DE1469428B2 - Verfahren zum Herstellen einer nichtgewebten Faserbahn - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer nichtgewebten FaserbahnInfo
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Description
3 4 : ;
dem eine gleichmäßige Durchdringung der Faserbahn Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
mit Bindemittel und damit auch eine über die Dicke wird das zweite Bindemittel nur auf die luftdurch-
der Faserbahn gleichmäßige Festigkeit erreicht wird. lässige Oberfläche der Faserbahn aufgebracht, die
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch dicht auf einer dünnen, dichten, glatten Schicht aufgelöst,
daß die vorbereitete Bahn einer Quetsch- 5 liegt. Durch diese einseitige Schicht wird ein Querbehandlung
mit einem Druck unterworfen wird, bei strömen von Reaktionsteilnehmern bei Verwendung
dem sich das zweite gelierte Bindemittel wieder ver- der Faserbahn als Füll- oder Verteilungskörper in
flüssigt. einer chemischen Reaktionskolonne vermieden.
Bei diesem Verfahren wird also der Umstand aus- Das zweite Bindemittel kann auch ein ionenausgenutzt,
daß sich das zweite, thixotrope Bindemittel io tauschendes Harz enthalten, wodurch die Faserbahn
unter Druck verflüssigt und die so verflüssigte Sub- als Ionenaustauschelement verwendet werden kann,
stanz sich gleichmäßig über die Dicke der Faserbahn Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsverteilen
kann. Das zweite Bindemittel kann in flüssi- gemäßen Verfahrens besteht darin, daß das zweite
gern oder dickflüssigem Zustand durch seine eigene Bindemittel eine Lösung enthält, die aus einem
Schwere aus einem Verteiler, z. B. einem Trichter 15 Vinylmonomeren, 30 bis 90 Gewichtsprozent eines
od. dgl., der Faserbahn zugeführt werden, wobei in Polykondensats einer ungesättigten zweibasischen
dem Trichter laufend gerührt wird, um das ge- organischen Säure mit zwei reaktionsfähigen OH-wünschte
Maß an Flüssigkeit zu erreichen. Beim Gruppen und Netzbildnern und gegebenenfalls anEindringen
in die Faserbahn auf Grund seines Eigen- deren und bzw. oder färbenden Bestandteilen begewichts
geliert das thixotrope Bindemittel allmäh- 20 steht, und daß man die Bahn, die mit dem zweiten
lieh und wird so in der Faserbahn zurückgehalten. Bindemittel behandelt ist, reckt und durch Kalandrie-Nach
der Verflüssigung durch Druckanwendung ge- ren in der Kälte komprimiert und umgekehrt vom
langt das thixotrope Bindemittel in gleichmäßiger komprimierten Zustand zum gereckten Zustand
Verteilung wieder in den Gelzustand zurück. durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 80
Als thixotroper Stoff wird vorzugsweise Silikagel ver- 25 und 150° C oder durch Beblasen mit erwärmter Luft
wendet. Es eignen sich jedoch auch kolloidale Tone, behandelt. Auf diese Weise erhält man eine beacht-
wie Bentonit, Kaolin, Illit, ferner Tone von Alkali- liehe Reversibilität der Dicke der Faserbahn, so daß
oder Erdalkalimetallen, Carboxymethylcellulose, be- es nicht erforderlich ist, die endgültige Form der
stimmte Polymere oder Mischpolymere ungesättigter Faserbahn, die bei der späteren Benutzung gewünscht
Carbonsäuren, Dispersionen bestimmter Acrylmisch- 30 wird, von vornherein festzulegen. Die Faserbahnen
polymeren, in Gegenwart von Vorkondensaten von können in relativ komprimiertem Zustand gestapelt
Harnstoffharzen oder deren Verbindungen oder von und gelagert, jedoch in relativ gerecktem Zustand
Melamin mit Formaldehyd. Gewisse Emulsionen von benutzt werden.
Aethoxylinharzen unter Verwendung eines Emulga- Das zweite Bindemittel kann einen Schmirtors,
der aus einem oder mehreren Polymeren oder 35 gelstoff enthalten, so daß man nach dem erfindungs-Mischpolymeren
ungesättigter organischer Säuren mit gemäßen Verfahren eine Faserbahn erhält, die in
einem Gehalt von 0,1 bis 2 °/o in der wäßrigen Phase gleichmäßiger Verteilung Schleif körner enthält, und
und durch Zusatz einer ausreichenden Menge ent- damit besonders vorteilhafte Schleifkörper darstellt,
sprechender organischer Amine, wie z. B. Diäthylen- Ein Recken der Faserbahn kann dadurch erreicht
triamin und Triäthylentetramin bei einem pH-Wert 40 werden, daß der Druck mit Quetschwalzen verschievon
7,5 bis 10 gebildet wurde. Diese neutralisierten dener Umlaufgeschwindigkeit ausgeübt wird. Ein
Polymeren oder Mischpolymeren eignen sich eben- Recken kann man auch dadurch erhalten, daß der
falls als Bestandteile des zweiten Bindemittels. Diese Druck mittels Quetschwalzen ausgeübt wird, von
an sich nicht thixotropen Emulsionen erhalten nach denen mindestens eine Walze eine aufgerauhte Obereinfachem Mischen mit reaktionsfähigen Polyamiden 45 fläche hat. Durch das Recken wird die Dicke und
der Thixotropie sehr ähnliche Eigenschaften. Eine die Luftdurchlässigkeit der Faserbahn vergrößert
solche Emulsion enthält z. B. 20 bis 35 Gewichts- sowie ihre Dichte verringert.
teile eines reaktionsfähigen Polyamids, dem auch Die Erfindung wird nachstehend an Hand der
färbende Stoffe zugesetzt sein können, und 80 bis Zeichnung sowie an Hand von Beispielen erläutert.
65 Teile einer wäßrigen Lösung von 0,25 bis 10 Ge- 50 Es zeigt
wichtsteilen eines äthyoxydierten Acrylphenols, 0,10 Fig. 1 in schematischer Darstellung die ver-
bis 10 Gewichtsteile Dioctylsulfosuccinat einer alka- schiedenen Stufen bei der Herstellung nichtgewebter
lischen Base und vorzugsweise 1 bis 25 Gewichtsteile Faserbahnen gemäß der Erfindung,
eines Kolloidschutzmittels wie Polyvinylalkohol oder F i g. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine
Vinylpolymeren, die in Wasser löslich sind. . 55 andere Ausführungsweise,
Die Faserbahn durchläuft bei einer vorteilhaften Fig. 3, 4 und 5 in vergrößertem Maßstab Struk-Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens turbeispiele für die Verbindung der Fasern untervor
der Quetschbehandlung eine Strecke, in der das einander, und zwar F i g. 3 vor der Behandlung gezweite
Bindemittel durch sein Eigengewicht in die maß der Erfindung, F i g. 4 nach der Behandlung
Faserbahn eindringen kann. Hierdurch wird die 60 gemäß der Erfindung mit einer verhältnismäßig gegleichmäßige Verteilung des zweiten Bindemittels in ringen Menge des zweiten Bindemittels und F i g. 5
der Faserbahn noch gefördert. nach der Behandlung gemäß der Erfindung mit einer
In dem Fall, in dem das zweite Bindemittel zur verhältnismäßig größeren Menge des zweiten Binde-Härtung
der Bahn dient, kann die Bahn nach der mittels,
Quetschbehandlung und vor Beendigung der Här- 65 F i g. 6 ebenfalls schematisch die Herstellung einer
tung aufgerollt werden. Man erhält dann eine korn- festen Bahn aus nichtgewebten Fasern und
pakte Rolle, die als Ablenk- oder Wirbelkörpcr ver- Fig. 7 in schaubildlicher Ansicht ein Teil der
wendet werden kann. fertigen, aufgewickelten Bahn.
5 6
Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von Die Achsen der Walzen 5 und 6 sind parallel an-
einer Bahn 1 aus Fasern 2, die an ihren Berührungs- geordnet und verlaufen vorzugsweise waagerecht in
stellen mit einem ersten organischen Lösungsmittel 3 der gleichen senkrechten Ebene. Die Oberflächen der
vorläufig verbunden sind. Auf mindestens eine Seite Walzen 5 und 6 sind im allgemeinen glatt, doch kann
der Faserbahn 1 wird ein zweites organisches thixo- 5 auch die eine aufgerauht oder mit einem Profil ver-
tropes Bindemittel 4 im Überschuß aufgebracht. sehen sein. Die Reibungskoeffizienten der beiden
Nach Eindringen des Bindemittels 4 in die Faser- Walzenoberflächen können unterschiedlich sein,
bahn 1 wird diese zwischen Walzen 5 und 6 hin- wenn die eine z. B. aus Gummi und die andere aus
durchgeführt und dabei einem Quetschdruck aus- Metall besteht. Die Umfangsgeschwindigkeiten der
gesetzt, bei dem sich das Bindemittel 4 verflüssigt. io beiden Walzen können gleich oder unterschiedlich
Nach Durchlaufen der Walzen 5 und 6 kann die sein. Eine unterschiedliche Geschwindigkeit wird
Faserbahn 1 einer etwa gewünschten weiteren Be- angewendet, wenn man die Dicke der Faserbahn 1
handlung unterworfen werden, um die Eigenschaften vergrößern will, um eine geringere Dichte und eine
des Bindemittels 4 weiter auszunutzen. Die lediglich porösere Struktur zu erhalten,
vorverfestigte Faserbahn 1 stellt ein halbfertiges Er- 15 Die beiden Walzen 5 und 6, deren Durchmesser im
zeugnis dar, welches in beliebiger Weise hergestellt allgemeinen 20 bis 40 cm betragen, werden z. B.
werden kann, z. B. durch Aufbringen eines z. B. durch ein auf die obere Walze wirkendes Gewicht
pulverisierten ersten Bindemittels auf ein Vlies und aneinandergedrückt. Es können dazu aber auch
anschließendes Verfestigen durch Erwärmen. Für die Federn vorgesehen sein oder eine pneumatische
vorläufige Bindung der Faserbahn 1 kommt man mit 20 Regelung, um einen Druck zwischen 0,2 und
relativ wenig Bindemittel geringer Qualität aus. Es 25 kg/cm zu erzeugen. Der Abstand der Achsen
sollte lediglich inert oder so gut wie inert gegenüber kann auf einen Höchstwert zwischen einem oder
dem zweiten Bindemittel sein. Als erstes Bindemittel mehreren Millimetern begrenzt sein,
eignen sich beispielsweise Carboxymethylcellulose, Die Regelung des Drucks bzw. des Abstands er-
Polyvinylalkohole und Stärke. Ziel der vorläufigen 25 möglicht die Begrenzung eines etwaigen Überschus-
Bindung ist lediglich eine ausreichende mechanische ses des zweiten Bindemittels 4, das, wie aus F i g. 1
Vorverfestigung der Faserbahn 1, um diese der wei- und 2 ersichtlich, eine wulstartige Anhäufung 9
teren Behandlung gemäß der Erfindung unterwerfen bildet, wodurch die in der Faserbahn 1 bleibende
zu können. Bindemittelmenge begrenzt wird.
Das zweite thixotrope Bindemittel 4 wird bei ge- 30 Der Druck der beiden Walzen 5 und 6 auf die
wohnlicher Temperatur in flüssigem oder dickflüssi- _ Faserbahn 1 hat zur Folge, daß das zweite Bindegem
Zustand auf die Faserbahn 1 aufgebracht. Die mittel 4 wegen seiner thixotropen Eigenschaften verViskosität
beträgt dabei etwa 0,5 bis 90 Poise. Um flüssigt wird und sich gleichmäßig über die ganze
das Bindemittel beim Zuführen hinreichend flüssig Schicht der gequetschten Faserbahn 1 verteilt,
zu halten, wird es einem hinreichenden Druck aus- 35 Sobald die Faserbahn 1 zwischen den Walzen 5 gesetzt oder vorzugsweise mit einem Rührer 16 be- und 6 hindurchgetreten ist, nimmt sie ihre ursprüngwegt. liehe Stärke, auf Grund der Vorbehandlung mit dem
zu halten, wird es einem hinreichenden Druck aus- 35 Sobald die Faserbahn 1 zwischen den Walzen 5 gesetzt oder vorzugsweise mit einem Rührer 16 be- und 6 hindurchgetreten ist, nimmt sie ihre ursprüngwegt. liehe Stärke, auf Grund der Vorbehandlung mit dem
Das zweite thixotrope Bindemittel kann entweder ersten Bindemittel 3, wieder ein. Sie ist aber von
aus organischen Verbindungen bestehen, die selbst dem zweiten Bindemittel 4 zusätzlich gleichmäßig
thixotrop sind, oder thixotrope Stoffe enthalten. 40 durchtränkt und verfestigt. Das zweite Bindemittel 4
Diese können makromolekulare Verbindungen sein, verursacht eine Verbesserung und Vergrößerung der
die ein Porosierungsmittel enthalten, oder mono- Verbindungen der Fasern 2 untereinander, abhängig
mere Stoffe oder Gemische mehrerer monomerer von den bisherigen Verbundstellen. Der Unterschied
oder polymerer Stoffe, die polymerisierend oder mit ist in der F i g. 3 einerseits und in den F i g. 4 und 5
Hilfe entsprechender Vermittler wie Peroxyden, 45 andererseits veranschaulicht. Gemäß Fig. 4 ist ein
Sikkativen, Ultraschall, Ionisiermittel u. dgl. vernetzt durchgehendes Häutchen von etwa V100 mm, bei
werden können. einer Erhöhung des Gewichts der Faserbahn um un-
Das zweite thixotrope Bindemittel 4 beeinflußt die gefähr 10%, entstanden. Nach Fig. 5 sind die
Bindung der Faserbahn 1 in ihrem endgültigen Zu- leeren Zwischenräume zwischen den Fasern 2 teilstand
hinsichtlich der Festigkeit, der Elastizität, dem 50 weise ausgefüllt.
mechanischen Widerstand, der Korrosionsfähigkeit Nach der so vorgenommenen endgültigen Bindung
oder auch der Temperatur, die bei den anschließen- der Faserbahn 1 kann sie bei 10 einer weiteren physi-
den Verfahrensstufen oder für die spätere Verwen- kaiischen oder chemischen Behandlung unterworfen
dung der Faserbahn von Bedeutung sind. werden, die von der Art des verwendeten zweiten
Die Imprägnierung der Faserbahn 1 mk dem Bin- 55 Bindemittels 4 abhängt. Die Faserbahn 1 wird im
demittel 4 kann im Tauchverfahren erfolgen, vor- allgemeinen mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis
zugsweise wird es jedoch auf die Oberfläche der 10 m in der Minute zwischen den Walzen 5 und 6
Faserbahn, unter Wirkung seiner eigenen Schwere, hindurchgeführt.
am Ausgang eines Trichters 7 in einer Stärke von Nachfolgend sind einige Beispiele für das erfindungsz.
B. einigen Millimetern, aufgebracht. Die Imprä- 60 gemäße Verfahren ausgeführt. Die Beispiele 1,2 und 3
gnierung der Faserbahn bis ins Innere erfolgt zu- betreffen eine Härtung bzw. Versteifung der Fasernächst
auf einfache Weise gleichmäßig durch die bahn 1. Beispiel 4 zeigt die Möglichkeit, wie die Fasereigene Schwere des Bindemittels 4. Hierbei liegt der bahnl leicht komprimiert werden kann und dann dünn
Trichterausgang 7 vorzugsweise in einem genügend und schmiegsam und doch fest genug ist, um gestapelt
großen Abstand (von wenigen Dezimetern) vor den 65 oder als Förderband eingesetzt zu werden. Beispiel 5
Walzen 5 und 6. Die Linie 8 in den F i g. 1 und 2 zeigt, wie eine Reckung der Faserbahn 1 durchgedeutet
das Eindringen des Bindemittels 4 in die führt wird. Die Beispiele 6 und 7 schildern, wie die
Faserbahn 1 an. Faserbahn 1 mit Schleifkörnern versehen wird.
Zunächst wird in bekannter Weise eine Faserbahn mit einer Dicke von etwa 28 mm und einem Gewicht
von 400 g/m2 hergestellt. Die Bahn enthält 33 Gewichtsprozent eines Bindemittels auf der Basis von
Latex aus Butadienacrylnitril und 67 Gewichtsprozent Polyacrylnitrilfasern von 15 Denier. Das gelockerte
Volumen beträgt das 100- bis 150fache des Volumens der festen Bestandteile. Die Bahn ist
biegsam und deformierbar. Mit Hilfe des Trichters 7 wird auf die Oberfläche der halbfertigen Faserbahn 1
eine Verbindung aufgebracht, die aus einem flüssigen Aethoxylinharz besteht, das durch Polykondensation
gleicher Teile von Epoxy-2-3-Chlor-l-Propan mit Diphenyl-2-2-Propan erhalten wurde. Als Härtungsmittel ist ein Polyamid zugesetzt. Die gesamte Harzpolyamidmischung
stellt 100 Teile dar, Silikagel 15 Teile und Methyläthylketon oder ein anderer Stoff als nicht aktives Verdünnungsmittel 5 bis
50 Teile.
Die so imprägnierte Bahn läuft in waagerechter Richtung, der Luft ausgesetzt, über eine Länge / von
etwa 15 bis 45 cm und wird dann zwischen den beiden Walzen 5 und 6 aus glattem Stahl gequetscht.
Die Walzen 5 und 6 laufen mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit. Die Bahn 1 wird danach zwei Stunden
bei 80° C getrocknet.
Nach der Trocknung beträgt die durch die Behandlung bewirkte Gewichtszunahme zwischen 200
und 500 %. Der Bruchwiderstand steigt bei 400 % Gewichtszuwachs von 4,66 kg der halbfertigen Bahn
auf etwa 41 kg der fertigen Bahn.
Die so hergestellte Bahn ist so fest und selbsttragend,
daß die Biegefestigkeit und Entflammbarkeit vergleichbar ist mit einem Stück gleicher Abmessungen
einer Sperrholzplatte von 5 mm Dicke, die aus drei Bahnen zusammengesetzt ist, während
die Dichte der Bahn in der Größenordnung von 0,02 bis 0,08 g/cm3 liegt, das heißt, unterhalb der
Hälfte der mittleren Dichte von Balsaholz. Darüber hinaus sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen Erzeugnisse infolge- der Zellstruktur hervorragend geeignet zur Filtration und zur
Schall- und Wärmeisolation. Die Faserbahn kann dabei ohne besondere Verstärkungsarmaturen verwendet
werden. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Faserbahn unmittelbar nach dem Zusammenquetschen
aufzurollen. Die Rollen können einen Durchmesser zwischen 0,20 und 1,5 m oder mehr
aufweisen. Um ein Abrollen der aufgewickelten Bahn zu verhindern, kann sie zusammengebunden werden.
Man läßt sie so lange an der Luft abkühlen, bis sie nicht mehr klebrig wirkt. Sie kann anschließend
weiterbehandelt werden, beispielsweise durch Trocknen oder Erhitzen, um sie zu verfestigen. Dann löst
man die Umwicklung und teilt die Bahn in Abschnitte, wie sie für die spätere Verwendung benötigt
werden. Eine solche Verwendung erfolgt z. B. zur Bestückung chemischer Kolonnen für die Durchführung
bestimmter chemischer und bzw. oder physikalischer Reaktionen zwischen zwei Reaktionsteilnehmern.
Die Faserbahnabschnitte dienen hierbei zur Ablenkung und Verwirbelung der Reaktionsteilnehmer.
Die Bestückung kann in Form der zuvor erwähnten Rollen erfolgen. Das Verhältnis Oberfläche
zu Gewicht der Faserbahn beträgt ein Vielfaches, etwa das Zehn- bis Hundertfache bekannter Füllkörper
aus Glas, Metall, Keramik und anderen Werkstoffen. Die nach der Erfindung beschaffenen Faserbahnen sind leicht zu handhaben und von großer
Wirksamkeit. Das Volumen der Faserbahn ist auf Grund der Stabilität beachtlich konstant.
Die Faserbahnen werden nicht wie bei Beispiel 1
ίο vor dem Härtungsvorgang eingerollt. Man läßt sie
vielmehr in ihrer ebenen Form aushärten und zerschneidet sie dann in entsprechende Stücke, z. B. mit
einer Säge. Diese Stücke können ebenfalls als Ablenk- und Verwirbelungskörper in chemischen Kolonnen
verwendet werden.
Die Bahn hat dabei eine Dicke von 50 mm und ein Gewicht von 400 g/m2. Die Bahn besteht aus 40
Gewichtsprozent eines ersten Bindemittels auf der Basis von Butadienacrylnitril und 60 Gewichtsprozent
Polyacrylnitrilfasern von 25 Denier. Als zweites Bindemittel wird das in Beispiel 1 genannte verwendet,
das ein nicht aktives Verdünnungsmittel aus einem Gemisch von Aceton und Perchloräthylen
in gleichen Volumenverhältnissen enthält. Die Gewichtsmenge des zweiten Bindemittels ist ungefähr
das 2 bis 2,5fache der vorbehandelten Ausgangsbahn. Die erhaltene Förderbahn wird nach dem Zusammenquetschen
der Luft ausgesetzt, um das Verdünnungsmittel zu verdampfen. Dann wird sie zum Schwitzen erwärmt.
" Beispiel3
In chemischen Reaktionskolonnen mit Füll- oder Verteilungskörpern haben die Reaktionsteilnehmer
häufig die Neigung, sich zu trennen, indem ein Teil in Achsrichtung und der andere in Umfangsrichtung
umläuft. Um dies zu vermeiden, werden Ablenkoder Prallkörper vorgesehen, z. B. kegelstumpfförmige
Ablenkkörper, die ein erneutes Mischen der beiden Phasen bewirken. Derartige Ablenkkörper
werden entbehrlich, wenn man ein Bündel aus sehr luftdurchlässigen Faserbahnen nach der Erfindung
herstellt und die Teile der Bündel mit einer Zwischenlage weniger durchlässiger Schichten trennt.
Diese Schichten bilden dann in der Kolonne parallele Wände in der Richtung des Stroms der Reaktionsteilnehmer. Ein Querströmen der Reaktionsteilnehmer
wird vermieden. Diese Zwischenlagen können unabhängig von den sie trennenden festen Bahnen
sein oder Bestandteil dieser Bahnen bilden. Im letzteren Fall wird das zweite Bindemittel nur auf eine
luftdurchlässige Oberfläche der vorgefertigten Faserbahn aufgebracht. Entsprechend F i g. 6 liegt die
luftdurchlässige Schicht 13 auf einer dichten festen Schicht 14 mit glatter Oberfläche auf. Ein Bündel
solcher Körper kann unmittelbar gestapelt oder auch aufgerollt werden, wie in Beispiel 1 angegeben,
wobei beispielsweise die dichte und glatte Schicht 14 nach außen gerichtet ist. Es entstehen dann RoI-len
15 gemäß F i g. 6 und 7, bei denen die poröse Bahn von der spiralförmig gewickelten festen Bahn
14 abgedeckt ist. Diese dichten Wandteile laufen in gleicher Richtung wie die Strömung der Reaktionsteilnehmer, die dadurch seitlich aus der Strömungs-
richtung nicht abweichen können. Da die Trennschicht 14 nur eine sehr geringe Dicke hat, wird
das Gewicht und das freie Volumen der Füllkörper kaum verändert.
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9 10
Beispiel 4 Beispiel 5
Man geht von einer Bahn mit 8 mm Dicke und Auf einer vorgefertigten Faserbahn wird ein Binde-
einem Gewicht von 10 g/m2 aus. Diese erhält man mittel aufgebracht, um die Bahn recken zu können,
durch Umfalten einer Schicht aus Cellulosetriazetat- 5 Dieses Bindemittel dient zur Fixierung unter Beibe-
fasern von 10 Denier. Die Faserbahn enthält die haltung der oben dargelegten Eigenschaften,
gerade erforderliche Menge einer Dispersion eines Die Faserbahn wird dadurch gereckt, daß man
Mischpolymerisats aus Polyvinylacetat und Polyvinyl- sie durch Walzen mit unterschiedlicher Geschwindig-
chlorid mit einem Trockengewicht zwischen 17 und keit oder durch Walzen führt, von denen eine mit
50 °/o. Das Verhältnis Polyvinylacetat: Polyvinyl- io Kratzern ausgestattet ist. Dabei erhält eine Seite
chlorid im Mischpolymerisat soll dabei etwa 50 : 50 der Bahn eine größere Beschleunigung als die andere.
Volumprozent betragen. Die Dispersion, die auf Man stellt zuerst durch Falten oder Biegen eine
den beiden Oberflächen der Bahn bei der Vor- Schicht einer Bahn von 8 mm Dicke her aus einem
bindung in gestrecktem Zustand niedergeschlagen Gemisch von 80 °/o Wollfasern (Reißwolle) und 20 °/o
wird, kann 5 bis 75 % des Gesamtgewichts der 15 Reyonfasern, die man mit der notwendigen Menge
Fasern betragen. eines Mischpolymerisats eines Mischpolymerisats aus
Auf diese Bahn werden 50 bis 500 Gewichtspro- Polyvinylacetat und Polyvinylchlorid behandelt. Das
zent der Bahn einer Verbindung aufgebracht, die Verhältnis Polyvinylacetat !Polyvinylchlorid im
100 Teile einer Lösung von Diallylphthalat oder Mischpolymerisat soll dabei etwa 50:50 Volum-
Triallylcyanurat in einem Vinylmonomeren wie 20 prozent betragen. Diese Menge liegt zwischen 5 und
Styrol enthält, ferner 30 bis 90 Gewichtsprozent 75 Gewichtsprozent der Fasern je nach der ange-
eines Polykondensate einer ungesättigten zweiba- strebten Reckung.
sischen organischen Säure mit mindestens zwei gleich Man bringt dann auf der oberen Seite der Faserreaktionsfähigen
OH-Gruppen und Zusätze von ver- bahn mit Hilfe des Trichters 7 eine Mischung auf,
netzenden Bestandteilen und organischen Peroxyden 25 die das Kondensationsprodukt einer ungesättigten
und eines Farbpigments, das vorteilhaft von einer organischen Säure mit mindestens einer nicht reak-Harzhülle
aus der Dispersion umgeben ist. Ferner tionsfähigen OH-Gruppe darstellt und die nicht mit
werden 10 bis 30 Teile feuerfest machender Stoffe, einer Lösung von 1 bis 55 % Styrol reagiert. Die
1 bis 120 Teile kalkhaltiger Stoffe und 1 bis 10 Teile Prozentsätze sind als Gewichtsprozente mit Bezug
eines thixotropen Stoffs, wie Silikagel, zugesetzt. 30 auf das Gesamtgewicht der beiden Bestandteile be-
Man läßt die so behandelte Bahn zwischen zwei — rechnet. Eine Pigmentfarbe ist in einer Menge vorQuetschwalzen
hindurchlaufen. Dann wird die Ver- gesehen, daß eine gleichmäßige und schöne Farbe
netzung des zweiten Bindemittels durchgeführt, in- erzielt wird, vorzugsweise mit 0,01 bis 5 Gewichtsdem
die Bahn für etwa zehn Minuten einer Tempera- prozent. Ferner sind 5 bis 20 Teile Antimonoxyd,
tür von 120° C ausgesetzt wird. Danach lagert man 35 1 bis 110 Teile kalkhaltige Stoffe, 1 bis 10 Teile
die Bahn für etwa 30 Stunden, wobei sie eine Dicke eines thixotropen Stoffs und die notwendige Menge
von 8 mm erhält sowie fest und selbsttragend wird. an Peroxyden zum Vernetzen der Masse vorge-
Danach wird bei gewöhnlicher Temperatur und sehen.
einem Druck von 0,5 bis 20 kg/cm auf eine Dicke Man läßt die so mit dem zweiten Bindemittel vervon
lmm kalandriert. Hierbei entsteht eine dünne, 40 sehene Bahn zwischen den beiden Walzen 5 und 6
geschmeidige Bahn, welche gerollt und gefaltet wer- hindurchlaufen. Die Walzen können auch hier glatt
den kann. Diese wird drei Wochen gelagert. Nach oder rauh sein, ferner können sie aus gleichen oder
der Lagerzeit, während der die Bahn ihre Dicke aus verschiedenen Materialien bestehen. In dej- in
beibehalten hat, genügt eine Erwärmung von vier F i g. 2 dargestellten Vorrichtung ist die obere Walze 5
bis neun Minuten auf zwischen 120 und 150° C, 45 mit einem glatten Mantel aus Gummi mit einer Härte
um die ursprüngliche Stärke von 8 mm wieder zu von 70 Shore umgeben. Die untere Walze 6 besteht
erlangen. Nach dem Abkühlen ist die Bahn fest und aus Kupfer und ist an ihrer Oberfläche mit unregelselbsttragend.
Bei einer neuen Kalandrierung unter mäßigen Kratzern 12 von 0,3 mm Höhe versehen,
denselben Bedingungen erhält die Bahn seine der Die obere Walze 5 wird mit einer Oberflächengegrößten
Kompression entsprechende Dicke zurück. 50 schwindigkeit angetrieben, die das 1 bis l,2fache der
Eine nochmalige Erwärmung gibt ihr seine Ursprung- Walze 6 beträgt. Für den Reckvorgang darf die
liehe Dicke wieder. Dieses wiederholte Kalandrieren Geschwindigkeitsdifferenz nicht zu groß sein. Eine
in der Kälte und anschließendes Erwärmen kann Geschwindigkeit der oberen Walze über das l,2fache
mehr als zehnmal wiederholt werden, ohne daß das ist noch ohne Nachteil und zerreißt die Bahn noch
Material ermüdet oder sich in seinen mechanischen 55 nicht. Die zwischen den beiden Walzen 5, 6 hervor-Eigenschaften
verändert. Es ändert sich auch nicht gerufene Reibung wird auf die imprägnierte Bahn
die jeweilige Reversibilität. Dieses Erzeugnis läßt übertragen und übt eine Zugwirkung auf eine der
sich damit besonders raumsparend lagern und kurz beiden Flächen aus, wodurch die Dicke und Luftvor
der Verwendung auf die gewünschte Dicke durchlässigkeit der Bahn vergrößert und deren Dichte
bringen. Die Reversibilität wird mit größerer Pia- 60 verringert wird. Das zweite Bindemittel spielt hier
stizität des Bindemittels besser. auch die Rolle eines Gleitmittels.
Man kann als zweites Bindemittel auch einen in Die anschließende Behandlung fixiert die netzder
Wärme erhärtenden Stoff verwenden, der unter- artige Ausbildung der Bahn in dem gereckten Zuhalb
eines bestimmten Temperaturbereichs plastisch stand. Die Bahn ist sehr porös, was für die Herstelbleibt
und bei Überschreiten dieses Bereichs erhärtet. 65 lung halbfester Futter in der Verpackungsindustrie
Dadurch kann man die Erwärmung in dem gewollten wichtig ist. Das Erzeugnis ist auch für Polsterzwecke
Augenblick beenden und die für die Anwendung geeignet. Die Dichte solcher Erzeugnisse kann mit
gewünschten günstigsten Eigenschaften fixieren. der plastischer Schaumstoffe verglichen werden, die
durch Freiwerden inerter Gase hergestellt werden, die aber mit dem erfindungsgemäßen· Verfahren
wesentlich kostensparender herstellbar sind, da nur geringe Substanzmengen und billige Stoffe notwendig
sind. Die Reversibilität der Dicke sorgt dafür, daß es nicht erforderlich ist, die endgültige Form zu bestimmen,
die bei der späteren Benutzung gewünscht wird.
Eine Bahn aus Fasern von Polyacrylnitril mit 15 Denier und einer Dicke von 12 mm wird mit Hilfe
von Latex aus einem Mischpolymerisat von Butadienacrylnitril hergestellt. Das Verhältnis Polybutadien:
Polyacrylnitril soll in dem Mischpolymerisat etwa 50:50 Volumprozent betragen. Auf die Bahn wird
aus einem mit Rührer versehenen Trichter die thixotrope Lösung eines Polyesterharzes in Styrol aufgebracht,
die eine Viskosität von etwa 50 Poise besitzt. Die Masse wird mit 25 bis 75 Gewichtsteilen Siliciumcarbid
mit einer Körnung von 180, das heißt, bei der mindestens 95 %> der Teilchen ein Sieb mit 180
Maschen je cm2 passieren, innig vermischt.
Nachdem die Bahn um die Länge Z weiterbewegt ist, um eine ausreichende Imprägnierung durch die
eigene Schwere zu bewirken, wird sie zwischen zwei Druckwalzen hindurchgeführt.
Um ein Zerschneiden der Faserstruktur durch die zugesetzten Schmirgelstoffe zu vermeiden, ist es
vorteilhaft, Walzen zu verwenden, deren eine mindestens eine verringerte Oberflächenhärte besitzt, indem
die Walze z. B. mit einer Kautschukschicht mit einer Härte von 40 bis 70 Shore bekleidet ist, während
die andere ebenfalls aus dem gleichen Material oder aber aus Ebonit, Kupfer, Messing, Bronze,
Stahl od. dgl. bestehen kann.
Man erhält auf diese Weise eine sehr gleichmäßige Verteilung der Schmirgelstoffe in der gesamten Struktur
der Bahn. Diese so erhaltenen Erzeugnisse können unmittelbar als Schleifmittel verwendet werden.
Das Bindemittel für die Schmirgelteilchen in der Faserstruktur können derart ausgewählt sein, daß
das Schleifmittel eine gewisse Festigkeit und eine bestimmte Reversibilität für die unterschiedlichen
Dicken der Bahn hat. Bei einer Kalandrierung zwischen 0,5 und 20 kg/cm, wie in Beispiel 7 beschrieben,
wird die Dicke auf 2,5 mm verringert, die bei einer Erwärmung mit warmer Luft auf 8 mm gebracht
wird. Das gelingt trotz der eingebetteten Schmirgelstoffe. Bei entsprechender Berücksichtigung der
Druckverhältnisse zur Vermeidung einer Zerstörung der Faserstruktur können bei Drucken von 0,5 bis
1,5 kg/cm Dicken und Festigkeiten jedem Bedürfnis angepaßt werden.
Das erste Bindemittel besteht aus einem Gemisch zweier wäßriger Emulsionen im Verhältnis 1 : 1,5
bis 3 Gewichtsprozent. Die erste Emulsion enthält 20 bis 60 Teile eines flüssigen Epoxyharzes, wie im
Beispiel 1 beschrieben, und die gegebenenfalls färbenden Mineralien, wie Chromoxyd oder Titanoxyd
5 oder organische Farbstoffe. Die organischen Farbstoffe können vorzugsweise basische oder Dispersfarbstoffe
sein. Die Farbstoffe werden bei einer Temperatur oberhalb 40° C in einer wäßrigen Lösung
verteilt, die 0,25 bis 10 Gewichtsteile eines
ίο Äthylenoxydpolykondensats mit einem Phenol, 0,10
bis 10 Teile Dioctylsulfosuccinat einer Alkalibase und vorzugsweise 1 bis 25 Teile eines Kolloidschutzmittels
wie Polyvinylalkohol oder Vinylpolymere, die wasserlöslich sind, enthält. Die zweite Emulsion
enthält 20 bis 35 Teile eines reaktionsfähigen Polyamids, das gegebenenfalls 80 bis 65 Teile des wäßrigen
Färbemittels der ersten Emulsion enthält. Diesem Gemisch werden Schmirgelstoffe zugesetzt mit einer
Korngröße, bei der mindestens 25 °/o durch ein Sieb von 50 Maschen je cm2 hindurchgehen. Von diesen
Schmirgelstoffen werden. 15 bis 85 Gewichtsprozent, berechnet auf die trockene Masse, hinzugefügt. Man
teilt die Masse in zwei gleiche Teile A und B. Der Masse B werden 1 bis 10 Gewichtsprozent (z. B. 2 °/o)
Silikagel zugesetzt. Das Gewicht bezieht sich auf die gesamte Trockensubstanz der Emulsion. Die gemischten
Emulsionen werden auf eine vorgebundene Bahn wie nach Beispiel 6 oder Beispiel 2 aufgebracht,
welche ein Gewicht von 150 bis 175 g/m2 bei einer Stärke von 18 mm hat.
Die Verwendung der Emulsion^ schafft die
schleiffähige Struktur, die je nach der Imprägnierung variiert. Die Schleifmittelkörnchen sammeln sich auf
der Innenseite der Bahn, bis sie so rauh ist, daß sie mit Schmirgelpapier verglichen werden kann, während
die andere Fläche eine Beschaffenheit behält, die mit der der Ausgangsbahn vergleichbar ist. Dies
äußert sich in einem fast völligen Verschwinden der Schmirgelfähigkeit.
Die Verwendung der Emulsion B führt zu einer Struktur, bei der die Verteilung der Schleifmittelkörnchen sehr gleichmäßig ist, so daß die Bahn ihre
Schmirgeleigenschaften so lange beibehält, bis die Faserstruktur selbst zerstört ist. Eine solche gleichmäßige
Verteilung kann in gleicher Weise durch Verwendung einer Mischung der obengenannten
thixotropen Emulsion erreicht werden, die Schmirgelstoffe enthält. Unter Zusatz eines besonderen
Stoffs zur Entwicklung der Thixotropic ist dann nicht mehr notwendig, wegen der sonst zu großen Erhöhung
der Viskosität, die eintritt, wenn der schmirgelfähige Teil ruht.
Es ist auch möglich, dem zweiten Bindemittel beispielsweise härtende Stoffe oder basische Färbemittel
zuzugeben, die freie Aminogruppen enthalten, deren härtende Eigenschaften nicht vernachlässigbar
sind und bzw. oder phenolische Härtungsmittel, die gute Haftfähigkeiten des zweiten Bindemittels auf
verschiedenen synthetischen Fasern entwickeln.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen einer nicht ge- Substanz enthaltendes in flüssigem oder dickflüssigem
webten Faserbahn, bei dem man auf mindestens Zustand befindliches, organisches Bindemittel im
eine der Oberflächen der Bahn, deren Fasern mit 5 Überschuß aufbringt.
einem ersten organischen Bindemittel vorläufig Unter einem Stoff mit thixotropen Eigenschaften
verbunden sind, ein zweites, eine thixotrope Sub- versteht man einen Stoff, der als Gel durch einfache
stanz enthaltendes in flüssigem oder dickflüssigem Druckeinwirkung verflüssigt werden kann, der aber
Zustand befindliches, organisches Bindemittel im auch durch Rühren, Schlagen, Ultraschall od. dgl. in
Überschuß aufbringt, dadurch gekenn- io diesen Zustand gebracht werden kann, und dann im
zeichnet, daß die so vorbereitete Bahn einer Ruhezustand und ohne Druckeinwirkung wieder
Quetschbehandlung mit einem Druck unterwor- regeneriert wird.
fen wird, bei dem sich das zweite gelierte Binde- Aus der deutschen Auslegeschrift 1086 208 ist
mittel wieder verflüssigt. ein Verfahren zur Herstellung von gegen heiße
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Waschlaugen als auch gegen organische'iLösungsmittel
kennzeichnet, daß als thixotroper Stoff Silikagel beständigen, gebundenen Faservliesen bekannt, nach
verwendet wird. dem das Vlies vor der eigentlichen Imprägnierung
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da- ohne wesentliche Zuganwendung oberflächlich vordurch
gekennzeichnet, daß die Faserbahn vor verfestigt und anschließend mit einem Bindemittel
der Quetschbehandlung eine Strecke durchläuft, 20 endverfestigt wird. Als Bindemittel verwendet man
in der das zweite Bindemittel durch sein Eigen- dabei Mischpolymerisate aus 1 bis 20 % von am
gewicht in die Faserbahn eindringen kann. Stickstoff durch. Methylolgruppen substituierten un-
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 gesättigten Carbonsäureamiden und 80 bis 99 %>
bis 3, bei dem das zweite Bindemittel zur Erhär- anderer ungesättigter polymerisierbarer Verbinduntung
der Bahn dient, dadurch gekennzeichnet, 25 gen. Als am Stickstoff durch Methylolgruppen subdaß
die Bahn nach der Quetschbehandlung und stituierte ungesättigte Carbonsäureamide kommen in
vor Beendigung der Erhärtung aufgerollt wird. erster Linie die N-Methylolamide der Acrylsäure,
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 der Methacrylsäure oder auch der Maleinsäure in
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Betracht. Diese lassen sich mit ungesättigten, polyBindemittel
nur auf die luftdurchlässige Ober- 30 merisierbaren Monomeren, wie Acryl- und Methfläche
der Faserbahn aufgebracht wird, die dicht __ acrylsäureestern, Vinylestern, Vinyläthern, Styrol,
auf einer dünnen, dichten, glatten Schicht auf- Acrylnitril oder Olefinen bzw. mit Gemischen dieser
liegt. Monomeren, mischpolymerisieren. Die Imprägnier-
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mischung kann danach beispielsweise 100 Teile einer
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite 35 40prozentigen wäßrigen Dispersion eines Mischpoly-Bindemittel
ein ionenaustauschendes Harz ent- merisats aus 93 Teilen Acrylsäurebutylester, fünf
hält. Teilen Methylolacrylamid und zwei Teilen Acryl-
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 säure, 135 Teile Chinaclay, fünf Teile Titandioxyd
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite (Rutiltyp) und zwei Teile einer lOprozentigen wäß-Bindemittel
eine Lösung enthält, die aus einem 4° rigen Lösung eines Amonsalzes einer niedrig vis-Vinylmonomeren,
30 bis 90 Gewichtsprozent kosen Polyacrylsäure enthalten. Das mit einer eines Polykondensats einer ungesättigten zwei- solchen Imprägnierflüssigkeit behandelte Vlies wird
basischen organischen Säure mit zwei reaktions- zwischen Kalanderwalzen bei leicht erhöhter Tempefähigen
OH-Gruppen und Netzbildnern und ge- ratur und geringem Druck geglättet. "*
gebenenfalls anderen und/oder färbenden Be- 45 Aus der österreichischen Patentschrift 206 273 ist standteilen besteht, und daß man die Bahn, die ein Verfahren zur Verleimung von Fasern bekannt, mit dem zweiten Bindemittel behandelt ist, reckt bei dem wasserbenetzbare, wasser- und chemikalien- und durch Kalandrieren in der Kälte komprimiert feste, weichelastische Fasergebilde entstehen, indem und umgekehrt vom komprimierten Zustand zum auf Faservliese oder Einzelfasern Gemische aus gereckten Zustand durch Erwärmen auf eine 50 faserstoffaffinen Di- oder Polyaethoxylinharzen Temperatur zwischen 80 und 150° C oder durch einerseits und Dimethylolharnstoff, Harnstofformal-Beblasen mit erwärmter Luft behandelt. dehydharzen, Melaminharzen, Guanidinabkömmlin-
gebenenfalls anderen und/oder färbenden Be- 45 Aus der österreichischen Patentschrift 206 273 ist standteilen besteht, und daß man die Bahn, die ein Verfahren zur Verleimung von Fasern bekannt, mit dem zweiten Bindemittel behandelt ist, reckt bei dem wasserbenetzbare, wasser- und chemikalien- und durch Kalandrieren in der Kälte komprimiert feste, weichelastische Fasergebilde entstehen, indem und umgekehrt vom komprimierten Zustand zum auf Faservliese oder Einzelfasern Gemische aus gereckten Zustand durch Erwärmen auf eine 50 faserstoffaffinen Di- oder Polyaethoxylinharzen Temperatur zwischen 80 und 150° C oder durch einerseits und Dimethylolharnstoff, Harnstofformal-Beblasen mit erwärmter Luft behandelt. dehydharzen, Melaminharzen, Guanidinabkömmlin-
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 gen oder Polyamiden andererseits in wäßriger Löbis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite sung oder Dispersion bei geeignetem pH-Wert in an
Bindemittel einen Schmirgelstoff enthält. 55 sich bekannter Weise aufgetragen werden, und das
9. Verfahren nach einem der Ansprüche I gesamte Gebilde, gegebenenfalls unter Zusatz von
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck Verdickungsmitteln, Färb- und Füllstoffen und weimit
Quetschwalzen verschiedener Umlaufge- teren Hilfsmitteln, unter gleichzeitiger Auskondenschwindigkeit
ausgeübt wird. sierung der Kunstharze bei gewöhnlicher oder er-
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 60 höhter Temperatur getrocknet wird. Als Füllstoffe
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck können beispielsweise Kaolin, Bentonit, Illit, Titanmittels
Quetschwalzen ausgeübt wird, von denen dioxyd verwendet Werden.
mindestens eine Walze eine aufgerauhte Ober- Ein Problem bei den bekannten Verfahren be-
lläche hat. steht darin, eine gleichmäßige Verteilung des Binde-
65 mittels über die gesamte Dicke der Faserbahn zu
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- erhalten.
len einer nichtgewebten Faserbahn, bei dem man auf Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung
mindestens eine der Oberflächen der Bahn, deren eines Verfahrens der eingangs genannten Art, bei
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR945384A FR1377524A (fr) | 1963-08-22 | 1963-08-22 | Perfectionnements apportés aux feuilles en fibres non tissées et à leurs procédés de fabrication |
FR975000A FR1397632A (fr) | 1964-05-19 | 1964-05-19 | Limiteur de couple de rotation pour commande à vis sans fin |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1469428A1 DE1469428A1 (de) | 1969-01-23 |
DE1469428B2 true DE1469428B2 (de) | 1974-08-15 |
DE1469428C3 DE1469428C3 (de) | 1975-04-10 |
Family
ID=26202997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19641469428 Expired DE1469428C3 (de) | 1963-08-22 | 1964-08-22 | Verfahren zum Herstellen einer nichtgewebten Faserbahn |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1469428C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5709735A (en) * | 1995-10-20 | 1998-01-20 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | High stiffness nonwoven filter medium |
-
1964
- 1964-08-22 DE DE19641469428 patent/DE1469428C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1469428A1 (de) | 1969-01-23 |
DE1469428C3 (de) | 1975-04-10 |
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---|---|---|---|
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