DE1106285B

DE1106285B - Ungewebter waschbarer Faserstoff

Info

Publication number: DE1106285B
Application number: DED24644A
Authority: DE
Inventors: Arthur Herbert Drelich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-01-11
Filing date: 1957-01-09
Publication date: 1961-05-10
Also published as: US2880112A; GB850288A; GB851410A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 8 h 7

INTERNATIONALE KL.

D 06k; DOIj

D 24644 VII/8h

ANMELDETA(J: 9. JANUAR 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT.· 10.MAI1961

Ungewebte Faserstoffe, die aus Vliesen oder Schichten lose angeordneter Fasern von verschiedener Länge bestehen, sind bekannt. Die Fasern sind miteinander durch Imprägnieren des ganzen Stückes oder durch Auftragen von Bindemittel in einem Muster verbunden. Diese bekannten Faserstoffe sind entweder verhältnismäßig fest, mehr oder minder steif und brettartig und haben die Eigenschaft von Papier oder Pappe oder sie haben textilähnliche Weichheit und Faltenwurf, aber geringe Festigkeit und können nur dort verwendet werden, wo Waschbarkeit kein Erfordernis ist. Die Erzeugnisse aus diesen bekannten textilartigen Faserstoffen sind zum einmaligen Gebrauch bestimmt, sind also sogenannte Weg werf artikel.

Gegenstand der Erfindung ist ein ungewebter waschbarer Faserstoff aus einer Schicht sich kreuzender, übereinandergreifender, nach verschiedenen Richtungen in der Ebene des Stoffes parallel liegender Fasern, die senkrecht zur Stoffebene verhältnismäßig dicht, in der Ebene selbst aber lose mit Abstand zusammengefügt sind, und mit einer Vielzahl von parallel zur Stoffebene liegenden Bindemittelstellen, die die Form von kleinen Stäbchen bilden und im Abstand voneinander angeordnet sind, der dadurch

gekenn-

zeichnet ist, daß die Abstände zwischen den einzelnen Stäbchen von etwa 0,25 bis etwa 1,5 mm betragen, daß die Stäbchen einen durchschnittlich 5- bis lOfachen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der Fasern besitzen, eine große Anzahl sich 5fach in der Schicht überlagernde Fasern einbetten und verankern und gleichmäßig auf dem Vlies in verschiedenen Richtungen angeordnet sind.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Fig. 1 ist eine vergrößerte schematische Draufsicht eines ungewebten Faserstoffes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein noch stärker vergrößerter Querschnitt etwa entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ;

Fig. 3 ist ein sehr stark vergrößerter Querschnitt durch einen Teil einer der stäbchenförmigen Bindemittelstellen der Fig. 1 in Längsrichtung.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Faserstoff besteht aus einer Schicht sich überlappender, überkreuzender Fasern 11, die durch eine Vielzahl voneinander entfernter, im wesentlichen fester, stäbchenartiger Bindemittelstellen 12 verbunden oder zusammengehalten werden. Diese Bindemittelstellen verlaufen durch die Dicke des Vlieses praktisch von einer Oberfläche zur anderen, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Die Fasern 11 liegen im allgemeinen flach oder parallel zur Hauptebene des Stoffes (Fig. 2) und erstrecken sich in verschiedenen Richtungen in der Ebene des Stoffes (Fig. 1). Dabei ist es gleichgültig, ob die Fasern 11 der Schicht der Fig. 1 wie bei einer kar-Ungewebter waschbarer Faserstoff

Anmelder:

Arthur Herbert Dreiich,
Plainfield, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Ullrich und Dr. T. Ullrich, Patentanwälte,
Heidelberg, Bismarckstr. 17

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. Januar 1956

Arthur Herbert Dreiich, Plainfield, N. J. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

dierten Bahn vorwiegend in einer Richtung orientiert sind oder wie bei einer zufällig geordneten Bahn keine besondere Orientierung haben. Die Fasern sind verhältnismäßig lose parallel zu der Hauptebene des Stoffes angeordnet und bilden dabei eine Unzahl kleiner Öffnungen oder Lücken 13 (Fig. 1) und sind mit Bezug auf die Dicke des Stoffes verhältnismäßig dicht angeordnet, wobei sie sich, wie in Fig. 2 grob gezeigt ist, überlappen und aufeinanderliegen.

Die stäbchenartigen Bindemittelstellen 12 ihrerseits sind annähernd gleichmäßig, aber in zufälliger Ordnung im Stoff verteilt und verlaufen in verschiedenen Richtungen praktisch parallel zu der Hauptebene des Stoffes A-A. Einige Bindemittelstellen 12 überkreuzen sich, wie bei d, e und / in Fig. 1. Das Ausmaß der sich überkreuzenden Bindemittelstellen hängt zum Teil von ihrer Länge ab. Wie in Fig. 1 gezeigt, schneidet jede stäbchenförmige Bindemittelstelle 12 parallel zur Hauptebene des Stoffes eine große Zahl von Fasern 11. Die Fasern 11 werden durchschnittlich wenigstens an drei, vorzugsweise an mehr Stellen in ihrem Verlauf verbunden sein, damit die gewünschte Festigkeit und Waschbarkeit gewährleistet wird. Dies ist von besonderer Wichtigkeit bei Stoffen mit vorwiegend in einer Richtung orientierten Fasern, z. B. bei Stoffen, die aus aufeinandergelegten, kardierten, in einer Richtung laufenden Vliesen hergestellt werden, denn hier ist es von noch größerer Bedeutung, daß alle im wesentlichen in einer Richtung laufenden Fasern mehrere Male verbunden werden.

Jede Bindemittelstelle 12 umschließt eine große Zahl von Fasern, so daß diese fest verankert sind. Die

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durch die Bindemittelstellen laufenden Teile der Fasern werden durch das Bindemittel mit Bezug auf die Dicke des Stoffes verhältnismäßig dicht zusammengedrängt, während die Faserabschnitte zwischen den Bindemittelstellen meist in dieser Richtung weniger dicht gedrängt sind und so eine Vielzahl von lockeren, kissenartigen Vliesbereichen 14 bilden, durch die die Weichheit des Stoffes erhalten bleibt. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Bahn durch Anwendung von Druck während des Verbindungsvorgangs zusammengedrückt wird. Wenn der Druck entfernt wird, bleiben die die Fasern enthaltenden Bindemittelstellen 12 weitgehend zusammengedrängt, während die Abschnitte in den Vliesbereichen 14 zwischen den Bindemittelstellen in ihre ursprüngliche Lage zurückspringen.

In Fig. 3 sind die Fasern 11 in einer einzelnen, stäbchenartigen Bindemittelstelle 12 eingebettet und erstrecken sich durch diese Stelle in Quer- und Längsrichtung im allgemeinen in Richtung der Hauptebene des Stoffes. Das Bindemittel erstreckt sich praktisch λ'οη einer Stoffoberfläche zur anderen, obgleich sich gewisse Einbuchtungen 16 nahe der Oberfläche zeigen. Dem bloßen Auge sind diese Unregelmäßigkeiten natürlich nicht wahrnehmbar. Die Bindemittelstelle 12 selbst ist nicht eine absolut feste Bindemittelmasse, die sich ohne Unterbrechung von einer Oberfläche auf die andere erstreckt, sondern enthält meist einige Luftlöcher oder Hohlräume 17.

Als Bindemittel gemäß der Erfindung eignet sich besonders Polycaprolactam. L'nter gleichzeitiger gewisser Änderung der Eigenschaften können je nach den Arbeitsbedingungen und der Größe, Form und Anzahl der Stäbchen unter anderem als Bindemittel auch weichgemachtes Celluloseacetat, weichgemachte Äthylcellulose, Saran, Polyamide der Undecylensäure. Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyurethan, Polystyrol und Polyvinylidencyanid verwendet werden.

Zur Herstellung der Struktur der erfindungsgemäßen Stoffe können Faserarten aus den verschiedensten Stoffen verwendet werden. Verhältnismäßig biegsame Fasern werden aber bevorzugt. Es können Fasern mit bestimmten Eigenschaften verwendet werden, um dem Produkt die gleichen oder ähnliche Eigenschaften zu verleihen. So werden relativ absorbierende Fasern bevorzugt, wenn ein Vlies mit hoher Absorptionsfähigkeit hergestellt werden soll. Es können natürliche Fasern pflanzlichen oder tierischen UYsprungs und künstliche Fasern sowohl aus regenerierter Cellulose und ähnlichen Stoffen als auch vollsynthetische Stoffe verwendet werden. Ebenso können Fasern auf Cellulosebasis, wie Viskose-Rayon, Baumwolle oder Holz, verwendet werden, obgleich die Holzfasern verhältnismäßig lang und praktisch unhydratisiert sein sollen, um gute Ergebnisse zu erzielen. Stäbchen aus Polyamiden, aus weichgemachter Äthylcellulose und weichgemachtem Celluloseacetat scheinen zum Verbinden von Viskose-Rayon besonders geeignet und gehen mit diesen und anderen Fasern auf Cellulosebasis vorzügliche Verbindungen ein. Da Viskose-Rayonfasern an sich in nassem Zustand sehr schwach sind, ist die Tatsache, daß Bahnen oder Schichten aus Viskose-Rayonfasern sich gemäß der Erfindung zu waschbaren, ungewebten Faserstoffen verbinden lassen, ein überraschender Beweis für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindung.

Im Gegensatz zu den bekannten Faserstoffen handelt es sich bei dem Faserstoff gemäß der Erfindung um einen waschbaren ungewebten Faserstoff mit tex- r-> tilähnlicher Weichheit und textilähnlichem Faltenwurf. Er ist ribbelfest im nassen Zustand, flaumigweich, saugfähig und besitzt neben anderen Textilstoffeigenschaften auch eine gewisse Dehnungsfähigkeit in Längs- und Querrichtung. Der Stoff eignet sich daher besonders als Futter für Kleidungsstücke, vor allem, wenn diese direkt auf der Haut getragen werden, für Ober- und Unterbekleidung im allgemeinen, für waschbare Handtücher, Servietten, Tischtücher, Taschentücher, Damenbinden, Verbandstoffe, Vorhänge, Dekorationsstoffe, wiederholt verwendbare Stoffe für Industriezwecke sowie für eine Vielzahl anderer Anwendungszwecke, bei denen eine Verbindung dieser Eigenschaften wesentlich ist.

Gemäß der Erfindung wird eine Vielzahl länglicher Bindemittelstellen in Form kurzer Streifen oder Stäbchen verhältnismäßig dicht in einer Schicht von sich überlappenden und überkreuzenden Fasern angeordnet, wodurch diese dadurch verankert werden, daß sie an wenigstens drei Stellen der Faser, vorzugsweise aber öfter, von diesen Bindemittelstellen umgeben und in sie eingebettet werden. Die Bindemittelstellen haben vorzugsweise einen etwa 5- bis lOmal so großen Durchmesser wie die Fasern und sind in der Wärme verschmolzen. Sie erstrecken sich in den verschiedensten Richtungen, meist parallel zur Hauptebene des Stoffes und kreuzen die meisten Fasern wenigstens einige Male im Faserverlauf. Die Bindemittelstellen sind genügend weit voneinander entfernt, damit eine Vielzahl von nicht verbundenen Faserbereichen bestehenbleibt, in denen die Textileigenschaften der ursprünglichen Faserschicht in hohem Maß erhalten bleiben.

Andererseits sind die Bindemittelstellen dicht genug angeordnet, um den Stoffen eine genügende Festigkeit zu verleihen. Der Abstand der Bindemittelstellen beträgt nicht weniger als etwa 0,254 mm und nicht mehr als etwa 1,524 mm.

Geeigneterweise wird die Zahl der Bindemittelstellen in der betrachteten Einheit z. B. in einem Quadratzentimeter gezählt, wobei die Quadratwurzel dieser Zahl die durchschnittliche Anzahl von Verbindungselementen pro Zentimeter Länge des Stoffes angibt. Bei einem mit stäbchenartigen, 1,587 mm langen Verbindungselementen von 0,0762 mm Querschnitt verbundenem Faserstoff, der je Ouadratzentimeter etwa 128 Bindeelemente enthält, beträgt die durchschnittliche Zahl von Bindeelementen je Zentimeter Länge in jeder Richtung des Stoffes etwa 11,3. Vom Standpunkt der Waschbarkeit aus ist dies im allgemeinen ausreichend.

Die stäbchenförmigen Bindemittelstellen haben ein Längen-Breiten-Verhältnis vorzugsweise von wenigstens 10 :1. Die Länge beträgt etwa 0,79 bis 25,4 mm, vorzugsweise unter 6,35 mm, und der Durchmesser etwa 0,06 bis 0,13 mm, vorzugsweise etwa 0,06 bis 0,12 mm. Dabei ist die Länge der Stäbchen nicht so entscheidend wie ihr Durchmesser.

Die Bindemittelstellen erstrecken sich von einer Oberfläche des Stoffes zur anderen, wodurch eine verhältnismäßig große Anzahl Fasern in sie eingebettet und fest verankert wird. Bei einer Schichtdicke von z. B. fünf Fasern und einem Längen-Breiten-Wert der Bindemittelstäbchen von 10 :1 werden meist 50 oder mehr Fasern in einer einzigen stäbchenförmigen Bindemittelstelle eingebettet und können diese an einer beliebigen Stelle durchlaufen.

Der optimale Gehalt an Bindemitel hängt von der Art des Bindemittels, der Größe und Form der Bindemittelstellen und ihrer Anordnung im Stoff, der Art

und Länge der Vliesfasern und ihrem Gesamtgewicht ab.

Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Faserstoffe verwendete Faservlies kann beispielsweise durch Kardieren, Schichtbildung durch Luftschichtung, nach dem Papierherstellungsverfahren usw. gebildet werden.

Die einzelnen Bahnen oder dünnen Schichten, die nach diesen Verfahren hergestellt worden sind, können aufeinandergelagert werden, um dickere Schichten als Grundlage für den Stoff zu erhalten. Im allgemeinen verlaufen die Fasern in einer Vielzahl verschiedener Richtungen, wobei sie in Richtung der Hauptebene des Stoffes ausgerichtet sind und sich gegenseitig überlappen, überkreuzen und halten und so eine offene, poröse Struktur bilden.

Zur Bildung dieser offenen Struktur sich überlappender, überkreuzender Fasern werden verhältnismäßig lange, textilartige Fasern von etwa 6,35 bis 50,8 mm Länge bevorzugt, die also langer als Fasern zur Papierherstellung und fast so lang wie Fasern zur Herstellung von Textilien sind. Es können aber auch kürzere Fasern, beispielsweise bestimmte, zur Herstellung von Papier geeignete Fasern von weniger als 6,35 mm Länge, verwendet werden, vor allem in Mischung mit längeren Fasern. Diese kürzeren Fasern werden vorzugsweise ungeschlagen oder praktisch nichthydratisiert verwendet.

Die durchschnittliche Dicke des Faserstoffes schwankt je nach dem Gewicht der verwendeten Fasern. Bei leichten und schweren Stoffen ist das Problem der Bindung verschieden. Um bei Verwendung der Stäbchen gemäß der Erfindung eine maximale Wirksamkeit zu erzielen, wird eine Faserschicht mit einem Gewicht von wenigstens 31 g/m² bevorzugt. Befriedigende Stoffe gemäß der Erfindung kann man aus Faserschichten mit einem Gewicht zwischen etwa 11,6 g/m² oder wenig tiefer und 93 g/m² oder mehr erhalten. Bei einem Gewicht von mehr als etwa 155 g/m² entsprechen die Stoffeigenschaften mehr einer faserigen Watte als einem offenen porösen Stoff der beschriebenen. Art.

Senkrecht zur Stoffebene sind die Fasern verhältnismäßig dicht, während sie in der Ebene selbst lose zusammengefügt sind.

Vorzugsweise benutzt man thermoplastische Bindemittel. Dabei können die Stäbchen mit den nach üblichen Textilmischverfahren hergestellten Fasern vermisch und diese Mischung anschließend kardiert werden. Ebenso können Fasern einer derartigen Mischung in einem Luftstrom dispergiert und auf durchlöcherten Vorrichtungen gesammelt werden und eine Schicht nach einer Reihe von bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei aber kürzere Fasern verwendet werden. Stäbchen von nur 0,794 mm Länge oder etwas kürzere können mit den Strukturfasern in einer wäßrigen Aufschlämmung vermischt und anschließend über das Sieb oder Drahtnetz einer Papiermaschine nach üblichen Papierherstellungsverfahren geführt werden, wobei eine stäbchenhaltige Schicht gemaß der Erfindung gebildet wird. Die Stäbchen können auch nach der Bildung der Schicht in den Strukturfasern dadurch verteilt werden, daß ein die Stäbchen enthaltender Luftstrom durch die Schicht gesprüht oder gefiltert wird. Die Stäbchen können auch in Wasser oder einer anderen Trägerflüssigkeit dispergiert und diese durch eine auf einem durchlöcherten Sieb befindliche Schicht filtriert werden, oder es können andere Verfahren verwendet werden, um die Stäbchen möglichst gleichmäßig in der Schicht zu verteilen. Die Stäbchen verlaufen in einer Vielzahl verschiedener Richtungen, meist parallel zur Hauptebene der Schicht. Die Stäbchen werden von vielen Fasern gekreuzt und gehalten und je nach Zahl und Länge überlappen sich die Stäbchen mehr oder weniger oder überhaupt nicht.

Unter Anwendung von Wärme und Druck wird das Bindemittel geschmolzen, so daß es die Fasern umgibt und diese in die Stäbchen eingebettet werden. Dabei kann Wärme vor oder während der Anwendung von Druck angewendet werden. Die Wärme muß genügend hoch sein, um das Bindemittel iti den Stäbchen zum Schmelzen zu bringen, so daß es unter dem Einfluß des ausgeübten Drucks praktisch durch das Vlies durchdringt und die Fasern, die über und unter den Bindeelementen verlaufen, einbettet. Druck und Temperatur müssen so geregelt werden, daß die Stäbchen sich nicht unerwünscht verformen und ihre allgemeine Gestalt verlieren. Wenn das geschmolzene Bindemittel in einem gegebenen Stäbchen völlig ungehindert fließen könnte, würde es infolge der Oberflächenspannung eine annähernd kugelförmige Gestalt annehmen. Werden zu hohe Temperaturen angewendet, könnten die Bindeelemente infolge dieser Oberflächenspannung schrumpfen oder sich zusammenballen trotz der in entgegengesetzter Richtung wirkenden anderen Kräfte, nämlich z. B. dem angewandten Druck, der Reibung und dem durch Kapillarkräfte entgegenwirkenden Einfluß der Fasern.

Bei einem gegebenen Bindemittel gibt es, grob gesprochen, einen optimalen Temperaturbereich, innerhalb dessen sich die Bindeelemente bei verhältnismäßig geringem Druck verflüssigen und fließen und nicht nur klebrig werden.

Claims

Patentansprüche-

1. Ungewebter waschbarer Faserstoff mit textilartigen Eigenschaften aus einer Schicht sich kreuzender, übereinandergreifender, nach verschiedenen Richtungen in der Ebene des Stoffes parallel liegender Fasern, die senkrecht zur Stoffebene verhältnismäßig dicht, in der Ebene selbst aber lose mit Abstand zusammengefügt sind, und mit einer Vielzahl von parallel zur Stoffebene liegenden Bindemittelstellen, die die Form von kleinen Stäbchen bilden und im Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den einzelnen Stäbchen von etwa 0,25 bis etwa 1,5 mm betragen, daß die Stäbchen einen durchschnittlich 5- bis lOfachen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der Fasern besitzen, eine große Anzahl sich 5fach in der Schicht überlagernde Fasern einbetten und verankern (Fig. 3) und gleichmäßig auf dem Vlies in verschiedenen Richtungen angeordnet sind (Fig.l).

2. Faserstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelstäbchen (12) aus einem thermoplastischen Bindemittel, z. B. PoIycaprolactam oder einem Polyamid der Undecylensäure, bestehen, ein Längen-Breiten-Verhältnis von 10 :1 besitzen und etwa 3 bis 35 Gewichtsprozent, zweckmäßig 5 bis 20 Gewichtsprozent, des Faserstoffes ausmachen.

3. Faserstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelstäbchen (12) eine durchschnittliche Länge von nicht mehr als 6,35, vorzugsweise etwa 0,76 bis 6,35 mm, und

einen mittleren Durchmesser von etwa 0,0635 bis 0,1270 mm, vorzugsweise etwa 0,0660 bis 0,1143 mm, besitzen.

4. Faserstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (11) mindestens drei oder mehrere Male in die Bindemittelstellen (12) eingebettet sind.

5. Faserstoff nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Schicht 11 bis 155 g/m², zweckmäßig 11 bis 93 g/m², wiegen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 767 479; USA.-Patentschriften Nr. 2 705 687, 2 697 678.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen