DE1947789A1 - Process for the production of nonwovens - Google Patents
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Description
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1947789 Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1947789
Unser Zeichen: 0..Z. 26 354 Wr/Pä 6700 Ludwigshafen, i9.3ept.69Our reference: 0..Z. 26 354 Wr / Pä 6700 Ludwigshafen, March 9th, 69
Verfahren zur Herstellung von VliesstoffenProcess for the production of nonwovens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen durch Verfestigen von Vliesen mittels flüssiger Bindemittel. "The invention relates to a method for producing nonwovens by consolidating fleeces using liquid binders. "
Unter Vliesstoffen versteht man bekanntlich Flächengebilde, die durch Verfestigen von Vliesen hergestellt sind. Die rein mechanische Verfestigung kann auf verschiedene Weise geschehen. Im allgemeinen wird hierbei das sogenannte Nadeln angewendet; Durch Einstechen von Filznadeln, die Widerhaken, sogenannte Barte, das sind Einkerbungen am Umfang der Nadeln, haben, werden einzelne Fasern des Faservlieses durch das Vlies gezogen und so eine Verfilzung und Verdichtung des Vlieses erreicht. Je stärker die Verfilzung und Verdichtung ist", um so festere Vliesstoffe werden erhalten. Eine eingehende Beschreibung des Vernadelns ist in Melliand, Textilberichte, Band 2 (1969), Seite 151, angegeben.As is known, nonwovens are understood to be flat structures which are produced by consolidating nonwovens. The purely mechanical Solidification can happen in a number of ways. In general, so-called needling is used here; By Piercing of felt needles, the barbs, so-called beards, that are notches on the circumference of the needles that have become single Fibers of the fiber fleece pulled through the fleece and so a felting and compression of the fleece is achieved. The stronger the felting and compression ", the stronger the nonwovens obtained. A detailed description of needling is given in Melliand, Textilberichte, Volume 2 (1969), page 151.
Zur Verfestigung eines Vlieses ist ferner vorgeschlagen worden, Fasern aus thermoplastischem Material mitzuverwenden und das Vlies durch Hitzeeinwirkung, bei der der Thermoplast zu erweichen beginnt und als Binde'mittel wirkt, zu binden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, flüssige Bindemittel auf die Vliese in flächiger Form aufzubringen, z. B. durch Aufsprühen oder Aufrakeln, und das Vlies dadurch zu verfestigen.For the consolidation of a fleece it has also been proposed to use fibers made of thermoplastic material and the fleece due to the effect of heat, at which the thermoplastic begins to soften and acts as a binding agent to bind. It has already been suggested been to apply liquid binders to the nonwovens in flat form, z. B. by spraying or knife coating, and the fleece to solidify thereby.
Von Nachteil bei den bekannten Verfahren sind die oft nioht ausreichende Festigkeit und die besonders beim flächigen Aufbringen der Bindemittel erhaltene Steifigkeit der Vliesstoffe.Disadvantages of the known methods are the often insufficient strength and the rigidity of the nonwovens obtained, especially when the binders are applied over a large area.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von
Vliesstoffen mit erhöhter Festigkeit zu finden, wobei diese Vliesstoffe einen auegeprägten textlien Charakter, wie weichen Oriff
und glatten Fall, aufweisen sollen.
691/68 109813/0981 . 2 - The object of the invention is to find a method for the production of nonwovens with increased strength , these nonwovens should have an embossed textile character, such as soft oriff and smooth drape.
691/68 109813/0981. 2 -
-2 - O.Z. 2.6 -2 - OZ 2.6
. 26 354. 26 354
13477891347789
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verfestigen von Vliesen aus Fäden oder Pasern aus synthetischen hochmolekularen Stoffen oder aus gegebenenfalls modifizierten natürlichen Materialien mittels üblicher, flüssiger Bindemittel, wenn man die Bindemittel über Hohlnadeln in das Vlies einbringt.According to the invention, this object is achieved by solidifying Nonwovens made of threads or fibers made of synthetic high molecular weight Fabrics or natural materials that have been modified if necessary by means of conventional, liquid binders when using the binders introduced into the fleece via hollow needles.
Als Faservliese zur Herstellung der Vliesstoffe kommen besonders . solche mit Fäden oder Fasern sowie Spleißfasern aus Folien aus synthetischen Materialien in Betracht. Geeignete synthetische Materialien sind beispielsweise lineare Polyamide mit in der Hauptkette sich wiederholenden Carbonamidgruppen, wie Polycaprolactam oder Polyhexamethylenadipamid, lineare Polyester mit in der Haupt- f kette sich wiederholenden Esterbindungen, wie Polyäthylenterephthalat, ferner fadenbildendes Polyacrylnitril oder fadenbildende Copolymerisate des Acrylnitrils oder fadenbildendes Polypropylen. Wird weniger Wert auf Verrottungsbeständigkeit und mechanische Festigkeit gelegt, können auch natürliche Fasern, wie Wolle oder Baumwolle, oder Fäden oder Fasern aus modifizierter Cellulose, wie Viskose oder Celluloseacetat, verwendet oder mitverwendet werden. Die Fäden oder Fasern können für sich zum Vlies abgelegt sein; es ist aber auch möglich, die Fäden oder Fasern auf ein Trägergewebe auf-. zubringen und dann zu verfestigen. Gegebenenfalls können durch Vernadeln vorverfestigte Vliese gemäß der Erfindung verfestigt werden.As fiber fleeces for the production of the nonwovens come in particular. those with threads or fibers as well as splice fibers made of films made of synthetic materials are possible. Suitable synthetic materials are, for example, linear polyamides having in the main chain repeating carbonamide groups, such as polycaprolactam or polyhexamethylene adipamide, linear polyester having in the main f is chain repeating Esterbindungen such as polyethylene terephthalate, further fiber-forming polyacrylonitrile, or filament-forming copolymers of acrylonitrile or fiber-forming polypropylene. If less emphasis is placed on resistance to rotting and mechanical strength, natural fibers, such as wool or cotton, or threads or fibers made from modified cellulose, such as viscose or cellulose acetate, can also be used or included. The threads or fibers can be deposited separately to form the fleece; but it is also possible to place the threads or fibers on a carrier fabric. spend and then solidify. If necessary, pre-consolidated nonwovens can be consolidated according to the invention by needling.
k Die erfindungsgemäß zu verwendenden-Hohlnadeln haben zweckmäßig eine lichte Weite von 0,05 bis 1 mm/ vorteilhaft eine lichte Weite von \ 0,1 bis 0,7 mm. Der Innendurchmesser der Hohlnadeln richtet sieh im allgemeinen nach der Viskosität des verwendeten Bindemittels, wobei höhere Viskositäten im allgemeinen größere lichte Weiten erfordern. Die optimale lichte Weite kann durch einfache Vorversuche leicht ermittelt werden. Vorwiegend werden verchromte Stahlnadeln verwendet, deren Spitzen abgeschrägt sind, um Tropfenbildung zu vermeiden und das Bindemittel kontinuierlich aus den Nadeln austreten zu lassen. Zweckmäßig ist die Anordnung mehrerer Nadelreihen in Abständen von 10 bis 30 mm, vorteilhaft von 15 bis 20 mm, wobei die Nadeln vorteilhaft unregelmäßig versetzt sind, um Gassenbildung zu vermelden* Außer den genannten Hohlnadeln können auch die üblichen Filznadeln kombiniert mit Hohlnadeln oder spezielle Hohl« k The hollow needles to be used according to the invention expediently have a clear width of 0.05 to 1 mm / preferably a clear width of \ 0.1 to 0.7 mm. The inner diameter of the hollow needles is directed see generally according to the viscosity of the binder used, with higher viscosities generally requiring larger clearances. The optimal clear width can be determined by simple preliminary tests can be easily determined. Chrome-plated steel needles are predominantly used, the tips of which are bevelled to prevent the formation of drops avoid and the binder continuously leak from the needles allow. It is useful to arrange several rows of needles at intervals of 10 to 30 mm, advantageously from 15 to 20 mm, where the needles are advantageously staggered irregularly in order to avoid lanes to report * In addition to the hollow needles mentioned, the usual felting needles can also be combined with hollow needles or special hollow «
109813/0961 ~ ? "■109813/0961 ~ ? "■
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nadeln, die sogenannten Barte haben, auf ein Nadelbrett aufgebracht werden. ■■-.., needles that have so-called beards can be applied to a needle board. ■■ - ..,
Besonders vorteilhaft erweist sich die Ausführung des Nadelbretts als Hohlplatte, die gegebenenfalls durch elektrische Widerstandsheizung auf Temperaturen bis 3000C aufgeheizt werden kann. An der Unterseite der Hohlplatte befinden sich die Bohrungen, in die die Hohlnadeln eingedrückt oder eingeschraubt werden können.The design of the needle board as a hollow plate, which can optionally be heated to temperatures of up to 300 ° C. by means of electrical resistance heating, has proven to be particularly advantageous. The holes into which the hollow needles can be pressed or screwed are located on the underside of the hollow plate.
Als Bindemittel kommen für die Herstellung von Vliesstoffen üb- ♦ liehe Bindemittel in Betracht. Sie sollen in flüssigem Zustand vorliegen, worunter vor allem Bindemittel in Form ihrer Lösungen, Dispersionen oder Schmelzen verstanden werden. Als Bindemittel geeignet sind Schmelzen thermoplastischer Bindemittel, wie Mischpolyamide (Copolykondensate), die eventuell noch Weichmacher enthalten, Polypropylen und Polyäthylen. Geeignet sind ferner reaktive Epoxyharze oder ungesättigte Polyestergießharze, desgleichen Lösungen von gegebenenfalls modifizierten Kondensationsprodukten von Formaldehyd mit Harnstoff, Melamin oder Phenol. Sehr geeignet sind gelöste oder dispergierte vernetzbare Bindemittel auf Basis von synthetischen Polymerisaten oder Polykondensaten und von diesen besonders solche auf Basis von Copolymerisaten von Acryl- und/oder Methacrylverbindungen, VinylestercopQlymerisaten, Butadien-Polymerisaten oder Butadien-Gopolymerisaten mit insbesondere Styrol oder Acrylnitril in Form ihrer wässrigen Dispersionen oder.ihrer Lösungen in organischen Lösungsmitteln.Suitable binders for the production of nonwovens are ♦ Borrowed binders into consideration. They are said to be in a liquid state are present, which means above all binders in the form of their solutions, dispersions or melts. Suitable as a binder are melts of thermoplastic binders, such as mixed polyamides (copolycondensates), which may also contain plasticizers, Polypropylene and polyethylene. Reactive ones are also suitable Epoxy resins or unsaturated polyester casting resins, as well as solutions of optionally modified condensation products of formaldehyde with urea, melamine or phenol. Dissolved or dispersed, crosslinkable based binders are very suitable of synthetic polymers or polycondensates and of these especially those based on copolymers of acrylic and / or Methacrylic compounds, vinyl ester copolymers, butadiene polymers or butadiene copolymers with, in particular, styrene or acrylonitrile in the form of their aqueous dispersions or their Solutions in organic solvents.
Im einzelnen führt man bei der erfindungsgemäßen Verfestigung das Vlies so, daß die Nadeln senkrecht, aber auch schräg zur Vliesebene in das Vlies einstechen. Je nach lichter Weite der Hohlnadeln und der gewünschten Festigkeit des Vliesstoffes liegen die Stichzahlen zweckmäßig bei 10 bis 150/cm2, vorteilhaft bei 20 bis 50/cm2.In detail, in the consolidation according to the invention, the fleece is guided in such a way that the needles pierce the fleece perpendicularly, but also at an angle to the fleece plane. Depending on the clear width of the hollow needles and the desired strength of the nonwoven fabric, the number of stitches is expediently 10 to 150 / cm 2 , advantageously 20 to 50 / cm 2 .
Das Bindemittel wird dabei zweckmäßig über einen flexiblen Drucksehlauch über die Hohlplatte den Hohlnadeln zugeführt. The binding agent is expediently fed to the hollow needles via a flexible pressure hose via the hollow plate.
Die Menge des durch die Hohlnadeln austretenden Bindemittels wird so gewählt, daß gegebenenfalls nach Abtrennen des Wassers oder Lösungsmittels zweckmäßig 5 bis 50 Gewichtsprozent, vorteilhaftThe amount of binder emerging through the hollow needles is chosen so that, if appropriate, after the water or solvent has been separated off, expediently 5 to 50 percent by weight, advantageous
1098 13/0961 * _4_1098 13/0961 * _ 4 _
-4- 0;.:Z, 26 354-4- 0 ; .: Z, 26 354
XO-bis 40 Gewichtsprozent Bindemittel, bezogen auf den Vliesstoff in diesem enthalten sind, Gemäß der Erfindung gelangt man zu Vliesen mit einem Flächengewicht von etwa 50 bis etwa 1500 p/m ,XO to 40 percent by weight of binding agent, based on the nonwoven fabric contained therein. According to the invention, nonwovens with a weight per unit area of about 50 to about 1500 p / m are obtained ,
Man erreicht so eine gezielte, örtlich begrenzte Applikation des Bindemittels^ und hohe "Verfestigung durch lokale Verklebung der Fäden oder Fasern, nicht nur an der Oberfläche,. Das vorliegende Verfahren zeichnet sieb, ferner dadurch- aus, daß zwei Arbeitsgänge, das sind mechanisches Verfestigen durch. Nadeln und Verfestigen durch Bindemittel, in einem Arbeitsgang zusammengefaßt -werden können, wodurch eine erhöhte Prodüktlonsgeschwindigkeit ermöglicht wirC Die -erhaltenen Vliesstoffe weisen ausgesprochen textlien Charakter., wie Z-B1. weichen,, angenehmen Griff und lockeren, glatten !Fall» auf,.A targeted, locally limited application of the binding agent and a high degree of consolidation are achieved through local gluing of the threads or fibers, not just on the surface by. needles and solidifying by binders, in one operation summarized -Will can, thereby providing increased Prodüktlonsgeschwindigkeit allows WiRC The -erhaltenen nonwovens have spoken text lien character., such as one soft. ,,; soft and loose, smooth! case "on, .
'Deshalb sind läiese Vliesstoffe für <ä!e Herstellung von- Oberbeklel*- dungsstoffen* jElnlägestoffen* Bodenbeliägen ode-r F geeignet,. : ·'Therefore, nonwovens are suitable for the production of - coverings * - coverings * floorings or floor coverings. : ·
■■■""■':. -■-■.":""■ Beispiel 1■■■ "" ■ ' : . - ■ - ■. ":""■ Example 1
Als Nadelbrett wird eine Hohlplatte aus Edelstahl verwendet, die an ihrer Unterseite 25 runde Hohlnadeln pro dm2 trägt.. Die Hohlnadeln sind 75 mm lang., haben eine lichte Weite von 0,5 mm und tragen keine Barte. Die Hohlplatte ist auf 200 0C aufgeheizt und wird beim Nadeln mit einer ca. 220 0C heißen Schmelze eines Mischuolyamids .aus 20 Mol# Sebazinsäure, jjO Mol# Adipinsäure und / Hexamethylendiamin unter Druck beschickt. Das Vlies besteht aus Zellstofffasern (10 den., βθ mm) und wiegt 250 p/cm2. Man nadelt mit einer Durch sticht!« fe von 1 mm und einer Stioh'zahl von j50/cm ,. Der erhaltene voluminöse Vliesstoff ist sehr fest,. Der durch die Hohlnadeln aufgebrachte Bindemittelauftrag beträgt ca.. 10 $* A hollow plate made of stainless steel is used as the needle board, which carries 25 round hollow needles per dm 2 on its underside. The hollow needles are 75 mm long, have a clear width of 0.5 mm and have no beards. The hollow-core slab is heated to 200 0 C and is in the needles of an approximately 220 0 C hot melt of a Mischuolyamids .from 20 mol # sebacic acid, adipic acid and JJO mole # / hexamethylenediamine fed under pressure. The fleece consists of cellulose fibers (10 den., Βθ mm) and weighs 250 p / cm 2 . The needle is pierced with a diameter of 1 mm and a number of sticks of 50 / cm. The voluminous nonwoven obtained is very strong. The amount of binding agent applied by the hollow needles is approx. 10 $ *
ORIGlNALJNSPtCTEDORIGlNALJNSPtCTED
- 5 - O.Z. 26 254- 5 - O.Z. 26 254
Beispiel 3 'Example 3 '
Als Nadelbrett wird eine Hohlplatte verwendet, die an ihrer Unterseite 42 runde Hohlnadeln ohne Barte trägt. Die Hohlnadeln sind 50 mm lang und haben eine lichte Weite von 0,7 mm. Die Hohlplatte wird mit einer Mischung von 100 Gewichtsteilen 50#iger wäßriger Dispersion eines ^polymerisates von 90 Gewichtsteilen Acrylsäureäthylester, 5 Gewichtsteilen N-Methylolacrylamid und 5 Gewich tsteilen Methacrylsäure mit 5 Gewichtsteilen einer 30#igen wäßrigen Lösung eines ^polymerisates von 2 Gewichtsteilen Vinylpyrrolidon und 1 Gewichtsteil Vinylpropionat unter Druck beschickt. Das Vlies aus Polyamid 6-Pasern (15 den, 80 mm) mit einem Gewicht von ca. 100 p/cm2 ist bereits durch konventionelles Nadeln (ca. 50 Einstiche/cm ) vorgenadelt. Man nadelt mit den HohlnadelnA hollow plate is used as a needle board, which carries 42 round hollow needles without beards on its underside. The hollow needles are 50 mm long and have a clear width of 0.7 mm. The hollow plate is treated with a mixture of 100 parts by weight of a 50 # aqueous dispersion of a ^ polymer of 90 parts by weight of ethyl acrylate, 5 parts by weight of N-methylolacrylamide and 5 parts by weight of methacrylic acid with 5 parts by weight of a 30 # aqueous solution of a ^ polymer of 2 parts by weight of vinyl pyrrolidone and 1 Part by weight of vinyl propionate charged under pressure. The fleece made of polyamide 6-pasers (15 denier, 80 mm) with a weight of approx. 100 p / cm 2 has already been pre-needled using conventional needles (approx. 50 punctures / cm). You needles with the hollow needles
mit ca. 20 Einstichen/cm und erhält einen flexiblen, reinigungs- und waschfesten Vliesstoff. Der durch die Hohlnadeln aufgebrachte Bindemittelauftrag beträgt ca. 20 %. with approx. 20 punctures / cm and receives a flexible, cleanable and washable non-woven fabric. The binding agent applied by the hollow needles is approx. 20 %.
Man arbeitet wie nach Beispiel 3, doch verwendet man als Bindemittel eine 50#ige Lösung eines Göpolymerisates aus 70 Gewichtsteilen Vinylchlorid und 30 Gewichtsteilen Vinylacetat in Äthylacetat. Auch hler erhält man einen sehr festen, noch voluminösen Vliesstoff, der zudem thermisch oder hochfrequent z. B. mit Geweben oder Karton verschweißbar ist. Der durch die Hohlnadeln aufgebrachte Bindemittelauftrag beträgt ca. 40 ^.The procedure is as in Example 3, but the binder is used a 50 # solution of a copolymer of 70 parts by weight of vinyl chloride and 30 parts by weight of vinyl acetate in ethyl acetate. Even here you get a very firm, yet voluminous Nonwoven, which is also thermally or high-frequency z. B. can be welded to fabrics or cardboard. The one through the hollow needles applied binding agent is approx. 40 ^.
10 9813/098110 9813/0981
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