DE1254450B

DE1254450B - Process for producing nonwovens

Info

Publication number: DE1254450B
Application number: DEF41606A
Authority: DE
Inventors: Dr Ulrich Kirchner; Dr Phil Chem Fritz Opderbeck; Dr Theodor Ploetz; Dr Ludwig Scheuring
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1963-12-20
Filing date: 1963-12-20
Publication date: 1967-11-16
Also published as: AT263520B

Description

Verfahren zum Herstellen von Faservliesen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen in einer Papiermaschine, wobei Fasern in einem Flüssigkeitsstrom dem Papiermaschinensieb zugeführt, dort entwässert und anschließend getrocknet werden.Method for producing nonwovens. The invention relates to a Process for the production of nonwovens in a paper machine, with fibers fed in a liquid stream to the paper machine screen, dewatered there and are then dried.

Es ist bekannt, daß nach der Papiermachertechnik üblicherweise nur Fasern von sehr geringer Länge verarbeitet werden können, die im allgemeinen nicht über eine Länge von 10 mm hinausgehen. Durch geeignete Maßnahmen, vor allem eine starke Verdünnung des Stoffwassers, gelingt es, gegebenenfalls noch Fasern bis zu einer Länge von 20 mm auf dem nassen Wege für die Blattbildung zu verwenden. Infolge der sehr hohen Verdünnung müssen aber sehr große Wassermengen durchgesetzt werden. Außerdem lassen sich nur verhältnismäßig dicke Einzelfasern solcher Länge verwenden, weil dünne Fasern zur Flockenbildung neigen und dadurch die bekannte Erscheinung der Wolkigkeit im Papier verursachen. Übliche textile Stapelfasern von 40 bis 60 mm nach der Papiermachertechnik zu verarbeiten, gelingt nicht.It is known that after the papermaking technique usually only Fibers of very short length can be processed, which in general cannot exceed a length of 10 mm. By taking appropriate measures, especially one strong dilution of the stock water, it is possible, if necessary, still fibers up to a length of 20 mm on the wet path to use for sheet formation. As a result the very high dilution, however, very large amounts of water have to be enforced. In addition, only relatively thick individual fibers of such length can be used because thin fibers tend to flake and thus the well-known appearance of the cloudiness in the paper. Usual textile staple fibers from 40 to 60 It is not possible to process mm using the papermaking technique.

Andererseits besteht ein ausgesprochen großer Bedarf an flächigen Gebilden aus möglichst langen Fasern, weil sich dadurch Faservliese mit erheblich besseren Eigenschaften, wie z. B. größere Festigkeit, mit angenehmem textilartigem Griff und einem weichen Fall ergeben. Da es bisher nicht möglich war, Fasern von einer Länge von mehr als 20 mm für die Bahnbildung auf dem Sieb der Papiermaschine einzusetzen, hat man deshalb die Festigkeit, beispielsweise von endlosen oder von gezwirnten Fäden dadurch nutzbar zu machen versucht, daß man Papiere durch die Einlagerung von endlosen Fäden oder von Geweben verstärkt hat. Häufig werden mehrere Faserstoffbahnen unter Einfügen der Faden- oder Gewebeeinlage zusämmengegautscht. Es ist ferner bekannt, grobmaschige Gewebe bzw. mehrere parallel im Abstand voneinander angeordnete Einzelfäden in den Stoffauflauf einer Papiermaschine einzubringen und von dort mitsamt der Faserstoffsuspension auf ein Sieb zu leiten und dort zu entwässern. Die Einlagen dienen ausschließlich als Verstärkungseinlage für die Papierbahn. Die Fäden oder weitmaschigen Gewebeeinlagen behalten dabei ihren eigenen Charakter weitgehend bei, d. h., daß die Verstärkungseinlagen ihre Form und im Fall von Einzelfäden ihre Abstände während des Papierherstellungsverfahrens nicht verändern. Um eine genügende Verbindung zwischen der Papierbahn und diesen Verstärkungseinlagen zu erreichen, ist es weiter erforderlich, dem Papierstoff einen erhöhten Anteil an Leim- oder Bindemitteln zu geben.On the other hand, there is an extremely large need for two-dimensional Formed from fibers that are as long as possible, because this means that fiber fleeces are significantly involved better properties, such as B. greater strength, with a comfortable textile-like Grip and a soft case. Since it was previously not possible to use fibers from a length of more than 20 mm for web formation on the wire of the paper machine use, you therefore have the strength, for example of endless or of tries to make twisted threads usable by storing papers reinforced by endless threads or fabrics. Often there are several fibrous webs together with the insertion of the thread or fabric insert. It is also known coarse-meshed fabrics or several individual threads arranged in parallel at a distance from one another to be introduced into the headbox of a paper machine and from there together with the pulp suspension to lead to a sieve and drain there. The deposits serve exclusively as a reinforcement insert for the paper web. The threads or wide-meshed fabric inlays retain their own character to a large extent, d. that is, the reinforcement inserts their shape and, in the case of monofilaments, their spacing during the papermaking process Don `t change. A sufficient connection between the paper web and these To achieve reinforcement inserts, it is further necessary to the paper stock one to give an increased proportion of glue or binding agents.

Es ist ferner bekannt, zusätzlich zur Einbringung von in Laufrichtung der Papierbahn parallel zueinander angeordneten Verstärkungsfäden mit definiertem Abstand voneinander in die Papierbahn noch einige endlose Fäden in Schleifenform einzubringen, die dadurch quer zu den parallelen Verstärkungsfäden angeordnet sind. Auch hierbei dienen die Verstärkungsfäden ausschließlich nur zur Verbesserung der Festigkeit der Bahn in Längsrichtung und zum Verhindern eines Abrisses der Papierbahn, da beim Auftreten eines Risses dieser nur bis zum nächsten Endlosfaden weiterreißen kann.It is also known, in addition to the introduction of in the running direction the paper web parallel to each other arranged reinforcing threads with defined Distance from each other in the paper web still some endless threads in loop form to be introduced, which are thereby arranged transversely to the parallel reinforcing threads. Here, too, the reinforcement threads only serve to improve the Strength of the web in the longitudinal direction and to prevent the paper web from tearing, because if a tear occurs, it will only tear to the next continuous thread can.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Schwierigkeiten zu überwinden, welche bei der Verarbeitung von Fasern größerer Länge nach der Papiermachertechnik aufgetreten sind, und ein Faservlies auf diesem Wege herzustellen, das aus endlosen Fasern besteht.The object of the invention is now to overcome the difficulties overcome which in the processing of fibers of greater length according to the papermaking technique have occurred, and in this way to produce a fiber fleece from endless Fibers.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Faservliesen in einer Papiermaschine, bei dem Fasern in einem Flüssigkeitsstrom dem Papiermaschinensieb zugeführt, dort entwässert und anschließend getrocknet werden und das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Flüssigkeitsstrom endlose Fasern zugeführt werden, deren Geschwindigkeit größer ist als die Geschwindigkeit des Siebes.This object is achieved by a method for producing fiber webs in a paper machine, in which fibers are in a liquid stream in the paper machine fabric fed, drained there and then dried and which is characterized in that endless fibers are fed to the liquid stream whose speed is greater than the speed of the sieve.

Während Fasern endlicher, aber größerer Länge, wie beispielsweise die schon erwähnten textilen Stapelfasern, zur Flockenbildung führen und sich dann kein technisch brauchbares Flächengebilde erzielen läßt, haben die erfindungsgemäß hergestellten Faservliese aus endlosen Fasern diese Nachteile nicht. Das ist wahrscheinlich darin begründet, daß endlose Fasern, wie das der Name schon sagt, keine Enden haben, die für eine Verwirrung und Verknäuelung, beispielsweise von Stapelfasern, die Ursache sind. Das erfindungsgemäß hergestellte Faservlies aus endlosen Fasern unterscheidet sich von den vorbekannten Papierbahnen mit Verstärkungseinlagen aus endlosen Fäden ganz grundsätzlich dadurch, daß hierbei die Endlosfasern als solche vliesbildend sind. Durch den Ersatz der bisher verwendeten Fasern geringer Länge für die Papierherstellung durch endlose Fasern wird somit das Vlies hergestellt.While fibers of finite but greater length, such as the already mentioned textile staple fibers, lead to the formation of flakes and then can not achieve a technically useful sheet-like structure, have the invention nonwovens produced from continuous fibers do not have these disadvantages. that is probably based on the fact that endless fibers, as the name suggests, have no ends, the cause of confusion and tangling, for example of staple fibers are. The nonwoven fabric produced according to the invention from endless fibers differs from the previously known paper webs with reinforcing layers made of endless threads basically in that the continuous fibers as such form a nonwoven are. By replacing the previously used short fibers for papermaking the fleece is thus produced by endless fibers.

Die Viiesbildung selbst wird dadurch erzielt, daß die Geschwindigkeit, mit der die endlosen Fasern zugeführt werden, größer ist als die Geschwindigkeit des Siebes. Dadurch erfahren die endlosen Fasern eine Abbremsung, die zu einer Wirrlage auf dem Sieb führt. Die infolge dieser Abbremsung miteinander verschlungenen endlosen Fasern bilden ein Faservlies, das eine in allen Richtungen im wesentlichen gleich gute Zugfestigkeit besitzt.The Viiesbildung itself is achieved by the fact that the speed, with which the continuous fibers are fed is greater than the speed of the sieve. This slows down the endless fibers, which leads to a tangled position leads on the sieve. The endless intertwined as a result of this deceleration Fibers form a nonwoven fabric that is essentially the same in all directions has good tensile strength.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zusätzlich Fasern endlicher Länge zugeführt, was zweckmäßig mit dem Stoffwasser geschieht. Dadurch ergibt sich bereits in der Blattbildungszone ein Faservlies, das infolge der endlosen Fasern wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften besitzt als ein nur aus Kurzfasern bestehendes Flächengebilde. Außerdem ergibt sich durch diese Kombination die Möglichkeit, Produkte herzustellen, die in ihren Eigenschaften dem jeweiligen Verwendungszweck weitgehend angepaßt werden können.According to a further embodiment of the method according to the invention fibers of finite length are also fed in, which is expedient with the stock water happens. This results in a fiber fleece in the sheet formation zone, which has significantly better strength properties due to the continuous fibers as a flat structure consisting only of short fibers. It also results from this combination gives the opportunity to manufacture products that reflect their properties can be largely adapted to the respective purpose.

Für das Herstellen von Faservliesen nach der Erfindung lassen sich sehr vorteilhaft Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen verwenden oder solche natürlichen Fasern, wie beispielsweise Zellstoff- oder Baumwollfasern, die mit thermoplastischen Kunststoffen beladen sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich die ohnehin beträchtliche Festigkeitssteigerung infolge der erfindungsgemäßen Verwendung endloser Fasern noch dadurch erhöhen läßt, daß beim Durchgang durch die Nachbehandlungsstufen, beispielsweise durch den. heißen Kalander, eine zusätzliche Verbindung der Fasern untereinander und damit eine Erhöhung der Festigkeit eintritt.For the production of nonwovens according to the invention can very advantageous to use fibers made of thermoplastics or such natural fibers, such as cellulose or cotton fibers, with thermoplastic Loaded with plastics. This measure has the advantage that the anyway considerable increase in strength as a result of the use according to the invention endless Fibers can be increased by the fact that when going through the post-treatment stages, for example through the. hot calenders, an additional connection of the fibers among each other and thus an increase in strength occurs.

Die Zuführung der endlosen Fasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sowohl einzeln erfolgen, beispielsweise durch Extrudieren monofiler Kunststoffäden unmittelbar in das Stoffwasser hinein, als auch durch Zufuhr einer Vielzahl von in Strängen zusammengefaßten Einzelfäden, wobei dann die Vereinzelung erst im Stoffauflauf durch geeignete strömungstechnische Maßnahmen erfolgt. Das Herstellungsverfahren wird nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Beispiel l Zur Herstellung eines Faservlieses von 120 cm Breite werden aus einem Zuführkanal 17 getrennte Einzelstränge, bestehend aus parallel zueinander angeordneten und unverzwirnten endlosen Viskose-Rayonfasern in den Stoffauflauf der Papiermaschine eingeführt. Der Gesamttiter eines Stranges beträgt 5000 den, der Titer einer endlosen Einzelfaser 2 den. In dem von einem schnellfließenden Wasserstrom durchflossenen Zuführkanal werden die Einzelstränge in ihre einzelnen Fasern aufgelöst und dem Sieb mit einer Geschwindigkeit von etwa 80 m pro Minute zugeführt. Die Siebgeschwindigkeit selbst beträgt 25 m/Min. Infolge dieser Geschwindigkeitsdifferenz legen sich die einzelnen endlosen Fasern in Schlingen- und Schleifenform auf dem Sieb ab. Nach der Entwässerung wird das aus endlosen Fasern bestehende Faservlies vom Sieb abgenommen und der Trockenpartie der Papiermaschine zugeführt. Das derart gewonnene Faservlies besitzt ein Flächengewicht von etwa 25 g/m-. Dieses Rohvlies wird dann zweckmäßigerweise den bei textilen Faservliesen üblichen Ausrüstungsverfahren unterworfen.The feeding of the endless fibers in the method according to the invention can be done individually, for example by extruding monofilament plastic threads directly into the stock water, as well as by supplying a large number of Individual threads combined in strands, with the separation then only in the headbox takes place by means of suitable fluidic measures. The manufacturing process is explained below on the basis of two exemplary embodiments. Example l To A feed channel 17 is used to produce a fiber fleece with a width of 120 cm separate single strands, consisting of parallel and untwisted endless viscose rayon fibers introduced into the headbox of the paper machine. The total titer of a strand is 5000 den, the titer of an endless single fiber 2 den. In the feed channel through which a fast-flowing stream of water flows the single strands are dissolved into their individual fibers and the sieve with a Speed of about 80 m per minute fed. The sieving speed itself is 25 m / min. As a result of this speed difference, the individual lay down endless fibers in loop and loop form on the sieve. After drainage the fiber fleece, which consists of endless fibers, is removed from the wire and the dryer section fed to the paper machine. The fiber fleece obtained in this way has a weight per unit area of about 25 g / m-. This raw fleece is then expediently that of textile fiber fleeces subject to customary finishing procedures.

Beispiel 2 Zur Herstellung eines Faservlieses von 120 cm Breite, das neben endlosen Fasern noch etwa 10% Kurzfasern enthält, werden aus einem Zuführkanal 15 getrennte Einzelstränge, bestehend aus parallel angeordneten und unverzwirnten endlosen Vis-. kose-Rayonfasern in den Stoffauflauf der Papiermaschine eingeführt. Der Gesamttiter eines Stranges beträgt 5000 den, der Titer einer endlosen Einzelfaser 1,6 den. Mit dem Stoffwasser des Stoffauflaufes werden gleichzeitig ungefähr 10 Gewichtsprozent thermoplastischer Bindefasern, die einen niederen Schmelzpunkt besitzen, dem Sieb zugeleitet. Die Geschwindigkeit des schnellfließenden Wasserstroms im Zuführkanal beträgt dabei etwa 100 m/Min. und die Zuführgeschwindigkeit der Endlosfasern 80 m/Min. Nach der Ablage der Fasern auf dem mit etwa 20 m/Min. umlaufenden Sieb wird dem sich bildenden Vlies das Wasser entzogen und das entstandene, überwiegend aus endlosen Fasern bestehende Faservlies vom Sieb abgenommen und der Trockenpartie der Papiermaschine zugeführt. Das derartig gewonnene Faservlies besitzt ein Flächengewicht von etwa 30 g/m2. Dieses Rohvlies wird dann zweckmäßigerweise den bei textilen Faservliesen üblichen Ausrüstungsverfahren unterworfen.Example 2 For the production of a nonwoven fabric with a width of 120 cm which In addition to continuous fibers, it also contains around 10% short fibers, are made from a feed channel 15 separate single strands, consisting of parallel and untwisted endless vis-. kose rayon fibers are introduced into the headbox of the paper machine. The total titer of a strand is 5000 den, the titer of an endless single fiber 1.6 den. With the stock water of the headbox, about 10 Percentage by weight of thermoplastic binding fibers that have a low melting point, fed to the sieve. The speed of the fast flowing water stream in the feed channel is about 100 m / min. and the feeding speed of the continuous filaments 80 m / min. After depositing the fibers on the at about 20 m / min. rotating sieve the forming fleece withdrew the water and the resulting, predominantly from endless fibers existing nonwoven fabric removed from the wire and the dryer section fed to the paper machine. The fiber fleece obtained in this way has a weight per unit area of about 30 g / m2. This raw fleece is then expediently that of textile fiber fleeces subject to customary finishing procedures.

Der endgültige Charakter dieser aus Endlosfasern bestehenden Faservliese hängt in sehr starkem Maße von der Weiterbehandlung ab. Diese richtet sich weitgehend nach dem Verwendungszweck. So werden die erfindungsgemäß hergestellten Faservliese bevorzugt als Austauschstoffe für konventionelle Textilien eingesetzt, bei denen es außer auf große Festigkeit auch auf weichen und hautsympathischen Griff ankommt.The ultimate character of these nonwovens made of continuous fibers depends to a very large extent on further treatment. This is largely based according to the intended use. This is how the nonwovens produced according to the invention are made preferably used as a substitute for conventional textiles where In addition to great strength, it also depends on a soft and skin-friendly grip.

Claims

Claims: 1. A method for producing nonwovens in one Paper machine, with fibers in a liquid stream to the paper machine fabric fed, dewatered there and then dried, marked thereby e t that endless fibers are fed to the liquid stream, their speed is greater than the speed of the sieve.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that fibers of finite length are additionally fed.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the supplied fibers consist entirely or partially of thermoplastics. Documents considered: German Patent No. 345 098; German Auslegeschrift No. 1094 223; French Patent No. 1170 468; U.S. Patent Nos. 1766 096, 2,653,090.