a v jiných veřejných organizacích.

Příklad

Vyrábělo se a zkoušelo se mnoho různých materiálů s různým složením vláken, a provádělo se obvyklé porovnání s komerční utěrkou. Buníčitá vlákna byla ve všech případech konstituována chemicky bělenou buničinou z měkkého dřeva. Syntetická vlákna pak polyesterem a polypropylenem 1,7 dtex x 12 min. Použitými přírodními vlákny byla vlákna ramíe, která se po uvolnění nastříhala na maximální délku 12 mm. V tomto případě se při formování použila jako disperzní látka kationová, povrchově působící látka. Vláknitá textilie se vyráběla mokrým procesem a potom se spřádala se vstupní energií, která se měnila v rozmezí od 265 do 600 kWh/tunu, dále se lehce stlačovala a sušila proudem vzduchu. Vlastnosti materiálu jsou uvedeny v tab.l. Výsledky ukázaly, že materiál podle tohoto vynálezu, který obsahoval 50% vláken ramíe, místo 50% syntetických vláken, vykazuje menší pevnost v suchém stavu, ale podobnou pevnost, ale v jistých případech i vyšší pevnost v mokrém stavu, než materiál ze syntetických vláken. Z toho je zřejmé, že je možné vyrábět spřádatelný materiál vyráběný mokrou cestou, který je zcela na bázi přírodních vláken.

Tabulka 1

	Komerční test vysuš.mat.#1	Test mat. #1	Test mat.#2	Materiál podle vynálezu
Technika vytvoř.	za mokra	za mokra	za mokra	za mokra
Dlsper z.látka				kation.povrch. působ.látka
% Přír.vláken % Polyester	60	50	50	50
	22	50	—	-

% Polypropylen

_ 1 - 7'ďteac - 13 hun % Ramie X w«< prlr _ vl . )	18	50	50
Spřídání
příkon kWh/tunu	600	554	590	265
Stlačeni	lehké	lehké	lehké	lehké
Sušení	vzduchem 130°C	vzduchem 13O°C	vzduchem 130~C	vzduchem 130°C
Zákl.hmotnost g/m^a	80	93,2	87,5	94,3
Tloušťka /m Pevnost v tahu	420	444	532	395
Za sucha MD,N/m Pevnost v tahu	1400	4001	1838	1158
za sucha CD,N/m	650	1665	1194	469
Prodloužení MD,%	30	44	72	27
Prodloužení CD,% Pevnost v tahu	60	76	115	57
za mokra MD,N/m Pevnost v tahu	660	580	680	790
za mokra CD,N/m	320	191	249	286

1) disperzní látka obvyklého typu

2) chemicky bělená buničina z měkkého dřeva

3) komerčně dostupná polyesterová vlákna pro netkaný mokrý proces

4) komerčně dostupná polypropylenová vlákna pro netkaný mokrý proces

5) Vlákna ramie (čínská tráva), která byla po uvolnění rozstříhána na max.délku 12 mm pV 1Í&* - Wj ' jaidinisviaI

0H3AmSAWgyd í

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY j , oisoa

I ...

1. Netkaný materiály vyráběný vodním spřádáním vláknité te&tfiíi á β 0 vyrobené mokrým procesem nebo kašírováním pěnou, se Vyznačuje f^-o tím, že materiál zahrnuje směs krátkých přírodních vláken.· Λ zvláště buničitých vláken, kde hlavní podíl vláken představují vlákna dlouhá méně jak 5 mm, a dlouhých hydrofilních přírodních vláken, kde hlavní podíl představují vlákna dlouhá nejméně 10 mm, přičemž poměr dlouhých vláken je dán nejméně 1% hmotnosti vlákna, dále se vyznačuje tím, že vlákna se navzájem mísí za přítomnosti disperzní látky, která umožní vytvoření stejnorodé formace ve vláknité textilii, která vznikla mokrým procesem nebo kašírováním pěnou, a byla dále zpracována vodním spřádáním s dostatečnou energií, aby se vytvořil kompaktní absorpční materiál.
2. Netkaný materiál podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tím, že dlouhá hydrofilní přírodní vlákna jsou tvořena listovými vlákny, např. vláknem abaka, ananasovým vláknem, vláknem phormium tenax, lýkovými vlákny např. lněnými, konopnými, vlákny z čínské trávy (ramie), nebo vlasová semenná vlákna jako například bavlněná vlákna, kapok nebo vlákna z klejícha vatočníku (milkweed).
3. Netkaný materiál podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že množství dlouhých hydrofilních přírodních vláken má hodnotu mezi 5¾ až 80% hmotnost, lépe mezí 20% a 60% hmotnosti.
4. Netkaný materiál podle jednoho i více z předchozích nároků, vyznačující se tím, že materiál zahrnuje mokrou látku zvyšující pevnost, nebo pojivo.
5. Netkaný materiál podle jednoho i více z předchozích nároků, vyznačující se t í m, že množství mokré látky nebo chemikálie zvyšující pevnost, se pohybuje mezi 0,1% až

10% hmotnosti, lépe mezi 1% a 5% hmotnosti.
6. Způsob výroby netkaného materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že vláknitá textilie je

4 vytvořena mokrým procesem nebo kašírováním pěnou, kdy zmíněná vláknitá textilie obsahuje od 1% do 99% celkové i hmotnosti vláken, buničitá vlákna nebo alternativně jiná přírodní vlákna, kde hlavní podíl vláken tvoří vlákna s délkou pod 5 mm, a rovněž dlouhá hydrofilní přírodní vlákna v množství 1% až 99% celkové hmotností vláken, kde hlavní podíl vláken tvoří vlákna s délkou vlákna nejméně 10 mm, za přítomnosti disperzní látky, která umožňuje vytvoření jednotné formace vláken a rovněž vytvoření kompaktního absorpčního materiálu spřadených vláken, zpracováním vláknité textilie procesem vodního spřádání, a následným sušením materiálu.
7. Způsob podle nároku 6, v y z n a č u j í c í se t i m, že v souvislosti s procesem vodního spřádání se do materiálu přidává látka zvyšující pevnost materiálu nebo také pojivo, a to sprejováním, impregnováním, natíráním a pod.