DE20004553U1 - Bast fiber nonwoven - Google Patents

Bast fiber nonwoven

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Abstract

The invention relates to a textile fabric consisting of natural fibres, preferably bast fibres and especially hemp fibres, that are compacted by means of fluid beams. Surprisingly, coarsely retted bast fibres having a high portion of short fibres, fibre dusts and other fibre escort substances can be processed by means of fluid beam hardening to form textile fabrics having a high tear strength. Surprisingly good processing can be put down to the fact that fibre felting occurs in addition to the usual fibre interlacing caused by the short fibres and fibre dusts.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Bastfaservliesstoff - „Aqua-Bast-Fiber-Felt"Bast fiber non-woven fabric - “Aqua-Bast-Fiber-Felt”

Stand der TechnikState of the art

Vliesstoffe aus Naturfasern werden in unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Naturfasern besitzen sehr geringe Reibungskräfte der Fasern untereinander. Es müssen daher entweder sehr hochwertige Fasern großer Länge und Reinheit eingesetzt werden oder die Naturfasern werden in Mischungen mit Trägerfasern verarbeitet.Nonwovens made from natural fibers are used in a wide variety of applications. Natural fibers have very low friction forces between the fibers. Therefore, either very high-quality fibers of great length and purity must be used or the natural fibers must be processed in mixtures with carrier fibers.

In Bezug auf die Verfestigungstechnologie lassen sich Naturfaservliesstoffe derzeit in hauptsächlich zwei Kategorien aufteilen. Mechanisch, meist durch Vernadelung, verfestigte Vliesstoffe und, nach Zugabe von Bindemitteln oder Bindefasern, thermisch verfestigte Vliesstoffe.In terms of bonding technology, natural fiber nonwovens can currently be divided into two main categories: mechanically bonded nonwovens, usually by needling, and thermally bonded nonwovens after the addition of binders or bonding fibers.

Naturfaservliese zur mechanischen Verfestigung müssen relativ lange Fasern beinhalten. Zudem sollten die Fasern frei von Fremd- und Reststoffen sein, um das Verfestigungsaggregat nicht zu beschädigen. Eine Verarbeitung von kürzeren Fasern ist nur unter Zugabe von in der Regel synthetischen Trägerfasern möglich. Die Verwendung von meist groben Bastfasern führt zu technologischen Problemen während der Vliesbildung und der Verfestigung, so daß hierfür bisher keine technischen Lösungen existieren.Natural fiber fleeces for mechanical bonding must contain relatively long fibers. In addition, the fibers should be free of foreign matter and residues in order not to damage the bonding unit. Processing of shorter fibers is only possible with the addition of carrier fibers, usually synthetic. The use of mostly coarse bast fibers leads to technological problems during the formation of the fleece and bonding, so that no technical solutions exist for this to date.

DE 94 22 147 U1 beschreibt einen Mehrschichtkörper, welcher aus verschiedenen Schichten von Vliesstoffen besteht, welche Naturfasern, Kunststoffasern und Glasfasern enthalten können. Die für die Schichten verwendeten Vliesstoffe werden einzeln durch Vernadeln verfestigt. Durch Nadelbruch verbleiben in vernadelten Vliesstoffen unvermeidlich Nadelspitzen und sonstige metallische Nadelpartikel zurück. Diese können zu teilweise erheblichen Problemen in nachfolgenden Verarbeitungsschritten führen.DE 94 22 147 U1 describes a multilayer body consisting of various layers of nonwovens, which can contain natural fibers, synthetic fibers and glass fibers. The nonwovens used for the layers are individually bonded by needling. Needle breakage inevitably leaves needle points and other metallic needle particles in needled nonwovens. These can sometimes lead to significant problems in subsequent processing steps.

Thermisch verfestigte Naturfaservliesstoffe bieten den Vorteil, daß auch kürzere Fasern eingesetzt werden können. Die Fasern werden vor, während oder nach der Vlieslegung mit einem Bindemittel versehen oder in einer Mischung mit thermoplastischen Bindefasern verarbeitet. Die Zuführung von Wärme aktiviert das Bindemittel bzw. führt zum Aufschmelzen der Bindefasern und dadurch zur Verfestigung des Vlieses.Thermally bonded natural fiber nonwovens offer the advantage that shorter fibers can also be used. The fibers are provided with a binding agent before, during or after the fleece is laid or processed in a mixture with thermoplastic binding fibers. The addition of heat activates the binding agent or causes the binding fibers to melt and thus to the bonding of the fleece.

Ein solcher Vliesstoff wird in DE 196 02 551 C1 beschrieben. Die dargestellte Matte besteht aus einem Fasergemisch von Natur- und thermoplastischen Bindefasern. Zudem wird eine Deckschicht aus thermoplastischen Fasern verwendet. Durch den Einsatz von Bindefasern bzw. Bindemitteln ist eine sortenreine Weiterverwendung der Vliesstoffe nicht möglich. Zudem kann das Freiwerden evtl. von zur Bindung eingesetzten Chemikalien während des Gebrauchs nicht ausgeschlossen werden. Gleiches gilt für die in DE 31 50 547 A1 beschriebene Formmasse auf Basis thermoplastischer Kunstharze.Such a nonwoven fabric is described in DE 196 02 551 C1. The mat shown consists of a fiber mixture of natural and thermoplastic binding fibers. A cover layer made of thermoplastic fibers is also used. The use of binding fibers or binders means that the nonwoven fabrics cannot be reused in their original form. In addition, the release of chemicals used for binding during use cannot be ruled out. The same applies to the molding compound based on thermoplastic synthetic resins described in DE 31 50 547 A1.

Der erfindungsgemäße Vliesstoff besteht vorzugsweise aus reinen Bastfasern und wird mit Fluidstrahler vorzugsweise Wasserstrahlen verfestigt, wobei Produktionsreststoffe wie Faserstäube, Kleinpartikel und Kurzfasem im Vliesstoff angeordnet werden können und dort im Gegensatz zu herkömmlichen Vliesstoffen zu einer Eigenschaftsverbesserung führen.The nonwoven fabric according to the invention preferably consists of pure bast fibers and is consolidated with a fluid jet, preferably water jets, whereby production residues such as fiber dust, small particles and short fibers can be arranged in the nonwoven fabric and lead to an improvement in properties there, in contrast to conventional nonwoven fabrics.

Ziel der Erfindung ist ein Vliesstoff aus Bastfasern, hergestellt nach bekannten Verfahren, vorzugsweise geringer Länge mit einem hohen Anteil an Reststoffen aus dem Faseraufschluß, wie Kurzfasern, Faserstäube, und sonstigen Faserbegleitsubstanzen, vorzugsweise als Einstoffsystem.The aim of the invention is a nonwoven fabric made of bast fibers, produced according to known processes, preferably of short length with a high proportion of residual materials from the fiber pulping, such as short fibers, fiber dust, and other fiber accompanying substances, preferably as a single-material system.

Lösung der technischen AufgabeSolution to the technical task

Die technische Aufgabe besteht in der Schaffung eines Vliesstoffes aus Bastfasern (7), welche einen hohen Anteil an Reststoffen aus dem Faseraufschluß, wie Kurzfasern (5), Faserstäube (4), und sonstige Faserbegleitsubstanzen beinhalten und zu einem günstigen Preis hergestellt und bezogen werden können. Die Vlieslegung kann mechanisch, aerodynamisch oder hydrodynamisch erfolgen, die Verfestigung des Vlieses erfolgt vorzugsweise durch Wasserstrahlverfestigung. Die im Flächenbildungs- und Verfestigungsprozeß entstehenden Reststoffe, wie Kurzfasern (5), Faserstäube (4), etc. werden dem Flächengebilde zusammen mit bereits verfestigten Vliespartikeln (6), welche zerkleinert und dem Prozeß entsprechend konfektioniert sind, vor, während oder nach der Verfestigung zugeführt und im Vliesstoff so angeordnet, daß im Gegensatz zu derzeitigen Verfahren eine positive Wirkung auf die Eigenschaften des Vliesstoffes erzielt werden kann.The technical task is to create a nonwoven fabric from bast fibers (7) which contains a high proportion of residual materials from the fiber processing, such as short fibers (5), fiber dust (4), and other fiber-accompanying substances, and which can be manufactured and purchased at a reasonable price. The nonwoven fabric can be laid mechanically, aerodynamically, or hydrodynamically, and the nonwoven fabric is preferably consolidated by water jet consolidation. The residual materials created in the surface formation and consolidation process, such as short fibers (5), fiber dust (4), etc., are fed to the surface structure together with already consolidated nonwoven particles (6), which are shredded and made up according to the process, before, during, or after consolidation, and are arranged in the nonwoven fabric in such a way that, in contrast to current processes, a positive effect on the properties of the nonwoven fabric can be achieved.

Wasserstrahlverfestigte Vliesstoffe aus vorzugsweise groben Bastfasern kurzer Länge wurden bisher als nicht herstellbar angesehen, da Bastfasern schlechte Verarbeitungseigenschaften durch die schlechte Verschlingung der Fasern besitzen. Der erfindungsgemäße Vliesstoff nutzt die sehr guten Verfilzungseigenschaften der Bastfasern, besonders bei Verwendung von groben Fasern mit großem Streubereich hinsichtlich der Feinheit. Die Verfilzung wird durch die Anordnung der Produktionsreststoffe weiter verstärkt.Water jet-bonded nonwovens made from preferably coarse bast fibers of short length were previously considered impossible to produce, since bast fibers have poor processing properties due to the poor intertwining of the fibers. The nonwoven fabric according to the invention uses the very good felting properties of the bast fibers, especially when using coarse fibers with a large range of fineness. The felting is further increased by the arrangement of the production residues.

Der Vliesstoff besteht vorzugsweise aus einer Kernschicht (2) und kann Deckschichten (1) und (3) besitzen. Die Kernschicht besteht vorzugsweise aus Bastfasern (7). Der Kernschicht können auch andere Fasern, wie thermoplastische Bindefasern, Glasfasern, Mineralfasern oder weitere synthetische und natürliche Fasersorten beigemischt werden. In der Kernschicht sind die Kurzfasern (5), Faserstäube (4) und sonstigen Faserbegleitsubstanzen so angeordnet, daß sie zur Verfilzung und somit zur Verfestigung des Vliesstoffes beitragen. Das Flächengewicht des Vliesstoffes kann zwischen 30 und 3000 g/m2, die Reißfestigkeit zwischen 100 und 25000 N/m eingestellt werden.The nonwoven fabric preferably consists of a core layer (2) and can have cover layers (1) and (3). The core layer preferably consists of bast fibers (7). Other fibers, such as thermoplastic binding fibers, glass fibers, mineral fibers or other synthetic and natural fiber types, can also be mixed into the core layer. The short fibers (5), fiber dust (4) and other fiber-accompanying substances are arranged in the core layer in such a way that they contribute to felting and thus to the strengthening of the nonwoven fabric. The basis weight of the nonwoven fabric can be set between 30 and 3000 g/m 2 , the tear strength between 100 and 25000 N/m.

Die Deckschichten können ebenfalls aus Flächengebilden, wie z.B. Vliesstoffen, Geweben oder Gewirken, bestehen, welche Bastfasern (7) oder Mischungen von Bastfasern mit anderen natürlichen oder synthetischen Fasersorten beinhalten. Selbstverständlich sind auch Kombinationen aus mehreren Schichten der beschriebenen Art möglich.The cover layers can also consist of flat structures, such as nonwovens, wovens or knitted fabrics, which contain bast fibers (7) or mixtures of bast fibers with other natural or synthetic fibers. Of course, combinations of several layers of the type described are also possible.

Durch die Verfestigung mittels Fluidstrahl kann ausgeschlossen werden, daß Fremdpartikel, wie abgebrochene Nadelspitzen bei der Verfestigung durch Vernadeln, welche für die weitere Verarbeitung nachteilig sind, im Flächengebilde enthalten sind.By solidifying using a fluid jet, it can be excluded that foreign particles, such as broken needle tips during solidification by needling, which are disadvantageous for further processing, are contained in the fabric.

Anwendungsgebietfield of use

Der erfindungsgemäße Vliesstoff besitzen eine Flächenmasse von 30 bis 3000 g/m2, eine.dichte bis offene Struktur und zeichnet sich durch hohe Reißfestigkeit aus. Der vorzugsweise Aufbau aus reinen Bastfasern eröffnet eine große Palette anThe nonwoven fabric according to the invention has a mass per unit area of 30 to 3000 g/m 2 , a dense to open structure and is characterized by high tear resistance. The preferred structure of pure bast fibers opens up a wide range of

Anwendungen z.B. als Material zur Wandbekleidung, als Element eines Baustoff-Systems, zur Herstellung von diffusionsoffenen Dämmstoffen, Beschichtungsträgem, Filtrationsvliesstoffen, Geotextilien, Wischtüchern, Teppichgründen,Applications e.g. as a material for wall cladding, as an element of a building material system, for the production of vapour-permeable insulation materials, coating substrates, filtration fleeces, geotextiles, wipes, carpet backings,

Armierungsvliesstoffe und als Halbzeug zur Herstellung von Formteilen.Reinforcing nonwovens and as semi-finished products for the production of molded parts.

Ausführungsbeispiel 1Example 1

Vliesstoff, bestehend aus Hanffasem mit hohem Anteil an Reststoffen aus dem Faseraufschluß, hergestellt ohne Zusatz von Bindemitteln oder anderen Fasern und verfestigt nach der Wasserstrahltechnologie. Die Flächenmasse beträgt 50 g/m2, die Reißfestigkeit in Längsrichtung 600 N/m, die Reißfestigkeit in Querrichtung 300 N/m bei einer Dicke von 0,8 mm. Der Vliesstoff ist vornehmlich geeignet als Beschichtungsträger, z.B. in Kombination mit Harzsystemen aus nachwachsenden Rohstoffen als umweltverträgliches Verpackungsmaterial oder als Schicht eines Sandwichmaterials.Nonwoven fabric consisting of hemp fibers with a high proportion of residual materials from fiber processing, manufactured without the addition of binding agents or other fibers and solidified using water jet technology. The basis weight is 50 g/m 2 , the tear strength in the longitudinal direction is 600 N/m, the tear strength in the transverse direction is 300 N/m with a thickness of 0.8 mm. The nonwoven fabric is primarily suitable as a coating carrier, e.g. in combination with resin systems made from renewable raw materials as an environmentally friendly packaging material or as a layer of a sandwich material.

Ausführungsbeispiel 2Example 2

Vliesstoff aus Hanffasern, hergestellt ohne Zusatz von Bindemitteln und sonstigen Fasern und verfestigt mittels Wasserstrahlen. Die Flächenmasse beträgt 300 g/m2 bei einer Dicke von 1,5 mm und einer Reißfestigkeit in Längsrichtung von 7000 N/m und in Querrichtung von 5000 N/m. Durch die hohe Verdichtung des Vliesstoffes in der Wasserstrahlverfestigung ist der Vliesstoff besonders geeignet als Dämmvlies in Holzfußbodensystemen.Nonwoven fabric made from hemp fibers, manufactured without the addition of binding agents or other fibers and consolidated using water jets. The weight per unit area is 300 g/m 2 with a thickness of 1.5 mm and a tear strength of 7000 N/m in the longitudinal direction and 5000 N/m in the transverse direction. Due to the high compression of the nonwoven fabric in the water jet consolidation, the nonwoven fabric is particularly suitable as an insulating fleece in wooden floor systems.

Ausführungsbeispiel 3Example 3

Vliesstoff wie in Ausführungsbeispiel 2. Durch besondere Steuerung des Verfestigungsprozesses oder durch Aggregate nach der Verfestigung wird der Vliesstoff mit einer definierten Oberflächenstruktur versehen. Der solchermaßen strukturierte Vliesstoff findet insbesondere Anwendung als Bastfasertapete zur WandbekleidungNonwoven fabric as in Example 2. By special control of the consolidation process or by aggregates after consolidation, the nonwoven fabric is provided with a defined surface structure. The nonwoven fabric structured in this way is used in particular as bast fiber wallpaper for wall coverings

Ausführungsbeispiel 4Example 4

Vliesstoff, bestehend aus einer Mischung von 50% Hanffasem und 50% PET-Bikomponentenfasern, welcher durch Wasserstrahlen verfestigt ist. Der 2,5 mm dicke Vliesstoff besitzt eine Reißfestigkeit von 11000 N/m im Längs- bzw. 8000 N/m in Querrichtung. Durch Aktivierung der Bikomponentenfasern im Trocknungsprozeß kann die Reißfestigkeit weiter erhöht werden. Dadurch ist eine spezielle Eignung als Verstärkungsvliesstoff gegebenNonwoven fabric consisting of a mixture of 50% hemp fibers and 50% PET bicomponent fibers, which is consolidated by water jets. The 2.5 mm thick nonwoven fabric has a tear strength of 11000 N/m in the longitudinal direction and 8000 N/m in the transverse direction. The tear strength can be further increased by activating the bicomponent fibers in the drying process. This makes it particularly suitable as a reinforcing nonwoven fabric

Ausführungsbeispiel 5Example 5

Vliesstoff, bestehend aus einer Mischung von 50% Hanffasern und 50% Polypropylenfasern, welcher durch Wasserstrahlen verfestigt ist. Die guten mechanischen Eigenschaften des Vliesstoffes, Reißfestigkeit von 11000 N/m im Längs- bzw. 8000 N/m in Querrichtung, führen zu einer guten Umformbarkeit in Thermoformprozessen zur Herstellung von naturfaserverstärkten Bauteilen.Nonwoven fabric consisting of a mixture of 50% hemp fibers and 50% polypropylene fibers, which is consolidated by water jets. The good mechanical properties of the nonwoven fabric, tear strength of 11,000 N/m in the longitudinal direction and 8,000 N/m in the transverse direction, lead to good formability in thermoforming processes for the production of natural fiber-reinforced components.

Ausführungsbeispiel 6Example 6

Vliesstoff aus Hanffasern, verfestigt durch Wasserstrahlen, hergestellt ohne Zusatz von Bindemitteln oder anderen Fasern. Die Dicke des Vliesstoffes beträgt 4 mm, die Flächenmasse 1500 g/m2, die Reißfestigkeit in Längsrichtung 18000 N/m und in Querrichtung 15000 N/m. Die sehr hohe Naßreißfestigkeit des Vliesstoffes ermöglicht den Einsatz in Spezialfiltem z.B. zur Aufnahme von Schwermetallen in Klärschlammfiltration. Weitere Anwendungen sind Dämmaterialien und die Herstellung von Plattenstrukturen.Nonwoven fabric made of hemp fibers, consolidated by water jets, produced without the addition of binding agents or other fibers. The thickness of the nonwoven fabric is 4 mm, the mass per unit area is 1500 g/m 2 , the tear strength in the longitudinal direction is 18000 N/m and in the transverse direction 15000 N/m. The very high wet tear strength of the nonwoven fabric enables it to be used in special filters, eg for the absorption of heavy metals in sewage sludge filtration. Other applications include insulation materials and the production of panel structures.

BezugszeichenlisteList of reference symbols DeckschichtTop layer ·*· · ··*· · ·
• · · . .· · . .
11 KernschichtCore layer
22 DeckschichtTop layer 33 FaserstäubeFibre dust 5 45 4 KurzfaserShort fiber 55 verfestigte Vliespartikelsolidified fleece particles 66 BastfasernBast fibres 77

Claims (6)

1. Textiles Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein Vliesstoff ist, welcher aus Bastfasern (7) oder Mischungen mit Bastfasern (7) besteht und mit Fluidstrahlen, vorzugsweise Wasserstrahlen, verfestigt ist. 1. Textile fabric, characterized in that the fabric is a nonwoven fabric which consists of bast fibers ( 7 ) or mixtures with bast fibers ( 7 ) and is consolidated with fluid jets, preferably water jets. 2. Vliesstoff nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenmasse 30 bis 3000 g/m2 beträgt. 2. Nonwoven fabric according to claim 1, characterized in that the basis weight is 30 to 3000 g/m 2 . 3. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 2., dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus mehreren Schichten besteht ("Sandwichaufbau"). 3. Nonwoven fabric according to one or more of claims 1 to 2, characterized in that the nonwoven fabric consists of several layers ("sandwich structure"). 4. Vliesstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 3.., dadurch gekennzeichnet, daß in der Kernschicht (2) Reststoffe wie Kurzfasern (5), Faserstäube (4), konfektionierte bereits verfestigte Vliespartikel (6) und sonstige Faserbegleitsubstanzen angeordnet sind. 4. Nonwoven fabric according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that residual materials such as short fibers ( 5 ), fiber dust ( 4 ), finished, already solidified nonwoven particles ( 6 ) and other fiber accompanying substances are arranged in the core layer ( 2 ). 5. Vliesstoff nach einem oder mehreren Ansprüchen 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschichten vorzugsweise aus Geweben, Gelegen oder Vliesstoffen bestehen. 5. Nonwoven fabric according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the individual layers preferably consist of woven fabrics, scrims or nonwoven fabrics. 6. Vliesstoff nach einem oder mehreren Ansprüchen 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Reißfestigkeit 100 bis 25000 N/m beträgt. 6. Nonwoven fabric according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the tear strength is 100 to 25,000 N/m.
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