DE1176994B

DE1176994B - Process for the manufacture of nonwoven fabrics from synthetic fibers

Info

Publication number: DE1176994B
Application number: DEG35413A
Authority: DE
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1961-11-02
Filing date: 1962-07-07
Publication date: 1964-08-27
Also published as: NL6408415A; CH435965A; GB1044925A; DE1176993B; DE1159257B; NL135829C; BE652341A; LU42620A1; DK115449B; GB1009120A; DE1229376B; NL146235B; NL285026A; LU46832A1; BE624231A; US3200033A; US3227608A; DE1164818B

Description

Verfahren zur Herstellung von nichtgewebten Stoffen aus synthetischen Fasern Nichtgewebte Stoffe aus synthetischen Faern werden bereits nach verschiedenen Trockenverfahren hergestellt. Diese Verfahren erfordern besondere, von den üblichen Papiermaschinen stark abweichende Produktionsmaschinen und sind aus diesem Grunde mit großen Investitionskosten verbunden. Ein auf einer Papiermaschine hergestelltes Vlies aus Kunstfasern ohne Zusatz von Bindemitteln hat nur einen geringen Zusammenhalt, läßt sich wegen der schlechten initialen Naßfestigkeit nur schlecht von der Siebin die Preß- bzw. in die Trockenpartie übertragen und fällt nach der Trocknung wieder auseinander, da die glatte Oberfläche der Fasern keine Verfilzung zuläßt.Process for the manufacture of nonwoven fabrics from synthetic Fibers Nonwoven fabrics made from synthetic fibers are already being used in various ways Manufactured in a dry process. These procedures require special ones from the usual ones Paper machines are very different production machines and are for this reason associated with high investment costs. One made on a paper machine Fleece made of synthetic fibers without the addition of binders has only a low degree of cohesion, can only be removed from the sieve with difficulty because of the poor initial wet strength transferred to the press or dryer section and falls again after drying apart, as the smooth surface of the fibers does not allow felting.

Im Zuge der Versuche, um Papier oder nichtgewebte Stoffe aus synthetischen Fasern herzustellen, wurde auch bereits eine fibrilierte Kunstfaser entwickelt, die in Wasser aufgeschlämmt und der entstandene Faserbrei anschließend durch den Stoffauflauf auf der Siebpartie aufgetragen wird. Die Verwendung fibrilierter Fasern hat aber den Nachteil, daß man nur mit sehr geringen Stoffdichten arbeiten kann und Papiere mit genügend hohem Flächengewicht nur schwierig mit diesen Fasern herstellbar sind. Zahlreiche Vorschläge befassen sich mit der Lösung, durch Zusatz verschiedener Klebstoffe die Einzelfasern miteinander zu verbinden. Dieser Weg wird auch bei der Trockenherstellung beschritten. Die Anwendung von Klebern hat den Nachteil, daß sie sich über die ganze Faser verteilen und somit die Oberflächeneigenschaften derselben verändern. Der größte Teil des Klebers geht überdies also nutzlos verloren. Die Eigenschaften des Endproduktes werden durch den überschüssigen Kleberanteil stark beeinträchtigt.In the course of attempts to make paper or nonwoven fabrics from synthetic To produce fibers, a fibrillated synthetic fiber has already been developed, which is slurried in water and the resulting pulp then through the Headbox is applied to the wire section. The use of fibrillated fibers but has the disadvantage that you can only work with very low consistencies and papers with a sufficiently high basis weight are difficult to produce with these fibers are. Numerous proposals deal with the solution by adding different ones Adhesives to connect the individual fibers together. This path is also used in the Dry production started. The use of adhesives has the disadvantage that they are distributed over the entire fiber and thus the surface properties of the same change. In addition, most of the glue is wasted uselessly. the The properties of the end product are enhanced by the excess amount of glue impaired.

Wird der Kleber auf der Siebpartie auf das Vlies aufgesprüht oder aufgegossen, so gelangt ein Großteil des Klebers in das Abwasser. Sind die Kleber dazu noch in organischem Lösungsmittel gelöst, so ist deren Anwendung an Papiermaschinen neben den ungünstigen Arbeitsbedingungen durch notwendige Lösungsmittelrückgewinnungsanlagen mit hohem Kostenaufwand verbunden.If the adhesive is sprayed onto the fleece on the wire section or When poured on, a large part of the adhesive ends up in the wastewater. Are the glue additionally dissolved in organic solvent, this is how they are used on paper machines in addition to the unfavorable working conditions due to the need for solvent recovery systems associated with high costs.

Zur Herstellung des Vlieses finden auch Verfahren Anwendung, bei denen ausschließlich die Faserberührungspunkte miteinander verbunden werden und keine organischen Lösungsmittel in das Abwasser gelangen. Das Verfahren beruht auf der bekannten Tatsache, daß die Fasern mit einem Additionspolymeren in einer Vorpräparation umhüllt werden, das erst nach der Vliesbildung hochpolymer wird und die Fasern an den Stellen bindet, an denen sie übereinanderlagern. Die Fasern werden mit solchen Materialien folgendermaßen vorpräpariert: Die trockenen Fasern werden in einer Lösung von Additionspolymern getränkt. Durch Zentrifugieren wird der Überschuß abgeschleudert, so daß nur ein dünner Film die Einzelfaser umhüllt. Bei der Weiterverarbeitung zu einem papier- oder gewebeähnlichem Material können die vorpräparierten synthetischen Fasernklumpen aufgeschlagen und über den Stoffauflauf auf die Siebpartie gebracht werden. Nach der Überführung des Vlieses in die Trockenpartie erfolgt die Verfestigung an den Knotenpunkten durch eine Hitzezone.For the production of the fleece, processes are also used in which only the fiber contact points are connected to each other and none organic solvents get into the wastewater. The procedure is based on the known fact that the fibers with an addition polymer in a prepreparation be encased, which only becomes highly polymeric after the formation of the fleece and the fibers binds to the places where they overlap. The fibers are made with such Materials prepared as follows: The dry fibers are in a solution soaked in addition polymers. The excess is thrown off by centrifugation, so that only a thin film envelops the single fiber. When processing too a paper or tissue-like material can use the prepared synthetic Lumps of fibers are opened up and brought to the wire section via the headbox will. After the transfer of the fleece into the dryer section, it solidifies at the junctions by a heat zone.

Das so erzeugte Vlies ist nur an den Kreuzungs-oder Berührungspunkten der Fasern miteinander verbunden. Der Nachteil dieser bekannten Vliesverfestigung liegt in der unerwünschten allseitigen Bedekkung der Fasern mit Hochpolymeren.The fleece produced in this way is only at the intersection or contact points of the fibers connected to each other. The disadvantage of this known web bonding lies in the undesirable covering of the fibers on all sides with high polymers.

Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Fasern mit einer additionspolymerem, kondensierbaren oder veresterungsfähigen als Kleber dienenden Schicht überzogen, auf üblichen Papiermaschinen zu einem Vlies verarbeitet, durch thermische Aushärtung der Schicht an den Kreuzungspunkten verbunden, jedoch die Fasern vor dem Aufbringen dieser Schicht mit einer für diese verflüssigte Schicht als Gleitmittel dienenden, bei 50 bis 120° C flüssigen Zwischenschicht überzogen werden, wobei die beiden Schichten im flüssigen Zustand ineinander nicht löslich sind. Die Zugabe von Gleitmittel und Kleber zum Stoffbrei erfolgt gleichzeitig, und zwar so, daß das Gleitmittel und der Kleber in Fadenform dem Stoffbrei beigemengt werden, wodurch bei der Vliesbildung keine Verluste an Kleber auf der Siebpartie der Papiermaschine eintreten. Das Gleitmittel hat dabei einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Kleber.According to the invention, this disadvantage is avoided in that the Fibers with an addition polymer, condensable or esterifiable as Adhesive-serving layer covered on conventional paper machines to form a fleece processed, connected by thermal curing of the layer at the crossing points, however, the fibers before applying this layer with one for this liquefied Layer serving as a lubricant, coated at 50 to 120 ° C liquid intermediate layer The two layers are insoluble in one another in the liquid state are. The addition of lubricant and glue to the pulp takes place at the same time, in such a way that the lubricant and the adhesive are added to the pulp in thread form no loss of glue on the wire section during web formation enter the paper machine. The lubricant has a lower melting point than the glue.

Der Kleber wird in an sich bekannter Weise in Fadenfarm hergestellt und anschließend mit dem Gleitmittel umkleidet. Wird dieser Gleitmittel-Kleber-Fa.en zu Stapelfasern beliebiger Länge geschnitten und dem Faserbrei aus synthetischen Fasern in der Stoffbütte zugemischt, so zeigt sich bei entsprechender Wahl von Kleber und Gleitmittel bezüglich der Schmelzpunkte, daß in dem Augenblick, in dem das Vlies eine Erhitzungszone durchläuft, das Gleitmittel naturgemäß zuerst schmilzt und die synthetische Faser überzieht.The glue is produced in a known manner in a thread farm and then coated with the lubricant. If this lubricant adhesive company cut into staple fibers of any length and the pulp made of synthetic Fibers mixed in in the pulp box, as shown by the appropriate choice of glue and lubricants with respect to the melting points that at the moment the fleece passes through a heating zone, the lubricant naturally melts first and the synthetic fiber covers.

Bei weiterer Erwärmung schmilzt auch der Kleberfaden und verläuft dabei zu einzelnen Tropfen. Da zwischen den Tropfen und dem Fasen sich das Gleitmittel befindet, läuft der Einzeltropfen des Klebermaterials auf diesem zum nächsten Knotenpunkt und härtet dort bei weiterer Temperatursteigerung aus.With further heating, the adhesive thread also melts and runs thereby to individual drops. Because between the drops and the chamfer is the lubricant is located, the single drop of adhesive material runs on it to the next node and hardens there when the temperature rises further.

Es wurde mit dieser Entwicklung eine Methode gefunden, die es gestattet, Papier und nichtgewebte Stoffe aus synthetischen oder teilweise synthetischen Fasern herzustellen, die nur an den Knotenpunkten gebunden sind, und die üblichen Maschinen zur Papierfabrikation zur Vliesbildung ohne zsätzliche Einrichtungen verwendet werden können. Beispiel 1 Polyester-Stapelfasern von 6 nun Länge und 1,5 den werden im Holländer in der üblichen Weise in Wasser aufgeschlagen und der Maschinenbütte zugeführt. Anschließend werden Stapelfasern aus Kleber-Gleitmittel-Fäden der Bütte zugegeben, und zwar 2011/o berechnet auf trockene Polyesterfasern. Die Kleber-Gleitmittel-Fasern werden wie üblich folgendermaßen hergestellt: Ein Gemisch aus Isocyanat mit verkappten Isocyanatgruppen und Polyester wird auf etwa 80° C erwärmt, um es zu verflüssigen und durch eine Spinndüse zu einem Faden versponnen. Der erstarrte Faden wird vor dem Aufwickeln mit einem Wachsfilm, der einen Schmelzpunkt von 75° C hat, umgeben. Nach Abkühlen des Fadens wird dieser aufgewickelt und später in bekannter Weise zu Stapelfasern beliebiger Länge geschnitten. Diese Fasern werden dann der Stoffbütte zugegeben.With this development a method has been found which allows Paper and non-woven fabrics made from synthetic or partially synthetic fibers to manufacture, which are only tied at the nodes, and the usual machines can be used for paper production for fleece formation without additional facilities can. Example 1 Polyester staple fibers of 6 now length and 1.5 den are in Dutch pounded in water in the usual way and fed to the machine chest. Then staple fibers from glue-lubricant threads are added to the vat, namely 2011 / o based on dry polyester fibers. The glue-lubricant fibers are prepared as usual as follows: A mixture of isocyanate with blocked Isocyanate groups and polyester are heated to about 80 ° C in order to liquefy them and spun into a thread through a spinneret. The frozen thread is facing the winding with a wax film, which has a melting point of 75 ° C, surrounded. After the thread has cooled, it is wound up and later in a known manner cut into staple fibers of any length. These fibers then become the pulp chest admitted.

Das Faserbreigemisch in der Stoffbütte kann nun auf üblichen Papiermaschinen zu einem Vlies verarbeitet werden. Bei Überführung des Vlieses in die Trockenpartie erfolgt ein Schmelzen des Kleberfadens, wobei eine Trennung des Gleitmittels und des eigentlichen Klebers eintritt. Das Gleitmittel überzieht die synthetischen Fasern, und der Kleber zerreißt in Einzeltropfen, die auf dem Gleitmittel zu den Knotenpunkten wandern und dort aushärten.The pulp mixture in the pulp can now be used on conventional paper machines processed into a fleece. When transferring the fleece to the dryer section there is a melting of the adhesive thread, with a separation of the lubricant and of the actual adhesive occurs. The lubricant coats the synthetic fibers, and the adhesive tears up in single drops, which are on the lubricant to the nodes wander and harden there.

Als Gleitmittel-Kleber-Faser kann unter anderem ein Gemisch aus Epichlorhydrinharzen und gesättigten Polyestern die mit Öl modifiziert sind, zu einem Faden versponnen und mit einem festen Aethylenglykolester umhüllt werden, der in flüssigem Zustand mit dm Kleber nicht mischbar ist. Ein Teil der Synthesefasern kann durch Naturfasern ersetzt werden. Beispiel 2 Ein Gemisch von 65% Nylon-Stapelfasern von 9 mm Länge und 1,5 den und 35010 Kleber-Gleitmittel-Fäden wird im Holländer aufgeschlagen, wobei geringe Mengen an Netzmittel und Entschäumer hinzugefügt werden. Diese Suspension wird der Maschinenbütte zugeführt, auf die Papiermaschine gebracht und wie im Beispiel 1 angeführt zu einem Vlies verarbeitet.A mixture of epichlorohydrin resins can be used as the lubricant-adhesive fiber and saturated polyesters modified with oil, spun into a thread and coated with a solid ethylene glycol ester, which is in the liquid state cannot be mixed with the adhesive. Part of the synthetic fibers can be replaced by natural fibers be replaced. Example 2 A blend of 65% nylon staple fibers 9 mm in length and 1.5 den and 35010 glue-lubricant threads are opened in the dutch, small amounts of wetting agent and defoamer are added. This suspension is fed to the machine chest, brought to the paper machine and as in the example 1 listed processed into a fleece.

Zur Herstellung der Kleberfäden wird verkapptes Isocyanat, im Handel bekannt als Desmodur AP stabil, und hydroxylgruppenhaltiger Polyester, im Handel bekannt als Desmophen 1200, zu gleichen Teilen auf einem Dreiwalzenstuhl bei 60 bis 80° C homogenisiert. Dieses Gemisch wird sodann bei etwa 80° C durch eine Spinndüse zu Fäden versponnen, mit Wachs V, Schmelzpunkt etwa 50° C, umhüllt und zu Stapelfasern von 3 mm Länge geschnitten.For the production of the adhesive threads, capped isocyanate is available on the market known as Desmodur AP stable, and polyester containing hydroxyl groups, commercially available known as Desmophen 1200, in equal parts on a three-roll mill at 60 Homogenized up to 80 ° C. This mixture is then passed through a spinneret at about 80 ° C spun into threads, coated with wax V, melting point approx. 50 ° C, and into staple fibers 3 mm long.

Außer den in den Beispielen als Gleitmittel genannten Wachsen sind unter anderem die folgenden Harze und Wachse geeignet.In addition to the waxes mentioned as lubricants in the examples among others, the following resins and waxes are suitable.

Alresat 444C. Dies ist ein verseifbares, plastifiziertes, alkohollösliches Maleinatharz mit dem Schmelzpunkt 95 bis 105° C und der Säurezahl von etwa 100.Alresat 444C. This is a saponifiable, plasticized, alcohol-soluble Maleinate resin with a melting point of 95 to 105 ° C and an acid number of about 100.

Das unter dem Handelsnamen Lavopal S bekannte Harz ist ein kolophoniumhaltiges Kondensationsprodukt mit dem Schmelzpunkt von 100 bis 1.15° C und der Säurezahl 100 bis 115° C.The resin known under the trade name Lavopal S is a rosin-containing resin Condensation product with a melting point of 100 to 1.15 ° C and an acid number 100 to 115 ° C.

Unter vielen anderen weitere als Gleitmittel geeignete Wachse sind das sogenannte Gersthofener Wachs O mit dem Schmelzpunkt 102 bis 106° C und der Verseifungszahl 110 bis 125 sowie das unter dem Handelsnamen Wachs E S bekannte Produkt mit dem Schmelzpunkt 79 bis 82° C und der Verseifungszahl 158 bis 178.There are many other waxes suitable as lubricants the so-called Gersthofener wax O with a melting point of 102 to 106 ° C and the Saponification number 110 to 125 and that known under the trade name Wachs E S Product with a melting point of 79 to 82 ° C and a saponification number of 158 to 178.

Claims

Claim: 1. Process for the production of synthetic papers or non-woven fabrics made of synthetic or regenerated cellulose fibers conventional paper machines by means of a condensable or polymerizable or esterifiable material as an adhesive and a natural, hard or waxy material Material as a lubricant, which has a lower melting point than the adhesive, Both components are immiscible with one another in the liquid state when heat is added are, exposing the fibers to the temperature of 50 to 120 ° C and curing the condensable or polymerizable or esterifiable components by further increasing the temperature, in that the two components are incorporated into the pulp the pulp chest in the form of glue staple fibers coated with the lubricant are to be admitted.

2. The method according to claim 1, characterized in that some of the synthetic fibers have been replaced by natural fibers.