DE2347725A1

DE2347725A1 - Elastische fasermaterialbahn und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2347725A1
Application number: DE19732347725
Authority: DE
Inventors: Otis R Videen
Original assignee: Conwed Corp
Current assignee: Conwed Corp
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-08-22
Also published as: JPS49109680A; DE2347725B2; FR2217458A1; FR2217458B1; GB1402800A; CA985023A

Description

Es sind bereits zahlreiche Arten von bahnförmigen Materialien aus verfilzten Fasern bekannt, die zu den verschiedensten Zwecken verwendet werden, z.B. als Polstermaterial, als Auflage- und Füllmaterial für Matratzen, als Puffermaterial bei Verpackungen sowie zum Zweck der Wärmeisolierung.

Solche Materialbahnen haben sich insbesondere in Verbindung mit Polsterungen und Matratzen als vorteilhaft erwiesen, da sie verhindern, daß die vorhandenen Federn an der Oberfläche fühlbar sind. Hierbei besteht ein Vorteil gegenüber Materialien, die nur eine geringe Druckfestigkeit haben, so daß sie sich in einem gewissen Ausnaß durchdrücken, und daß daher die darunterliegende Konstruktion an der Oberfläche fühlbar wird. Es gibt Jedoch auch andere Materialien, insbesondere aus Polyurethan hergestellte Schaumstoffe, die eine hervorragende Elastizität aufweisen, welche bei den meisten aus miteinander verfilzten Fasern bestehenden ΐ-Iaterialbahnen nicht in einem

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bemerkenswerten Ausmaß vorhanden ist.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Elastizität von aus verfilzten Fasern bestehenden Materialbahnen zu verbessern und eine solche Verbesserung der Elastizität herbeizuführen, ohne daß die Druckfestigkeit der bekannten Materialbahnen, die zu ihren erwünschten Eigenschaften gehört, beeinträchtigt wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Zeichnung ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Herstellen von aus verfilzten Fasern bestehenden Materialbahnen.

Es sind bereits Verfahren zum Erhöhen der Elastizität von aus verfilzten Fasern bestehenden Materialbahnen bekannt. Eine der bedeutenderen Entdeckungen, die während der letzten Jahre auf diesem Gebiet gemacht wurden, besteht in der Behandlung von Baumwollfasern und beim ersten Schnitt anfallenden Baumwollinters mit Vernetzungsmitteln, die mit Cellulose reagieren. Eine solche Behandlung ist in.der U.S.A.-Patentschrift 3 181 225 beschrieben.

Zwar führt das Verfahren zum Steigern der Elastizität durch eine Behandlung mit solchen mit Cellulose reagierenden Vernetzungsmitteln zu ziemlich guten Ergebnissen, doch bedingt es die Verwendung relativ kostspieliger Reagenzmittel und Harze.

Gemäß der Erfindung wurde nunmehr festgestellt, daß kleine Mengen relativ billiger Harze, z.B. die wasserlöslichen Phenolharze mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht, die mit Cellulose nicht reagieren und daher keine Vernetzung bewirken, verwendet werden, um die Elastizität eines bahnförmigen Materials der genannten Art zu steigern. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß die weiter

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unten genannten Phenolharze in die Pasern eindringen oder ■von ihnen absorbiert bzw. aufgesaugt werden, und daß daher das bahnförmige Material eine höhere Elastizität aufweist, nachdem das Harz durch Aufbringen von Wärme zum Aushärten gebracht worden ist, ohne daß sich eine erkennbare Beeinträchtigung der Druckelastizität der Materialbahn ergibt.

Bei Materialhalmen aus verfilzten Pasern werden seit vielen Jahren Phenolformaldehydharze, die wasserlöslich sind, beim Zuführen von Wärme schmelzen und sich hierdurch in Duroplaste verwandeln lassen, als Bindemittel verwendet. Bekanntlich werden diese Harze hergestellt, indem man Phenol und Formaldehyd in Gegenwart eines alkalischen Katalysators kondensiert. Wird ein Überschuß an Formaldehyd verwendet, kann das Harz mittels Warme gehärtet werden, so daß es zu einem Duroplast wird. Im folgenden bezeichnet der Ausdruck "Phenol" außer Phenol auch Cresol, Resorcinol und Gemische daraus, die gewöhnlich in einem alkalischen Medium in Gegenwart eines Überschusses an Formaldehyd kondensiert werden, um ein mittels Wärme härtbares Phenolharz zu erzeugen. Ferner ist es bekannt, daß im Verlauf der Kondensationsreaktion Phenolalkohole und Methylolphenole erzeugt werden, z.B. die Mono-, Di- und Trimethylolphenole, und daß bei einer weiteren Kondensation die Verharzung in drei Stufen abläuft, und zv/ar von der Stufe A der Resole über die Stufe B der Resistole zu dem Stadium C der Resite, die unlöslich und unschmelzbar sind. Währe'nd der fortschreitenden Verharzung nimmt das Molekulargewicht des Harzes zu, während seine Wasserlöslichkeit abnimmt. Das Molekulargewicht des Harzes oder seine Wasserlöslichkeit unter bestimmten Bedingungen dienen allgemein zum Kennzeichnen des Punktes, bis zu dem die Kondensation innerhalb eines Stadiums durchgeführt werden soll, damit für den jeweiligen Verwendungszweck die gewünschten Eigenschaften des Harzes erzielt v/erden.

Die Phenolformaldehydharze, die bis jetzt als Bindemittel für Bahnen aus verfilzten Fasern verwendet werden,

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werden bis zu dem Stadium kondensiert, in dem das Molekulargewicht so hoch ist, daß das Earzmaterial bei einer unendlichen Verdünnung mit Wasser· bei gewöhnlichen Saum— temperaturen und einem neutralen pH-Wert von etwa 6,5 bis 7,5 nicht in Lösung bleibt. Bei diesem relativ fortgeschrittenen Stadium der Kondensation bildet das Harz auf der Oberfläche der einzelnen lasern einen dünnen Film oder Überzug bzw. eine sogenannte Schlichte. Es ist erforderlich, einen Harzfilm zu erzeugen, der auf der Oberfläche der einzelnen Fasern verbleibt, daß das Harz beim Härten die Fasern an den Punkten, an denen sie sich überkreuzen, miteinander verbindet, und daß die Materialbahn die gewünschte Struktur erhält. Man kann die Elastizität einer Faserbahn, bei der als Bindemittel Phenolformaldehyd verwendet worden ist, dadurch verbessern, daß man dem Material weitere Zusatzstoffe, z.B. Latex, beifügt.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß es möglich ist, die Elastizität dieser verfilzten Faserbahnen dadurch zu steigern, daß man ein Phenolformaldehydharz verwendet, das von der Oberfläche der Fasern aus in das Innere der Fasern eindringt oder von den Fasern absorbiert wird. Weiterhin wurde festgestellt, daß Phenolformaldehydharze in Form von Eesolen, die bei unendlicher Verdünnung mit Wasser bei gewöhnlichen Raumtemperaturen und einem neutralen J?H-:uert von etwa 6,5 bis 7» 5 in. Lösung bleiben, relativ betrachtet ein so niedriges Molekulargewicht haben, daß diese Harze von den Fasern absorbiert v/erden und sich bei hohlen Fasern sogar in den Hohlräumen innerhalb der Fasern ansammeln. Bei einem wasserlöslichen Phenolharz der genannten Art handelt es sich nicht um ein mit Cellulose reagierendes Vernetzungsmittel, und daher war es ziemlich unerwartet, festzustellen, daß es ein solches Harz ermöglicht, die Elastizität einer Faserbahn zu erhöhen. Wird das Harz gehärtet, versteift es offenbar die einzelnen Fasern auf eine solche »'eise, daß die Elastizität des Gefüges der iiaterialbahn gesteigert wird, ohne daß die Druckelastizität der Faserhahn beeinträchtigt wird·

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Jede der bekannten Fasern, die beim Herstellen von verfilzten Faserbahnen verwendet werden und wäßrige Flüssigkeiten absorbieren, z.B. aus Holz gewonnene Cellulose und Baumwollfasern, können gemäß der Erfindung verwendet werden, um auf bekannte Weise eine Faserbahn zu erzeugen, die ein spezifisches Gewicht von nicht über 0,096 .und vorzugsweise zwischen etwa 0,024- und 0,048 hat. Auf diese Weise erhält man ein G-efüge in Form eines relativ offenen Netzwerks, das sich zur Verwendung als Polster- und Puffermaterial eignet und sich hierdurch von den härteren Faserbahnen unterscheidet, bei denen die Faserbahn bis auf ein spezifisches Gewicht von etwa 0,24· bis 0,96 oder darüber verdichtet wird, so daß man ein starres Erzeugnis erhält, das eine solche Festigkeit hat, daß es zum Herstellen von Bauelementen für Möbel oder 'Trennwände oder dergleichen verwendet werden kann.

Bei der Anwendung der Erfindung werden die besten-Ergebnisse erzielt, wenn 100% des Eesols bei einer unendlichen Verdünnung mit Wasser und bei einem neutralen pH-Wert in Lösung bleibt, doch kann die Lösung auch eine gewisse Menge eines Resolharzes von höherem Molekulargewicht enthalten, das bei einer unendlichen Verdünnung mit Wasser und einem neutralen pH-Wert nicht in Lösung bleibt, vorausgesetzt, daß der Hauptteil des Harzmaterials bei unendlicher Verdünnung mit Wasser und einem neutralen pH-Wert in Lösung bleibt. Im allgemeinen hat das gemäß der Erfindung verwendete Eesol-Phenolformaldehydharz ein relativ niedriges Molekulargewicht von etwa 125 bis nicht über 5000. Hierbei lassen sich die Resolharze mit einem niedrigen Molekulargewicht bis zu etwa 1000 besonders vorteilhaft verwenden. Ein Eesolharz, das bei seiner erfindungsgemäßen Verwendung zu besonders guten Ergebnissen führt, wird von der Catalin Division of Ashland Oil Company unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Arofene 183" auf den Markt gebracht.

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Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Bahnen aus Fasermaterial bekannt; hierzu gehören bekannte Vorrichtungen mit Sägezahndraht" beschlagen sowie verschiedene Vorrichtungen zum Herstellen verfilzter Faserbahnen unter Verwendung von in Luft suspendierten Pasern. Eine derartige Vorrichtung zum Erzeugen von Bahnen oder Decken aus Suspensionen von Fasern in Luft ist in der U.S.A.-Patentschrift 3 010 161 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung, die der in der beigefügten Zeichnung dargestellten ähnelt. Gemäß der Zeichnung gehört zu einer solchen Vorrichtung eine Kammer 50, die über einem sich kontinuierlich bewegenden Förderband 52 angeordnet ist. Am einen Ende der Kammer 50 befindet sich eine Rohrleitung 54» die an eine Dispergiereinrichtung 56 angeschlossen ist, welche nach Art einer Hammermühle arbeitet. Die Dispergiereinrichtung 56 erzeugt eine Suspension von Pasern in Luft, die der Rohrleitung 54- zugeführt wird. Nahe dem Auslaß 58 der Rohrleitung ¹JjA- befinden sich Spritzdüsen 66, die dazu dienen, kleine Flüssigkeitstropfen, welche aus einem Bindemittel und anderen Materialien bestehen, in den Luft-Faser-Strom 64 einzuspritzen, um die Fasern mit einem Bindemittel zu versehen, während sie auf einem Sieb 52 so verfilzt werden, daß sie eine Matte 70 bilden. Danach führt das Förderband 52 die Matte 70 unter einer oder mehreren Verdichtungswalzen 72 hindurch und dann in eine Trockeneinrichtung 74.

Wie erwähnt, kann man Vorrichtungen bekannter Art mit Säge ζ ahndr ah tbe schlagen benutzen, um die Faserbahn zu verfilzen, und diese Vorrichtungen können mit Spritzdüsen zum Aufbringen des Bindemittels versehen sein, wie es in der weiter oben genannten U.S.A.-Patentschrift 3 181 225 beschrieben ist. Es ist jedoch im allgemeinen schwierig, die kurzen Fasern von rohem oder chemisch aufbereitetem Holz in größeren Mengen mit solchen Vorrichtungen zu verarbeiten, bei denen Sägezahndrahtbeschläge vorhanden sind. Ferner kann man weitere bekannte Vorrichtungen

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benutzen, wie sie beim Herstellen ungewebter Textilien gebräuchlich sind. Viele- dieser Vorrichtungen unter Einschluß derjenigen mit Sägezahndrahtbeschlägen erzeugen Materialbahnen, bei denen die Fasern mechanisch so aneinander verankert sind, daß man kein Bindemittel benötigt. Bei anderen Vorrichtungen ist es dagegen erforderlich, ein Bindemittel beizufügen.

Mit Hilfe beliebiger der vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen lassen sich brauchbare verfilzte Faserbahnen erzeugen, denen dann, wenn es erwünscht oder erforderlich ist, ein Bindemittel beigefügt ist, und die dann erforderlichenfalls getrocknet und erhitzt werden, um das Bindemittel auf bekannte Weise zu aktivieren und auszuhärten. Vorzugsweise wird jedoch die in der Zeichnung dargestellte, vorstehend beschriebene Vorrichtung benutzt. Wie erwähnt, ist es bei mit Hilfe dieses Verfahrens und der dargestellten Vorrichtung erzeugten Filzbahnen erforderlich, zusätzliche Bindemittel über die Spritzdüsen 66 zuzuführen. Bei allen nachstehend, beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die betreffenden Faserbahnen unter Benutzung einer solchen Vorrichtung hergestellt. ■

Gemäß der Erfindung wird das wasserlösliche Eesolharz von den Fasern absorbiert, um.die Elastizität der Faserbahn zu steigern. Das Eesolharz dient nicht dazu, die Fasern im Gefüge der Faserbahn miteinander zu verbinden, wenn es nicht in einem so großen Überschuß verwendet wird, daß es einen filmförmigen überzug auf der Oberfläche der Fasern bildet, nachdem sich die einzelnen Fasern mit der harzhaltigen Lösung gesättigt haben. Zwar ist es möglich, so große Mengen des Eesols zu verwenden, doch läuft dies praktisch nur auf eine Vergeudung hinaus, denn es stehen verschiedene bekannte Bindemittel zur Verfügung, die erheblich billiger sind als die erwähnten wasserlöslichen Eesolharze. Im allgemeinen beträgt die i'«-enge des angegebenen wasserlöslichen Sesolharzes, das dazu dient, die Elastizität der Faserbahn zu steigern, nicht mehr als etwa

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3,0 Peststoffgewichtsteile des Harzes auf 100 Gewichtsteile des Fasermaterials, und vorzugsweise ist die Harzmenge geringer als die IJenge, die benötigt würde, um die Fasern zu einer Faserbahn zu verbinden. In den nachstehend beschriebenen Beispielen wird das wasserlösliche Eesolharz nach der Erfindung als "eindringendes Harz" bezeichnet, das in der Faserbahn auf bekannte Weise durch Aufbringen von Wärme gehärtet worden ist·

Bei jedem der nachstehend behandelten Beispiele wurden die Erzeugnisse bezüglich vier Eigenschaften wie folgt geprüft:

Die Druckfestigkeit bzw. der Druckwiderstand nach einem Arbeitsspiel wurde dadurch ermittelt, dass Probestücke mit Abmessungen von etwa 152 χ 152 mm bis zu einer Höhe von etwa 76 mm gestapelt wurden, und daß dann die Höhe des Stapels genau gemessen wurde. Dann wurde der Stapel zwischen zwei ebenen Metallplatten von etwa 152 χ 152 mm oder mehr mit einer Geschwindigkeit von etwa 51 mm je Minute bis auf ein Drittel der ursprünglich gemessenen Höhe zusammengedrückt. Der zum Zusammendrücken des Stapels aufgebrachte Druck wurde als Kraft in Gewichtseinheiten gemessen und dann in Gewichtseinheiten je Flächeneinheit umgerechnet.

Die Elastizität nach einem Arbeitsspiel, die in Prozent ausgedrückt wird, wurde dadurch ermittelt, daß die Last sofort von dem Stapel entfernt wurde, nachdem der Stapel bis auf ein Drittel seiner Höhe zusammengedrückt worden war, um den Druckwiderstand nach einem Arbeitsspiel zu bestimmen, woraufhin eine Erholungszeit von 4-5 see für den Stapel abgewartet wurde. Nach dieser Zeitspanne wurde die Höhe des Stapels erneut gemessen, und die Elastizität nach einem Arbeitsspiel wurde in Prozent dadurch ermittelt, daß die erneut angenommene Höhe durch die ursprüngliche Höhe im unbelasteten Zustand dividiert und mit 100 multipliziert wurde.

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Um den Druckwiderstand nach 20 Arbeitsspielen- zu bestimmen, wurde das Zusammendrücken und Freigeben 20-mal wiederholt, und es wurde in Gewichtseinheiten der Druck gemessen, der beim zwanzigsten Arbeitsspiel erforderlich war, um den Stapel auf ein Drittel seiner ursprünglich gemessenen Höhe zusammenzudrücken, woraufhin der zur Wirkung gebrachte Druck in Gewichtseinheiten je Flächeneinheit ausgedrückt wurde.

Die in Prozent ausgedrückte Elastizität nach 20 Arbeitsspielen wurde dadurch ermittelt, daß die Last von dem Stapel sofort nach der zwanzigsten Zusammendrückung entfernt wurde, woraufhin sich der Stapel 45 see lang erholen konnte. Wiederum wurde die Höhe des Stapels gemessen, durch die ursprüngliche Höhe des Stapels im unbelasteten Zustand geteilt und dann mit 100 vervielfacht.

In jedem Fall wurden die Probestücke zuerst konditioniert und zu diesem Zweck in einem Raum gehalten, in dem eine konstante Temperatur von etwa 21° C und eine konstante Luftfeuchte von 50% herrschte, bis der Gleichgewichtszustand erreicht war.

In der folgenden Tabelle I sind die Einzelheiten bezüglich der Zusammensetzung und der Eigenschaften angegeben, die für die Erzeugnisse nach den Beispielen 1 bis 6 gelten. Die betreffenden Materialien wurden mit Hilfe einer Vorrichtung ähnlich der in der Zeicko^g gezeigten hergestellt. Bei den Beispielen 1 bis 6 wurde jeweils Sulfitpulpe Nr. 1 verwendet, die der Vorrichtung mit Hilfe der Dispergiereinrichtung 56 zugeführt wurde. Das Bindemittel wurde als wäßrige Dispersion oder Emulsion bzw. bei Stärke in Form eines Sols mit Hilfe der Spritzdüsen 66 zugeführt. Bei den in den Tabellen angegebenen Mengen des Bindemittels und des eindringenden Harzes nach der Erfindung handelt es sich jeweils um die Feststoffgewichtsteile der betreffenden Bestandteile. Das eindringende Harz wurde im Falle se.iner Verwendung dem flüssigen Bindemittel beigefügt und zusammen mit ihm über die Spritz-

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düsen 66 zugeführt.

	Tabelle I	1	2	Gewichtsteile	4	5	6
		93	93	3	90	90	90
Beispiel	1,75	0	90	0	2,5	0
Sulfitfasern j. \			2,5
1 ) Eindringendes Harz '	7	7		0	0	0
Bindemittel	0	0	0	10	0	0
Maisstärke	0	0	10	0	10	10
Latex L·¹'			0
latex S?'	5750	5450		2720	1850	1850
Eigenschaften	4280	4000	4080	1900	1460	1225
Druckfestigkeit, 1p Arbeitsspiel, kg/m	81,8	78,8	3100	83,3	92,4	90,6
Druckfestigkeit, 20p Arbeitsspiele, kg/m	75,8	68,2	88,6	73,3	84,8	81,3
Elastizität, 1 Lastwecheel, i<>			77,1
Elastizität, 20 Lastwechsel, $>

Ein wasserlösliches Phenolarz, das von der Oatalin Corporation unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Arofene 183" vertrieben wird.

Eine Styrol-Butadien-Latexemulsion, die von der General Tire and Rubber Company unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "GEN FLO 6028" vertrieben wird.

Eine selbstvemetzende Yinylacryllatexemulsion, die von der National Starch and Chemical Corporation unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Resyn 2873" vertrieben wird.

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Es sei bemerkt, daß es sich bei den Beispielen 2, 4 und 6 praktisch um Kontrollbeispiele handelt, bei denen kein.eindringendes Harz verwendet wurde, während die Erzeugnisse nach den Beispielen 1, 5 und 5 ein eindringendes Harz enthielten. Es ist ersichtlich, daß in jedem Pail die Elastizität sowohl bei einem Arbeitsspiel als auch bei 20 Arbeitsspielen verbessert wurde, wenn ein eindringendes Harz verwendet wurde. Bei dem Beispiel 1 wurde im Vergleich zu dem Beispiel 2 eine Verbesserung der Elastizität nach 20 Arbeitsspielen von 68,2% auf 75,8% erzielt, die auf die Verwendung des eindringenden Harzes zurückzuführen war.

Außerdem wurden noch andere Fasern verwendet. In der folgenden Tabelle II sind Angaben über die Beispiele 7 bis 10 zusammengestellt, welche die Verwendung des ein-r dringenden Harzes bei Baumwollfasern veranschaulichen. Bei den Beispielen 7 his 10 wurde in der gleichen Weise vorgegangen wie bei den Beispielen 1 bis 6, es wurde die gleiche Vorrichtung benutzt, und es wurden das gleiche eindringende Harz und das gleiche Latexbindemittel verwendet. Die vorgenommene Änderung betrifft nur die Verwendung eines anderen 3?asermaterials, bei dem es sich um beim zweiten Schnitt bzw. bei der zweiten Ernte (second cut) erhaltene Baumwollinters handelte.

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Beispiel

Baumwollfasern Eindringendes Harz

Bindemittel

Latex A
Latex B

Eigenschaften

Druckfestigkeit, ρ 1 Lastwechsel, kg/m

Druckfestigkeit, ₂ 20 Lastwechsel, kg/m

Elastizität,
1 Lastwechsel, $

Elastizität,

20 Lastwechsel, #

Tabelle II	Ge wichtsteile	9	10
	8	90	90
7	90	2,5	O
90	O	O	O
2,5	10	10	10
10	O
O

1490 1070

1245

800

505

390

85.3 80,6 84,8 81,3 70,6 67,7 72,7 67,2

Bei den Beispielen 8 und 10 handelt es sich wieder um Eontrollbeispiele, bei denen im Gegensatz zu den Beispielen 7 und 9 kein eindringendes Harz verwendet wurde. Die Beispiele 7 und 9₅ bei denen ein eindringendes Harz verwendet wurde, lassen erkennen, daß eine Verbesserung der Elastizität sowohl nach einem Arbeitsspiel als auch nach 20 Arbeitsspielen im Vergleich zu den zugehörigen Kontrollbeispielen 8 und 10 erzielt wurde.

Weiterhin ist es möglich, Fasergemische zu verwenden· Die nachstehende Tabelle III gilt für die Beispiele 11 bis 14, die zwar den vorstehend behandelten Beispielen 7 bis 10 entsprechen, bei denen jedoch ein Gemisch aus Holzfasern und Baumwollfasern verwendet wurde. Bei den Holzfasern handelte es sich wiederum um Sulfatpulpe Hr. 1 und den Baumwollfasern um beim zweiten Schnitt gewonnene Baum-

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wolliters. Bei diesen Beispielen wurden die gleichen Latexbindemittel und eindringenden Harze verwendet. Die Pasern wurden zuerst in einer nicht dargestellten Vorrichtung gemischt und dann der Vorrichtung nach der Zeichnung über die Dispergiereinrichtung 56 zugeführt, d.h. es wurde nach dem gleichen Verfahren gearbeitet wie bei den vorstehend behandelten Beispielen.

Tabelle III

Gewichtsteile

Beispiel	11	12	13	14
Holzfasern	63	63	63	63
Baumwollfasern	2?	27	27	27
Eindringendes Harz	2,5	0	2',5	0
Bindemittel
Latex A	10	10	0 .	0
Latex B	0	0	10	10
Eigenschaften
Druckfestigkeit, ρ
1 Lastwechsel, kg/m	2440	2440	1265	2470

Druckfestigkeit, _p

Lastwechsel, kg/m 1750 1715 970 1890

Elastizität,
1 Lastwechsel, & 90,3 83,9 94,3 87,1

Elastizität,

Lastwechsel, # 80,6 74,2 80,0 77,4

Bei den Beispielen 12 und 14 handelt es sich wieder um Kontrollbeispiele, bei denen kein eindringendes Harz verwendet wurde, während die Materialien nach den Beispielen 11 und 13 eindringendes Harz enthielten. Auch in diesem Fall führte die Verwendung des eindringenden Harzes zu einer Steigerung der Elastizität sowohl nach einem Arbeitsspiel als auch nach 20 Arbeitsspielen.

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Es ist nicht erforderlich, das eindringende Harz zusammen mit dem Bindemittel beizufügen, wie es bei den vorstehend behandelten Beispielen geschah. Vielmehr können die Fasern zuerst mit dem eindringenden Harz behandelt und dann zu einer Materialbahn oder Decke verarbeitet werden. Gemäß der folgenden Tabelle IV wurden bei dem Beispiel die Fasern zuerst mit einer wäßrigen Lösung des eindringenden Harzes behandelt und dann getrocknet und ausgehärtet. Diese Behandlung kann auf beliebige Weise durchgeführt werden, z.B. dadurch, daß man das eindringende Harz der Pulpe während ihrer Herstellung vor dem Trocknen der Pulpe beifügt, oder daß man das eindringende Harz auf beliebige Weise auf das lockere Fasermaterial aufspritzt, woraufhin das Material getrocknet und ausgehärtet wird. Gemäß der Tabelle IV wurden die Fasern bei dem Beispiel 15 mit dem eindringenden Harz vorbehandelt und dann getrocknet. Diese vorbehandelten Fasern wurden dann mit Hilfe der Dispergiereinrichtung 56 der Kammer 50 zugeführt, und das Bindemittel wurde wie bei den weiter oben behandelten Beispielen mit Hilfe der Düsen 66 versprüht. Schließlich wurde die erzeugte Matte mit Hilfe der Walzen 72 gepreßt und dann in dem Ofen 74- getrocknet.

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Tabelle IV Beispiel

Sulfitfasern
Eindringendes Harz

Bindemittel
Latex O '

Eigenschaften

Druckfestigkeit, ~ 1 Lastwechsel, kg/m

Druckfestigkeit, „ 20 Lastwechsel, kg/m

Elastizität,
1 Lastwechsel, $

Elastizität,

20 Lastwechsel, $ Dicke, mm
Dichte
Gewiöht, kg/m²

Gewichtsteile	16
	90
90	0
2,5

10

3120

10

5250

2340	3810
89,1	75,0
78,1	66,4
21,3	14,2
0,029	0,037
0,6	0,525

Eine selbstvernetzende Latexemulsion, die von der Paisley Products, Inc. unter der Bezeichnung 75-5675 vertrieben wird.

Aus der Tabelle IV ist ersichtlich, daß sowohl nach einem Arbeitsspiel als auch nach 20 Arbeitsspielen die Elastizität des Materials nach dem Beispiel 15, welches das eindringende Harz enthält, höher ist als bei dem Beispiel 16, bei dem kein eindringendes Harz verwendet wurde. !ferner wurde festgestellt, daß es durch die Yerwendung vorbehandelter Fasern, d.h. von Fasern, die vor ihrer Verarbeitung zu einer Decke einer Behandlung unterzogen wurden, möglich ist, die Bauschigkeit der hergestellten Decke zu steigern; dies wird ersichtlich, wenn man die für die Beispiele 15 und 16 angegebenen Werte für die

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Dicke vergleicht. Beim Hindurchführen unter den Walzen wurden alle Materialproben bis zum Anschlag gepreßt, um bei dem fertigen getrockneten Erzeugnis eine Dicke von etwa 12,7 una zu erhalten. Es zeigte sich, daß bei der Verwendung vorbehandelter Fasern die Decken dazu neigen, weicher oder weniger dicht bzw. lockerer zu werden. Zwar trat diese Erscheinung in einem gewissen Ausmaß selbst dann auf, wenn das eindringende Harz zusammen mit dem Bindemittel zugeführt wurde, doch war die Zunahme an Bauschigkeit und Weichheit erheblich stärker ausgeprägt, wenn die Pasern zuerst mit dem eindringenden Harz behandelt und dann unter Verwendung ^-^es Bindemittels zu einer Decke oder Materialbahn verarbeitet wurden.

Gemäß der Erfindung können Fasern der verschiedensten Art verwendet werden, wobei es nur erforderlich ist, daß sie Wasser absorbieren können. Zu diesen Fasern gehören insbesondere natürliche und synthetische Cellulosefasern wie Holzfasern, d.h. Kraftpapierstoff, Sulfitpulpe im rohen oder behandelten Zustand, Baumwollfasern oder Linters, Bagasse, Jute, Kunstseide, und zwar sowohl Viscoseals auch Acetatkunstseide, und dergleichen.

Es können bekannte beliebige Bindemittel verwendet werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Bindemittel ihrerseits die Eigenschaften der Decken oder Vliese beeinflussen. Außerden schon genannten Bindemitteln kann man verschiedene Stärke- und Latexarten, mittels Wärme härtbare Harze und dergleichen bei solchen Decken als Bindemittel verwenden.

Bei den vorstehend behandelten Beispielen wird zwar in jedem Fall ein Bindemittel benutzt, doch ist dies weitgehend darauf zurückzuführen, daß zum Verfilzen der Faser zu einer Faserbahn das beschriebene Verfahren zum Ablagern der Fasern in einer Kammer angewendet wird. Bei Maschinen mit Sägezahndrahtbeschlägen oder dergleichen ist es häufig nicht erforderlich, ein Bindemittel beizufügen. Auch Faserbahnen, die mit Hilfe solcher Maschinen

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und ohne Verwendung eines Bindemittels erzeugt werden, _c können in der erfindungsgemäßen Weise mit einem in sie eindringenden Harz behandelt werden, um die Elastizität bzw. das IPederungsvermögen zu steigern. Das zweckmäßigste Verfahren zum Beifügen des Harzes besteht darin, daß man das Harz auf die einzelnen Bahnabschnitte aufsprüht, während sie zusammengelegt werden, um der Bahn oder Decke eine größere Dicke zu geben, und daß man das Harz dann aushärtet.

Es hat sich gezeigt, daß schon ziemlich kleine Mengen des eindringenden Harzes zu einer Steigerung der Elastizität führen, und daß die Verbesserung der Elastizität um so größer ist, je größer die Menge des je Gewichtseinheit der Fasern verwendeten Harzes ist. Ist jedoch das Erzeugnis bis zu dem Punkt verbessert worden, bei dem die Elastizität nach einem Arbeitsspiel der beschriebenen Art etwa 90% bis 95% beträgt, bleibt eine weitere Vergrößerung der Harzmenge im wesentlichen wirkungslos.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Ansprüche 409834/0990

Claims

ANSPRÜCHE

1. Bahn aus absorptionsfähigen Pasern mit einem spezifischen Gewicht von nicht über etwa 0,1, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb der einzelnen Fasern ein wasserlösliches Resol-Phenol-Formaldehydharz befindet.

2. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der grössere Teil des Resol-Phenolformaldehydharzes bei unendlicher Verdünnung und einem neutralen pH-Wert wasserlöslich ist, dass das Resolharz mindestens teilweise von den Pasern absorbiert worden ist, und dass das Harz ausgehärtet worden ist, um die Elastizität der Bahn zu steigern.

3. Bahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Menge des Resolharzes geringer ist als diejenige, Vielehe erforderlich ist, um die Pasern miteinander zu verbinden, damit sie ein bahnförmiges Gefüge bilden.

4. Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn ein Bindemittel enthält, das die Pasern an ihren Oberflächen im Bereich der Punkte miteinander verbindet, an denen sie sich in dem bahnförmigen Gefüge überkreuzen.

5- Bahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein nicht phenolisches Bindemittel ist.

6. Bahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bindemittel eine Stärke enthält.

7. Bahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bindemittel ein Latex enthält.

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8. Bahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pasern mit einem wasserlöslichen Resol-Phenolformaldehydharz behandelt worden sind, das ein Molekulargewicht von nicht mehr als JOOO hat, und dass das Resolharz innerhalb der Fasern vorhanden ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Pasern enthaltenden Bahn von erhöhter Elastizität, insbesondere einer Bahn gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass absorptionsfähige Fasern mit einem wasserlöslichen Phenolformaldehydharz behandelt werden, das in das Innere der einzelnen Fasern eindringt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der grössere Teil des Harzmaterials ein Molekulargewicht von nicht über etwa 3000 hat, um das Harz zu veranlassen, in die einzelnen Fasern einzudringen, dass die Fasern erhitzt werden, um das Harz zu härten, und dass die Pasern zu einer Bahn verarbeitet werden, die ein spezifisches Gewicht von nicht über etwa 0,1 hat.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn erzeugt und danach erhitzt wird, um das Harz zu härten.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn erzeugt wird, dass danach die Fasern mit dem Harz behandelt werden, und dass die Bahn erhitzt wird, um das Harz zu härten.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn erzeugt wird, während gleichzeitig die Fasern mit dem Harz behandelt v/erden, und dass die Bahn danach erhitzt wird, um das Harz zu härten.

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14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge k e η η zeichnet, dass ein Bindemittel zugeführt wird, das die Fasern innerhalb der Bahn an ihren Überkreuzungspunkten miteinander verbindet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel gleichzeitig mit dem Harz zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 3Λ oder I5, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht-phenolisches Bindemittel zugeführt wird, um die Pasern innerhalb der Bahn miteinander zu verbinden.

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