DE2164385A1 - Verfahren zum behandeln von fasermaterialien zum zugaenglichmachen dieser materialien gegenueber nachfolgenden textilverfahren mit waessrigen medien - Google Patents

Verfahren zum behandeln von fasermaterialien zum zugaenglichmachen dieser materialien gegenueber nachfolgenden textilverfahren mit waessrigen medien

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Fasermaterialien zum Zugänglichmachen dieser Materialien gegenüber nachfolgenden Texti!verfahren mit wässrigen Medien.
Seit vielen Jahren wird auf dem Gebiet gearbeitet, ungewebte Faserstoffe herzustellen, ohne daß auf das Spinnen und Twisten von Fasern zu Garnen und Fäden und anschließendes Weben, Wirken oder anderweitiges Verarbeiten dieser Garne und Fäden zu Geweben oder Gewirken zurückgegriffen werden muß.
.Derartige ungewebte Faserstoffe wurden üblicherweise dadurch hergestellt, daß eine oder mehrere Faserschichten aus Fasern mit bei Textiistoffen üblicher Länge mit Hilfe
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von Textiikardiertechniken, die im aligemeinen die iuenrzalii der Fasern in Längsrichtung der Faserschicht ausrichten, hergestellt wurden. Während der anschließenden Verarbeitung der Faserschicht zu einem ungewebten .Faserstoff ist eine der Schlüsseletuien die behandlung der Faserschicht mit einem Harzbindemittel, gewöhnlich in Form von wässrigen Emulsionen oder Dispersionen, um die Einzelfasern zu einem festeren und stärker zusammenhaftenden ungewebten Faserstoff zu verbinden.
Solche Methoden sind im allgemeinen erfolgreich gewesen, P Jedoch wurde bemerkt, daß einige der verwendeten Fasern, insbesondere einige synthetische Fasern, durch die wässrigen Harzbindemitteisysteme nicht so fest miteinander verbunden worden sind, wie es wünschenswert wäre.
In einigen Fällen ist vorgeschlagen worden, die kardierten Faserschichten unter dem Einfluß von wässrigen Medien vor dem Verbindeprozeß vorzubehandeln, wodurch die Einzelfasern der Faserschicht zur Bildung von Faserschichten mit verbesserten Eigenschaften und Merkmalen umgeordnet oder auf ähnliche Weise bearbeitet werden. Beispiele für solche Vorbehandlungen mit wässrigen Medien, die vorgeschlagen k worden sind, sind in den USA-Patentschriften 2 tfö2 251 (insbesondere Fig. 7 und 23), 3 025 ööö (Fig. 1), ö 033 (Fig. 11) und 3 4ö5 706 (Fig. 2) und in der britischen Patentschrift 1 OUd 376 (Fig. 2) beschrieben. Es wurde festgestellt, daß diese Vorbehandlungen mit wässrigen Uedien zur Folge haben, daß die anschließende Harzbindemittelbehandlung manchmal weggelassen werden kann.
Wiederum wurde jedoch in einigen Fällen bemerkt, daß einige Faserarten, insbesondere einige synthetische Fasern, nicht vollkommen zugänglich gewesen sind und nicht voll auf das Umordnungs- oder sonstige Bearbeitungsverfahren mit dem wässrigen Medium angesprochen haben, wie es erwünscht gewesen wäre.
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ist auch schon vorgeschlagen worden, Textilfasern in mehr oder weniger individualisiertem Zustand in einem
Luitstrora zu suspendieren und dann die Fasern auf einem Bammelsieb auszuf iltriei"en, um eine luftgeschichtete Faserschicht zu erhalten, bei der die Kinzelfasern mehr oder weniger regellos angeordnet sind. Im Anschluß an diese regellose Ausbildung wird die Faserschicht gewöhnlich mit einem iiarzbindemittel behandelt, das wiederum üblicherweise in Form eines wässrigen Systems vorliegt, um die iiinzelfasern zu einem festeren und dauerhafteren Faserstoff zu verbinden.
Obwohl diese Techniken sich in einigen Fällen als relativ erfolgreich erwiesen haben, erschien es auch hier immer noch wünschenswert sie noch zu verbessern, um zu besseren Faserstoffeigenschaften und -merkmalen zu gelangen, insbesondere in dem Bereich, in dem eine Verbesserung durch den Verbindeprozeß mit dem wässrigen Medium möglich ist.
Man hat sich auch um die Möglichkeit bemüht, eine weitgehend einheitliche Faserschicht aus individualisierten iiinzelfasern mit rlilfe von .fapiererzeugungstechniken in wässrigen Medien herzustellen, jedoch waren diese Anstrengungen im allgemeinen relativ erfolglos, wenn es sich um Fasern mit bei Textilstoff en üblichex- Länge handelte.
Im Hinblick auf die Verwendung von Fasern mit bei Textilstoffeitfiblicher Länge bei der Herstellung von Faserschichten durch .fapiererzeugungstechniken in wässrigen Medien ist vorgeschlagen worden, Papierbildungshilfsmittel oder Dispergiermittel zu der wässrigen Faseraufschlämmung zu einem frühen Zeitpunkt oder bei einer Zwischenstufe, wie beim Eingeben in den üiinfüllkasten oder vielleicht an der Flügelpumpe oder am üauptkasten unmittelbar vor der Beförderung der wässrigen Faserauiscülämmung zur papiermaschine zuzusetzen.
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Die Bemühungen um die Verwendung von Fasern mit bei Textilstoff en üblicher Länge waren in gewissem Maße erfolgreich, so daß aus Fasern mit bei Textilstoff en üblicher Länge mit einem Titer von etwa 1,5 bis etwa ö den und einer Länge von etwa ö,35 mm und sogar von bis zu etwa 9jö mm mäßig gut geformte Faserschichten erhalten wurden.
Eine weitere ähnliche Bemühung auf diesem Gebiet ist in der UüA-Patentanmeldung No. ülü 57a vom 26. März 19Ö9 beschrieben, in der die Verwendung von spezifischen hochmolekularen Dispergiermittel für Papiererzeugungstechniken h in wässrigen Medien unter Verwendung von sehr langen üeyonfasern mit feinem Titer beschrieben ist.
Es ist&ber noch immer erwünscht, daß Techniken entwickelt werden, mit denen Fasern von größerer Länge zur Herstellung von annehmbaren Faserschichten durch Papiererzeugungstechniken in wässrigen Medien verarbeitet werden können. Wenn solche Papierbildungshilfsmittel oder Dispergiermittel in wässrigen Medien verwendet werden, ist es in höchstem Maße wünschenswert, daß Techniken entwickelt werüen, durch die geringere Mengen dieser relativ teuren Dispergiermittel erforderlich sind.
™ Bei all diesen bekannten Techniken wird auf Verwendung und Einfluß von wässrigen iuedien zurückgegriffen, und es ist eine prinzipielle -aufgäbe der Erfinduiitj, die Faserlnateriaiien in der Weise vorzubehandeln, daß sie zugänglicher und stärker ansprechbar gegenüber'den nachfolgenden Textilverfahren in wässrigen Medien werden.
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile und Schwierigkeiten dadurch überwunden werden können, daß man die Fasermaterialien einer Vorbehandlung in einem yuellmittei unterzieht, wodurch die Einzelfasern weich, schlaff unu gequollen werden, bevor die Fas er materialien den Text i JL-verfahren unter Verwendung wässriger Medien ausgesetztwerden. Es wurde festgestellt, diui die noch weichen,
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schlaufen und gequollenen Einzelfasern eine verminderte Faser-Faser-Reibung haben, eine geringere Tendenz zu unerwünschter Faseragglomeration aufweisen, eine größere Neigung haben, als Einzelfasern vorzuliegen, leichter auf Faserumordnung u. dgl. Bearbeitung ansprechen und allgemein zugänglicher und besser ansprechbar und aufnahmefähiger für die nachfolgende Behandlung mit wässrigen Medien sind. ,Die Folge davon ist, daß die erhaltenen ungewebten.Faserstoffe Eigenschaften und Merkmale aufweisen, die gegenüber denen von ungewebten Faserstoffen verbessert sind, welche nicht mit vjuellmitteln vorbehandelt worden sind.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar auf synthetische und künstliche Fasern aus organischen Polymeren mit feinem Titer und bei Textilfasern üblicher Länge. Der hier verwendete Ausdruck "mit bei Textilfasern üblicher Länge" bezieht sich auf Fasern mit einer durchschnittlichen Länge von mindestens etwa t>,3ö mm, vorzugsweise mehr, wie z.B. in der Größenordnung von mindestens etwa 12,7 mm oder IU mm und bis zu etwa 51 mm oder mehr. Solche Fasern, insbesondere die, die langer als 12,7 nun sind, werden in der Textilindustrie oft als "kardierbare" Fasern bezeichnet, was anzeigt, daß sie ausreichend lang sind, um mit gebräuchlichen Textilmaschinen kardiert zu werden,
solche Fasern mit bei Textilfasern üblicher Länge sind zu unterscheiden von "Papiermacherfasern11, die extrem kurz sind und gewöhnlich eine Länge von etwa 1,27 mm oder weniger bis zu etwa 4,23 mm haben, iiolzpapierbreifasern geben natürlich das beste Beispiel für Papiermacherfasern. Solche kürzeren Fasern haben keine bei Textilfasern übliche Länge, sind nicht kardierbar, aber trotztem noch anwendbar auf einige der engeren Aspekte dei* vorliegenden Erfindung.
Ebenfalls in beschränktem Maße anwendbar sind die Prinzipien der Erfindung auf Naturfasern, wie Cellulosefasern (ijaumwoile, Flachs, Jute, Hamie usw.) und andere Naturfasern, wie Wolle, Seide uaw.
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Fasern aus organischen Polymeren mit bei Textilfasern üblicher Länge können aus einer großen Gruppe von handelsüblichen bekannten Synthesefasern ausgewählt werden, wie Cellulosefasern (regeneriertes Cellulosereyon, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat usw.), Polyamidfasern (Nyion-ΰ,ο, Nylon-6, Nylon-ÖlÜ, Nylon-lÜ, Nylon-ll usw.), Polyäthylenterephthalat-Polyesterfasern, Acrylfasern, Modacrylfasern, Polyolefinfasern (Polyäthylen, Polypropylen usw.) und anderen Synthesefasern.
Jede dieser Faserarten kann für sich aliein inHer Faserschicht vorliegen, es können aber auch Fasermischungen aus allen Arten und in alien Anteilen verwendet werden.
Der Titer dieser Synthesefasern hängt von den an die Faserschichten gewünschten Anforderungen ab. An sich kann der Titer im Bereich von etwa 3,75 bis 1 den bis zu etwa 15 den oder mehr betragen, wobei er von den Erfordernissen der besonderen Umstände abhängt. Vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt der Erfindung aus gesehen ist ein Titer im Bereich von etwa 1,5 bis ό den zu bevorzugen.
Die vorstehend genannten Länge dieser Synthesefasern können so niedrig wie etwa 6,35 mm und so lang wie etwa 50,ό mm oder länger sein, je nach Wunsch und Erfordernis. Diese Längen werden gewöhnlich durch Zerschneiden eines endlosen Synthesefadenstranges zu Stapelfasern gewünschter Länge erhalten.
Die Quellmittel, die verwendet werden, um die Fasern weich, schlaff und gequollen zu machen, können aus einer großen Vielzahl von in der Industrie bekannten yuellmitteln ausgewählt werden, die in solchen Konzentrationen und auf solche Weise einsetzbar sind, daiä sie die Fasern zwar quellen, aber nicht auflösen, angreifen,entfärben oder zersetzen. Beispielsweise gehört zu den yuel!mitteln für Keyon eine größere Zahl von wasserlöslichen chemischen
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Verbindungen: Alkalihydroxide, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid usw., Cuprammonitlmhydroxid, flüssiger Ammoniak, quaternäre Ammoniumverbindungen, wie Te trame thy lammoniumch lor id, Te trame thy Ibenzy lainmoniurachlorid usw., starke Säuren, wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure usw., stark saure Salze, wie Zinkchxorid, relativ neutrale Salze, wie Lithiumchiorid usw.
quellmittel für Polyamide sind Lösungen von Phenol, Diäthylformamid, Dimethylformamid, konzentrierte Ameisensäure, Xylenol, Trifluoroäthanol, Zinkchiorid, Chloralhydrat, /4-Butyrolacton usw.
quellmittel für Polyolefine sind Petrolätherlösungen des Tetrahydronaphthalins (Tetralin), üekahydronaphthalins (iJekalin), Teti-achlorkohlenstoff s, Toluole, Äylols usw.
quellmittel für Polyester sind heiße phenoiische Verbindungen, Chloralhydrat, n-Methylpyrrolidon usw.
v^uellmittei für Acryie sind wässrige Lösungen von Dimethylformamid, Diäthy!formamid, .uimethylsuifoxid usw.
Quellmittel für Modacryle sind wässrige Lösungen von Dimethylformamid, Diäthylformamid, Dimethylsulfoxid usw.
Die Konzentration des gueilmittels, die Dauer und die Temperatur der Vorbehandlung können in relativ breitem nahmen schwanken, jedoch ist wesentlich, daß die Bedingungen^ ausreichend sind, daß die Fasern weich, schlaff und gequollen werden. Wenn einmal dieser Zustand der Weichheit, Schlaffheit und C^uellung erreicht ist, trägt eine weitere Vorbehandlung nicht mehr zu der Wirksamkeit der anschließenden !''aserdispersions- und Schichtbildungsstufen oder anderen Behandxungen in wässrigen Medien bei. Tatsächlich kann es insofern unei-wünscht sein, als die Möglichkeit der Faserverfärbung, -auflösung, -angriff oder -zersetzung auftreten
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kann. Desgleichen ist möglich, daß dann die Quellwirkung zu drastisch sein kann. In diesem Fall könnten die Fasern so stark gequollen werden, daß sie an ihrer Oberfläche gelieren und folglich miteinander verkleben.
Die Konzentration des Quellmittels und die anderen Faktoren der Vorbehandlung müssen so sein, daß lediglich eine Erweichung und guellung der Synthesefasern erreicht wird und daß keine Materialauflösung, -angriff ·, -Verfärbung oder -zersetzung der Synthesefasern stattfinden. Bei lieyon sind beispielsweise Konzentrationen von wässrigem Natriumhydroxid von etwa 0,5 % bis etwa ü %, vorzugsweise etwa 2,5 % bis etwa 7 %, ausreichend.
Bei Nylon ist Phenol als Quellmittel zu bevorzugen, wobei Konzentrationen von Phenol in Wasser im Bereich von etva 1 % bis etwa 5 %, vorzugsweise etwa 2 % bis etwa 5 %, angebracht sind.
Die Temperaturen bei der yuellvorbehandlung liegen für die meisten Synthesefasern vorzugsweise bei ilaumtemperatur, jedoch können sie in speziellen Fällen bis zu 100° C oder mehr erhöht sein, wenn solche Temperaturen erwünscht oder erforderlich sind.
Die Dauer der Quellvorbehandlung kann schwanken zwischen wenigen Sekunden für einige Synthesefasern bis zu etwa 3 bis 5 Minuten für andere Fasern. Eine längere Vorbehandlung, beispielsweise bis zu etwa 100 oder mehr Minuten, führt nicht zu wesentlich verbesserten Ergebnissen. Tatsächlich können solche ausgedehnten Behandiungszeiten insofern unerwünscht sein, als dann Faserauflösung, -Verfärbung, -angriff oder —zersetzung möglich sind.
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Wenn die Fasermaterialien mit dem Quellmittel behandelt und die Einzelfasern weich, schlaff und gequollen worden sind, dann behalten sie diese Eigenschaften, so lange sie naß oder feucht bleiben. Wenn sie sich in diesem Zustand befinden, sprechen sie ziemlich leicht an und sind sehr aufnahmefähig gegenüber der Bearbeitung^in wässrigen Medien» Dieser weiche, schlaffe und gequollene physikalische Zustand führt natürlich zu einem niedrigen Fasermodul und kann auch eine profunde Wirkung auf die Wechselwirkung zwischen der Faseroberfläche und der wässrigen Umgebung haben, was nicht der Fall ist bei Fasern, die nicht erfindungsgemäß vorbehandelt worden sind.
Die weiche, schlaffe und gequollene Natur der Fasern gestattet auch dichteren, innigeren und häufigeren Kontakt zwischen den Einzelfasern einer Schicht insofern, als die Fasern nicht so rückprallelastisch und federnd sind und nicht eine so große Neigung haben, in eine weniger dichte Faserkonfiguration zurückzufedern, in welcher die Einzelfasern nicht so nahe beeinander liegen und einen geringeren Kontakt miteinander haben. Die Existenz einer größeren Zahl von iierührungspunkten zwischen den Einzelfasern trägt natürlich zu einer besseren Verbindung und Verklebung durch wässrige Harzbindemitteldispersionen bei.
Die praktische Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht gewöhnlich darin, daß
a) die Fasern mit einem Quellmittel vorbehandelt werden,
b) das Quellmittel durch Auswaschen, Verdünnen oder Neutralisieren entfernt wird und
c)die Fasern je nach Absicht der Papiererzeugung oder einem Textilverfahren in einem wässrigen Medium unterzogen werden.
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Es ist nicht wesentlich, daß das quellmittel in allen Fällen physikalisch aus den Fasermaterialien entfernt oder inaktiviert wird, bevor die anschließende Bearbeitung in wässrigen Medien einsetzt· Wenn diese Bearbeitung bei einem grollen Überschuß an wässrigem Medium stattfindet, wodurch die Konzentration des Quellmittels verringert wird und auf außerordentlich niedrige oder vernachlässigbare Werte abfällt, dann kann das Quellmittel in dieser verdünnten if'orm in den Faserraaterialien verbleiben. Wenn jedoch die anschließende Bearbeitung in einer relativ kleinen Wassermenge stattfindet, so daß die Konzentration des Quellmitteis auf einem relativ hohen oder nicht tragbaren Wert verbliebe, dann muß es entweder durch Verdünnen oder Auswaschen oder durch Neutralisieren oder indem es als quellmittel inaktiv oder unwirksam gemacht wird, vor dem anschließenden Bearbeitungsvorgang entfernt werden.
überraschenderweise wird die Wirkung des Quelimittels durch Verdünnen, Auswaschen, Neutralisieren u. dgl. nicht umgekehrt, und die weiche, schlaffe und gequollene Natur der Fasermaterialien bleibt weitgehend größer als bei Fasern, die nur in Wasser getaucht wurden, und zwar so lange, wie die vorbehandelten Fasermaterialien nicht getrocknet werden, sondern naß oder feucht bleiben. Folglich bleibt das Fasermaterial zugänglich und ansprechbar oder aufnahmefähig bei der anschließenden Bearbeitung in wässrigen Medien, nachdem das Quellmittel entfernt wordei/ist . Jedoch darf man die Fasern nicht trocknen lassen, weil sie sonst ihre weiche, schlaffe und gequollene Natur verlieren und ihre ursprünglichen physikalischen Eigenschaften wieder annehmen und somit nicht mehr ansprechbar oder aufnahmefähig bei der nachfolgenden Bearbeitung in wässrigen Medien sind.
Um zu illustrieren, daß die fortgesetzte Anwesenheit des Quellmittels nicht erforderlich ist, kann beispielsweise hervorgehoben werden, daß Ueyonfasern, die mit Natronlauge vorbehandelt wurden, neutralisiert und in eine Papierbogenform im sauren Bereich übergeführt werden können, d.h. bei
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einem pH-Wert von wenigex· als 7, ohne daß sie die wünschenswerten Eigenschaften und Merkmale der Weichheit, Schlaffheit und Quexlung verlieren,,
Man muß sich auch vor Augen halten, daß ohne Rücksicht darauf, ob das Quellmittel verdünnt, ausgewaschen oder neutralisiert worden ist, diese Bearbeitung kleine Mengen der chemischen Mittel in den Fasermaterialien zurücklassen kann. Obwohl sich diese Verunreinigungen gewöhnlich nicht mit der nachfolgenden Behandlung überschneiden, ist es normalerweise angebracht, sie vor der abschließenden Behandlung und bevor die erhaltenen Produkte zum Verkauf oder zur Verwendung fertiggestellt werden, zu entfernen. Ein abschließendes Waschen oder Spülen kann vor einem solchen Verkauf oder Verbrauch zweckmäßig sein.
Die Grundsätze der vorliegenden Erfindung sind auf einen weiten Bereich von Bearbeitungen in wässrigen Medien anwendbar. Beispielsweise sind einige Faserschichten, die aus bestimmten Synthesefäden oder -fasern aus organischen Polymeren bestehen, insbesondere durch wässrige Emulsionen, Dispersionen oder Latices oder Harzbindemittel sehr schwierig zu verbinden. Wenn jedoch solche Synthesefäden mit einem quellmittel erfindungsgemäß vorbehandelt werden, und weich, schlaff und gequollen sind, sprechen sie sehr bereitwillig an und können mit wässrigen Bindeharzen verbunden werden, wobei verbundene ungewebte Faserstoffe mit wesentlich besseren Eigenschaften und Merkmalen, insbesondere Zugfestigkeiten, erhalten werden als es bei ungewebten Faserstoffen der Fall ist, die nicht einer solchen Quellvorbehandlung unterzogen wuxxlen.
In gleicher V/eise ist es häufig erwünscht, Faserschichten jiiit Hilfe von Papiererzeugungstechniken in wässrigen Medien herzustellen, insbesondere bei der Verwendung von Fasern mit bei Textilstoffen üblicher Länge. Eine Vorbehandlung mit einem Quellmittel, durch die die Fasern mit bei
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Textilstoffen üblicher Länge weich, schlaff und geq-uollen werden, führt zu einer verbesserten Ansprechbarkeit und Aufnahmefähigkeit gegenüber den Papiererzeugungstechniken. Spezifisch gestattet die Anwendung der ^üellvorbehandiung nach der Erfindung die Verwendung von beträchtlich längeren Fasern mit feinem Titer im Bereich von etwa 1,5 bis etwa '6 den und Längen von etwa 12,7 mm oder sogar lö mm, ohne daß irgendwelche Papierbiidungshilfsmittel oder Dispergiermittel in den wässrigen Medien eingesetzt werden müssen.
Außerdem kann gezeigt werden, daß die Anwendung der t^uellvorbehandlung nach der Erfindung bei einer Dispersion von Fasern mit feinem Titer und bei Textilfasern üblicher Länge von etwa 19 mm oder mehr in wässrigen Medien dazu führt, daß sehr viel kleinere Mengen solcher Papierbiidungshilfsmittel oder Dispergiermittel zugesetzt zu werden brauchen. Genauer gesagt zeigt sich in vielen Fällen, daß die bei Papiererzeugungstechniken erforderlichen Mengen an Papierbildungshilf-^smitteln oder Dispergiermitteln auf eine so kleine Menge wie nur 1/20 der vorher erforderlichen Menge herabgesetzt werden können.
Desgleichen hat sich gezeigt, daß das Ausmaß des üoliänderns und der Bearbeitung von Fasern mit bei Textixstoifen üblicher Länge zur Gewährleistung einer einheitlichen Dispersion drastisch herabgesetzt werden kann. In einigen Fällen ist erwiesen, daß die Anzahl der Schläge, die für die Schaffung einer einheitlichen Faserdispersion in einer ßlattform erforderlich ist, von 50 auf 5 herabgesetzt werden kann.
Außerdem ist zu bemerken, daß die weichen, schlaffen und gequollenen Einzelfasern bei dem Papiererzeugungsverfahren eine größere Neigung zeigen, als Einzelfasern vorzuliegen und eine geringere Neigung zum Agglomerieren und Verklumpen zu Knäueln und Bündeln aus matten Fasern haben. Wenn ursprünglich Bündel vorhanden sind, wie als Folge des Zerschneidens zu Stapelfasern, zeigt sich eine verstärkte
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jtieigung dieser Bündel, sich während des Papiererzeugungsvei'fahrens in wässrigen Medien zu Einzelfasern aufzulösen, so daio eine einheitlichere .faserschicht ernalten wird. Dieses leichtere Auflösen der Bündel zu Einzelfasern wird insbesondere bei Keyon-, Nylon-, polyester, ücryl- und Poiyoiefinfasern bemerkt.
Ein weiteres Gebiet, auf dem die erheblich verbesserte ünsprechbarkeit und Aufnahmefähigkeit zu Bearbeitungsverfahren in wässrigen Medien zu beobachten ist, ist das Umordnen oder ähnliche Bearbeiten aer Einzelfasern im Anschluß an ihre ursprüngliche Verformung zu einer .Faserschicht. Es wurde gefunden, daß die weichen, schlaffen und gequollenen j?'asern zugänglicher gegenüber dieser Umordnung sind.
Die üründe für diese besseren Ergebnisse sind noch nicht Klar erkennbar, jedoch wird angenommen, daß sie auf den weiche^ schlaffen und gequollenen Zustand der Einzelfasern zurücKzuführen sind, wodurch diese stärker ansprechbar und aufnahmefähiger gegenüber der besonderen Textilbehandlung werden, die in den wässrigen Medien stattfindet. Die größere .unspreehbarkeit oder Aufnahmefähigkeit ist deshalb vermutlich mehr auf die veränderten physikalischen Bedingungen der Einzelfasern als auf irgendeine chemische Veränderung zurückzuführen. Die weichen,schlaffen und gequollenen Fasern haben einen niedrigen Modul und sprechen leichter auf auf sie ausgeübte Kräfte an und scheinen an ihrer überfläche auch irgendwie gieitfähig oder schlüpfrig zu sein, wodurch sie nicnt miteinander verkleben oder einander umschlingen.
Von besonderem Interesse aui dem Gebiet des Umordnens oder sonstigen üearbeitens von Einzelfasern im Anschluß an ihre Ursprung .Liehe Verformung zu einer .faserschicht sind die Verxahren und Vorrichtungen, die in den vorstehend erwähnten UbA-Pacentschriften ö 025 oöö und J 4b5 70ü sowie in der britischen Patentschrift l Oöö ό7ύ beschrieben sind.
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Diese Patentschriften sowie die USA-Patentschriften 2 dö2 25i, ό Qua 721 und ό ObI 515 offenbaren ungewebte .faserstoffe wit einer gemusterten Konfiguration, wobei die Fasern zu Bündeln aus f'asersegmenten angeordnet sind. Die Fasersegmentbündel bestimmen Bereiche mit geringerer Faserdichte oder Löcher in dem erhaltenen ungewebten faserstoff. Die Faserbündel können flache Bänder sein, oder sie können einei ovalen oder kreisförmigen querschnitt oder einen anders geformten querschnitt haben. In allen diesen Fällen sind die Fasersegmente, die die Bündel bilden, starker parallel und dichter beeinander angeordnet als die Fasern der ursprünglichen Ausgangsschienet. Die Faserbündel bestimmen Bereiche mit geringerer Faserdichte oder Löcher, wobei die Bündel an Verbindungspunkten miteinander verbunden sind. Die Faserteiie in diesen Verbindungspunkten sind regellos angeordnet und können hochgradig verfilzt sein in Abhängigkeit von den spezifischen, beim Umordnungsverfahren herrschenden Bedingungen.
Diese Patentschriften offenoaren Strömungsmitteltechniken zum Umordnen der üinzelfasern von Faserschichten, indem sie, während sie von einem durchlässigen Stütz- oder Trägerteii getragen werden, der Einwirkung von feinen, säulenförmigen Düsen-, Strömungs- oder !Sprühstrahlen eines utrömungsMitteis, wie Wasser, unter Drücken zwischen Atmosphärendruck und 352 kg/cm (Manometerdruck) ausgesetzt werden. Wie insbesondere in der erwähnten britischen Patentschrift erläutert ist, ist es, wenn eine hochgradige Verfilzung der Fasern in dem Endprodukt erwünscht ist, üblicherweise zu bevorzugen, da^ö die säulenförmigen Flüssigkeitsstrahien bei Drücken von mindestens 14 kg/cm , vorzugsweise mindestens 35 kg/cm , (jeweils Manometerdruck) eingesetzt werden. Solche urücke sind ziemlich hoch und in wirtschaftlicher Hinsicht unerwünscht. Die Anwendung der Prinzipien der Erfindung gestattet dagegen erfolgreich die Anwendung von Wasserdrücken von etwa l,4kg/cm (Manometerdruck), was natürlich aus wirtschaftlicher Sicht sehr zu begrüßen ist. niedrigere .urücke, sogar Atmosphärendruck, sind möglich, jedoch sind die dann erhaltenen Produkte technisch nicht mehr zufriedenstellend.
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Wasserdrücke von etwa 7ü kg/cm oder sogar 352 kg/cm (jeweils Manometerdruck) sind selbstverständlich erfindungsgemäß anwendbar, aberjunerwünscht, insbesondere aus praktischen und wirtschaftlichen Betriebsgründen. Im praktischen Kahmen liegen Drücke von etwa 3,ö bis etwa ö,3 kg/cm (Manometerdruck).
iiöhere Drücke könneijnatürlich angewendet werden, wenn dies notwendig oder erforderlich ist, beispielsweise sind höhere i)rücke vorteilhaft, wenn hohe Fertigungsgeschwindigkeiten gewünscht oder notwendig sind und das Fasermaterial die Behandlungsvorrichtung mit sehr hoher Geschwindigkeit durchläuft. Das Arbeiten mit niedrigen Drücken führt gelegentlich zu unzureichenden Ergebnissen, wenn die Fertigungsgeschwindigkeiten zu groß sind.
Weitgehend säulenförmige Wasserstrahlen oder -ströme sind bei einigen Anwendungsgebieten der ürfindung insofern zu Devorzugen, als sie leichter steuerbar sind, ein unerwünschtes überlappen des Strömungsmittelumordnungseffekts vermeiden und die Strömungsmittel- und Luftstörung und -turbulenz in dem umzuordnenden Fasermaterial auf ein Minimum herabsetzen.
Konische oder fächerförmige Düsen-, Sprüh- oder Strömungsstrahlen sind jedoch besonders dann von Nutzen, wenn die Überlappung und die Strömungsmittel- und Luftstörung und -turbulenz in gewissem Grade toleriert werden können oder möglicherweise unter Umständen erwünscht sind und wenn das gewünschte Muster des umgeordneten Faserstoffs dies zuläßt.
ist nicht von Wichtigkeit, daß die Strahlen weitgehend parallel sind oder daß sie im rechten Winkel zu der Ebene des umzuordnenden Fasermaterials auf dieses gerichtet werden. Die Strahlen können, anstatt parallel zu verlaufen, verschiedene Winkel miteinander bilden, und sie können auch mit der libene der Faserschicht Winkel, wie 30° oder 45°, bilden, .bine büoonüert! lvonfiguration eritaalt eine Keine von Düsen,
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die mit einem Winkel von itü vorwärts gegen die, !''order— i'ichtung des Fasermaterials gerichtet sind, wobei die nachfolgende benachbarte Keine rückwärts mit einer.! Winkel von lüö gegen die li'örderricntung des Fasermaterials gerichtet ist. Eine solche Anordnung führt zu verstärkter Turbulenz und verstärktem oJrali des umordnenden ütrömun^smitteis,, was auf einigen Anwendungsgebieten der jiiriinuung Höchst vüri^ sehenswert ist. -
Ein wünschenswertes Ergebnis der möglichen .anwendung: von τ geringeren Wasserdrücken durch die Erfindung ist die ent- ^ sprechende Herabsetzung der Gesamtenergie oder der üiitriebskräfte, die zur Erreichung derselben gewünschten Ergebnisse erforderlich ist, wie sie durch andere Tecimiüen nur durch den aufwand von weitaus größeren Energiemengen oder Antriebskräften erzielt werden. ·
Ein weiteres wünschenswertes Ergebnis der möglichen .anwendung von geringeren Wasserdrücken gemäß der-Erfindung besteht darin, daß ein größerer Bereich von Düsen- oder uffnungsgrößen und -formen zusammen mit einem größei'en iJereicb von Wasserdrücken zum Erreichen einer größeren Vieizahx von Mustern bei dem erhaltenen Produkt mogxich ist. Im Jtiahmen der Erfindung sind die Ufinungen4ewöhn±ich kreisförmig und ψ haben Größen von etwa 0,051 mm bis etwa 1,52 mm, wobei ein. Bereich von etwa 0,07ü nun bis etwa ü,bi. mm zu bevorzugen ist.
Weitere Muster und Zeichnungen wex"den natürlich durch die Verwendung einer großen Vielzahl von durchlässigen Trägeroder Stützteilen zum Tragen der Faserschicht ermöglicht. Vorzugsweise bestehen diese !Stützteile aus rostfreien tjtahi, Kunststoff oder ähnlichen siebartigen Bauteilen, wie sie in Fig. 5 der UciA-Patentschrift ό ϋ'Λ'ο bob mit einer Maschengröße von ό χ ο bis uü χ t>0 pro 2,04 cm dargestellt sind, wobei etwa 10 χ IU bis etwa bü χ 3u l-iascnen zu oevorzugon sind. Ungleicne Größen \nl% untersehieUJ.xchen Zanlou von xvett- und Fülldrunten sind seibs Lverstand-iicU laö^
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um unterschiedliche Muster und Zeichnungen zu erlangen. Andere stützteile mit Öffnungen, Durchlässen od. dgl. von Kreisförmiger, quadratischei* oder anderer Form können verwendet werden, wobei einige von ihnen in den genannten i-atentschrif ten beschrieben sind, Die gesamte offene Fläche, die durch solche öffnungen der Trägerteiie Jjebiidet wird, schwankt in großem Maße. Sie kann mit etwa 20 % niedrig sein, jedoch auch so hoch wie tsü -& sein. Vom wirtschaftlichen Standpunkt der Erfindung aus gesehen ist ein Bereich von etwa 40 % bis etwa ϋθ % an offener Fläche wünschenswert, wie festgestellt wurde.
Die Öffnungen, Durchlässe odt . dgl. können einheitlich angeordnet sein, wie es normalerweise bei einem gewebten Drahtsieb der Fall ist, oder sie können quadratisch, gestaffelt oder in Gruppen angeordnet sein, wenn es erwünscht oder erforderlich ist.
Die öffnungen, Durchlässe od. dgl· können in Plättenteilen ausgebildet und lediglich Löcher sein, die zu der gewünschten Große ausgebohrt sind, oder sie können gestochene Öffnungen sein, in die Bauteile eingepaßt sind, welche Strahlen und andere säulenförmige Strömungsmittelströme formen.
Die größere Vielzahl und die größeren Möglichkeiten der vorstehenden Faktoren führen zu einem beträchtlichen Ansteigen der Fertigungsgeschwindigkeiten, mit der die Produkte der Erfindung hergestellt werden. Ein einziger Durchgang durch die Umordnungsvorrichtung bei relativ hoher Geschwindigkeit ist gewöhnlich alles, was erforderlich ist. Weitere Durchgänge durch die Umordnungsvorrichtung sind jedoch möglich. Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu etwa Ί'ό m pro Minute sind durch Anwendung der vorliegenden Erfindung erreichbar.
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Wenn es in der Praxis auch zu bevorzugen ist, wenn die umzuordnenden Fasermaterialien nur einmal untex* den umordnenden Wasserstrahlen durchlaufen, wodurch sich größere Produktivität und höherer Durchsatz ergeben, können sie jedoch auch mehrere Male unter den Strahlen durchlaufen, wenn es für spezielle oder zusätzliche Umordnungseffekte erwünscht oder erforderlich ist. Eine weitere Abänderung
-mal besteht darin, daß die Fasermaterialien ein zweites« oder mehrmals in umgekehrter Richtung oder mit der Längsachse der Fasermaterialien in zu den Bewegungsrichtungen der vorhergehenden Umordnungsprozesse verschiedenen Richtungen unter den Wasserstrahlen durchlaufen.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Faserstoffe sind gegenüber denen, die nicht unter Ausnutzung der Vorzüge der Erfindung hergestellt sind, ebenfalls erheblich verbessert. Beispielsweise sind die Zugfestigkeiten und die normalisierten Festigkeiten in Längs- und Querrichtung um bis zu 38 mal besser als die von unbehandelten Vergleichsproben. Der Modul in kg/cm in Längs- und querrichtung ist gegenüber dem von unbehandelten Vergleichsproben um bis zu 31 mal besser. Die Zähigkeit in kg/cm in Längs- und querrichtung ist gegenüber der von unbehandelten Vergleichsproben uq bis zu 112 mal besser.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Faserstoffe sind insbesondere in den Fällen verbessert, wo von Fasern mit geringem Naßmodul ausgegangen wird. Solche Fasern sind in Wasser sehr schlaff und somit sehr ansprechbar gegenüber der erfindungsgemäßen Behandlung. Viskosereyonfasern sind ein herausragendes Beispiel für solche Fasern, und es ist zu bemerken, daß der Haßmodul solcher Viskosereyonfasern extrem niedrig ist und daß sie zu deiyin Wasser schlaffesten Fasern gerechnet werden können.
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Insofern wurde die Erfindung;in erster Linie in Bezug auf zwei Grundformen erläutert: (I) eine Vorbehandlung mit einem Erweichungs- und Quellmittel, der ein Textilverfahren in einer großen Wasserineiige folgt, wie es bei konventionellen oder modifizierten Papiererzeuguny,sverfahren der Fall ist, und (2) eine Vorbehandlung mit einem ürweichungs- und quellmittel, der ein Textilverfahren mit Strahlen, Strömen oder" Sprühstrahlen eines Stromun^smittels, wie Wasser, folgt, Eine dritte Form ist ebenfalls möglich; sie besteht in einer Kombination der Erweichungs- und yuel!behandlung von (1) und des Texti!Verfahrens von (2) zu einem einzigen gleichzeitigen Vorgang. -
Ein solcher kombinierter Vorgang kann dadurch erreicht werden, daß das. Erweiehungs- und Quellmittel als Strömungsmittel dient, das, in Forin von Strahlen, ütrömen oder Sprühstrahlen während des Textilyerfahrens austritt, wodurch auf die vorausgehende Vorbehandlung mit einem Erweichungs- oder yuelliaittel verzichtet werden kann. Bei einem solchen Verfahren muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß die Vorrichtung nicht aus Aluminium, Messing qder anderen Materialien besteht, die durch das Erweiehungs- und tjuelimittei chemisch angegriffen werden, und.daß beständige i,ietü.lle und Stoffe, wie ausgewählte Kunststoffe und rostfreier Stahl, verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen im einzelnen erläutert, die besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeben. Diese Beispiele bedeuten jedocn Keinerlei L'inschriinKung des Er±;indungsbereiches.
jieispiel 1 t v
(ixänzenäe, nicht ausgerüstete üeyonfäden mit einem Titer von 1,5 den werden zu Fasern mit einer .Länge von 12,7 mm zerscnnitteii. i»as Zerschneiden ex-folgt in nassem und die /erwenciun^ in feuchtem Zustand. Der Feuchtigkeitsgehalt Uetragc jo /o, bezogen aux das Uesamtgewicht von Fasern und
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Wasser. In dem zerschnittenen Heyonfasei-material ist eine Beträchtliche Menge von Faserklurapen und -bündeln vorhanden. Eine Probe dieser Fasern von 25, ti g wird mit 100 ml 5 Voiger Natriumhydroxidlösung (Gew.-%) versetzt. Die Fasern werden fünf Minuten bei Raumtemperatur in der Natronlaugelösung belassen. Danach sind die Fasern weicher, schlaffer und gequollen und neigen stark zum Auflösen der Faserbündel zu Einzelfasern. Die Faser-Natronlauge-ivIischung wird dann in eine Blattform mit einer Größe von ob χ öd cm gegeben, die bis zu einer Höhe von 42 mm mit Wasser (0,u0«i % Konsistenz) gefüllt ist. Der Inhalt der Blattform wird dann einer
^ Standardanzahl von 50 Auf- und Ab-Schlägen mit einem Paddel ausgesetzt, das aus einer flachen Platte besteht, die rechtwinklig an einer Metallstange angebracht ist. Dieser iiühr-Vorgang ist mehr als ausreichend. Ein Ventil am Boden der Blattform wird dann geöffnet, wodurch das Wasser abgezogen und die Keyonfasern als flache Matte auf dem Blattsammeisieb zurückgelassen werden. Die Faserschicht wird von dem Sieb abgenommen, mit einer 2 &igen Polyvinylaikohollösung besprüht und auf einer heißen Platte getrocknet. Die erhaltene Schicht mit einem Gewicht von etwa 2o,2o g/m hat ein sehr einheitliches Aussehen und enthält keine verfilzten und verklumpten Fasern. Sie ist weitgehend frei von Faserbündein, weil praktisch alle Bündel zu Einzelfasern zerlegt worden sind. Sie ist ausgezeichnet isotrop und hat in axlen dichtungen gleiche Eigenschaften und Merkmale. In solcher Weise hergestellte Faserschichten sind technisch sehr brauchbar und gut geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
Beispiel 2
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration des Natriumhydroxidquellmittels von 5 % auf 3 % (Gew.-%) herabgesetzt wird. Die Ergebnisse sind im allgemeinen Vergleichbar. Die Keyoneinzelfasern werden weicher, schlaffer und sind gequollen. In dieser Weise hergestellte Faserschichten sind
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technisch brauchbar una geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen. f .
Beispiel J
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederhole mit der Ausnahme, daid die Konzentration des Natriumuydroxiüqueümittels von 5 % auf 1,5 Vo (Gew.-%) herabgesetzt wird, die Ergebnisse sind wesentlich besser als bei Verfahren, bei denen kein Natriumhydroxid eingesetzt wird, wenn auch nicht; in dem watte wie bei .Beispiel 1. Die Keyoneinzelfasern werden weicher, scWafier und sind geq^-uollen. Faserschichten, die in dieser Weise hergestellt sind, sind durchaus noch brauchoar und in einigen Fallen für die Verarbeitung zu ungeweoten Faserscoifen geeignet,
Beispiel Ά
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daii das is<uellmittel eine 4 Jtige (Gew.-%) jtvaiiumhydroxidlosung ist. Die Ergebnisse sind im allgemeinen vergleichbar. Jüie iieyoneinzelfasern werden weicher, schlaffer und sind gequollen. In dieser Wtoise hergestellte tfaserschiehfcen sind technisch braucIiDar und geeignet für die Verarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
Beispiel 5
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daid die Heyonfasern fünf Minuten lang in&lares Wasser anstatt in die 5 kige Natriumhydroxidlösung getaucht werden. Die Binzeifasern werden nicht so weich, schlaff und gequollen wie bei Beispiel i. Die erhaltene Schicht hat eine geringe Kinheitlichkeit, und das Auftreten von verfilzten und verkluajjc ten Fasern ist offensichtlich. Außerdem sind viele lteyonfaserbündel noch intakt. In dieser Weise hergestellte Faserschichten sind technisch unbrauchbar und nicht tür die Weiterverarbeitung geeignet.
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Beispiel 6
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiedernolt mit der Ausnahme, daß die iteyonfasern fünf kinuten lang mit öu i.ii einer 52 tilgen Lösung von Zinkchiorid in Wasser behandelt werden. Die Mnzelfasern werden weicher und schlaffer und sind gequollen. Die erhaltene schicht hat ein einheitliches Aussehen mit wenig oaer keinen sichtbaren Verfiizun&en und Verklumpungen. Die Ergebnisse sind im uinbiick aui Einheitlichkeit und Feinen von i''aseruundein mit denen ues iJeispiels I vergxeicnbax*. Auf diese weise hergestellte Faserschichten sind technisch brauchbar und geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
Beispiel 7
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederxiolt mit der Ausnahme, daß die Keyonfasern fünf Minuten lang mit lüü ml einer 43, ö ^igen Lithiumchloridlö3ung in Wasser behandelt werden. Die üinzelfasern werden weicher und schlaffer und sind gequollen. Die erhaltene Schicht ist viel einheitlicher und weniger verfilzt als die ächicht nach Beispiel 5, bei der nur mit klarem Wasser vorbehandelt wurde. Das Ausmaß der Bündelzerlegung ist jedoch nicht so gut wie bei Beispiel 6. Auf diese Weise hergestellte Faserschichten sind technisch brauchbar und geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
Beispiel a
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:
<1) Anstatt des üingebens der Mischung aus vorbehandeiten Keyonfasern und Natronlaugelosung in die Blattform wird zunächst zur Entfernung weitgehend aller Natriumhydroxidspuren gewaschen, las ist jedoch sorgfältig darauf zu achten, daß die Reyonfasern zu keiner Zeit austrocknen können, bevor sie in das Wasser in der Blattform gegeben werden.
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- 2ά -
Diese Änderung hat keine nachteiligen Wirkungen, und die Ergebnisse sind im allgemeinen mit denen des Beispiels 1 vergleichbar.
(2) anstatt des direkten Ei'gebens der Mischung aus vorbehandelten tteyonfasern und Natronlaugelösung in die Blattform wird zunächst neutralisiert, wozu eine ausreichende Menge Essigsäure in die Blattform gegeben wird, die das Natriumhydroxid neutralisiert. Dies wird vorgenommen, bevor die Fasern in die Blattform gegeben werden. Dabei ist sorgfältig darauf zu achten, daß die Fasern zu keiner Zeit austrocknen können, bevor sie in die Blattform gegeben werden. Diese Änderung hat keine nachteiligen Wirkungen, und die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 1 vergleichbar.
(3) Anstatt des Zusetzens der lieyonfasern zu den 100 ml der 5 ^igen Natriumhydroxidlösung und des Quellens der Fasern in dieser Lösung wird die Natriumhydroxidlösung zu der großen Wassermenge in der Blattform gegeben und untergerührt, wonach die Keyonfasern in das Wasser in der Blattform gegeben werden. Diese Änderung beeinflußt die Ergebnisse nachteilig. Die Fasern werden nicht weich, schlaff und gequollen in einem bemerkenswerten oder ausreichenden Maße, und die Ergebnisse sind nicht zufriedenstellend. Die Fasern in der erhaltenen Schicht sind verfilzt und verklumpt, so daß die Schicht uneinheitlich und technisch nicht brauchbar ist.
Beispiel 9
Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konsistenz in der Blattform von ü,ÜÜö % auf 0,004 % herabgesetzt wird, indem lediglich eine 12,α g Probe von zerschnittenen Heyonfasern bei der Natriumhydroxidquellbehandlung verwendet und der Wassergehalt in der Blattform auf der angegebenen Höhe gehalten wird. Die erhaltene Schicht hat ein Gewicht von nur etwa 14,12 g/m und ist ebenfalls in wesentlichen frei von Faaer-
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bündeln. Öie ist ausgezeichnet isotrop und hat in alien Kichtungen gleiche Eigenschaften und kieriauale.
Beispiel 10
i>as Verfahren des Beispiexs 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daio glänzende, nicht ausgerüstete Keyonfasern mit einer Länge von Ii) mm und einem Titer von 1,5 den verwendet werden, und aui&er der i-juei !vorbehandlung mit Natriumhydroxid wird in der isiattform eine lösung von 10 ppm i-Oiyäthylenoxid-Ji'alliuittei ("Polyox") verwendet. Außerdem wii'd nicht mit 5u ütandard-üui- unu üb-äcnlägen gerührt, sondern es sind nur 5 erf order lien. xJarübex· hinaus werden gleich gute Ergebnisse erhalten, wenn die Konzentration des Poiyäthylenoxid-jj'cilimitteis aux υ, ο ppm heiabgesetzt wird.
Die Verfahren werden ohne ^uelivox-behandiung mit Natriumhydroxid wiederholt, uie volle ünzani von 50 üu±- und übbchlägen ist erforderlich, und diese ist gerade eben noch ausreichend zur bildung einer einheitlichen i'aserdispersion im Vergleich zu ueispiei 1, wo die 50 uux- und Ab-ücniäge weit mehr als ausreichend sind.
Wenn dieses Verfuhren ohne queüvorbehundj-ung wiederholt und die Polyäthylenoxid-konzentration boträehtiicn herabgesetzt wird, beispielsweise auf 0,0 ppm, ist es nicht möglich, mit Fasern von IU mm Länge und einem Titer von i,5 den Schichten zu erhalten, die frei von Verfilzungen unu einheitlich in der i'aserabscheidung sind und damit den technischen iinfox^derungen genügen.
Beispiel ix
j£in halbmatter Strang aus Polyamid!'äcien (xNyion ϋύ) mic einem Titer von J den wird zu ütapeiiasern mit einer Lange von b0,5 mm zei'schnitten. Nach deiiiZei'Schnoiden liegen zaiixx*eiche Jt'aserkiumpen und -bündel vox·. y,V g tiiesex1 Fasern mit 100 ml einer 4 ',aigen wässrigen ijht>noiiosunj3
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Nach einer Behandlungsdauer von fünf Minuten, während der die Fasern weich, schlaff und gequollen werden, wird die Faser-i'henollüsung-Mischung auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise in eine Blattform eingebracht. Die Blattform wird bis zu einer1 Höhe von 42 mm mit einer Lösung von 1Ü ppm jpoiyäthylenoxid-Fällmittel gefüllt. Das Fällmittel hat den Zweck, als Dispergiermittel zu wirken und die Neigung der Fasern, miteinander zu verfilzen, herabzusetzen. Nach 2ÜÜ kräftigen schlagen mit dem in Beispiel 1 beschriebenen jfaddei wird das Wasser unter Zurücklassung einer Schicht abgezogen, die nach dem Trocknen ein recht einheitliches Aussehen hat und, wenn überhaujjt, nur wenige der von dem Zerschneiden herrührenden Bündel enthält. Auf diese V/eise hergestellte Faserschichten sind technisch brauchbar und gut für die Weiterverarbeitung au ungewebten Faserstoffen geeignet.
Beispiel 12
Das Verfahren des Beispiels 11 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration des Phenollösungs-Cjuellmittels von 4 % auf 2,5 % herabgesetzt wird. Die Krgebnisse sind allgemein vergleichbar. Die einzelnen Nylonfasern werden weich, schlaff und gequollen. Auf diese Weise hergestellte Faserschichten sind techniscn brauchbar und geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
.Beispiel lö
Das Verfahren des Beispiels 11 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration des Phenoilösungs-Quellmittels von 4 % auf 1,5 % herabgesetzt wird. Die Ergebnisse sind allgemein vergleichbar. Die einzelnen Nylonfasern werden weich, schlaff und gequollen und haben eine geringe Faser-Faser-lieibung. Auf diese Weise hergestellte Faserschichten sind technisch brauchbar und geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
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Das Verfahren des Beispiels 11 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Nyionfasern anstatt in die 4 %lge Phenollösung fünf Minuten in klares Wasser getaucht werden. Die üinzelfasern werden nicht so weich, schlaff und gequollen. Die erhaltene Nyionschicht sieht wie ein Leichtmateriai aus, weil viele Fasern noch in Form der ursprünglichenBündel vorliegen, die beim Zerschneiden des Stranges entstanden sind. Hunderte dieser Bündel sind leicht identifizierbar. Auf diese Weise hergestellte Faserschichten sind technisch unbrauchbar und ungeeignet für die Weiterverarbeitung.
§ Beispiel 15
Das Verfahren des Beispiels 11 wird wiederholt mit der ausnähme, daxi die Nyionfasern fünf Minuten lang mit öü g einer 40 ^igen. zinkchioridiösung behandelt werden. Die einzelnen Nyionfasern werden weich, schlaff und gequollen. Wie bei Beispiel 11 enthält üie erhaltene Schicht sehr wenige der durch das Zerschneiden entstandenen uünd-el. Auf diese Weise hergestellte Faserseηichten sina technisch brauchoar und gut geeignet für die Weiterverarbeitung zu ungewebten Faserstoffen.
Beispiel Io
Das Verfahren des Beispiels 11 wird im wesentlichen wiederholt, und die auf diese Weise hergestellte Nylonfaserschicht wird mit einer wässrigen Polyvinyiacetatdispersion (15 & Harzbindemittelfeststoffe) durch Imprägnieren verbunden. Die Imprägnierung findet auf der nassen oder feuchten Nylonfaserschicht statt, während die Üinzelfasern nocn weich, schlaff und gequollen sind. Die erhaltene verbundene Faserschicht hat sowohl in Längs- wie in Querrichtung eine verbesserte NaU- und Trockenzugfestigkeit verglichen mit in gleicher Weise verbundenen Faserschichten, die nicht mit einem 4 % Phenol enthaltenden quellmittel behandelt wurden.
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Die erwähnte Zugfestigkeit' ist sotoül in trockenem wie in nassem Zustand verbessert. Bei einigen Versuchen beträgt die Verbesserung öü \0 oder mein*.
Beispiel 17
Das Verfahren des Beispiels ii wird im wesentlichen wiederholt rait der Ausnahme, daio die 9,7 g Wyionxasem durch £jtfυΰ g iieyonfasern mit einer Länge von χα,Ί mm und einem Titer von l,b den und 4,ob g jfoxyamidfasex'n (isyion ou) mit einer Lange von 25,4 mm und einem i'iter von x,b den ersetzt werden.
Die ueyoniasern werden drei Minuten mix 5 <Jew.~/& Natriumhydroxid vorbehandelt, wahrend die Nylonfasern separat drei lüinuten lang mit einer 4 /öigen jfhenoilösung vorbehandelt werden. Die beiden i'aseransätze werden dann, so lange sie noch naiö una nocti weich, sciiiaii und gequollen sind, bei großem wiasserüberschuio in die jtiiattiorm angebracht. Die Ji'aseraiöpersion wird gerührt, und das Wasser v/ird abgezogen, wooei eine ueypn-lsylon-i<'aserschient ( üü:bO) erhalten wii?d. Die liligentichaiten und ideriariaxe dieser gemischten Fasersciiicht sinu ausgezeichnet, und die öenicht ist gut für die Weiterverarbeitung geeignet.
Vorteil dieses \fermischens besteht darin, daii das iNacriumiiydroxid und das Phenol in dem wässrigen Medium der liiactiorm einandex* neutrai.is.icx'en, wodurch die Notwendigkeit eines anschließenden ürbeitsganges nient mehx" besteht.
Das VerJahren des Beispiels 17 wird im wesentlichen wiederiioxc mit dex· Ausnahme, daß die iieyon- und Nyloniasern gemein sam mit ο zeigern j^atriumhydx^oxid als quellmittel behandelt \/urden.jJie iteyoniasern werden weicher, schlaffer und gequollen. Dio nyloniasern bleiben durch das Natriumhydx-oxid j eiativ unueeiniiui.it una werden nicht weich, schlaff und
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gequollen. Der Fasergemischansatz wird in eine liiattloria eingebracht und die Faserschicht auf die übliche Sifeise hergestellt, UIe1 Schicht ist gez-ade noch zufriedenstellend und nicht so gut ausgebildet und einheitlich wie die nach ueispiel 17 hergestellte Schicht, bei der beide Faserarten vorbehandelt und weich, schlaff und gequollen wurden.
Beispiel Xi)
Das Verfe-hren des Beispiels Io wird iia wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die lieyon- und Myionfasern gemeinsam in <t kigera Phenol als quellmittel vorbehandelt werden. Die liylonfasern werden weiche, schlaff und gequollen, während die Keyoni'asern nicht beeinflußt werden, aus eineia solchen Fasergemisch in einer Blattform hergestellte Schichten sind ausreichend, jedoch nicht so gut ausgebildet una einheitlich wie die Schichten, die gemäß Beispiel 17 hergestellt werden, bei dem beide Faserarten vorbehandelt werden und weich, schlaff und gequollen sind.
Beispiel 20
Eine kardierte Faserschicht mit einem Gewicht von etwa 21,2 g/m , die aus 100 % Polyamidfasern (Hylon öö) mit einer stapellänge von 3b mm und einem Titer von ·> den Desteht, wird mit einer <k Voigen Phenollösung vorbehandelt, bis die Fasern weich, schlaff und gequollen sind, Die kardierte Faserschicht wird dann zur Entfernung des Phenols mit Wasser gewaschen una der weiteren Textilbehandlung zugeführt, so lange sie noch naü oder feucht ist. Die Faserschicht wird dann mit einer wässrigen Polyvinylchioriddispersion (15 % üarzbindeaittelfeststoffe) durch Imprägnieren verbunden.
Die Zugfestigkeit einer solchen Nyionfaserschicüt ist sowohl in Längs- wie in querrichtung verbessert gegenüber der von Nylonfaserschichten, die nicht mit einem ijuellaittel vorbehandelt wurden. In einigen Fällen beträgt die Veroeaserung
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■ - 2ö -
der ίΐίΐιά- und TrockenzUüfestigkeit sowoül in Längs- wie in querrichtung bis zu aO %.
Beispiel 21
Das Verfahren des Beispiels 2ü wird im wesentlichen wiederhole mit der Ausnahme, data das zum Verbinden der kardierten .Wyionfaserschicht verwendete liarzbindemittel eine wässrige Poiyvinyiacetatdispersion anstelle einer Polyvinylchloriddispersion ist. Üie Naß- und Trockenzugfestigkeiten sind sowohl in Längs- wie in querrichtung wiederum in einigen Fällen um bis zu etwa öü **» verbessert.
Beispiel 22
Kine kardierte Faserschicht mit einem Gewicht von 21,2 g/m , die aus 75 Gew.-% Yiskosereyonfasern mit einer Länge von uU.ij miii und einem Tit er von 1,5 den sowie 25 Gew. -% gebleichten riaumwollfasern mit einer istapellänge von etwa 12, 7 mm ois ii) mm besteht, wird durch einen Quellmittelbehälter geleitet, in dem sie mit einer 5 SIigen (Gew.-ft) Natriumhydroxidlösnng 20 äe&unden lang bei Kaumtemperatur behandelt wird.
Die behandelte kardierte Faserschicht aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern wird dann durch&ie in Fig. 7 bis 10 der UuA-Patentschrift 2 oo2 251 beschriebene Faserumordnungsvorrichtung geleitet. Bei diesem Verfahren wix'd die kardierte Faserschicht auf eine drehbare, mit Öffnungen versehene ätütztrommel gebracht und mit einem endlosen drehbaren üiebgui-t abgedeckt, das Öffnungen aufweist, die kleiner sind als die Offnungen der Drehtrommel. Druckwasserstrahlen werden vom Inneren der Trommel her durch die größeren Offnungen der Trommel gerichtet, dann durch die Faserschicht, wobei sie die in dieser vorhandenen Einzelfasern umordnen, und schließlich durch die kleineren Öffnungen des Siebgurtes geführt. Die Unordnung der üinzelfasern wird durch die
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weichen, schlaffen und gequollenen i'asern, die gegenüber cieni Uinordnungsverfahren leichter ansprechen una zu^an^licner sind, in hohem aiaüe erleichtert. Die Vielzahl von garnartigen Fasergruppen, die an Verbindungspunüten miteinander verbunden sind, sind klarer unurissen, wodurch die gebildeten Locher reiner sind und weniger gestreute Fasern enthalten. Das vorbestimmte Muster ist sehr scharf, was dadurch zustande kommt, daß die Einzelfasern leichter ansprechbar und zugänglicher gegenüber dem Umordnungsverfahren waren.
i»er Vergleich der so hergestellten Faserschicht mit einer gemäß der USA-Patentschrift 2 öö2 251 hergestellten, bei der keine yueilvorbehändlung vorgenommen wurde, zeigt deutlich die Überlegenheit der ersteren. Ks wurde auch sichergestellt, daß niedrigere Drücke angewendet werden können und die Fertigungsgeschwindigkeiten bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Verfahren gesteigert werden können infolge der größeren Ansprechbarkeit und Aufnahmefähigkeit der weichen, schlaffen und gequollenen Fasern gegenüber der Umordnung in dem wässrigen Medium.
Beispiel 23
Das Verfahren des Beispiels 22 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daü die Natronlaugevorbehandlung und die Umordnung zu einem einzigen .arbeitsgang kombiniert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Nutronlaugevorbehanaiungsstufe weggelassen und als umordnendes Strömungsmittel eine ö ieige Natriumhydroxidlösung verwendet wird.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 22 vergleichbar. Zu betonen ist, daß die verbesserten Ergebnisse teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die Viskosereyonfasern einen außerordentlich niedrigen Modul haben und dau die gebleichten Baumwoilfasern einen niedrigen Naßmodul haben, wodurch sie in Wasser sehr schlaff sind und somit gute Voraussetzungen für die erfindungsgemäße Behandlung mitbringen.
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Beispiel 24
üiin Geaiisch aus 2ö Gew.-,ό i-'ajtiiei'iaacherfasex'n mit einer ciurciiscimittiichen Länge von 2 bis "ö inifl und 75 üew.-i VisKosereyoniaserii Mit einer Länge von y,ö laia und einem iiter von i,o den v/ii-d viei· Minuten bei liaumteinperatur lüiü einer ö ioigen (Gew.-λ») Matriumhydroxidiösung behandelt. Das Fasergemisch aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern wird dann zur Bildung einer Schicht mit einem Gewicht von IV,7 g/ai wassergeschichtet, üie wird auf die in iiei-
22 besciiiiebene Weise behandelt, wobei vergleichbare verbesserte Jirgebiiisse erzielt werden, liie erhaltene umgeordnete ifaserschicht zeigt bei Vergleich mit einer geiaäid dem Verfahren des Beispiels 2 der Uiaii-Patentschrift 2 öö2 2öl hergestellten, die nicht durch Quellung vorbehandelt wurde, daß sie letzterer überlegen ist.
.Beispiel 25
Eine kardierte Faserschicht mit einem Gewicht von etwa 21,2 g/m aus 75 Gew. -Vo Viskosereyonfasern mit einem Titer von 1,5 den und einer Länge von etwa 50,α mm und 25 Gew.-^ gebleichten iiaumwollfasern mit einer Stapellänge von etwa 12,7 mm bis 19 mm wird IU Sekunden lang bei Kaumtemperatur durch einen Jäehand lungs trog geleitet, der 5 Gew.-1* iiatriumhydroxid enthält.
JJie behandelte, kardierte Faserschicht aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern wird dann durch die in Fig. 23 der UÜA-Patentschrift 2 bö2 251 beschriebene Ümordnungsvorrichtung (doppeltes üiebgurt) geschickt.
Bei diesem Verfahren wird die kardierte Faserschicht aut einen endlosen, biegsamen Stützsiebgurt mit öffnungen gebracht und durch einen anderen endlosen, biegsamen Sieb» gurt mit Offnungen bede&t, die größer als die Öffnungen des Stutzbartes sind. Die Druckwasserstrahlen, werden vom Inneren des abdeckenden biegsamen Gurtes gerichtet und laufen durch dessen größere Öffnungen, dann durch die Faserschicht
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zum umordnen der ^inzeli'asern und schließlich dureh die kleineren öffnungen des ütützgurtes.
Die Vielzahl von garnartigen i'asergruppen ist an Verbindungsyunkten initeinandei* verbunden und sehr klar umrissen, nie Öffnungen in der umgeordneten Faserschicht sind sauber und scharf. Die Faserschicht zeigt beim Vergleich mit einer gemäß Beispiel ä der USa-Patentschrift 2 öö2 251 erhaltenen, die nicht einer guellvorbehandlung unterzogen wurde, gegenüber letzterer Überlegenheit. Auch kann die Fertigungsgeschwindigkeit gesteigert werden, wenn die Fasern einer Quellvorbehandlung unterzogen werden.
Beispiel 25a
Das Verfahren des Beispiels 25 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Natronlaugevorbehandiungsstufe und die Umordnungsstufe zu einem einzigeix Arbeitsgang kombiniert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Natronlaugevorbehandlungsstuie weggelassen und als umordnendes Strömungsmittel eine 5 ,öige Natriumiiydroxidiösung verwendet wird.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 25 vergleichbar. Us ist zu betonen, daß die verbesserten Ergebnisse zum Teil auf die Tatsache zurückzufuhren sind, daß die Viskosereyonfasern einen außerordentlich niedrigen Haßmodul haben, wodurch sie in üiasser sehr schlaff sind und somit vorzügliche Voraussetzungen mitbringen, erfindungsgeinäß behandelt zu werden.
Beispiel 2(5
Das Verfahren des Beispiels 22 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß das behandelte kardierte Faservlies aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern durch die inFig. 11 der UfcJA-Patentschrift ό Ο'όό 721 beschriebene Vorrichtung geführt wird, bei der Wasserstrahlen zuerst
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durch die kleineren öffnungen des Siebes, dann durch die Faserschicht und schließlich durch die größeren öffnungen der Drehtrommel treten. Die Umordnung der Einzelfasern wird dadurch erleichtert, daü diese weich, schlaff und gequollen sind, und das vorbestimmte Muster von ausgestülpten Faserpackungen, die aus der Ebene der flachen Bündel herausragen, ist klar und scharf umrissen mit scharfer Linienführung. Die erhaltene i?as er schicht zeigt bei Vergleich mit einer gemäß dem Beispiel der USA-Patentschrift 3 033 721 hergestellten, die nicht einer guel!vorbehandlung unterzogen wurde, Überlegenheit. Gesteigerte Fertigungsgeschwindigkeiten sind gleichfalls möglich, ebenso wie die Anwendung von niedrigeren Drücken der Wasserstrahlen<>
Beispiel 27
Das Verfahren des Beispiels 2ö wird im wesentlichen wiederholt Mt der Ausnahme, daß die Natroniaugevorbehandiung und die Umordnungsstufe zu einem einzigen Arbeitsgang kombiniert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Natronlaugevorbehandlung weggelassen und als umordnendes Strömungsmittel eine 5 Vöige Natriumhydroxid lösung verwendet wird.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispids 26 vergleichbar. Es ist zu betonen, daß die verbesserten Ergebnisse teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die Viskosereyonfasern einen außerordentlich niedrigen Naßmodul haben, wodurch sie in Wasser sehr schlaff sind und damit vorzügliche Voraussetzungen mitbringen, erfindungsgemäß behandelt zu werden.
Beispiel 2ii
Eine Faserschicht aus unregelmäßig angeordneten Fasern mit einem Gewicht von 21,2 g/m aus 75 Gew.-% Viskosereyonfasern mit einem Titer von 1,5 den und einer Länge von 50,8 mm und 25 Gew.-% gebleichten Baumwollfasern mit einer Stapellänge von etwa 12,7 bis 19 mm wird 15 Sekunden lang bei Raumtemperatur durch einen Behälter mit einer ö %igen Natriumhydroxidlösung geleitet.
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Die behandelte Faserschicht aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern wird dann durch die in Fig. 1 der USA-Patentsehrift 3 025 5li5 beschriebene Faserumordnungsvorrichtung geschickt. Bei diesem Verfahren wird die Schicht auf ein Stützsieb mit herausragenden Ausstülpungen gebracht, und die Einzelfasern werden zur Bildung eines vorbestimmten Musters aus Löchern und Öffnungen rund um die herausragenden Ausstülpungen umgeordnet.
Die Faserumordnung wird durch die Quellvorbehandlung sehr erleichtert, und gesteigerte Fertigungsgeschwindigkeiten werden erreicht.
Beispiel 29
Keyonfasern mit einem Titer von 1,5 den pro Faden und einer Stapellänge von 12,7 mm. werden 4 bis 5 Sekunden lang mit einer 5 «igen Natriumyhdroxidlösung behandelt. Ohne Entfernung des Natriumhydroxids werden diese Fasern dann bei Raumtemperatur rasch bei großem Wasserüberschuß in eine Blattform (58 χ 58 cm) eingetragen und zu einer Schicht verformt. Die Bündel werden ausgezeichnet und rasch in Einzelfasern zerlegt, und die Dispergiereigerechaften der Fasern in dem wässrigen Medium sind ausgezeichnet, was zeigt, daß die Quellwirkung des Natriumhydroxids sehr rasch einsetzt.
Beispiel 30
Das Verfahren des Beispiels 2ö wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Natronlaugevorbehandlungsstufe und die Umordnungsstufe zu einem einzigen Arbeitsgang kombiniert werden. In diesen spezifischenFall wird die Faserschicht aus unregelmäßig angeordneten Viskosereyonfasern und gebleichten Baumwoilfasern nicht mit der 5 %igen
behandelt
Natriumhydroxidlösung fund dann in der Faserumordnungsvorrichtungder USA-Patentschrift 3 025 5öö (Fig. 1) umgeordnet, sondern in dieser Vorrichtung mit einer 5 %igen Natriumhydroxidlösung anstelle von Wasser als Strömungsmittel umgeordnet. ,
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i>ie ürgebiiisse sind allgemein mit denen des Beispiels 2d vergleichbar, iis ist zu betonen, daü die verbessei-ten üi-iiebiiisse zum Teil auf die Tatsache zurüciczuführen sind, daß die Viskosereyonfasern einen außerordentlich niedrigen Nai&aodul aufweisen, wodurch sie in Wasser sehr schlaff sind und damit vorzügliche Voraussetzungen mitbringen, erfindungsgemäß behandelt zu werden.
Beispiel 31
Hs werden 12 kardierte Faserschichten hergestellt, von denen jede ein Gewicht von ü4,7 g/ia hat una aus Viskosereyonfasern idit einem Titer von 1,5 den und einer Länge von öü,o Miii besteht, kechs dieser Schichten werdeiyVor-behandelt, indem sie üui*ch Wasser bei üaumtemperatur geleitet werden, und die sechs anderen Schichten werden vorbehandelt,indem sie durch eine 5 jbige Natriuiohydroxidlösung. von üaumterpei-atur geleitet werden. Dann werden alle zwölf üchichten unter den in der folgenden Tabelle beschriebenen Bedingungen umgeordnet.
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Probe tfertigungsgeschwindig-
100 *
Festigkeit (g/cm/g Gew.) jjängs wuer
Tabelle 1
lüodul Qfcg/cm)
Zähigkeit Qgg/cm
Längs
keit (m/Min.) Trocken Naß Trocken Längs
Quer
Trocken Naß Trocken Naiü Trocken Naß Trocken Naß
4
5
4,7
11, ο
21,2
2b, 2
11,8
11,8
6,43 Ib,36 1,55 2,41 1,37
9,33 14,75 1,20 2,11 1,49
4,21 13,55 0,30 1,51 0,63
3,91 12,94 0,60 1,51 0,56
3,dl 12,34-0,30 1,51 0,56
l,öl 7,22 0,30 0,90 0,25
2,1b 0,025 0,046 1,64 0,016 0,046 1,49 0,012 0,039 1,44 0,01ö 0,034 1,60 0,018 0,034 0,95 0,011 0,043
0,091 0,164 0,094 0,142 0,037 0,123 0,036 0,123 0,034 0,135 0,014 0,059
0,071 0,075 0,062 0,071 0,014 0,04ö 0,021 0,046 0,020 0,052 0,007 0,039
10
11
12
4,7
11,0)
21,2
2ü,2
Ix, ei
12,8
23,16 17,16 2,71 3,01 4,46
14,75 16,25 2,41 3,01 3,02
15,95 18,36 1,20 2,41 2,52
13,24 16,66 1,20 2,11 2,27
Iu,36 16,56 2,11 1,61 3,13
13,24 13,55 1,51 2,11 2,79
2,16 0,034 0,039 2,29 0,020 0,059 2,12 0,012 0,036 1,65 0,020 0,036 1,ü9 0,025 Ü,Ü37 2,00 0,021 0,034
0,285 0,231 0,146 0,094 0,231 0,249 0,139 0,105 ι 0,17ö 0,231 0,061 0,0ö2 « 0,169 0,214 0,082 0,06'J j 0,196 0,196 0,112 0,05C 0,15b 0,176 0,094 0,071
100
*) g Gew.
= 100 g Schichtgewicht
(λ) CO
απ
kiel den Versuchen der vorstehenden Tabelle 1 waren die Äianometerdrüeke des umordnenden Strömungsmittels wie folgt: £iei den Proben 1 bis 4 und 7 bis 10 betrug der Manometerdruck 7,7 kg/cm , bei den Proben 5 und 11 5,25 kg/cm und bei den Proben 6 und 12 3,5 kg/cm .
!'"aseruiaordnungsvorrichtung wurde die in Fig. 1 und 4 üer UaA-Patentschrift 3 025 5ίί5 beschriebene verwendet, wobei Jedoch die Abänderung vorgenommen wurde, daß der dort beschriebene obere Diffusionssprühgurt weggelassen wurde. Der endlose, durchlässige, untere Stützgurt ist ein Siebgewebe aus hochgradig abgeknickten Drähten mit 14 χ 14 Maschen, wie es in Fig. 5 dieser Patentschrift dargestellt ist. Zum Verfilzen und Umordnen wurden nadeiförmige Wasserstrahlen eingesetzt.
Wie Tabelle lzeigt, sind die Festigkeitswerte, die die normalisierten Zugfestigkeiten darsteilen, durch die Vorbehandlung mit der Natriumhydroxidlösung sowohl in Längswie in querrichtung ebenso wie in nassem wie in trockenem Zustand beträchtlich erhöht. Auch die Modulwerte, die die Beständigkeit gegenüber Dehnung zeigen und somit die Dehnungsfestigkeit oder offensichtliche Verbindung des Gewebes angeben, sind außerordentlich erhöht. Schließlich, und vielleicht am bemerkenswertesten von allem, sind die Zähigkeitswerte, die den Bereich unter der Zug-Spannungs-Kur ve bezeichnet und die Gesamtkraft angeben, die zum Bruch des Gewebes erforderlich ist, um ein Vielfaches verbessert.
Daneben ist daran zu erinnern, daß, obwohl höhere Fertigungsgeschwindigkeiten undiiiedrigere Strömungsmitteldrücke möglich sind, immer noch zu zufriedenstellenden technischen Produkten gelangt wird.
Es muß noch einmal betont werden, daß die Vorzüge und Vorteile teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß Viskosereyonfasern zu den schlaffesten aller Fasern in Wasser gehören und einen extrem niedrigen Naßmodul aufweisen,
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- 3β -
so daß sie vorzügliche Voraussetzungen mitbringen, erfindungsgemäß behandelt zu werden.
Beispiel 32
Das Verfahren des Beispiels 31 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daii die üewichte der verwendeten kardierten Faserschichten auf 42,4 g/m erhöht werden. Die übrigen Arbeitsbedingungen sind genau wie bei Beispiel 31*
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 31 vergleichoar.
Beispiel 33
Das Verfahren des Beispiels 31 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß das 14 χ 14-Maschen-Sieb durch
a) ein gewebtes Polypropylensieb mit 22 χ 22 Maschen ,
b) ein hochgradig abgeknicktes gewebtes Polypropylensieb mit 13 χ 13 Maschen und c) einen perforierten Gurt mit 1,47 mm-Löchern auf 2,39 mm Mittelpunkten ersetzt wurde. Die Fertigungsgeschwindigkeit betrug bei allen Proben 4,57 m pro Hinute.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 31 vergleichbar, jedoch ist zu bemerken, daß das Sieb aus hochgradig abgeknickten Drähten mit 13 χ 13 Maschen und die Mustergurte zur Steigerung der Schichtfestigkeiten wirksamer sind als das 22 χ 22-Maschen-Sieb.
Beispiel 34
Das Verfahren des Beispiels 31 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß (1) luftgeschichtete isotrope Faserschichten auf einem Curlator-öchichtformer und (2) naßgeschichtete isotrope Faserschichten durch modifizierte Papiererzeugungstechniken, wie sie in der USA-Patentanmeldung No. dlO 573 (insbesondere Beispiel 1) beschrieben werden, erzeugt und als Ausgangsmaterial verwendet werden.
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216438S
Die Ergebnisse sind allgemein besser als die des Beispiels 31, woraus ersichtlich ist, daß das Erfindungskonzept bei isotropen faserschichten besser anwendbar und wirksamer ist als bei kardierten Faserschichten.
Jis ist wiederum zu betonen, daß das vorteilhafte Ergebnis teilweise auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Viskosereyonfasern zu den schlaffesten aller Fasern in Wasser gehören ^nd einen extrem niedrigen Naßmodul aufweisen, so daß sie ausgezeichnete Voraussetzungen mitbringe1) erfindungsgemäß behandelt zu werden.
Beispiel 35
Das Verfahren des Beispiels 34 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Natronlaugevorbehandlungsstufe und die Umordnungsstufe zu einem einzigen Arbeitsgang kombiniert werden. Dies geschieht dadurch, daß die Vorbehandlung mit 5 Voiger Natriumhydroxidlösung weggelassen und das Wasser in der Umordnungsvorrichtung durch ö /iige Natriumrhydroxidlösung ersetzt wird.
jL»ie Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 34 vergleichbar. Wiederum ist zu betonen, daß die verbesserten Ergebnisse teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, üaio die regenerierten Celluloseviskosefasern vielleicht die in «fässer schlaffesten Fasern sind und deshalb die besten Voraussetzungen mitbringen, erfindungsgemäß behandelt zu werden.
Verfahren des Beispiels 31 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Natronlaugevorbehandlungsstufe und die Limordnungsstufe zu einem einzigen Arbeitsgang kombiniert werden. Im einzelnen wurden sechs der Proben (Proben 7 bis 12) nicht mit der 5 %±gen Natriumhydroxidlösung vorbehandelt und dann mit nadeiförmigen Wasserstrahlen umgeordnet, „onaern mit nadelartigen strahlen von 5 %iger Natriumhydroxidio.'suiiumgeordnet.
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Ergebnisse sind allgemein mit denen des xJeispiexs o± vergleichbar. JsJs ist auch hier zu betonen, da» die Vorzüge: und Vorteile teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, daii die Viskosereyonfasern zu den schlaffesten aller li'asern in «fässer gehören und einen extrem niedrigen ftaioiaodux aufweisen, so daß sie ausnehmend geeignet für die Anwendung der Prinzipien der Erfindung sindο
Beispiel ö'i
u±e folgenden Versuche wurden zur .Ermittlung des Mechanismus* durchgeführt, durch den die Vorbehandlungen mit Natronlauge oder anderen yuellmittexn den darauffolgenden ümordnungsvorgang una die Verbesserung der ü'estigkeits-, luoxiux- und Zähigkeitswerte erleichtern una fordern.
diesen Versuchen werden als *iusgangsiaatei'ialien faserschichten aus Viskoserevonfasern mit einer Lunge von it/ hui unu einem Tixer von x,o den verwendet, ^iese schichten sind nicii'c kardierte, orientiex'te Schienten, sonuern isocrope !•'aserschichten, aie dux'cu mouifi^ierte Jt-a^ioi-erzeu^ungsveriahren hergestellt sina, wie sie in üer LTo/i-i-accntanmeldunt, Wo0 oiü b/o beschrieben sind, unter Verv/endung von 20 ppm voiyatnyienoxiu-if^i.imittei wit einem uurcnschnittlichen UoxeKulargewicht von mehr als etwa b Millionen.
schienten weraen in der in xjeispiex JI beschriooeneii Vorrichtung auf versciixedene arten, wie sie in der folgenden Tabelle erläutert sind, behanuuit, wouei der iiianomecerurucu. eier Wassex'stx'ahien ^,6 Kg/cia beträgt unu die r'orii der Wasserstrahlen durch Juochplatten mit uiinunfacn von υ, uuicnmesser bestimmt wird, ülie in aer ioib«uaon T angegebenen physikaiiücnen eigenschaften wurden an trockenen iroDwi bestimmt.
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Tabelle 2
O CO OO ΙΌ
Probe
Festigkeit (g/cm/10ü g Gew.)
1. Unbehandelt 0,30 (Vergleich)
2. Vorbehandelt Ο,θϋ mit 5 ftiger
NaOH - Auswaschen der NaOH vor dem Umordnen
3. Vorbehandelt 9,63
mit ö %iger —» NaOh kurz vor -* dem Umordnen *)
_» 4. Vorbehandelt 7,53 mix 5 böiger NaOH vor dem Umordnen neutralisiert mit üssigsre. nach dem Umordnen und vor dem Trocknen *)
5. Gebildet in .0,60 hochkonz. Polyäthylenoxid-Fällmittel (100 ggm)
o,3O
1,20
Ll,
ö,02
0,60
0,30 0,90
9,03
8,43
0,60
0,30 0,90
5,42
0,ö0
Modul (ka/cm)
Zähigkeit (kg/cm)
Ο,Οοο 0,117
1,324
0,09b
0,0o2
Ü,0o4
0,lc»7 0,144
0,936
0,101
1,303
0,943
0,09d
0,039
0,123
0,ol5
0,0ö2
■Längs
0,004
0,007
0,142
0,004
0,0X1
0.114
0,005 0,005
0,004 10,002
0,009
0,233
0,142
0,005
0,007
0,199
0,096
0,005
(wird fortgesetzt)
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Probe Festigkeit Modul (kg/cm)" Zähigkeit (kg/cm)
(g/cm/lüO g Gew.)
6. Besprengen O1OO - O1 ϋθ - 0,093 - 0,096 - 0,005 - 0,005 der nassen Schicht mit Polyäthylenoxid-Pulver
£J 7. Vorbehandelt 0,30 0,60 0,30 0,60 0,053 0,0<*4 0,052 0,073 0,004 0,005 0,004 0,005 C0 mit 1 feigem co NH4(JH
8. Nü OH im 0,30 0,30 0,30 0,30 0,041 0,023 0,039 0,01ö 0,002 0,004 0,002 - ^ ^. Strahl- is»
_* wasser ι '
-* (pH 9,ö)
ü 9. Vorbehandelt 1,51 ™ 1,51 - 0,2ό3 - 0,164 - 0,016 - 0,009 mit 52 tigern ZnCl2
10.Vorbehandelt 1,20 - 1,20 - 0,22ΰ - 0,146 - 0,014 - 0,009 mit <T52 %-igem ZnCi2
*) NaOH wird vor dem Umordnen nicht ausgewaschen
niese Ergebnisse zeigen an, daß es nicht genügt, die fasern nur schlüpfrig zu iaachen, um zu einer verbesserten Faseranordnung und zu verbesserten physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Textilstoffes zu gelangen. Dies zeigen die Proben ϋ bis ti, bei denen die fasern nur schlüpfrig gemacht wurden und keine Verbesserung der Ergebnisse bei der Faseranordnung erzielt wurde.
Ergebnisse zeigen auch an, daß bei Abwesenheit von schlüpfrigen Fasern eine verbesserte Faserumordnung erzielt wird. Dies zeigen die Proben 9 und 10, bei denen die Faserumordnung verbessert wurde, ohne daß die Fasern schlüpfrig gemaciit wurden.
(Schließlich zeigen die Ergebnisse auch, daß die erhöhte Festigkeit nicht auf autogenes Verbinden der Einzelfasern zurückzuführen ist. Dies wird durch die Proben ä und 4 gezeigt, oei denen die restliche Natronlauge, die in der Schicht der Probe 3 zurückgelassen wird, keine Selbstverbindung wahrend det> Trocknens · bewirkte Die etwas geringere Festijäiceii; der Probe 4 kann au£ die zusätzliche Behandlung und Bearbeitung zurückzuführen sein, die durch das Neutralisieren der Natronlauge mit Essigsäure, das anschließende entwässern mit einem Wringerp das Spülen mit Wasser und ein zweites Entwässern mit einem Wringer nach der Faserumordnung und vor üem Trocknen gegeben ist,,
uas Vei-iuiireii ties lieispiels h>1 wird im Wesentiicneii wiederiioic mit der xiusnalime, deu» üie verwendeten Viskosereyonfasern eine ihinj.e von οο,χ mm haoeiio Die Konzentration des Poiyutiiyionoxia-i.''al±jaittels wird von 20 ppm auf i400 ppm in dem ' in tier .uluttlorrii ex'lioht. ;;
ind uix^encin nit denen doü Jueispiels u
3 0 9 8 2 6 / I 1 2 1
Beispiel 39
Has Verfahren des Beispiels 37 wird in der für die Proben bis 4 angegebenen Weise im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahmeι daß die Vorbehandlung der Viskosereyonfaserschicht mit 5 %iger Natriumhydroxidlösung weggelassen und daß als umordnendes Strömungsmittel anstelle von Wasser eine 5 %ige Natriumhydroxidlösung verwendet wird.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 37 vergleichbar.
Beispiel 40
Die folgenden Versuche wurden durchgeführt, um die Wirkung der Vorbehandlung mit Natronlauge oder anderen yuellmitteln auf Fasern unterschiedlicher Längen zu untersuchen. Bei diesen Versuchen wurde die in Beispiel 31 beschriebene Vorrichtung verwendet, die Faserschichten sind im Naßverfahren gebildet und isotrop, wenn es nicht anders angegeben ist, die Vorbehandlungslösung ist ö %iges Natriumhydroxid, der Manometerdruck der Wasserstrahlen beträgt 7 kg/cm , die Fertigungsgeschwindigkeit beträgt 4,57 m pro Minute, die Lochplatten haben Öffnungen von 0,305 mm Durchmesser, und der durchlässige} endlose, untere Stützgurt besteht aus einem Sieb aus hochgradig abgeknickten Drähten mit 14 χ Maschen, wie es in Fig. 5 der USA-Patentschrift ό 025 5bö beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, wobei alle physikalischen Eigenschaften an trockenen Proben bestimmt wurden.
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Tabelle 3
Probe
9 f5-mm-Eeyonunbehandelt
9,5-mm-Reyon-NaOH-behändeIt
12,7-mm-Reyon unbehandelt
12,7-mm-iieyon Naüii-behände It
15,y-mm-tteyonunbehandelt
15,9-mm-Reyon NaOH-behandelt
19-mm-Reyon unbehandelt
19-mm-Reyon NaOH-behände1t
25,4-aun-Reyonunbehandelt
25,4-mm-Reyon NaOH-behandelt
19-mm-Reyon-
Curlatorschicht
unbehandelt
19-mm-Reyon-
Curlatorschicht
NaOH-behandelt
Festigkeit (g/cm/100 g Gew.)
Langs
3,öl 2,41
b,43 3,01
6,62 4,21
15,65 12,64
10,23 10,54
Ib,06 16,56
6,02 6,32
19,26 15,35
12,34 9,33
20,17 14,45
2,71 2,11
11,14 12,04
Modul (k%/cm)
Längs Quer
Ü,493 0,301
Ο,βΟΙ 0,1X6
0,001 0,730
1,35ο 0,769
Ü,<i53 0,769
1,563 0,609
0,5d9 0,936
1,762 0,601
0,623 0,62α
1,627 ,653
0,461 0,397
0,949 1,242
Zähigkeit (kg/cm)
Längs 0,023
0,046 0,030
0,119 0,075
0,196 0,306
0,422 0,lö2
0,206 0,297
0,340 0,096
0,116 0,313
0,429 0,199
0,299 0,344
0,3** 0,ObO
0,150
0,546 0,504
Diese Ergebnisse zeigen deutlich die Überlegenheit der Verwendung von längeren Fasern und mit Natronlauge vorbehandelten Schichten, Die geringe Festigkeit der im Curlator geformten Faserschicht ist ein Ergebnis ihres hohen Gewichtes, das im Bereich von etwa 70,ti g/m liegt.
Beispiel 41
Das Verfahren des Beispiels 40 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Natronlaugevorbehandlung weggelassen wird und zum Umordnen durch die Öffnungen der Lochplatten 5 feige Natriumhydroxidlösung austritt.
Die Ergebnisse sind allgemein mit denen des Beispiels 40 vergleichbar.
Beispiel 42
Die folgenden Versuche wurden mit Faserschichten durchgeführt, die in einer Papiermacherblattform gebildet worden waren. Hierzu wurde ein Strang aus glänzenden, nicht ausgerüsteten Viskosereyonfäden mit einem Einzelfadentiter von 1,5 den zu Fasern von 12,7 mm Länge präzisionsgeschnitten. Vor der Ausformung dieser Fasern in der Blattform wurden sie mit 5 %±ger Natronlaugelösung vorbehandelt, um das Zerlegen der Faserbündel zu erleichtern und zu fördern und die Einheitlichkeit und die Festigkeit der erhaltenen Faserschicht zu verbessern. Zur Beschleunigung der Schichtbildung werden in die Blattform 10 ppm folyäthylenoxid-Fällmittel mit einem Molekulargewicht von mehr als 5 Millionen gegeben. Anschließend wird zum Neutralisieren der natronlaugebehandelten Fasern Essigsäure in das Wasser der Blattforra gegeben,
Die naßgeschichteten Schichten werden aus der Blattform herausgenommen und auf Sieben luftgetrocknet. Es werden im wesentlichen unverbundene Proben erhalten, die sich für den
nachfolgenden (Jmordnungsprozeß eignen. Sie haben aui*
2 Trockenbasis ein Gewicht von 28,23 g/m bei allen Versuchen.
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Die Umordnungsbedingungen sind wie folgt: als Vorrichtung wird die in Fig. 2 der USA-Patentschrift 3 485 706 beschriebene verwendet; der Wasserstrahlendruck beträgt b,75 kg/cm (ilanometerdruck); die.Öffnungen sind gerade,zyl-indrische Löcher mit einer Größe von 0,331 nun; die Öffnungen liegen in einer 15,2 cm langen Keihe, wobei 16 Öffnungen auf 2,54 cm kommen; Der Abstand zwischen öffnungen und Faserschicht beträgt 41,28 mm; und der musterbildende Stützgurt ist ein gewebtes, hochgradig abgeknicktes Polypropylensieb mit 23 χ 23 Maschen.
Die Proben der im Papxermacherverfahren in der Blattform hergestellten Faserschicht werden zu einer Größe von 140 χ 140 mm zurechtgeschnitten und auf das gemusterte Stützsieb gelegt und vorbehandelt, indem sie entweder in Wasser oder in 5 %ige Natronlaugelösung getaucht werden, in Abhängigkeit davon, ob ein Blindversuch gemacht wird oder eine Natronlaugevorbehandlung erwünscht ist. Die Proben und das Stützsieb werden dann unter die zahlreichen Öffnungen gebracht. Unter dem Stützsieb wird ein Vakuum von 127 mm Hg angelegt. Die Fördergeschwindigkeit zwischen den öffnungen und den Proben auf dem Stützsieb beträgt etwa 4,57 m pro Minute.
Die Proben auf dem Sieb werden dann um 90° gedreht und ein zweitesiüal in bezug auf die Wasserstrahlen durchgeleitet, wobei die Proben eine zweite Umordnungsbehandlung erfahren, üie beiden Durchgänge, die zueinander um 90 versetzt sind, werden als eine Umordnungsbehandlung bezeichnet. Dieses Verfahren wird dann erforderlichenfalls wiederholt, um die gewünschte Anzahl-von Behandlungen zu erhalten. Die Proben werden getrocknet und auf einem photographischen Drucktrockner bei einer Temperatur von etwa 121 C getrocknet. Die Festigkeiten der Proben in der Trockenmaschinenrichtung werden dann ermittelt.
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jJie Vorbehandlung mit Natronlaugelösung beschleunigt und
vergrößert in hohem Maße die Vorzüge und Vorteile des Umordnungsverfahrens. liine Umordnungsbehandlung einer natronlaugevorbehandelten Schicht führt zu Festigkeiten, die fast so hoch sind wie die, welche sonst nur durch drei Umordnungsbehandlungen einer unbehandelten Schicht erzielt werden.
Beispiel 43
Das Verfahren des Beispiels 42 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Proben, die mit 5 %iger
Natronlauge vorbehandelt und dann umgeordnet wurden, jetzt gleichzeitig mit 5 %iger Natronlauge behandelt und umgeordnet werden. Dies geschieht dadurch, daß die zahlreichen
Üf-fnungen mit 5 foiger Natronlaugelösung beschickt werden. Ks ist zu bemerken, daß die Faserschichten tiefer in das
musternde Trägersieb hineingetrieben werden, wenn mit
5 %iger Natronlauge beschickt wird. Ansonsten sind die
Ergebnisse allgemein mit denen des Beispiels 42 vergleichbar, mit der Ausnahme, daß in wenigen Fällen die Festigkeiten in Längs- oder Maschinenrichtung bei der kombinierten Arbeitsweise niedriger sind.
Beispiel 44 ,
Das Verfahren des Beispiels 42 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Faserschicht zwischen zwei
mustex'bildenden Sieben angeordnet und in dieser Lage umgeordnet wird. Die sandwichartige Anordnung von zwei Sieben und eier dazwischenbefindlichen Faserschicht wird dann umgedreht und einer zweiten Umordnung unterzogen. Die Festigkeiten in Maschinenrichtung werden dann an den Proben bestimmt, die
mit Wasser und mit 5 *>iger Natronlauge als umordnendem
Strömungsmittel behandelt wurden. üs wird festgestellt, daß verbesserte Festigkeiten erhalten werden, wenn 5 %ige
Natronlaugelösung verwendet wird. Hs wird auch bemerkt, daß die Sandwichtechnik die Wirksamkeit des Umordnungsprozesses vermindert, was wahrscheinlich auf die Schwächung der Strahlenergie durch das obere Sieb zurückzuführen ist.
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Beispiel 45
Das Verfahren des Beispiels 42 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daii der Abstand zwischen Offnungen und Faserschicht von 41,2ü mm (wie in Beispiel 42) auf 12,7 mra abgeändert wird. Infolge dieser Änderung ergeben sich jedoch keine nennenswerten Änderungen der Festigkeitswerte.
Beispiel 46
Das Verfahren des Beispiels 42 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die Fasermaterialien auf einer Platte mit gestaffelten lieihen von kreisförmigen Löchern mit 1,7 mm Durchmesser auf 2,82 mm-Hitteipunkten umgeordnet werden. Der gestaffelte Mittelpunkt-Mitteipunkt-Abstand zwischen benachbarten Reihen beträgt 2,36 mm. Diese besondere Platte führt zu einem Faserstoff, der in stärkerem Maße dem ähnelt, der gemäß denTechniken der USA-Patentschrift 3 033 721 erhalten wird. Die gemäß dieser Patentschrift erhaltenen Erzeugnisse besitzen gewissermaßen kompakte Massen aus verfilzten Fasern, die durch geordnete Fasergruppen miteinander verbunden sind. Es wird bemerkt, daß diese besondere Form einer Musterplatte die Festigkeiten bei umgeordneten Faserstoffen stärker verbessert als die hochgradig abgeknickten Drahtsiebe des Beispiels 42.
Beispiel 47
Ein Strang aus natürlichen Polyamidendlosfäden (Nylon 66) (Einzelfadentiter 3 den) wird mit einer guiliotineartigen Schneidemaschine zu Stapelfasern mit einer Länge von 9,5 im zerschnitten. Die erhaltenen Fasern liegen in Klumpen vor und nicht einzeln oder individuell. Die Faserklumpen hängen besonders an ihren Enden zusammen, insbesondere infolge des. mechanischen Druckes, der wahrend des Schneideprozesses auf die thermoplastischen Nylonfäden ausgeübt wird. Die Enden der Klumpen zeigen bei der Untersuchung, daß sie zusammenklebende Aggregate von parallelen Faserbündeln sind.
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Diese Faserbündel werden in Wasser eingebracht und gerührt, fallen jedoch nicht auseinander, die widerstehen der äerle-
in Einzelfasern. Die Fasern werden herausgenommen und zwei Minuten bei 115° C in Jf-Butyroiacton getaucht, wobei sie weich, schlaff und gequollen werden. Wenn sie erneut in Wasser eingebracht werden, zeigen die Fasern eine deutlich gesteigerte Neigung, in Einzelfasern auseinanderzufallen, wodurch Klumpen und Aggregate in der Faseraufschlämmung nicht mehr zu beobachten sind und ausgezeichnet einheitliche Faserschichten in einer konventionellen Blattform hergestellt werden können.
Beispiel 4ü
Ein Endlosfadenstrang aus Polyäthylenterephthalat-polyester (Einzelfadentiter 1,5 den) wird mit einer guilXotineartigen Schneidemaschine zu Stapelfasern mit einer Länge von 12,7 mm zerschnitten. Die erhaltenen Fasern liegen in Klumpen vor und nicht locker oder einzeln. Die Faserklumpen hängen besonders an ihren Enden zusammen, vor allem infolge des mechanischen Druckes, der während des Schneideprozesses auf die thermoplastischen Polyesterfasern ausgeübt wird. Die Enden der Faserklumpen zeigen bei der Untersuchung, daß sie zusammenklebende Aggregate aus parallelen Faserbündein sind.
Diese Faserbündel werden in Wasser eingebracht und gerührt, lallen jedoch nicht auseinander. Sie widerstehen der Zerlegung in Sinzelfasern. Wenn sie jedoch zwei Minuten bei 110° C einer Vorbehandlung in N-Methylpyrrolidon unterzogen werden, werden sie weich, schlaff und gequollen, und sie fallen sofort zu Einzelfäden auseinander, wenn sie in Wasser eingetragen werden, und bilden ausgezeichnet einheitliche Faseraufschlämmungen aus individualisierten Fasern, die leicht zu ausgezeichnet einheitlichen Faserschichten mit einer konventionellen Blattform verarbeitet werden können.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt* /in ihnen können zahlreiche, für den Fachmann naheliegende Abänderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird.
Patentansprüche:
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Claims (1)

  1. Patentansprüche :
    1. Verfahren zum Behandeln von Fasermaterialien zum Zugänglichermachen dieser Materialien gegenüber nachfolgenden Textilverfahren mit wässrigen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien zum Weich- und Schlaffmachen und zum quellen der Einzelfasern mit einem Quellmittel behandelt werden, daß die aus weichen, schlaffen und gequollenen fasern bestehenden Fasermaterialien einem Textilverfahren unter Verwendung wässriger Medien unterzogen werden und daß aus den Linzelfasern ein ungewebter Faserstoff hergestellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den weichen, schlaffen und gequollenen Fasern bestehende Fasermaterial auf ein mit Öffnungen versehenes Stützteil aufgebracht und den btrömen eines wässrigen Mediums ausgesetzt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Stützten befindliche Fasermaterial mit einem mit Öffnungen versehenen Bauteil abgedeckt wird, dessen öffnungen kleiner sind als die des Stützteile, und daß das Fasermaterial den btrömen eines wässrigen Mediums aus-gesetzt wird, wobei zur Bildung eines ungewebten Faserstoffes mit einer Vielzahl von garnartigen Fasergruppen, die an Verbindungspunkten miteinander verbunden sind und eine Vielzahl von Löchern umgeben, die Ströme des wässrigen Mediums durch das Stützteil, das Fasermaterial und das Abdeckteil laufen.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme des wässrigen Mediums durch das Abdeckteil mit den kleineren öffnungen, das Fasermaterial und das Stützteil laufen.
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    5. Verfahren nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiü das ü'asermaterial aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern mit wässrigen Harzbindemittelemulsionen oder -dispersionen behandelt und zu einein ungewebten Faserstoff verarbeitet wird.
    o. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den weichen, schlaffen und gequollenen Fasern ein isotroper ungewebter Faserstoff hergestellt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faserschicht aus überlappenden, sich kreuzenden Uünzeifasern gebildet und diese zur Bildung eines ungewebten Faserstoffes einem Textilverfahren unter Verwendung eines wässrigen Mediums ausgesetzt wird, das ein iärweichungs- und Quellmittel für die Fasern enthält.
    y. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das das Erweichungs- und Quellmittel enthaltende wässrige Medium vor dem Kontakt mit der Faserschicht durch ein durchlässiges Diffusionsteil tritt.
    9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das das Erweichungs- und quellmittel enthaltende wässrige Medium direkt mit der Faserschicht in Berührung kommt.
    10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasermaterial eine Faserschicht aus überlappenden, sich kreuzenden Fasern, bei der die Einzelfasern unter üein üinfluß von Ströraungsmittelkräften verschiebiich sind, mit dem Jsrweichungs- und Quellmittel für die Fasern behandelt wird, daß die aus weichen, schlaffen und gequollenen Fasern bestehende Faserschicht dann zwecks Herstellung eines ungewebten Faserstoffes mit gemusterter Konfiguration zur Verschiebung der Fasern zu einem Muster
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    aus Faserbündeln mit erhöhter Faserdichte unter Bildung von Bereichen mit geringerer Faserdichte mit einem umordnenden Strömungsmittel behandelt wird, wobei die Fasern in den Bündeln stärker parallel angeordnet und dichter zueinander gebracht werden als bei der /kusgangsbchicht.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht sich auf einem durchlässigen Stützteii befindet und daß die Fasern der gestützten Schicht mit einem Strömungsmittel umgeordnet werden, das ein ürwei-
    ψ chungs- und Cjuellmittel für die Fasern der Schicht enthält.
    12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das umordnende Stromungsmittel die Form einer Vielzahl von Flüssigkeitsströmen hat, die gegen die Schicht gerichtet werden, während die Schicht sich auf einem gemusterten, durchlässigen Stützteil befindet.
    13. Verfahren nach Anspruch lü, dadurch gekennzeichnet, daiö das umordnende Strömungsmittel Wasser ist.
    fc 14. Verfahren nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das umordnende Strömungsmittel bzw. das das JBirweichungs- und (quellmittel enthaltende wässrige Medium die Form von feinen, säulenförmigen Strahlen hat.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die säulenförmigen Strahlen bei einem Druck von 2,6 bis 13,3 kg/cm austreten.
    16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus regenierten Celluloseviskosereyonfasern besteht und daß das Quellmittel Natriumhydroxid ist.
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    öS
    17. Verfahren nach· Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus regenierten Celluloseviskosereyonfasern besteht und daß das Quellmittel Zinkchlorid ist.
    la. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus regenerierten Ceiluloseviskosereyonfasern besteht und daß das Quellmittel Lithiuachlorid ist.
    19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus Polyamid-Nylon-Fasern besteht und daß das quellmittel Phenol ist.
    2U. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weichen, schlaffen und gequollenen Fasern in einen großen Überschuß eines wässrigen Mediums eingetragen werden.
    21. Verfahren nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene ungewebte Faserstoff zum Wiederherstellen der vor der yuellbehandlung der Fasern diesen innewohnenden physikalischen Eigenschaften getrocknet wird.
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