DE1946017A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faservliesen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 10. Sept. 1969 Ke/fce

Koninklijke Papierfabrieken Van Qelder Zonen N.V. Parnassusweg 126, Amsterdam / Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faservliesen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Faservliesen durch Auftragen lockerer synthetischer, organischer oder anorganischer Fasern oder deren Mischungen, suspendiert in Wasser oder einem wassermischbaren Lösungsmittel, auf einen porösen, bewegten Träger, Auftragen eines Binde-.mittels, Entfernen des Wassers oder des Lösungsmittels vom Träger und Trocknen des erhaltenen feuchten Faservlieses.

Viele Verfahren zur Herstellung von Faservliesen auf nassem Wege sind bekannt. In den meisten Fällen trägt man eine homogene wäßrige Suspension synthetischer organischer oder anorganischer Fasern und des Bindemittels auf einen porösen Träger auf, saugt sodann das Wasser ab und trocknet, worauf das geformte Faservlies von dem Träger genoramen wird. Dieses Verfahren hat den Naohteil, daß ein hoher Prozentsatz des Bindemittels mit dem Wasser mitabgesaugt und entfernt wird. Es bleibt mithin entweder zu wenig

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Bindemittel in dem Faservlies zurück, oder aber man muß mit einem großen Überschuß arbeiten, und in diesem Falle werden die großen Bindemittelverluste zu einem wesentlichen Kostenfaktor. Außerdem ist es unmöglich, die imprägnierte nasse Fasermatte selbsttragend von dem Träger, auf dem die Entwässerung erfolgt, auf den nächsten Träger, der das Vlies durch die Trocken- und Härtungsvorrichtung hindurchführt, zu übertragen, weil Zusammenhang und Festigkeit des Vlieses dazu nicht ausreichen. Um diesen Nachteil zu beheben, kann man selbstverständlich die Vorgänge des Tränkens, Trocknens und Härtens auf ein und demselben porösen Band durchführen. Dieses Verfahren jedoch hat den Nachteil, daß/Bindemittel, das auf den porösen Träger selbst gelangt ist, sich nach dem Trocknungs- und HärtungsVorgang nicht mehr in einfacher Weise von dem Träger entfernen läßt. Es verstopfen sich so mehrere Poren des Trägers, und bei der nächsten Drehung des Trä= gers findet an den verstopften Stellen keine Entwässerung statt, so daß dort auch keine Fasern auf dem Träger abgelagert werden, was zu Dünnstellen oder Löchern in dem Fertigvlies führt.

Erfindungsgemäß wird nun die Fasersuspension ohne Bindemittel auf einen bewegten porösen Träger aufgebracht, auf diesem in abgedecktem Zustand durch eine Bindemitteldispersion hindurchgeführt, die mit Bindemittel versehene Fasersuspension sodann auf stets dem gleichen Träger von der überschüssigen Bindemitteldispersion befreit und schließlich, vom Träger befreit, in einer besonderen Trookenstufe getrocknet.

Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß eine homogene Verteilung des Bindemittels über alle Fasern gesichert ist, ohne daß die homogene Schicht aus lockeren Fasern der Gefahr ausgesetzt wäre, verformt oder infolge verstopfter Poren des Trägers heterogen zu werden.

Es 1st tatsächlich überraschend, daß auf diesem Wege

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befriedigende Faservliese erhalten werden können; denn es war nicht zu erwarten, daß das noch nicht trockene Vlies auch gegebenenfalls ohne Härtung des Bindemittels in genügendem Maße selbsttragend geworden sein sollte« um ohne Beschädigung durch das endlose Band der Trockenstufe übernommen werden zu können.

Zweckmäßig deckt man die homogene Faserschicht ab und führt sie in abgedecktem Zustand duroh die Bindemittellösung, indem man den Träger nebst Faserschicht unter einer bestimmten Spannung um eine Walze in der Bindemitteldispereion herumführt und während des OurchfUhrens mit einem Band abdeckt, das zwischen Walze und Fasersuspension geführt wird. Dieses Band braucht nicht einzeln angetrieben zu weitden, weil es in genügendem Maße durch den bewegten Träger mitgerissen wird und ganz mit diesem mitläuft.

Infolge des Zusammenpressen der Faserschicht bei ihrem Umlauf um die Walze zwischen Träger und Band wird die nooh vorhandene Menge Wasser oder Lösungsmittel größtenteils aus ihr abgepreßt. Da der Preßdruok aber bald wie der abnimmt, kann dann die Bindemitteldispersion in die Faserschicht eingesaugt werden.

Es wurde festgestellt, daß sich diese Ausführungsform in der Praxis besonders bewährte, was nun keineswegs auf der Hand lag; denn die beiden Bänder weisen beim Umlaufen um die Walze in der Bindemitteldispersion zwangsläufig einen Geschwindigkeitsunterschied auf, und zwar wegen des Unterschieds an zurückgelegter Strecke, so daß die zwischen diesen Bändern vorhandene Faserschicht Scherkräften ausgesetzt wird. Unerwarteterweise kann jedoch ein Faservlies außerordentlicher Güte und großer Festigkeit gewonnen werden.

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Beim Verfahr en gemäß der Erfindung werden als organische synthetische Fasern vorzugsweise Polyamid- oder Polyesterfasern eingesetzt, es können jedoch auch Fasern anderer Polymerarten zur Anwendung gelangen. Als anorganische Fasern verwendet man meistens Glas- oder Asbestfasern sowie deren Mischungen.

Als Suspensionsmittel für die Fasern kann vorzugsweise Wasser« daneben aber auch wassermischbare Lösungsmittel zur Anwendung kommen. Dasselbe gilt für das Dispersionsmittel für das Bindemittel. Als organische Lösungsmittel seien genannt: Äthylenglykol, Propylenglykol, Methyl- und Äthylcellosolve sowie Dimethylformamid.

Als Bindemittel kann jedes wasserlösliche oder in wassermischbaren Lösungsmitteln disperglerbare Bindemittel verwendet werden« das nach dem Trocknen dem Faservlies eine gute Haftfestigkeit und einen guten Zusammenhang erteilt. Wenn das Bindemittel in dem verwendeten Dispersionsmittel löslich ist, liegen die Bindemitteldispersionen in Form von Lösungen, sonst in Form von Emulsionen oder Suspensionen vor. Als lösliche Bindemittel seien genannt:

Stärke, Stärkederivate, Cellulosederivate, Phenolformaldehydkondensationsprodukte, Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Aminoverbindungen, Polyamide und viele andere mehr, wenn sie nur wasserlöslich oder in einem wassermischbaren Lösungsmittel löslich sind. Beispiele für Bindemittelemulsionen sind Latlces von Elastomeren, wie Butadien-Styrolcopolymedsaten. Gegebenenfalls kann man auch zwei oder mehr Bindemittel einsetzen. In diesem Falle läßt man die Faserschicht auf dem Träger in der angegebenen Weise abgedeckt durch zwei oder mehr Bindemitteldispersionen hindurchlaufen, wobei immer wieder zwischenzeitlich abgesaugt wird.

Der benutzte Träger kann aus jedem ausreichend porösen .Werkstoff hergestellt sein. Vorzugsweise wird ein Träger

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aus synthetischem Werkstoff eingesetzt. Das Abdeckband wird zweckmäßig aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Der Durchmesser der Walze in der Bindemitteldispersion liegt zwischen 10 und 60 cm, abhängig von der Größe der Maschine. Bei zu großem Durchmesser zeigen die gebildeten Vliese zunächst geringe, später stärkere Heterogenitäten.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht aus einem über eine Anzahl Rollen umlaufenden endlosen porösen Band, einem Mittel zum Zuführen der Fasersuspension, Mitteln zum Absaugen, einem oder mehreren Bindemitteldispersionbehältern mit darin angeordneter, praktisch horizontaler, drehbarer Walze, unter der das die Fasersuspension oder die Faserschicht tragende Band hindurchläuft, einem zweiten über eine Anzahl Rollen laufenden Band, das zwischen der drehbaren Walze in der Bindemittellösung und dem ersten, die Fasersuspension oder Faserschicht tragenden Band hindurchläuft, sowie einer Waschvorrichtung, die das erste Band von Bindemittel- und Faserresten befreit.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin bedeutet 1 ein endloses poröses Band, das über die Rollen 2, 3, 4 und geführt wird. Mit 6 ist das Mittel zum Einspeisen der Fasersuspension bezeichnet, während 7 und 8 Absaugvorrichtungen darstellen, die dazu dienen, den Wasser-, Lösungsmittel- bzw. Bindemitteldispersionüberschuß so weitgehend wie möglich zu entfernen. Das Band 9 läuft über

^O die Rollen 10 und 11 und ebenso wie das Band 1 unter der Walze 12 in einem mit Bindemitteldispersion gefüllten Behälter IjJ. Waschvorrichtungen 14 und 15 sollen beide Bänder durch Spülen vom Bindemittel reinigen. Ist diese Vorrichtung in Betrieb, so bewegt sich das Band 1 über

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die Rollen 2, 3* YJ₉ l6, 4, 5 und unter einer bestimmten Spannung mn die Walze 12. Hier dient das Band 1 als Antriebsorgan für das Band 9* das zwischen Band 1 und Walze 12 hindurchgeführt wird. Eine Suspension der gewünschten Pasern, z.B. Polyamid- und/oder Glasfasern, wird über das Mittel 6 auf das Band 1 aufgespritzt und anschließend durch die Absaugvorrichtung 7 teilweise entwässert, beispielsweise bis zu einem Trockenstoff gehalt von ca. 40 %. Nunmehr kommt diese teilweise entwässerte Fasersuspension, die an dieser Stelle noch nicht selbsttragend 1st, mit ihrer Oberseite mit dem Band 9 in Kontakt. Das Band 1, die teilweise entwässerte Fasersuspension, die hier bereits den Charakter einer Faserschicht erhalten hat, und das Band 9 laufen dann gemeinsam um die Walze 12 durch die Binderaitteldispersion im Behälter 13 hindurch und dann über eine Rolle 16 zur Absaugvorrichtung 8, unter deren Einwirkung sich das Band 1 und die toindemittelhaltige Faserschicht vom Band 9 lösen. Das Band 9 läuft über die Rolle 10 unter der Waschvorrichtung 15 hindurch und über die Rolle 11 nach der Stelle zurück, wo es wiederum mit der teilweise entwässerten Fasersuspension auf dem Band 1 in Kontakt kommt.

Das die bindemittelhaltige Faserschicht tragende Band 1 wird durch die Absaugvorrichtung 8 weitestgeiiend von der Bindemitteldispersion befreit, worauf das Band selbst über die Rollen 4 und 5 unter die Waschvorrichtung 14 hindurch und über die Rollen 2 und 3 wieder dem Mittel 6 zugeführt wird. Das bei 8 gebildete feuchte Vlies wird an der Rolle 4 in selbsttragender Form von dem Band 1 genommen und auf einem durch die Troekenstufe laufenden Band l8 weitertransportiert. Ih dieser Troekenstufe wird das Faservlies thermisch getrocknet und gegebenenfalls auch das Bindemittel ausgehärtet.

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Damit der an der Walze 12 entstehende Abpress- und Aufsaugeffekt möglichst groß ist, wird der Winkel zwischen dem Ab- und Auftrum des Bandes 9 möglichst scharf gewählt, doch sollte der Mindestwert bei ca. 10° liegen. Auch empfiehlt es sich, die beiden Bänder 1 und 9 während des Durchlaufens der Kontaktstrecke nicht hart aneinander zu pressen, sondern sie abwärts zur Walze 12 hin von ca. 5 mm bis praktisch O konvergieren und aufwärts zur Rolle l6 hin wiederum bis zu etwa 5 mm divergieren zu lassen. So läßt sich eine gute und äußerst homogene Verteilung des Bindemittels über die Fasern erzielen.

Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen die kontinuierliche und ungestörte Herstellung eines Faservlieses während einer Woche oder länger. Das Produkt ist homogen mit Bindemittel versehen und zeigt, auch wenn die Vorrlohtung schon viele Tage in Betrieb gewesen ist, keine Löcher oder andere Heterogen!täten. Man kann mit den verschiedensten Faserarten und Bindemitteln arbeiten. Der Yerschleiß an der Vorrichtung selbst ist minimal, weil Bindern!ttelreste in noch feuchtem und/oder nicht ausgehärtetem Zustand auf den Bändern zurückbleiben, so daß sie sich leicht durch Waschen entfernen lassen.

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Claims (12)

1. Ansprüche

   Verfahren zur Herstellung von Faservliesen, dadurch gekennzeichnet, daß man lockere synthetische, organische oder anorganische Fasern oder deren Mischungen in Form einer bindemittelfreien Suspension in Wasser oder einem wassermischbaren Lösungsmittel auf einen porösen bewegten Träger aufträgt, auf diesem Träger in abgedecktem Zustand durch eine Bindemitteldispersion hindurchführt, anschließend den Überschuß der Bindemitteldispersion entfernt und schließlich die vom Träger befreite Faserig schicht trocknet.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasersuspension vor ihrem Eintritt in die Bindemitteldispersion teilweise entwässert.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasersuspension vor Ihrem Eintritt in die Bindemitteldispersion bis auf einen Trockenstoffgehalt von wenigstens 30 % entwässert.
4. 4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß man ein wärmehärtendes Bindemittel verwendet.
5. 5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein in Wasser oder einem wassermischbaren Lösungsmittel dispergiertes Bindemittel verwendet.
6. 6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserschicht so durch die Bindemitteldispersion hindurchführt, daß der Träger und die Faserschicht unter Spannung um eine Walze in der Bindemitteldispersion herumgeführt und beim Passieren der Walze mit einem

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   zwischen Walze und Fasersuspension hindurchgeführten Band abgedeckt wird.
7. 7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man sowohl für das Abdeckband als auch für den Träger poröse Werkstoffe verwendet.
8. 8) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 mit einem endlosen. Über Rollen bewegbaren porösen Träger, einem Mittel zum Zuführen der Fasersuspension, Mitteln zum Absaugen überschüssigen Wassers oder wassermischbaren Lösungsmittels, Mitteln zum Zuführen des Bindemittels sowie einer oder mehreren Waschvorrichtungen zum Heinspülen des Trägers, gekennzeichnet durch eine in einem Behälter (13) für die Bindemitteldispersion angeordnete Walze (12) und ein zwischen Walze (12) und Träger (1) einlaufendes Abdeckband (9) sowie eine Waschvorrichtung (15).
9. 9) Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein endloses Äbdeokband (9).
10. 10) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine an der Stelle, wo das Abdeckband den Träger mit bindemittelhaltiger Faserschicht verläßt, angeordnete Absaugvorrichtung (8)»
11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dai Träger (1) und Abdeckband (9) auf der Abstrecke von 5 mm bis gegen etwa 0 konvergieren und auf der Aufstrecke von etwa 0 bis gegen 5 mm divergieren.
12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11> dadurch gekennzeichnet* dai Aufstrecke und Abstrecke von Träger und Abdeckband einen spitzen Winkel einschließen.

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