DE1469428C3

DE1469428C3 - Verfahren zum Herstellen einer nichtgewebten Faserbahn

Info

Publication number: DE1469428C3
Application number: DE19641469428
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Motte-Bossut Sa Roubaix-Nord (frankreich)
Current assignee: Motte-Bossut Sa Roubaix-Nord (frankreich)
Priority date: 1963-08-22
Filing date: 1964-08-22
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE1469428A1; DE1469428B2

Description

dem eine gleichmäßige Durchdringung der Faserbahn mit Bindemittel und damit auch eine über die Dicke der Faserbahn gleichmäßige Festigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die vorbereitete Bahn einer Quetschbehandlung mit einem Druck unterworfen wird, bei dem sich das zweite gelierte Bindemittel wieder verflüssigt.

Bei diesem Verfahren wird also der Umstand ausgenutzt, daß sich das zweite, thixotrope Bindemittel unter Druck verflüssigt und die so verflüssigte Substanz sich gleichmäßig über die Dicke der Faserbahn verteilen kann. Das zweite Bindemittel kann in flüssigem oder dickflüssigem Zustand durch seine eigene Schwere aus einem Verteiler, z.B. einem Trichter od. dgl., der Faserbahn zugeführt werden, wobei in dem Trichter laufend gerührt wird, um das gewünschte Maß an Flüssigkeit zu erreichen. Beim Eindringen in die Faserbahn auf Grund seines Eigengewichts geliert das thixotrope Bindemittel allmählieh und wird so in der Faserbahn zurückgehalten. Nach der Verflüssigung durch Druckanwendung gelangt das thixotrope Bindemittel in gleichmäßiger Verteilung wieder in den Gelzustand zurück.

Als thixotroper Stoff wird vorzugsweise Silikagel verwendet. Es eignen sich jedoch auch kolloidale Tone, wie Bentonit, Kaolin, Illit, ferner Tone von Alkalioder Erdalkalimetallen, Carboxymethylcellulose, bestimmte Polymere oder Mischpolymere ungesättigter Carbonsäuren, Dispersionen bestimmter Acrylmischpolymeren, in Gegenwart von Vorkondensaten von Harnstoffharzen oder deren Verbindungen oder von Melamin mit Formaldehyd. Gewisse Emulsionen von Aethoxylinharzen unter Verwendung eines Emulgators, der aus einem oder mehreren Polymeren oder Mischpolymeren ungesättigter organischer Säuren mit einem Gehalt von 0,1 bis 2 °/o in der wäßrigen Phase und durch Zusatz einer ausreichenden Menge entsprechender organischer Amine, wie z. B. Diäthylentriamin und Triäthylentetramin bei einem pH-Wert von 7,5 bis 10 gebildet wurde. Diese neutralisierten Polymeren oder Mischpolymeren eignen sich ebenfalls als Bestandteile des zweiten Bindemittels. Diese an sich nicht thixotropen Emulsionen erhalten nach einfachem Mischen mit reaktionsfähigen Polyamiden der Thixotropie sehr ähnliche Eigenschaften. Eine solche Emulsion enthält z. B. 20 bis 35 Gewichtsteile eines reaktionsfähigen Polyamids, dem auch färbende Stoffe zugesetzt sein können, und 80 bis 65 Teile einer wäßrigen Lösung von 0,25 bis 10 Gewichtsteilen eines äthyoxydierten Acrylphenols, 0,10 bis 10 Gewichtsteile Dioctylsulfosuccinat einer alkalischen Base und vorzugsweise 1 bis 25 Gewichtsteile eines Kolloidschutzmittels wie Polyvinylalkohol oder Vinylpolymeren, die in Wasser löslich sind. .

Die Faserbahn durchläuft bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor der Quetschbehandlung eine Strecke, in der das zweite Bindemittel durch sein Eigengewicht in die Faserbahn eindringen kann. Hierdurch wird die gleichmäßige Verteilung des zweiten Bindemittels in der Faserbahn noch gefördert.

In dem Fall, in dem das zweite Bindemittel zur Härtung der Bahn dient, kann die Bahn nach der Quetschbehandlung und vor Beendigung der Härtung aufgerollt werden. Man erhält dann eine kompakte Rolle, die als Ablenk- oder Wirbclkörpcr verwendet werden kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das zweite Bindemittel nur auf die luftdurchlässige Oberfläche der Faserbahn aufgebracht, die dicht auf einer dünnen, dichten, glatten Schicht aufliegt. Durch diese einseitige Schicht wird ein Querströmen von Reaktionsteilnehmern bei Verwendung der Faserbahn als Füll- oder Verteilungskörper in einer chemischen Reaktionskolonne vermieden.

Das zweite Bindemittel kann auch ein ionenaustauschendes Harz enthalten, wodurch die Faserbahn als Ionenaustauschelement verwendet werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das zweite Bindemittel eine Lösung enthält, die aus einem Vinylmonomeren, 30 bis 90 Gewichtsprozent eines Polykondensats einer ungesättigten zweibasischen organischen Säure mit zwei reaktionsfähigen OH-Gruppen und Netzbildnern und gegebenenfalls anderen und bzw. oder färbenden Bestandteilen besteht, und daß man die Bahn, die mit dem zweiten Bindemittel behandelt ist, reckt und durch Kalandrieren in der Kälte komprimiert und umgekehrt vom komprimierten Zustand zum gereckten Zustand durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 80 und 150° C oder durch Beblasen mit erwärmter Luft behandelt. Auf diese Weise erhält man eine beachtliche Reversibilität der Dicke der Faserbahn, so daß es nicht erforderlich ist, die endgültige Form der Faserbahn, die bei der späteren Benutzung gewünscht wird, von vornherein festzulegen. Die Faserbahnen können in relativ komprimiertem Zustand gestapelt und gelagert, jedoch in relativ gerecktem Zustand benutzt werden.

Das zweite Bindemittel kann einen Schmirgelstoff enthalten, so daß man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Faserbahn erhält, die in gleichmäßiger Verteilung Schleifkörner enthält, und damit besonders vorteilhafte Schleifkörper darstellt.

Ein Recken der Faserbahn kann dadurch erreicht werden, daß der Druck mit Quetschwalzen verschiedener Umlaufgeschwindigkeit ausgeübt wird. Ein Recken kann man auch dadurch erhalten, daß der Druck mittels Quetschwalzen ausgeübt wird, von denen mindestens eine Walze eine aufgerauhte Oberfläche hat. Durch das Recken wird die Dicke und die Luftdurchlässigkeit der Faserbahn vergrößert sowie ihre Dichte verringert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung sowie an Hand von Beispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die verschiedenen Stufen bei der Herstellung nichtgewebter Faserbahnen gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsweise,

Fig. 3, 4 und 5 in vergrößertem Maßstab Strukturbeispiele für die Verbindung der Fasern untereinander, und zwar F i g. 3 vor der Behandlung gemäß der Erfindung, Fig. 4 nach der Behandlung gemäß der Erfindung mit einer verhältnismäßig geringen Menge des zweiten Bindemittels und F i g. 5 nach der Behandlung gemäß der Erfindung mit einer verhältnismäßig größeren Menge des zweiten Bindemittels,

F i g. 6 ebenfalls schematisch die Herstellung einer festen Bahn aus nichtgewebtcn Fasern und

F i g. 7 in schaubildlicher Ansicht ein Teil der 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

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 F i g. 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 gefahr 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

Faserbähn, 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 bahnl. 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 Schleifkörncrn versehen wird.

Beispiel!

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 Z 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 8O⁰C 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 Tfocknen 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.

B e i s ρ i e 1 2

Die Faserbahnen werden nicht wie bei Beispiel 1 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.

— Beispiel 3

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 Ablenk- oder 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 Fig. 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-Ien 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 Strömungsrichtung 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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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%. 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 %

wird, kann 5 bis 75 °/o 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 Polykondensats 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°/o 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 1 mm 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.

Beispielo

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 I 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.

Beispiel 7

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 A 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 Thixotropie 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 vemachlässigbar sind und bzw. oder phenolische Härtungsmittel, die gute Haftfähigkeiten des zweiten Bindemittels auf verschiedenen synthetischen Fasern entwickeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer nicht gewebten Faserbahn, bei dem man auf mindestens eine der Oberflächen der Bahn, deren Fasern mit einem ersten organischen Bindemittel vorläufig verbunden sind, ein zweites, eine thixotrope Substanz enthaltendes in flüssigem oder dickflüssigem Zustand befindliches, organisches Bindemittel im Überschuß aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß die so vorbereitete Bahn einer Quetschbehandlung mit einem Druck unterworfen wird, bei dem sich das zweite gelierte Bindemittel wieder verflüssigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thixotroper StofT Silikagel verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn vor der Quetschbehandlung eine Strecke durchläuft, in der das zweite Bindemittel durch sein Eigengewicht in die Faserbahn eindringen kann.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das zweite Bindemittel zur Erhärtung der Bahn dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn nach der Quctschbehandlung und vor Beendigung der Erhärtung aufgerollt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bindemittel nur auf die luftdurchlässige Oberfläche der Faserbahn aufgebracht wird, die dicht auf einer dünnen, dichten, glatten Schicht aufliegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bindemittel ein ionenaustauschendes Harz enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bindemittel eine Lösung enthält, die aus einem Vinylmonomeren, 30 bis 90 Gewichtsprozent eines Polykondensats einer ungesättigten zweibasischen organischen Säure mit zwei reaktionsfähigen OH-Gruppen und Netzbildnern und gegebenenfalls anderen und/oder färbenden Be- standteilcn besteht, und daß man die Bahn, die mit dem zweiten Bindemittel behandelt ist, reckt und durch Kalandrieren in der Kälte komprimiert und umgekehrt vom komprimierten Zustand zum gereckten Zustand durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 80 und 150° C oder durch Beblasen mit erwärmter Luft behandelt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bindemittel einen Schmirgelstolf enthält

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mit Quetschwalzen verschiedener Umlaufgeschwindigkeit ausgeübt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mittels Quetschwalzen ausgeübt wird, von denen mindestens eine Walze eine aufgerauhte Oberfläche hat. _

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer nichtgewebten Faserbahn, bei dem man auf mindestens eine der Oberflächen der Bahn, deren Fasern mit einem ersten organischen Bindemittel vorläufig verbunden sind, ein zweites, eine thixotrope Substanz enthaltendes in flüssigem oder dickflüssigem Zustand befindliches, organisches Bindemittel im Überschuß aufbringt.

Unter einem StofT mh thixotropen Eigenschaften versteht.man einen Stoff, der als Gel durch einfache Druckeinwirkung verflüssigt werden kann, der aber auch durch Rühren, Schlagen, Ultraschall od. dgl. in diesen Zustand gebracht werden kann, und dann im Ruhezustand und ohne Druckeinwirkung wieder regeneriert wird.

Aus der deutschen Auslegcschrift 1 086 208 ist ein Verfahren zur Herstellung von gegen heiße Waschlaugen als auch gegen organische Lösungsmittel beständigen, gebundenen Faservliesen bekannt, nach dem das Vlies vor der eigentlichen Imprägnierung ohne wesentliche Zuganwendung oberflächlich vorverfestigt und anschließend mit einem Bindemittel endverfestigt wird. Als Bindemittel verwendet man dabei Mischpolymerisate aus 1 bis 20 % von am Stickstoff durch Mcthylolgruppen substituierten ungesättigten Carbonsäureamiden und 80 bis 99 °/o anderer ungesättigter polymerisierbarer Verbindungen. Als am Stickstoff durch Methylolgruppen substituierte ungesättigte Carbonsäureamide kommen in erster Linie die N-Methylolamide der Acrylsäure, der Methacrylsäure oder auch der Maleinsäure in Betracht. Diese lassen sich mit ungesättigten, polymerisicrbarcn Monomeren, wie Acryl- und Methacrylsäureestern, Vinylestern, Vinyläthern, Styrol, "Acrylnitril oder Olefinen bzw. mit Gemischen dieser Monomeren, mischpolymerisieren. Die Imprägniermischung kann danach beispielsweise 100 Teile einer 40prozentigen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus 93 Teilen Acrylsäurebutylester, fünf Teilen Methylolacrylamid und zwei Teilen Acrylsäure, 135 Teile Chinaclay, fünf Teile Titandioxyd (Rutiltyp) und zwei Teile einer lOprozentigen wäßrigen Lösung eines Amonsalzes einer niedrig viskosen Polyacrylsäure enthalten. Das mit einer solchen Imprägnierflüssigkeit behandelte Vlies wird zwischen Kalanderwalzen bei leicht erhöhter Temperatur und geringem Druck geglättet. ^

Aus der österreichischen Patentschrift 206 273 ist •ein Verfahren zur Verleimung von Fasern bekannt, bei dem wasserbenetzbare, wasser- und chemikalienfeste, weichelastische Fasergcbilde entstehen, indem auf Faservliese oder Einzelfasern Gemische aus faserstofTaffincn Di- oder Polyaethoxylinharzen einerseits und DimcthylolharnstofT, Harnstofformaldehydharzen, Melaminharzen, Guanidinabkömmlingen oder Polyamiden andererseits in wäßriger Lösung oder Dispersion bei geeignetem pH-Wert in an sich bekannter Weise aufgetragen werden, und das gesamte Gebilde, gegebenenfalls unter Zusatz von Verdickungsmittel!!, Färb- und Füllstoffen und weiteren Hilfsmitteln, unter gleichzeitiger Auskondensierung der Kunstharze bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur getrocknet wird. Als Füllstoffe können beispielsweise Kaolin, Bentonit, Illit, Titandioxyd verwende! werden.

Ein Problem bei den bekannten Verfahren besteht darin, eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels über die gesamte Dicke der Faserbahn zu erhallen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, bei