DE1135411B - Verfahren zur Herstellung von poroesen, textilartigen Faservliesen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bierstellung von porösen, textilartigen Faservliesen Es ist bekannt, urigewebte textilartige Gebilde dadurch herzustellen, daß lockeres Fasermaterial, z. B. in Form von Faservliesen, vorzugsweise Wirrfaservliesen, mit Verklebungsmitteln, wie Naturkautschuk, Kunstkautschuk, Kunstharzen, imprägniert wird, die gelöst in organischen Lösungsmitteln oder als wäßrige Dispersionen oder Emulsionen dem Fasermaterial einverleibt werden und anschließend durch Wärmebehandlung der imprägnierten Fasergebilde in festen, vorteilhaft elastischen Zustand übergeführt werden. Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die in den Imprägniermitteln vorhandenen Lösungsmittel bzw. Dispergiermittel aus den imprägnierten Fasergebilden durch Trocknungsvorgänge unter Verdampfung beseitigt werden müssen. Dies erfordert erhöhten Energieaufwand und größeren Zeitaufwand. Bei Verwendung organischer Lösungsmittel sind außerdem Anlagen für die Absaugung und Rückgewinnung derselben erforderlich. Hinzu kommen häufig Geruchsbelästigungen, Brand- und Explosionsgefahr und unvermeidliche Verluste an verhältnismäßig teuren Lösungsmitteln.
• In der Praxis hat man bisher zur Herstellung von urigewebten Fasergebilden vorwiegend wäßrige Dispersionen oder Emulsionen von natürlichem oder künstlichem Kautschuk und bzw. oder von Kunstharzen als Bindemittel für das Fasermaterial verwendet. Zur Herstellung dieser Dispersionen bzw. Emulsionen sind jedoch Emulgatoren erforderlich, welche die Wasserfestigkeit und Waschbeständigkeit der Fertigprodukte beeinträchtigen. Außerdem müssen den Dispersionen bzw. Emulsionen zumeist noch Verdickungsmittel und bzw. oder Stabilisierungsmittel, wie Casein, Polyvinylalkohol, Carboxyalkylcellusose usw., zugefügt werden, die infolge ihrer hydrophilen Eigenschaften ebenfalls die Wasserfestigkeit und Waschbeständigkeit der auf diesem Wege hergestellten urigewebten Fasergebilde beeinträchtigen.
• Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß als die Fasern an ihren Berührungsstellen miteinander verbindende Verklebungsmittel flüssige Bindemittel verwendet werden, die ohne Mitverwendung von Lösungsmitteln, Dispergierungsmitteln, Emulgatoren, Verdickungsmitteln, Stabilisierungsmitteln u. dgl. in die Fasergebilde eingeführt werden können und befähigt sind, durch einfache Maßnahmen, wie Hitzebehandlung und bzw. oder Katalysatorwirkung, in elastische Kunstharze übergeführt zu werden.
• Als geeignete Bindemittel kommen unter anderem in Betracht: Gemische aus ungesättigten Polyestern mit Monomeren, wie z. B. Monostyrol, die unter der Bezeichnung Polyester-Gießharze bekannt sind; flüssige niedermolekulare Epoxydharze und deren Mischungen mit monomeren Epoxyden, wie z. B. Phenylglycidäther oder Allylglycidäther, welche vorteilhaft noch Härtekomponenten, wie z. B. Polyamine oder Polycarbonsäuren, enthalten; flüssige Monomere, die vorteilhaft noch Katalysatoren und andere Zusatzstoffe, wie z. B. Weichmacher, enthalten; flüssige Mischungen aus niedermolekulare Hydroxylendgruppen aufweisenden Polyestern mit äquivalenten Mengen von Düsocyanaten; flüssige Gemische von Kunstharzen, wie z. B. Polyvinylchlorid mit gelierenden Weichmachern, wie z. B. Dioctylphthalat; flüssige vulkanisierbare Stoffe, wie z. B. flüssiges Polybutadien, mit geeigneten Vulkanisationszuschlägen.
• Die vorstehend aufgeführten flüssigen Stoffe und Stoffgemische haben die Eigenschaft, daß sie mit Hilfe geeigneter Katalysatoren oder durch Erhitzen oder durch beide Maßnahmen in festen nicht klebrigen elastischen Zustand übergehen und Fertigprodukte von besonders guter Wasserfestigkeit und Waschbeständigkeit liefern. Die bisher bestehende Notwendigkeit, Lösungsmittel bzw. Dispergiermittel durch umständliche und kostspielige Trockenvorgänge zu beseitigen, kommt in Wegfall.
• Zur Durchführung des Verfahrens können Faservliese, die in bekannter Weise durch Krempeln oder nach dem Random-Webverfahren erzeugt werden, Verwendung finden. Mit Rücksicht auf die Empfindlichkeit der lockeren Faservliese empfiehlt es sich, diese durch an sich bekannte Maßnahmen, wie z. B. Verpressen zwischen heißen Walzen oder Aufsprühen einer geringen Menge eines Verklebungsmittels mit anschließender Hitzebehandlung, einer die Oberflächen verfestigenden Vorbehandlung unter Aufrechterhaltung ,der Porosität der Fasergebilde zu unterwerfen.
• Die erfindungsgemäß zur Imprägnierung verwendeten flüssigen Bindemittel können Zusatzstoffe, wie z. B. Katalysatoren, Vulkanisationsmittel, Weichmacher, Hydrophobierungsmittel, Farbstoffe, Pigmente usw., enthalten.
• Die Imprägnierung der Faservliese mit Hilfe der beanspruchten Binder kann unter Benutzung bekannter und üblicher Imprägniermethoden durchgeführt werden, und zwar derart, daß V erklebung der Fasern an den Kreuzungs- und Berührungsstellen unter Freilassung oder weitgehender Freilassung der zwischen den Fasern befindlichen Hohlräume von Imprägniersubstanz stattfindet. Die Verklebung des Faservlieses soll im allgemeinen gleichmäßig nach allen Richtungen hin stattfinden; man kann aber auch für Sonderzwecke bewirken, daß das Bindemittel die Fasern vorwiegend in Richtung der Vliesebene verklebt. Dies kann z. B. derart geschehen, daß das imprägnierte Vlies, z. B. durch Führung durch ein Walzenpaar, verpreßt wird und anschließend einer schockartigen Hitzebehandlung unterworfen wird. Hierdurch wird das Bindemittel sehr rasch fixiert und eine Wanderung desselben verhindert.
• Das Bindemittel kann mit Vorteil in an sich bekannter Weise in Schaumform übergeführt und schaumförmig in das Fasergebilde eingeführt werden. Hierdurch kann man der in dem Fasergebilde verbleibenden Imprägniersubstanz Porosität verleihen bzw. die Porosität derselben begünstigen.
• Von den für die Imprägnierung von Faservliesen mit Bindemittel zur Verfügung stehenden Verfahren haben sich unter anderem die folgenden gut bewährt: 1) Das lockere Faservlies wird zwischen dünnen Drahtnetzen durch das. flüssige Bindemittel hindurchgeleitet. Anschließend wird das Bindemittel durch Walzendruck in das Faservlies hineingepreßt und gleichzeitig der überschuß an Bindemittel abgequetscht. Das auf diese Weise durchimprägnierte Vlies wird zwecks Härtung des Bindemittels durch einen Trockner geführt.
• 2) Das lockere Faservlies wird durch Verpressen zwischen heißen Walzen oder durch. oberflächliches Aufsprühen einer sehr geringen Menge eines Bindemittels unter Erhaltung der Durchlässigkeit für die Imprägnierflüssigkeit vorverfestigt. Dann wird das Vlies durch den einstellbaren Spalt eines Walzenpaares geführt und das zur Verklebung dienende flüssige Bindemittel in der erforderlichen Menge zugeführt und beim Durchgang des Fasergebildes durch den Walzenspalt in das Faservlies eingeführt und gleichmäßig verteilt. Die Verfestigung des so imprägnierten Fasergebildes wird durch Härtung bei erhöhter Temperatur vorgenommen.
• Die zur Durchführung des Härtungsvorganges erforderliche Hitze kann unter anderem mit Heißluft oder Heißdampf oder mit Kontaktwärme, z. B. mit Hilfe von Zylindertrocknern, zugeführt werden. Für manche Zwecke ist es empfehlenswert, den Härtungsvorgang durch schockartige Hitzebehandlung, z. B. durch Infrarotstrahlung oder Hochfrequenzheizung, durchzuführen.
• Bei Verwendung geeigneter Imprägniermittel bzw. Imprägniermischungen und Zusatz geeigneter Härtungsmittel kann man gewünschtenfalls die in das Faservlies eingeführten flüssigen Bindemittel durch kurzfristige Hitzeeinwirkung in klebefreien elastischen Zustand überführen. Wenn derartige Bedingungen vorliegen, kann die vollständige Aushärtung gegebenenfalls auch durch Erhitzen bzw. Weitererhitzen der Ware in aufgerolltem Zustand stattfinden.
• Den erfindungsgemäß herzustellenden urigewebten, durch Verklebungsmittel gebundenen Produkten können durch entsprechende Wahl der angewendeten Fasern, der Imprägniermittel und der Durchführung des Imprägnierverfahrens verschiedenartige Eigenschaften verliehen werden und dadurch den in Betracht kommenden Gebrauchszwecken besonders angepaßt werden. Man kann z. B. sogenannte Vliesstoffe, die textilartige Eigenschaften haben und sich durch besondere Sprungelastizität auszeichnen und infolgedessen als versteifende oder formhaltende Einlagen für Bekleidungszwecke geeignet sind, oder Produkte, die besonders für Filterzwecke geeignet sind, herstellen.
• In der schweizerischen Patentschrift 288 511 ist ein Verfahren zur Herstellung eines aus einer Elementarfolie aus plastischer Masse aufgebauten Produkts beschrieben, das mit Kunstfasern armiert ist. Hierbei werden Kunstfaservliese, die vorzugsweise aus Glasfasern bestehen, in unverdünnte, wärmehärtbare Harze, z. B. unverdünnte Monomere, eingeführt und dann vergütet. Unter den in der schweizerischen Patentschrift genannten Elementarfolien dürften zusammenhängende Blätter bzw. Folien verstanden sein. Jedenfalls geht aus der Patentschrift hervor, daß aus dem Imprägniermittel eine zusammenhängende Folie hergestellt wird und in diese parallel geordnete Fasern eingebettet werden.
• Das in der schweizerischen Patentschrift beschriebene Verfahren bezieht sich keinesfalls auf die Herstellung von textilartigen Vliesstoffen durch Imprägnieren lockerer Wirrfaservliese, die an ihren Berührungsstellen miteinander verklebt sind, aber zwischen den Fasern Hohlräume aufweisen, die praktisch. frei von Bindemitteln sind oder solche nur in ganz geringfügigen Mengen enthalten. Aus der schweizerischen Patentschrift ist lediglich zu entnehmen, daß flüssige w'ärmehärtbare Kunstharze bekannt sind. Abgesehen von sonstigen Verschiedenheiten ist beachtlich, daß das schweizerische Verfahren einen vielfachen, mindestens zehnfachen Aufwand und Gehalt an Kunstharzen erfordert als das vorliegende Verfahren.
• In der britischen Patentschrift 710 082 ist ein Verfahren zur Herstellung von textilartigen bzw. fensterlederartigen Vliesstoffen beschrieben, bei dem zur Verklebung des Faservlieses wäßrige Emulsionen von künstlichem und bzw. oder natürlichem Kautschuk verwendet werden.
• Demgegenüber werden bei vorliegender Erfindung zur Verklebung der Fasern an ihren Berührungsstellen von Natur aus flüssige Bindemittel verwendet, die ohne Mitverwendung von Lösungsmitteln, Dispergiermitteln, Emulgatoren, Verdickungsmitteln, Stabilisierungsmitteln in das Faservlies eingeführt werden. Dieses Verfahren ist neu und bietet, wie aus den vorstehenden Darlegungen hervorgeht, erhebliche Vorteile.
• Schließlich ist auch noch ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von kunststoffgebundenen Isolierplatten aus Glasfasern, Mineralfasern oder Schlackenfasern bekannt, bei dem zwischen schwebenden Fasern ein Bindemittel eingedünstet wird, eine Faserschicht gebildet wird und diese einer die Dicke der Platten bestimmenden Presse zugeführt wird, in der das Bindemittel ausgehärtet wird. Hierbei wird als Bindemittel ein aufschäumbarer Kunststoff verwendet, der nach Bilden der Faserschicht aufgeschäumt und verfestigt wird.
• Auch aus diesem Verfahren ist die vorliegende Erfindung weder zu entnehmen noch herleitbar. Beispiel 1 Ein aus 30 Gewichtsteilen Polyamid-, 30 Gewichtsteilen Acetat- und und 40 Gewichtsteilen Baumwollfaser bestehendes lockeres Faservlies (60 gim2) wird zwischen zwei Drahtnetzen durch die flüssige Mischung eines niederviskosen Epoxydharzes vom Epoxyäquivalentgewicht 150 und einer geeigneten Menge eines Äthylendiaminhärters (auf 100 Gewichtsteile Epoxydharz 25 Gewichtsteile des Härters) geführt. Das so imprägnierte Fasergebilde wird durch Abquetschen von überschüssigem Bindemittel befreit und anschließend einer 10 Minuten langen Hitzebehandlung bei 135° C ausgesetzt. Bei einem Bindemittelgehalt von etwa 250%, bezogen auf das Fasergewicht, erhält man ein poröses sprungelastisches, textilartiges Fasergebilde, das mit Vorteil als formhaltendes Einlagematerial für Bekleidungsstücke verwendet werden kann.
• Beispiel 2 Ein lockeres Faservlies aus Polyesterfasern (80 g/m2) wird durch beidseitiges Besprühen mit einer geringen Menge der im Beispiel 1 erwähnten Epoxydharzmischung und anschließend 3 Minuten lang einer Hitzebehandlung bei 135° C oberflächlich vorferfestigt. Das vorverfestigte Material wird mit der gleichen Epoxydharzmischung imprägniert, zwischen Walzen abgepreßt und durch 10 Minuten langes Erhitzen des Gebildes auf 135° C das Harz ausgehärtet. Bei einer Harzaufnahme von etwa 200% erhält man ein sehr poröses sprungelastisches Fasergebilde, das unter anderem für die Verwendung als Filtermaterial gut geeignet ist.
• Beispiel 3 Ein aus Polyamidfasern bestehendes Faservlies (60 g/m2) wird mit einem dünnflüssigen hitzehärtbaren Polyestergießharz, das die erforderliche Menge an Peroxydkatalysatoren und Beschleuniger enthält, imprägniert, von überschüssigem Bindemittel durch Abquetschen befreit und dann der Härtung durch Erwärmen unterworfen. Man erhält ein elastisches weiches Gebilde mit einem Bindemittelgehalt von 150%, bezogen auf das Fasergewicht. Das Material kann unter anderem als wärmehaltendes Einlagematerial verwendet werden.
• Beispiel 4 Eine Mischung von 70 Gewichtsteilen Monostyrol, 20 Gewichtsteilen Dibutylphthalat, 8,8 Gewichtsteilen eines Rückstandes, der bei der Gewinnung von Rein-Lecithin anfällt und Kephalin, Eiweiß, Fettsäuren und Phosphatide enthält, und 1,2 Gewichtsteilen Benzoylperoxyd wird mit Hilfe eines Schnellrührers aufgeschäumt. Mit diesem Schaum wird ein Polyesterfaservlies (50 g/m2) oberflächlich vorverfestigt, das vorverfestigte Vlies wird mit dem gleichen Schaum durchimprägniert und durch Hitzebehandlung des imprägnierten Fasergebildes das weichmacherhaltige-Monostyrol polymerisiert. Man erhält ein sehr poröses sprungelastisches Fasergebilde mit einem Bindemittelgehalt von etwa 50%.
• Beispiel 5 Ein Polyamidfaservlies (60 g/m2) wird mit einer Mischung von 100 Gewichtsteilen eines verzweigten Polyesters aus Adipinsäure, einem dreiwertigen aliphatischen Alkohol und Butylenglykol und 26 Gewichtsteilen Toluylen-Diisocyanat imprägniert. Das imprägnierte Fasergebilde wird abgequetscht und durch anschließende Hitzebehandlung in einem Feld eines Infrarotstrahlers gehärtet. Man erhält ein ungewebtes Fasergebilde mit einem Bindemittelgehalt von 2001/o, das porös, sprungelastisch und sehr reißfest ist.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von porösen, textilartigen Faservliesen durch Imprägnierung von lockerem Fasermaterial mit Bindemitteln und Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Mitverwendung von Lösungsmitteln, Dispergiermitteln, Emulgatoren, Verdickungsmitteln, Stabilisierungsmitteln u. dgl. als Bindemittel flüssige Stoffe oder Stoffgemische verwendet werden, die durch Aushärten, z. B. durch Hitzebehandlung oder Katalysatorwirkung oder beide Maßnahmen, in elastische Kunstharze übergeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel niedermolekulare Epoxydharze oder deren Mischungen mit monomeren Epoxyden in Gegenwart von Härtungskatalysatoren verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel flüssige Monomere, die vorteilhaft noch Katalysatoren und gegebenenfalls noch Zusatzstoffe, wie z. B. Weichmacher, enthalten, verwendet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel flüssige Mischungen von niedermolekulare Hydroxylendgruppen aufweisenden Polyestern mit äquivalenten Mengen von Diisocyanaten verwendet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel flüssige Gemische von Kunstharzen, wie z. B. Polyvinylchlorid mit gelierenden Weichmachern, wie z. B. Dioctylphthalat, verwendet werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel flüssige vulkanisierbare Stoffe, wie z. B. flüssiges Polybutadien mit Vulkanisationszuschlägen, verwendet werden.
7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Faservliese einer an sich bekannten, die Gebilde stabilisierenden Vorbehandlung durch Maßnahmen wie Verpressen zwischen heißen Walzen oder durch oberflächliches Aufsprühen geringer Mengen von Verklebungsmitteln unter Erhaltung der Porosität unterworfen worden sind. B.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittel in an sich bekannter Weise in Schaumform in das Faservlies eingeführt werden.
9. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierten Fasergebilde einer schockartigen Hitzebehandlung, z. B. durch Infrarotstrahlen oder durch Hochfrequenzheizung, unterworfen werden.
10. 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung der imprägnierten Fasergebilde in aufgerolltem Zustand durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1008 906; schweizerische Patentschrift Nr. 288 511; britische Patentschrift Nr. 748 368.