DE1102094B - Process for the production of nonwovens - Google Patents
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Description
Faservliesstoffe werden bekanntlich in der Weise hergestellt, daß man das zunächst gewonnene Faservlies mit Hilfe eines Bindemittels verfestigt.As is known, fibrous nonwovens are produced in such a way that the fibrous nonwoven initially obtained is produced solidified with the help of a binder.
Als Ausgangsmaterial können Fasern der verschiedensten Art verwendet werden. Neben natürlichen Faserrohstoffen, Zellwolle und Acetatfasern kommen auch synthetische Fasern auf Basis von beispielsweise Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyvinylchlorid sowie auch Glasfasern in Frage.Fibers of various types can be used as the starting material. In addition to natural Fiber raw materials, rayon and acetate fibers also come from synthetic fibers based on, for example Polyamides, polyesters, polyolefins, polyvinyl chloride and also glass fibers are possible.
Die Gewinnung des Faservlieses erfolgt im allgemeinen auf einer Krempel. Die auf diese Weise hergestellten Faservliese weisen in der Längsrichtung eine Orientierung auf, die dem Faservlies in dieser Richtung eine höhere Festigkeit verleiht. Die Dicke des Faservlieses kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Da man zur Herstellung der gewünschten Vliesdicke meist mehrere Vliesschichten übereinanderlegt, werden hierbei die einzelnen Lagen in wechselnder Orientierung kombiniert, um eine gute Festigkeit in allen Richtungen zu erzielen.The fiber fleece is generally obtained on a clutter. The fiber webs produced in this way face in the longitudinal direction an orientation that gives the fiber fleece a higher strength in this direction. The fat of the fiber fleece can be varied within wide limits. Because one to produce the desired Fleece thickness usually several fleece layers are superimposed, the individual layers are here combined in alternating orientation to achieve good strength in all directions.
Eine weitere Möglichkeit, Faservliese von ausgeglichener Festigkeit herzustellen, besteht darin, die aufgelockerten Fasern unter Anwendung geeigneter Spezialmaschinen in einem Luftstrom fortzuführen und auf einer durchlöcherten Siebtrommel als unorientiertes Wirrvlies aufzufangen.Another way of producing nonwovens with balanced strength is to use the to continue loosened fibers in an air stream using suitable special machines and collected on a perforated drum screen as an unoriented random fleece.
Als Bindemittel für die Herstellung von Faservliesstoffen werden u. a. thermoplastische Produkte in Pulverform oder vorwiegend als Dispersionen verwendet. Besonders geeignet sind Butadien-Styrol-Dispersionen mit einem überwiegenden Anteil an Butadien, ferner Butadien-Acrylnitril-Dispersionen sowie Emulsionen aus natürlichem Kautschuk. Diesen Dispersionen werden häufig weitere Zusätze, wie beispielsweise Kunstharzlöeungen, Vulkanisationshilfsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger und Füllstoffe, hinzugegeben. Die Faservliese werden mit den genannten Dispersionen durchtränkt oder besprüht und anschließend auf Trockenwalzen in einen festen Faservliesstoff verwandelt, wobei man gegebenenfalls gleichzeitig einen Prägeeffekt erzielen kann.As binders for the production of fiber nonwovens, inter alia. thermoplastic products in Powder form or mainly used as dispersions. Butadiene-styrene dispersions are particularly suitable with a predominant proportion of butadiene, and also butadiene-acrylonitrile dispersions Natural rubber emulsions. These dispersions are often further additives, such as Synthetic resin solutions, vulcanization auxiliaries, vulcanization accelerators and fillers are added. The fiber webs are impregnated or sprayed with the said dispersions and then transformed into a solid nonwoven fabric on drying rollers, possibly simultaneously can achieve an embossing effect.
Darüber hinaus können Vliese aus PolytetrafiuoT-äthylenfasern mit Dispersionen von Polytetrafluocäthylen, Polymonochlortrifluoräthylen oder von Mischpolymerisaten der genannten Äthylenderivate mit ungesättigten, insbesondere halogenhaltigen Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen, Propylen, Butadien, Monochlortrifluoräthylen, 2-Chlor-l,3-butadien getränkt und nach dem Verdampfen des Wassers durch Druck bzw. Hitze verfestigt werden.In addition, nonwovens made of polytetrafluoroethylene fibers can be used with dispersions of polytetrafluoroethylene, polymonochlorotrifluoroethylene or copolymers the named ethylene derivatives with unsaturated, in particular halogen-containing hydrocarbons, such as ethylene, propylene, butadiene, monochlorotrifluoroethylene, 2-chloro-l, 3-butadiene and soaked through after the water has evaporated Pressure or heat.
Daneben hat man bereits Garne oder Fasern aus nicht thermoplastischem Material mit Zusätzen von
Fasern aus Hochdruckpolyäthylen oder hydrolysierten Kopolymeri säten von Vinylacetat und Äthylen unter
Verfahren zur Herstellung
von FaservliesstoffenIn addition, you already have yarns or fibers made of non-thermoplastic material with additions of fibers from high-pressure polyethylene or hydrolyzed Kopolymeri seeds of vinyl acetate and ethylene under process for production
of nonwovens
Anmelder:Applicant:
Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Marl (Kr. Recklinghausen)Chemical works Hüls Aktiengesellschaft, Marl (Kr.Recklinghausen)
Dr. Joachim Amende und Dr. Hans Friedrich,Dr. Joachim Amende and Dr. Hans Friedrich,
Marl (Kr. Recklinghausen),
sind als Erfinder genannt wordenMarl (district of Recklinghausen),
have been named as inventors
Druck bei Temperaturen unter 200° C zu Einzelfasern oder Garnen mit vollkommen glatter Oberfläche, aus der keine Faserenden mehr herausragen, verarbeitet.Pressure at temperatures below 200 ° C to form single fibers or yarns with a completely smooth surface that no longer protrudes fiber ends, processed.
Weiter ist bekannt, wasserlösliche Stoffe, wie beispielsweise Stärke, Leim, Kasein oder Polyvinylalkohol, in wäßriger Lösung als Bindemittel zu verwenden; doch haben diese Produkte den Nachteil, daß sie wasserempfindlich sind und unter der Einwirkung von Feuchtigkeit ihre Bindefähigkeit einbüßen.It is also known to use water-soluble substances such as starch, glue, casein or polyvinyl alcohol, to be used as a binder in aqueous solution; but these products have the disadvantage that they are sensitive to water and lose their binding capacity when exposed to moisture.
Schließlich ist bereits vorgeschlagen worden, Fasern aus Thermoplasten als Bindemittel für Faservliese zu verwenden. Diese Fasern haben aber bisher als Bindemittel deshalb keine Bedeutung erlangt, weil die für eine zweckmäßige Verarbeitung erforderliche niedrige Schmelztemperatur gewöhnlich nur bei Polymeren mit relativ niedrigem Molekulargewicht gegeben ist. Die auf diese Weise gewonnenen Faservliesstoffe zeigen demnach nur geringe Festigkeitseigenschaften und sind daher für die Herstellung von Artikeln, von denen hohe Festigkeit bei Verwendung geringer Mengen an Bindemitteln verlangt werden, nicht geeignet.Finally, it has already been proposed to use thermoplastic fibers as binders for nonwovens use. So far, however, these fibers have not gained any importance as binders because they are used for Appropriate processing usually only requires a low melting temperature for polymers relatively low molecular weight is given. The nonwovens obtained in this way show accordingly only low strength properties and are therefore used in the manufacture of articles where high strength with the use of small amounts of binders are required, are not suitable.
Es wurde nun gefunden, daß man Faservliesstoffe von ausgezeichneter Festigkeit aus natürlichen, halb- oder vollsynthetischen Faserrohstoffen als Grundfaser und einem Bindemittel durch thermische Behandlung bei 140 bis 200° C herstellen kann, wenn man als Bindemittel Fasern aus nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestellten Polyolefinen, vorzugsweise Polyäthylen und/oder Polypropylen, in einer Menge von 5 bis 15%, bezogen auf die Grundfaser, verwendet. Neben den natürlichen Faserrohstoffen, wie Baumwolle, Leinen, Sisal, Wolle und andere, sind halb- oder vollsynthetische Faserrohstoffe, wie Zellwolle, Viskase-Reyon, Zelluloseacetat, Polyamid-, Polyacrylnitril- und Polyesterfasern, als Grundfaser verwendbar. Besonders vorteilhaft läßt sich als Grund-It has now been found that fiber nonwovens of excellent strength from natural, semi-finished or fully synthetic fiber raw materials as the base fiber and a binder through thermal treatment can be produced at 140 to 200 ° C if the binder used is fibers made from the so-called low-pressure process produced polyolefins, preferably polyethylene and / or polypropylene, in one Amount of 5 to 15%, based on the base fiber, used. In addition to the natural fiber raw materials, such as cotton, linen, sisal, wool and others, are semi or fully synthetic fiber raw materials such as rayon, Viscase rayon, cellulose acetate, polyamide, Polyacrylonitrile and polyester fibers, can be used as base fibers. It is particularly advantageous as a basic
104 530/510104 530/510
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faser eine durch Behandlung natürlicher oder* regenerierter Zellulose mit Acrylnitril in Gegenwart von Alkali erhaltene Faser verwenden. Dabei wird die Zellulosefaser · zunächst mit verdünnter Natronlauge-.-, vorbehandelt, abgeschleudert und 'anschließend ·. mit · ;s Acrylnitril behandelt. Die Cyanäthylierung kann auch in einem einzigen Bad erfolgen, wobei man die Behandlung in einer Dispersion von verdünnter Natronlauge in Acrylnitril vornimmt; die unter Vermittlung eines alkalibeständigen Emulgators hergestellt wird (vgl. deutsche Patentschrift 753'343). 'fiber use a fiber obtained by treating natural or * regenerated cellulose with acrylonitrile in the presence of alkali. The cellulose fiber is first treated with dilute sodium hydroxide solution, spun off and then afterwards. with · ; s Acrylonitrile treated. The cyanoethylation can also take place in a single bath, the treatment being carried out in a dispersion of dilute sodium hydroxide solution in acrylonitrile; which is produced with the help of an alkali-resistant emulsifier (cf. German patent specification 753,343). '
Weiterhin kann mit Vorteil als Grundfaser eine natürliche oder regenerierte" Zellulose Verwendet werden, die durch Auf- und/oder Einpolymerisieren-von Acrylnitril oder anderen polymerisierbaren Verbindüngen hergestellt wurde. Man geht beispielsweise so vor, daß auf der Zellulosefaser zunächst ein zweiwertiges Eisensalz niedergeschlagen und anschließend die Faser in wäßrigem Medium- mit Acrylnitril unter. Zugabe eines Emulgators in Gegenwart eines Oxy- äo dationsmittels nachbehandelt wird. Neben Acrylnitril : sind auch andere polymerisätionsfähige Verbindungen, wie beispielsweise Styrol,. Vinylidenchlorid, oder Ester der Acryl- bzw. Methacrylsäure, geeignet (vgl. Chemical Week, 16. März 1957., S, 112). .Furthermore, a natural or regenerated cellulose can advantageously be used as the base fiber, which was produced by polymerizing acrylonitrile or other polymerizable compounds ., the fiber in an aqueous medium- with acrylonitrile, with the addition of an emulsifier in the presence of an oxy EO dationsmittels is post-addition of acrylonitrile. polymerisätionsfähige, other compounds, such as styrene ,. vinylidene chloride, or esters of acrylic or methacrylic acid, suitable ( See Chemical Week, March 16, 1957., pp. 112).
Als Bindemittel eignen sich Fasern aus nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestelltenPolyolefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, mit einem mittleren Molekulargewicht von 60 000 bis 100 000, vorzugsweise von etwa 80 000.Fibers made from polyolefins produced by the so-called low-pressure process are suitable as binders. such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, with an average molecular weight of 60,000 to 100,000, preferably from about 80,000.
Um eine möglichst gleichmäßige Durchmischung der Grundfaser mit dem Bindemittel zu erreichen, setzt man zweckmäßig die Niederdruckpolyolefirifaser schon auf der Krempel zu. Das so erhaltene Vlies wird beispielsweise zwischen auf 140 bis 200° C erhitzten Kalanderwalzen hindurchgeführt und so verfestigt. Je nach den Ansprüchen an das Quadratmetergewicht und die Festigkeit kann der Faservliesstoff aus mehreren Lagen bestehen.In order to achieve the most even possible mixing of the base fiber with the binder, it is advisable to add the low-pressure polyolefin fiber on the card. The fleece thus obtained is For example, passed between calender rolls heated to 140 to 200 ° C and thus solidified. Ever According to the demands on the square meter weight and the strength, the nonwoven fabric can be composed of several Layers exist.
Entsprechend einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, das Faservlies mit bereits bekannten Bindemitteln, wie Lösungen von Gummi in Benzol oder wäßrigen Lösungen von Stärke, Leim, Kasein, Polyvinylalkohol bzw. Dispersionen von Butadien-Styrol- oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisaten, in Mengen von 2 bis 40%, zu besprühen bzw. zu durchtränken und anschließend zu trocknen. Auf diese Weise wird eine weitere Erhöhung der Festigkeitswerte erreicht.According to a particular embodiment of the method, it is possible to already have the nonwoven fabric known binders, such as solutions of rubber in benzene or aqueous solutions of Starch, glue, casein, polyvinyl alcohol or dispersions of butadiene-styrene or butadiene-acrylonitrile copolymers, in quantities of 2 to 40%, to be sprayed or soaked and then dried. This way there will be another increase the strength values achieved.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dem Faservlies Vorkondensate von Kunstharzen einzuverleiben, die in Gegenwart von Katalysatoren nach ihrer Auskondensierung innerhalb der Faser ebenfalls zu einer Verfestigung des Vliesstoffes beitragen. Besonders geeignet sind für diesen Zweck Kunstharze auf Basis von Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd und Phenol-Formaldehyd sowie deren Gemische, Diese Vorkondensate können in Mengen von 10 bis 15 °/o dem Faservliesstoff zugegeben werden. Durch diese Zusätze wird die Hydrophilie der fertigen Stoffe verringert. It is also advantageous to incorporate precondensates of synthetic resins into the fiber fleece, which are contained in The presence of catalysts after their condensation within the fiber also leads to solidification of the nonwoven. Synthetic resins based on are particularly suitable for this purpose of urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde and phenol-formaldehyde and their mixtures, these Precondensates can be added to the fiber nonwoven in amounts of 10 to 15%. Through this Additives reduce the hydrophilicity of the finished fabrics.
Nach dem vorliegenden Verfahren ist es möglich, Faservliese unter Verwendung von Polyolefinfasern, die nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestellt sind und die sich von den nach dem Hochdruckverfahren gewonnenen Polyolefinfasern durch ein wesentlich höheres Molekulargewicht unterscheiden, in vorteilhafter Weise zu verfestigen.According to the present procedure it is possible to Nonwovens using polyolefin fibers, which are produced according to the so-called low-pressure process and the polyolefin fibers obtained by the high pressure process through distinguish a significantly higher molecular weight to solidify in an advantageous manner.
Die auf diese Weise hergestellten Faservliesstoffe können den üblichen Ausrüstungsoperationen, insbesondere - Färben'·, Drucken, Appretieren, unterworfen werden, ohne daß das Stoffgefüge leidet. Die fertigen Vliese lassen sich in bekannter Weise für Bekleidungs-. stoffe, - ,Polsterstoffe, Stoffeinlagen, Achselpolster, Schuhfutter, ,Gardinen, Taschentücher, Tampons und ähnliche Artikel verwenden.The fiber nonwovens produced in this way can be subjected to the usual finishing operations, in particular - Dyeing, printing, finishing, subjected without the material structure suffering. The finished nonwovens can be used in a known manner for clothing. fabrics, -, upholstery fabrics, fabric inserts, armpit cushions, Shoe lining,, curtains, handkerchiefs, tampons and use similar articles.
Lose Baumwolle in einer Faserlänge von 18 bis 24 mm wird mit; einem Zusatz von 6%> nach dem Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylenfaser (Molekulargewicht etwa 80 000) auf einer Krempel im mehrmaligen Durchlauf zu einem Faservlies verarbeitet und- anschließend bei -einer -Temperatur von 170° C durch einen Kalander geführt. Der Faservliesstoff zeigt bei einem Gewicht von 138 g pro Quadratmeter- eine Festigkeit von 1,2 Reißkilometern. Im Vergleich hierzu zeigt ein Bäumwollvlies, das mit einer Butadien-Styrol-Emulsiön als Binder besprüht worden ist, bei einem Gewicht von 236,9 g pro Quadratmeter eine Festigkeit von 0,3 Reißkilometern.Loose cotton with a fiber length of 18 to 24 mm is made with ; an addition of 6%> polyethylene fiber produced by the low pressure process (molecular weight about 80,000) processed on a card in multiple pass to a nonwoven fabric and then passed through a calender at a temperature of 170 ° C. With a weight of 138 g per square meter, the nonwoven fabric shows a strength of 1.2 kilometers of tearing. In comparison, a cotton fleece which has been sprayed with a butadiene-styrene emulsion as a binder shows a strength of 0.3 kilometers of tearing at a weight of 236.9 g per square meter.
-■- -: Beispiel 2- ■ - -: Example 2
Lose Baumwolle wird, wie im Beispiel 1 angegeben, mit einem Zusatz von 12Vo Niederdruckpolyäthylenfaser (Molekulargewicht etwa 80 000) zu einem Faservliesstoff verarbeitet. Man erhält ein Material, das ein Quadratmetergewicht von 198 g und eine Festigkeit von 2,1 Reißkilometern zeigt.Loose cotton is, as indicated in Example 1, with an addition of 12 0 low-pressure polyethylene fibers (Molecular weight about 80,000) processed into a nonwoven fabric. You get a material that is a Shows a weight per square meter of 198 g and a strength of 2.1 kilometers of tear.
Ein nach Beispiel 1 hergestelltes Faservlies wurde mit einer Lösung von 200 g pro Liter einer 60%igen Butadien-Styrol-Dispersion, die etwa 74% Butadien im Ansatz der Monomeren enthält, behandelt, anschließend getrocknet und 170° C kalandert. Der Vliesstoff zeigt bei einem Quadratmetergewicht von 160 g eine Festigkeit von 2,2 Reißkilometern.A nonwoven fabric produced according to Example 1 was used with a solution of 200 g per liter of a 60% butadiene-styrene dispersion containing about 74% butadiene contains in the approach of the monomers, treated, then dried and calendered at 170 ° C. The non-woven fabric With a weight per square meter of 160 g, it shows a strength of 2.2 tearing kilometers.
Ein nach Beispiel 2 hergestellter Faservliesstoff wird mit einer Lösung besprüht, die 50 g eines partiell verätherten Methylol-Melamin, 40 g HarnstofF-Formaldehyd-Vorkondensat sowie 10 g Zinkchlorid im Liter Wasser enthält. Anschließend wird das Faservlies bei 70° C getrocknet und bei 175° C kalandert. Das Material zeigt bei einem Gewicht von 256,0 g pro Quadratmeter eine Festigkeit von 4,4 Reißkilometern.A fiber nonwoven fabric produced according to Example 2 is sprayed with a solution containing 50 g of a partial etherified methylol-melamine, 40 g urea-formaldehyde precondensate as well as 10 g of zinc chloride per liter of water. Then the nonwoven fabric dried at 70 ° C and calendered at 175 ° C. The material shows at a weight of 256.0 g per Square meter has a strength of 4.4 tensile kilometers.
Natürliche Zellulosefasern werden in einem geschlossenen Gefäß mit einer l,8%igen Natronlauge 20 Minuten bei 20° C behandelt. Hierauf wird das Material bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 100% abgeschleudert und mit Acrylnitril 1 Stunde bei 60°'C cyanäthyliert. Zum Schluß wird die Lösung abgekühlt und mit verdünnter Phosphorsäurelösung neutralisiert.Natural cellulose fibers are in a closed vessel with a 1.8% sodium hydroxide solution Treated for 20 minutes at 20 ° C. The material is then dried to a moisture content of about 100% centrifuged and cyanoethylated with acrylonitrile for 1 hour at 60 ° C. In the end there is the solution cooled and neutralized with dilute phosphoric acid solution.
Die so vorbehandelten Fasern werden mit einem Zusatz von 10%, bezogen auf die Grundfaser, nach dem Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylenfasern auf der Krempel zu einem Faservlies verarbeitet, das anschließend bei einer Temperatur von 160° C kalandert wird.The fibers pretreated in this way are re-treated with an addition of 10%, based on the base fiber Polyethylene fibers produced using the low-pressure process are processed into a non-woven fabric on the card, which is then calendered at a temperature of 160 ° C.
Natürliche Zellulosefasern werden mit einer wäßrigen Lösung von 3 g Eisenammoniumalaun im Liter % Stunde bei 20° C vorbehandelt, gespült und anschließend im geschlossenen Gefäß 1 Stunde bei 70° CNatural cellulose fibers are mixed with an aqueous solution of 3 g of iron ammonium alum per liter % Hour pretreated at 20 ° C, rinsed and then in a closed vessel for 1 hour at 70 ° C
mit einer 3Ofl/o Acrylnitril und 200/oLaurylpolyglykoläther, bezogen auf das Fasergewicht, sowie 5 g pro Liter 30°/oiges Wasserstoffsuperoxyd enthaltenden Flotte behandelt.with a 3O fl / o of acrylonitrile and 20 0 / oLaurylpolyglykoläther, based on the fiber weight, and 5 g per liter of 30 ° / oiges hydrogen peroxide-containing liquor treated.
Die auf diese Weise gewonnenen Fasern werden nach dem Trocknen mit 12e/o, bezogen auf die Grundfaser, nach dem Niederdruckverfahren hergestellten Polyäthylenfasern auf der Krempel zu einem Vlies verarbeitet, das anschließend bei einer Temperatur von 160° C kalandert wird.The fibers obtained in this way are after drying with 12 e / o, based on the base fiber, processed by the low-pressure process polyethylene fibers on the card to a fleece, which is then calendered at a temperature of 160 ° C.
Claims (2)
Britische Patentschriften Nr. 716 477, 732 980,Considered publications:
British Patent Nos. 716 477, 732 980,
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