DE1560868C3

DE1560868C3 - Verfahren zur Herstellung eines Kurzfaservliesstoffes

Info

Publication number: DE1560868C3
Application number: DE1560868A
Authority: DE
Inventors: Gerald Joseph Brunswick Liloia; Louis Francis Old Bridge May Jun.; Frederick Karl Downers Grove Mesek; Norman Kendall Park Schiff; Robert Carl Oak Lawn Shepherd; William Chicago Strickel
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1966-12-22
Publication date: 1975-04-24
Also published as: DE1560868A1; FR1503448A; NL162978B; NL6617723A; DE1560868B2; NL162978C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen saugfähigen Kurzfaservliesstoffes mit einseitig flauschiger Oberfläche durch mittiges Aufspalten einer dickeren Faserverbundbahn.

Auf Grund der mögliehen Kostenersparnisse ist es seit langem erwünscht, kurze F'asern, z. B. die Fasern von Holzzellstoff oder Baumwollintcrs, für die Herstellung von Stoffen und stoffartigen Materialien zu verwenden, die bisher im allgemeinen aus den längeren Fasern von 13 mm oder mehr hergestellt werden. Die Herstellung von Stoffen und stoffartigen Materialien war jedoch bisher auf die Verwendung dieser längeren Fasern beschränkt, die im allgemeinen als Fasern von Textillänge bezeichnet werden, weil es bisher unmöglich war, aus kürzeren Fasern Produkte herzustellen, die die Geschmeidigkeit und den Griff haben, die Stoffe aus diesen längeren Fasern im allgemeinen aufweisen. Papier, Watte u. dgl. werden aus den kürzeren Zellstoffasern hergestellt. Papier, das nach den üblichen Verfahren hergestellt wird, wobei die Fasern durch eine Wasserstoffbindung zusammengehalten werden, ist ein verhältnismäßig steifes, dichtes Produkt, dem die vorstehend genannte sehr erwünschte Geschmeidigkeit fehlt. Holzzellstoffasern u. dgl. werden zu einer Masse von niedrigem Raumgewicht zusammengehäuft, in der die Fasern verhältnismäßig wenig oder keine Wasserstoffbindungen haben, die sie zusammenhalten, wobei ein Material von hoher Saugfähigkeit erhalten wird. Holzzellstoffasern werden ferner zu flächenartigen Materialien von verhältnismäßig niedriger Dichte verarbeitet, in denen die Fasern teilweise miteinander verklebt sind. Diese Materialien werden als Zellstoffwatte bezeichnet. Diese Bahnen aus Zellstoffwatte sind jedoch sehr brüchig. Sie haben äußerst niedrige Naß- und Trockenfestigkeit und sind als Ersatz für Textilware völlig ungeeignet. Wenn bisher stoffartige Materialien nach Verfahren außer Weben, z. B. durch Filzen oder Legen von Fasern unter Verklebung hergestellt worden sind, erfolgte die Herstellung ausschließlich aus Fasern von Textillänge oder einem überwiegend aus solchen Fasern bestehenden Gemisch.

Mit dem zunehmenden Bedarf für Einmalartikel, d. h. Artikel, die nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden, besteht gleichzeitig ein steigender Bedarf für stoffartige Materialien, bei denen der Aufwand und die Verarbeitung von gewebten Stoffen vermieden werden. Als Folge stellte sich ein wachsender Bedarf für nicht gewebte Stoffe und eine erhöhte Produktion dieser Stoffe ein.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 127 320 ist ein Verfahren zur Herstellung eines gebundenen, ungewebten'Textilfaserstoffes bekannt. Die Fasern von

ίο Textillänge werden durch nach einem vorbestimmten Muster im Abstand voneinander angeordnete Bindemittelabschnittc gebunden. Das Verfahrenserzeugnis soll das stol'l'ähnliche Aussehen eines gewebten, gestrickten oder gehäkelten Textilmaterials erlangen.

Eine besondere Saugfähigkeit wird nicht angestrebt, sondern vielmehr guter Faltenwurf, weicher Griff, gute Dehnbarkeit und Anschmiegsamkeit (siehe Anspruch).

Die britische Patentschrift 827 370 beschreibt ein Verfahre'n zur Herstellung eines nähbaren, ungewebten Faservliesstoffs mit einseitig rauher Oberfläche. Ein mehrfach kardiertes Faservlies beliebiger Art erhält den gewünschten Zusammenhalt durch Aufbringen einer Lösung oder Emulsion einer makromolekularen kondensierbaren Verbindung und anschließendes Erhitzen. Das entstandene Kondensationsprodukt verbindet die Fasern des Vlieses so stark, daß in einer nachfolgenden Verfahrensstufe sein mittiges Spalten mit einem Messer möglich ist.

Nach den bekannten Verfahren werden aus Fasern von Textillänge Vliesstoffe hergestellt. Die Kosten könnten jedoch weiter gesenkt werden, wenn stoffartige Materialien unter überwiegender Verwendung der billigeren kurzen Fasern, z. B. Holzzellstoffasern und Baumwollinters des zweiten Schnitts, oder ausschließlich aus diesen kurzen billigeren Fasern hergestellt werden könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung eines Kurzfaservliesstoffes zu schaffen, nach dem auch billige Fasern von weniger als Textillänge verarbeitet werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen s~ugfähigen Kurzfaservliesstoffes mit einseitig flauschiger Oberfläche durch mittiges Aufspalten einer dickeren Faserverbundbahn, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf ein laufendes Transportband eine Bahn aus trockenen, überwiegend kurzen Zellulosefasern von unter 4,8 mm Länge aufbringt, darüber ein lockeres Gewebe und darauf eine zweite Bahn aus trockenen kurzen Fasern legt, den so gebildeten Schichtstoff mit einem Bindemittel und einem Netzmittel imprägniert, überschüssiges Bindemittel absaugt, den Schichtstoff trocknet und durch Entfernen des Gewebes in zwei Kurzfaservliesstoff-Bahnen trennt.

Die erfindungsgemaß hergestellten Stoffe enthalten Fasern, die. zu wenigstens 7()"/o aus Holzzellstofffasern und/oder Baumwollinters des zweiten Schnitts bestehen. Diese Fasern haben im allgemeinen eine Länge von nicht mehr als etwa IO mm und eine durchschnittliche Länge von 1,6 bis 4,8 mm. Wenn der Stoff nicht zu K)O¹Vo aus kurzen Fasern besteht, können die restlichen Fasern, die Textillänge aufweisen, über den gesamten Stoff verteilt werden.

Die erfindungsgemaß hergestellten Stoffe haben ein Raumgewicht von weniger als 0.10 g/cm·¹. Im allgemeinen liegt das Raumgewicht im Bereich von 0,08 bis 0,05 g/cmA Ein Stoff, dessen Flächengewicht

etwa 68 g/m² beträgt, hat eine Naßfestigkeit pro 2,54 cm Breite von wenigstens 0,23 kg in Längsrichtung und von 0,14 kg in Querrichtung und eine Trockenfestigkeit pro 2,54 cm Breite von wenigstens 0,41 kg in Längsrichtung und von 0,27 kg in Querrichtung.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kurzfaservliesstoffe eignen sich besonders gut für die Herstellung von Einmal-Windeln. Der ausgezeichnete Griff, die Geschmeidigkeit und Faltbarkeit des Stoffs verleihen den daraus hergestellten Windeln weitgehend den gleichen Griff und die gleichen Handhabungseigenschaften wie Windeln, die aus gewebten Stoffen hergestellt sind. Durch die Verwendung der kurzen Zellulosefasern, wie Holzzellstoff und Baumwollinters, ist es nun möglich, die Windeln zu einem Preis herzustellen, der erheblich unter dem Preis von gewebten Stoffen oder üblichen nicht gewebten Stoffen liegt, so daß die Kosten der fertigen Windel so niedrig sind, daß sie nach dem Gebrauch weggeworfen werden kann.

Die gute Faltbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Kurzfaservliesstoffe ergibt sich aus dem Faltwiderstand von unter 200 g, der durch den nachstehend beschriebenen Trichtertest bestimmt wird.

Ein Metalltrichter, dessen Innenfläche durch Verchromen glatt gemacht worden ist, wird so aufgestellt, daß die Oberseite des Trichters in einer Ebene mit einer Plattform liegt, die die Probe hält. Der Trichter hat oben einen Durchmesser von 10,2 cm und unten einen Durchmesser von 63,5 mm und eine Tiefe von 114,3 mm. Die Tiefe der. Einschnürung von oben (größter Durchmesser zum kleinen Durchmesser) beträgt 38,1 mm. Ein Stab, der mit einer polierten Metallkugel von 15,9 mm Durchmesser versehen ist, wird in der Mitte über dem Trichter und über der die Probe behandelten Plattform angeordnet.

Der Stoff, dessen Faltwiderstand gemessen werden soll, hat eine Größe von 203 · 203 mm und wird auf die Probenplattform gelegt. Der Stab mit der Kugel am Ende wird nach unten bewegt, wobei er auf die Mitte der Probe trifft und diese durch den Trichter stößt. Die Kraft, die erforderlich ist, die Probe durch den Trichter zu stoßen, wird gemessen und in Gramm angegeben.

Bei Verwendung von Holzzellstoffasern werden diese im allgemeinen in Form von Faserplatten von ziemlich dichtem Aufbau bezogen, aus denen die Fasern abgetrennt werden müssen. Diese Holzzellstoffasern haben im allgemeinen eine Länge von einem feinen Staub bis zu etwa 6,4 mm. Die Faserplatte wird im allgemeinen so zerkleinert, daß viele der Fasern brechen. Hierbei wird eine Fasermasse erhalten, die einen wesentlichen Anteil von Fasern einer Länge von weniger als 1,6 mm enthält. Es wurde jedoch gefunden, daß die Fasern ohne wesentlichen Bruch voneinander getrennt werden können, wenn die Loslösung von der Faserplatte erfolgt, indem die Platte durch eine Reibmühle geführt wird, in der sie zwischen zwei mit Abstand zueinander schnell rotierenden Platten durchläuft. Die hierbei erhaltene Masse von freien Fasern besteht praktisch ausschließlich aus Fasern einer Länge im Bereich von etwa 1,6 bis 9,5 mm bei einer durchschnittlichen Länge von etwa 3,2 mm. Bei Verwendung von Fasern dieses Typs oder von Baumwollinters des zweiten Schnitts, bei denen nur ein sehr geringer Prozentsatz von nicht mehr als 5% der Fasern eine Länge von weniger als 1,6 mm hat, können die erfindungsgemäß hergestellten Faserstoffe ausschließlich aus diesen kurzen Fasern hergestellt werden. Wenn jedoch ein wesentlicher Anteil der zur Bildung der ursprünglichen Faserbahn verwendeten kurzen Fasern kürzer ist als 1,6 mm, ist es notwendig, in die Fasermischung eine gewisse Menge von Fasern von Textillänge einzubeziehen, um dem Fertigprodukt die notwendige Zugfestigkeit und andere erwünschte

ίο Eigenschaften zu verleihen. Bei Verwendung von von Textilfasern sind diese in der Fasermischung nicht in Mengen von mehr als etwa 30% des Gesamtgewichts der Faserbahn vorhanden.

Kurze Fasern werden am besten nach einer Methode bewertet, bei der eine Aufschlämmung der Fasern in Wasser durch eine Reihe von abgestuften Sieben geleitet wird. Bei dieser Methode, bei der ein Mahlen der Fasern vermieden wird, ergibt sich für Baumwollinters des zweiten Schnitts die folgende Zusammensetzung:

30% Siebrückstand auf einem Sieb einer

Maschenweite von 1,65 mm
22% Siebrückstand auf einem Sieb einer

Maschenweite von 1,0 mm
14% Siebrückstand auf einem Sieb einer

Maschenweite von 0,59 mm
16% Siebrückstand auf einem Sieb einer

Maschenweite von 0,295 mm
18% Durchgang durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,295 mm

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch das erfindungsgemäße Verfahren.

F i g. 2 zeigt perspektivisch einen Abschnitt eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoffes.

Nach Fig. 1 wird zuerst eine verhältnismäßig dünne Bahn 1 aus überwiegend kurzen Fasern von unter 4,8 mm Länge aus einer Vorrichtung 2' auf einem laufenden Band 3' abgelegt. Über diese Bahn wird ein lose gewebter Stoff 2, z. B. Gaze, von geringer Garnzahl, Baumwoll-»scrim« od. dgl., gelegt.

Eine zweite verhältnismäßig dünne Bahn 3 aus kurzen Fasern wird dann aus einer Vorrichtung 2" auf das lose eingestellte Gewebe 2 abgelegt. Aus einem Behälter bzw. Verteiler 4' wird dann ein Bindemittel in Lösung oder Dispersion, vorzugsweise eine selbsthärtende Acrylharzlatex zusammen mit einem Netzmittel, ζ. Β. einem anionaktiven sulfonierten Alkylester aufgebracht. Durch die Zugabe des Netzmittels in diesem Verfahrensstadium sind die Stoffe leicht benetzbar und sehr saugfähig. Die so behandelten Bahnen 1 und 3 werden darauf mittels Saugkasten 5' von überschüssigem Bindemittel befreit. Außerdem wird eine gleichmäßige Verteilung des zurückbleibenden Bindemittels in der ganzen Faserbahn sichergestellt. Diese Imprägnierung mit dem

Bindemittel und anschließende Absaugung wird als Saugverklebung bezeichnet. Die Faserbahn sollte an diesem Punkt eine Bindemittelmenge von 4,5 bis 5,0%, gerechnet als trockene Feststoffe und bezogen auf das Gewicht der Bahn, aufgenommen

haben. Die anschließende Trocknung und Härtung des Bindemittels erfolgt zweckmäßigerweise gleichzeitig in einer Heiz- und Trockenvorrichtung 6*. Die dabei herrschende Temperatur liegt zwischen etwa

165 bis 180⁰C. Das Schichtgebilde wird dann in zwei Kurzfaservliesstoff-Bahnen 4 und 5 aufgeteilt, wobei die Trennung am lockeren Gewebe 2 erfolgt. Letzteres wird entfernt, und die Bahnen 4 und 5 werden auf getrennte Rollen 6 und 7 gewickelt. Der fertige Stoff selbst sollte verhältnismäßig dünn sein, da Stoffe mit einer weit über 2,5 mm liegenden Dicke nach dem Trocknen und Verkleben im allgemeinen nicht so gute Falteigenschaften und Geschmeidigkeit wie die dünneren Stoffe haben.

Ein Abschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Stoffes ist in Fig. 2 dargestellt. Die Seite mit den Fasern 8, die vorher mit dem lockeren Gewebe 2 in Berührung kam, ist wesentlich flauschiger als die andere Seite des Vliesstoffs.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht.

Beispiel

Eine Faserbahn, die aus etwa 25% Fasern von Textillänge, z. B. Reyon, und 75% Fasern aus geschliffenen Baumwollinters des zweiten Schnitts besteht, wird auf einer Bahnlegevorrichtung mit einem Gewicht von 51 bis 68 g/m² gelegt. Ein Streifen aus weitmaschiger Gaze wird auf diese Bahn gelegt. Eine weitere Bahn der gleichen Zusammensetzung und vom gleichen Gewicht wie die erste Bahn wird dann auf die Gaze gelegt, und das Ganze wird in eine Imprägniervorrichtung der beschriebenen Art geführt, wobei als Bindemittel ein Äthylacrylatcopolymeres verwendet wird, das Acrylnitril und ein vernetzendes Monomeres in geringen Mengen enthält.

ίο Die Zusammensetzung der Bindemittelsuspension und die Stärke der Absaugung am Saugschlitz werden so eingestellt, daß die Bindemittelaufnahme 4,75% gerechnet als trockene Feststoffe und bezogen auf das Gewicht des Stoffes, beträgt. Die nasse Bahn wird in einen bei 165 bis 177° C gehaltenen Trockenofen geführt, wo sie getrocknet und das Bindemittel gehärtet bzw. vernetzt wird. Die Doppelbahn wird nun an der Gazeeinlage geteilt, und die einzelnen leichten Stoffe werden getrennt aufgewickelt. Die erhaltenen^ Einzelbahnen haben ein Raumgewicht von 0,08 g/cm³ und eine Trockenfestigkeit von 0,68 kg/ 2,54 cm Breite und eine Naßfestigkeit von 0,36 kg/ 2,54 cm Breite in Längsrichtung. Der Faltwiderstand des Stoffs beträgt etwa 90 g.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

560 868

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines dünnen saugfähigen Kurzfaservliesstoffs mit einseitig flauschiger Oberfläche durch mittiges Aufspulten einer dickeren Faserverbundbahn, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man auf ein laufendes Transportband eine Bahn aus trockenen, überwiegend kurzen Zellulosefasern von unter 4,S mm Länge aufbringt, darüber ein lockeres Gewebe und darauf eine zweite Bahn aus trockenen kurzen Fasern legt, den so gebildeten Schichtstoff mit einem Bindemittel und einem Netzmittel imprägniert, überschüssiges Bindemittel absaugt, den Schichtstoff trocknet und durch Entfernen des Gewebes in zwei Kurzfaservliesstoff-Bahnen trennt.