DE2125834A1

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Publication number: DE2125834A1
Application number: DE19712125834
Authority: DE
Priority date: 1970-05-26
Filing date: 1971-05-19
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2090303B1; US3947315A; GB1279210A; FR2090303A1; CA934998A; ZA713042B; NL7107059A; BE767632A

Description

DipMng,K.Wa!iher

1 BERLIN 19

V/Vh-2747

19.5.71

V.iggins Teape Research & Development Limited, Gateway House,

1 Watling Street, London E C 4 /England

Verfahren zum Herstellen eines voluminösen Faservliesmaterials

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines voluminösen Faservliesmaterials, beispielsweise Papier.

Bei der Herstellung eines derartigen Faservliesmaterials aus einer Mischung aus Gellulosefasern und synthetischen Fasern ist es wesentlich, eine gewisse Bindung zwischen den verschiedenen Faserarten zu erreichen.*

Es wäre erwünscht, gekräuselte synthetische

Fasern in der Mischung zu verwenden, da diese Fasern günstige Verriegelungs- und Bindungseigenschaften bei der Herstellung

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des Materials aufweisen und im übrigen auch die Nassfestigkeit des Materials erhöhen würde.

In der Praxis wurde indessen festgestellt, dass "bei Yerwendung von gekräuselten synthetischen Pasern bei der Herstellung von voluminösem Faservliesmaterial bei Anwendung der üblichen Faßschiohtherstellungsverfahren es sehr schwierig ist, eine gleichmässige Dispersion der gekräuselten synthetischen Pasern zu erzielen, sofern nicht kostspielige Lösungsoder Dispersierungsmittel verwendet werden.

Fm diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist es bekannt, voluminöses Paservliestnaterial durch Bilden einer Bahn herzustellen, die Cellulosefasern und potentiell gekräuselte synthetische !Fasern enthält, und sodann die Bahn zu erhitzen, um die synthetischen Fasern zu glätten.

Potentiell gekräuselte synthetische Pasern bestehen normalerweise aus zwei Arten von Pasern, die entweder

* nach Art einer Hülle eines Kern oder nebeneinanderliegend angeordnet sind und chemisch ähnliche Polymere sind, beispielsweise Polyolefin, Polyamid oder Polyester, die sich in ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden, beispielsweise bezüglich des Erweichungspunktes, des Schrumpfens unter dem Einfluss von Wärme bei Tlmperaturen unterhalb des unteren Erweichungspunktes der beiden Polymere. Eine derartig potentiell gekräuselte synthetische Paser wird beispielsweise von I.G.I.Pibres Limited unter dem Warenzeichen "Heterofil" hergestellt.

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Jedoch führt die Verwendung von potentiell gekräuselten synthetischen Fasern dieser Art nicht immer zu völlig zufriedenstellenden Ergebnissen, wenn die Bahn aus einer wässrigen Suspension von Cellulosefasern und potentiell gekräuselten synthetischen Fasern auf einer üblichen Papiermaschine gebildet wird. Ein Grund hierfür liegt darin, dass die Fasern der Mischung während des Trocknens der Bahn und des Glättens der potentiell gekräuselten synthetischen Fasern in inniger Berührung miteinander stehen, wodurch sich Widerstände beim Schrumpfen der Bahn ergeben und damit die Bildung eines voluminösen Faservliesmaterials gehindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass eine Schicht aus einer verschäumten wässrigen Suspension von Cellulosefasern und potentiell gekräuselten synthetischen Fasern gebildet und entwässert wird, die Schicht danach getrocknet wird und die synthetischen Fasern geglättet werden, während die Schicht im wesentlichen frei von Beschränkungen ihres Schrumpfens abgestützt ist.

Die verschäumte Suspension wird vorzugsweise nach dem Verfahren gemäss der GB-PS 1 129 757 gebildet.

Die Verwendung einer verschäumten Suspension

der Fasern ergibt den Vorteil, dass die gebildete Schicht eine

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lose gebundene Struktur aufweist und dass der Widerstand gegen das Zusammenfallen der Schicht und das Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Fasern geringer ist als bei Verwendung der üblichen wässrigen Suspension. Dies ist besonders . vorteilhaft, wenn als Cellulosefasern stark bindende Holzpulpe verwendet wird.

Jegliche Holzpulpefasern können als Cellulosefasern

) verwendet werden, jedoch ist bei Verwendung von stark bindenden Holzpulpefasern,wie beispielsweise Kraftpulpefasern, ein hoher Anteil an synthetischen Fasern, beispielsweise mehr als 50^ des Fasergewichts, erforderlich. Dies gewährleistet, dass die beim Glätten der synthetischen iasern entwickelten Kräfte genügend gross sind, um die bremsende Wirkung der Cellulosefasern zu überwinden, so dass also ein Zusammenballen eintreten kann.

Hieraus folgt, dass ein geringer Anteil des Pibergewichts aus synthetischen Fasern besteht, beispielsweise weniger als 30$ des Fasergewichts, wenn Holzpulpefasern verwendet verden., die nicht so stark binden wie beispielsweise Hochalphaholzpulpefasern.

Die notwendige, im wesentlichen frei von Beschränkungen des Schrumpfens vorzunehmende Abstützung der Schicht, während das Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Fasern erfolgt, kann aus einer glatten Fläche aus Metall oder polymeren Werkstoffen bestehen, beispielsweise Polytetrafluor-

-It — J

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äthylen. :;benso kann eine Abstützung auf einem Luftpolster geeignet sein. In anderer ¥eise kann die Abstützung der Schicht auch durch Spannrahmen erfolgen, die die Ränder der Schicht greifen und die konvergierend angeordnet das Schrumpfen der Schicht, gestatten.

Potentiell gekräuselte synthetische Pasern können miteinander durch Erwärmen, wenn sie in Anlage gegeneinander liegen, verbunden werden, wenn eine Temperatur oberhalb des unteren Erweichungspunktes der Fasern gewählt wird. Unter der Annahme, dass die Pasern nicht auf eine Temperatur oberhalb des oberen Erweichungspunktes der Fasern erwärmt werden, behalten die Teile der Pasern mit dem höheren Erweichungspunkt ihre Porm und wirken dann als Verstärkung, so dass der Zusammenhalt und die individuelle Festigkeit der miteinander verbundenen Pasern nicht verlorengeht.

Das Trocknen der Schicht und das Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Pasern und das Verbinden der synthetischen Pasern kann aufeinanderfolgend oder gleichzeitig vorgenommen werden. Beipieslweise kann die Schicht bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur erfolgen, die zum Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Pasern erforderlich ist, worauf eine weitere Erhitzung erfolgt, um die potentiell gekräuselten synthetischen Pasern zu glätten, während anschliessend eine Erwärmung auf die Temperatur erfolgt, die zum Verbinden der Pasern der Schicht notwendig ist. In

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anderer Weise kann die Schicht auf einer Temperatur getrocknet werden, die zum Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Fasern erforderlich ist und nach dem Trocknen weiter auf die Temperatur erhitzt werden, die zum Verbinden der synthetischen Fasern notwendig ist. Das Trocknen der Schicht, das Glätten der synthetischen Pasern und das Verbinden der Fasern in der Schicht kann auch in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, in-dem die Schicht zu Beginn auf die zum Verbinden der Fasern in der Schicht notwendige Temperatur erhitzt wird.

Die bevorzugten Anteile, bezogen auf Fasergewicht der Fasern in der verschäumten wässrigen Suspension, betragen bei dem erfindunsgemässen Verfahren zwischen 30 bis 20 ⁰Jo Ce-lluTosefasern und 20 bis 30 ⁰Jo potentiell gekräuselte synthetische Fasern. Derartige Suspensionen können leicht auf dem Sieb einer üblichen Fourdrinier-Papiermaschine | in eine Schicht umgeformt werden.

Faservliesmaterial, das nach der Erfindung hergestellt ist, kann mit Mustern versehen werden, indem örtlich Hitze und Druck ausgeübt werden, beispielsweise ind^em das Material zwischen erhitzten Platten gepresst wird, von denen mindestens eine mit einem erhabenen Muster der gewünschten Art versehen ist. Das Material kann auch durch erhitzte, mit Mustern versehene Walzen, beispielsweise in einer Prägepresse,

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mit einem Muster versehen werden. Ferner ist es auch möglich, das Material zwischen kontinuierlich gemusterten Riemen, beispielsweise Riemen aus Maschendraht, zwischen erhitzten Walzen zu bemustern. Das mit Mustern versehene Material hat gute Pestigkei1&-unä Streckeigenschaften und erhält eine gefällige Überflächenstruktur.

Palis gewünscht, kann bei dem erfindungsgemässen Härstellungsverfabren ein Anteil von Polymeren oder anderen Bindemitteln in üblicher Weise zugefügt werden, beispielsweise im Holländer oder durch Saturation der trockenen Schicht vor oder vorzugsweise nach dem Glätten der potentiell gekräuselten synthetischen Fasern.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Material kann für zum einmaligen Gebrauch bestimmte Kleidung, Bettlaken oder Decken verwendet werden sowie für Zwischenfutter von Kleidungsstücken sowie als Ausgangsmaterial für Kunstleder und Bauteile im Kraftfahrzeugbau.

Nachstehend werden Beispiele für das erfindungsgemässe Verfahren angegeben:
Beispiel I

Drei Mischungen von 6 mm langen drei Denier starken potentiell gekräuselten synthetischen Pasern, alle auf der Polyolefinbasis, mit schwach bindenden Cellulosefasern werden mit einem Anteil an synthetischen Pasern von 25j», 50^ und 75;j auf das Pasergewicht bezogen hergestellt.

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Die drei Mischungen v/erden dann getrennt voneinander in einem wässrigen Schaum dispergiert, der 65/^ Luftgehalt hat und aus einer O,2^igeη Lösung eines geeigneten Oberflächenbehandlungsmittels in einem Denver-Verschäumer hergestäLlt ist, wie dies in der GB-PS 1 129 757 beschrieben ist. Aus dieser Suspension, die genügend Pasern erhält, um

ein Blatt von 20 cm Durchmesser und 60 g/m zu bilden, wird auf das Sieb einer Frank-Papiermaschine gebracht und unter Vakuum entwässert. Jedes Blatt wird dann auf einem Johnson-Kodell 75 Trommeltrockner bei einer Temperatur von 30⁰C getrocknet. Einige der Blätter v/erden dann auf einer glatten Metalloberfläche in einem Ofen für 2 Minuten auf eine Temperatur von HO⁰C erwärmt, während andere Blätter in gleicher Weise einer Temperatur von 125°C ausgesetzt werden.

Die erwärmten Blätter werden dann tmtt nicht erwärmten Blättern verglichen, und zwar bezüglich Blattdurchmesser

Blattdicke

Strecklänge (die Länge eines 25 mm breiten Streifens,die erforderlich ist, diesen durch das Eigengewicht um einen Winkel von 45° zu biegen)

Zugfestigkeit eines 30 mm breiten Streifens Dehnung eines 30 mm breiten Streifens beim Bruch. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt .

-9-

BAD ORIGINAL

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	- 9 -
gemessene Eigen	Durch
schaften des	messer
Blattes	in
Zu- \	cm
öatnmeu- \
Setzung X_n^
und Sehand- \.
lung des \.
Blattes >*

Dicke

in
/Cm

Streck- Zug- Dehnung

länge festig- (30 mm

(25 mm keit Strei-

Strei- $50 mm fen)

fen) Strei- beim

in fen) Bruch cm kg

25/ί» potentiell gekräuselte Pasern 75'/- schwach bindende Collulosefasern

ohne Erwär-mung Erwärmung auf HO⁰C Erwärmung auf 125⁰C

20	305	3	.3	0.	01	1
19.6	356	5	.6	0.	14	VJl
19.2	3öl	7	.4	0.	23	10

50';o potentiell gekräuselte Fasern 5O/ schwach bindende Cellulosefaser η

ohne Erwärmung

Erwärmung auf 110 C Erwärmung auf 125⁰C

20	VJl	305	2.	0	zu	klein,	zu	klein,
	1				um	gemes-	um	gemes-
				set	1 ZU	sen zu
				werden	werden
18.	331	7.	6	0.	14.
16.	533	10.	4	0.	23.
	.19
	.43	,2%

potentiell gekräuselte Pasern 25/« schwach bindende Cellulosefasern

ohne Erwärmung

Erwärmung auf 110 C Erwärmung auf 125⁰C

20	VJl	533	2.	. VJl	zu klein, um gemes sen zu werden	zu klein, um gemes sen zu werden
14.	2	839	7.	1	0.	18 .'4?ί
13.		7.	9	0.	32.7$
	.14
.70

- ΙΟA9/ 1 386

- ίο -

Beispiel 2

Drei Mischungen von 19 mm langen drei Denier starken potentiell gekräuselten synthetischen Fasern auf der Basis von Polyolefin/Polyester und schwach bindenden Cellulosefaser!!-:· werden mit einem Gewichtsanteil an synthetischen Fasern von 30fo, 45/k und 60?i gebildet. Diese Mischungen werden getrennt voneinander in einem wässrigen Schaum dispergiert, der 65?° Luftgehalt hat und aus einer 0.2fiigen Lösung eines geeigneten Oberflächenbehandlungsmittels in einem Denververschaumer gemäss der GB-PS 1 129 757 gebildet wird. Yon der Suspension wird ein Teil» der genügend Fasern enthält, um ein Blatt von 20 cm Durchmesser und 60 g/m zu bilden, auf das Sieb einer Frank-Papiermaschine gebracht und dort unter Vakuum entwässert. Jedes Blatt wird dann auf einem Johnson-Modell 75 Trommeltrockner bei einer Temperatur von 80⁰O getrocknet. Einige der Blätter werden auf einer glatten Metallplatte in einem Ofen bei einer Temperatur von 90⁰C für zwei Minuten erhitzt, während andere Blätter in gleicher Weise einer Temperatur von 125⁰C ausgesetzt werden.

Die erwärmten Blätter wurden mit nicht erwärmten Blättern in gleicher Weise wie beim Beispiel 1 verglichen.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben:

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	- 11 -	Dicke	Streck	2125834
	Durch	in	länge
gemessene Eigen-	messer	ι J m	(25 mm	Zug- Dehnung
\. schäften des	in	W/ Ul	Strei	festig-
ν. Blattes			fen)	ke it in
Zu- X^	cm		in	(30 mm _d
sammen-\				Strei- ^/ύ
Setzung χ.			cm	fen].
und Behand-^v
lung des x.			kg
Blattes \

30^c/ö potentiell gekräuselte JTasern 70>J schwach bindende Cellulosefasern

ohne Erwärmung

Erwärmung auf

Erwärmung auf 125 C

	20.	0	306	3.	6	zu klein um gemes sen zu werden	,zu klein, um gemes sen zu werden
90⁰C	16.	6	410	3.	9	0.04	3.7
25⁰C	16.	1	49	7.	1	0.20	2.2

45/fe potentiell gekräuselte Pasern 55fo schwach bindende Cellulosefasern

ohne Erwärmung

Erwärmung auf Erwärmung auf 125

	20.	0	325	2.	9	zu klein, um gemes sen zu werden	zu klein, um gemes sen zu werden
90⁰C	13.	6	610	5.	1	0.05	12.3
25°C	13.	5	710	3.	7	0.35	6.5

60f' poteniell gekräuselte j?asern 40£> schwach bindende Cellulosefasern

ohne Erwärmung

Erwärmung auf 90 C Erwärmung auf 125⁰C

20.	0	335	1).	3	zu klein, um gemes sen zu werden	zu klein, um gemes sen zu werden
11.	3	840	5.	9	0.08	14.9
11.	4	970	11.	0	0.37	9.5

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Claims

- 12 Patentansprüche :

Verfahren zum Herstellen eines voluminösen Faservliesmaterials, dadurch gekennzeichnet» dass eine Schicht aus einer verschäumten wässrigen Suspension von Cellulosefasern und potentiell gekräuselten synthetischen Pasern gebildet und entwässert wird, die Schicht danach getrocknet wird und die synthetischen Fasern geglättet werden, während die Schicht im wesentlichen frei von Beschränkungen ihres Schrumpfens abgestützt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Cellulosefasern stark bindende Holzpulpefasern und ein Anteil von synthetischen Fasern von mehr als 50$ des Fasergewichts verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Cellulosefasern Hochalphaholzpulpefasern und ein Anteil von synthetischen Fasern von weniger als 30$

* des Fasergewichts verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Binden der Fasern in der Schicht diese auf eine Temperatur oberhalb des unteren Erweichungspunktes, jedoch unterhalb des oberen Erweichungspunktes der synthetischen Fasern erwärmt wird.

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5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der verschäumten wässrigen Suspension 80 "bis 20$ Cellulosefasern und 20 bis potentiell gekräuselte synthetische Fasern verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, dass die verschäumte wässrige Suspension nach dem Verfahren gemäss GB-PS 1 129 gebildet wird.

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