DE2442977A1

DE2442977A1 - Treatment of flexible webs with liquids cong. reagents - including preheating of web before impregnation

Info

Publication number: DE2442977A1
Application number: DE2442977A
Authority: DE
Inventors: Walter Wittke
Original assignee: Artos Dr-Ing Meier-Windhorst Kg 2000 Hamburg; Artos Dr Ing Meier Windhorst KG
Current assignee: Babcock Textilmaschinen GmbH
Priority date: 1974-09-07
Filing date: 1974-09-07
Publication date: 1976-03-18

Abstract

Sheet matls. in web form, e.g. paper, pulp, fabric, felt or other non-woven matls. are impregnated with substances in soln., dispersion or emulsion form after preheating to temps. substantially higher than that of the treating medium. Impregnating liq. penetrates more deeply and more rapidly into the inner structure of the web. In addn. the process has appreciable economic advantages, since the preheating can be used e.g. to dry, heat set or preshrink the web. When heat-sensitive matls. are being applied, an appreciable shortening of the coagulation time is achieved and economy in heat at this stage is achieved.

Description

Verfahren zum Imprägnieren von bahnförmigen Flächengebilden. Process for impregnating sheet-like fabrics.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von bahnförmigen Flächengebilden, wie beispielsweise Papier-, Pappe-, Gewebe-, Filzbahnen oder anderen ungewebten Materialbahnen mit flüssigen Behandlungsmedien, welche die zu übertragenden Substanzen in gelöster, dispergierter oder emulgierter Form enthalten.The invention relates to a method for impregnating web-shaped Flat structures, such as, for example, paper, cardboard, fabric, felt webs or others non-woven material webs with liquid treatment media, which are to be transferred Contains substances in dissolved, dispersed or emulsified form.

Dabei ist es erforderlich, daß bis auf wenige Ausnahmen die zu übertragenden Substanzen möglichst gleichmäßig innerhalb der zu behandelnden Flächengebilde verteilt werden.It is necessary, with a few exceptions, that the Substances distributed as evenly as possible within the surface structure to be treated will.

Aus diesem Grunde wird auch bevorzugt die flüssige Konsistenz des Behandlungsmediums gewählt. Die flüssige Form gewährleistet am sichersten den Transport der zu übertragenden Substanzen bis tief in die innere Struktur der Flächengebilde hinein. Hierbei werden die Eindringtiefe und die Penetrationsgeschwindigkeit von der Viskosität des Behandlungsmediums einerseits und von der Strukturdichte der Flächengebilde andererseits bestimmt.For this reason, the liquid consistency of the is preferred Treatment medium selected. The liquid form is the safest way to ensure transport of the substances to be transferred deep into the inner structure of the fabric into it. Here are the depth of penetration and the penetration speed on the viscosity of the treatment medium on the one hand and on the structure density the fabric on the other hand is determined.

Es ist bekannt, daß bahnförmige Flächengebilde (Substrate), wie beispielsweise Papier, Pappe, Gewebe oder ungewebte Textilien (non-wovens) durch Eintauchen in flüssige Behandlungsmedien imprägniert werden können.It is known that sheet-like structures (substrates), such as Paper, cardboard, fabric or non-woven textiles (non-wovens) by immersion in liquid treatment media can be impregnated.

Die Behandlungsmedien enthalten in der Regel die auf die bahnförmigen Flächengebilde zu übertragenden Substanzen in gelöster, dispergierter oder emulgierter Form.The treatment media usually contain those on the web-shaped Flat structures to be transferred substances in dissolved, dispersed or emulsified form Shape.

Nach dem Imprägnieren der bahnförmigen Flächengebilde sollen die zu übertragenden Substanzen gleichmäßig innerhalb der Struktur der Flächengebilde abgelagert und die flüssige Phase des Behandlungsmediums so eliminiert werden, daß keine Konzentrationsverschiebungen der zu übertragenden Substanz innerhalb des Substrates stattfinden. Das wird z.B.After impregnating the sheet-like structures, the to Transferring substances deposited evenly within the structure of the fabric and the liquid phase of the treatment medium can be eliminated in such a way that no shifts in concentration the substance to be transferred take place within the substrate. This is e.g.

dadurch erreicht, daß die zu übertragende Substanz elektrolytisch in einem Wasserbad ausgefällt wird.achieved in that the substance to be transferred electrolytically is precipitated in a water bath.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, nach denen z.B. dem Behandlungsmedium Chemikalien zugesetzt werden, die das disperse System des Behandlungsmediums von bestimmten Temperaturen an instabil machen und damit für eine thermische Ausfällung der zu übertragenden Substanz während des nachfolgenden Trocknungsprozesses sensibilisieren. Hiervon macht man bei der Koagulation synthetischer Latices oder Polyacrylatdispersionen Gebrauch.Methods are also known by which, for example, the treatment medium Chemicals are added that disperse the treatment medium from the system make certain temperatures unstable and thus for a thermal precipitation sensitize the substance to be transferred during the subsequent drying process. This is used when coagulating synthetic latices or polyacrylate dispersions Use.

Ein anderes Verfahren nutzt die gurte Wassermischbarkeit von Lösungsmitteln für hochmolekulare Polyurethane dadurch aus, daß das mit Polyurethanlösung imprägnierte Substrat in ein Wasserbad getaucht wird.Another method uses the belt's water-miscibility of solvents for high molecular weight polyurethanes in that the polyurethane solution impregnated Substrate is immersed in a water bath.

Durch die sofortige Vermischung des Lösemittels mit dem Wasser verliert es die Lösefähigkeit für Polyurethan, wodurch letzteres spontan ausgefällt (koaguliert) wird. Ein nachfolgender Wasch- und Trocknungsprozeß befreit das behandelte Substrat von der flüssigen Phase.Due to the immediate mixing of the solvent with the water it loses it has the ability to dissolve polyurethane, which causes the latter to spontaneously precipitate (coagulate) will. A subsequent washing and drying process frees the treated substrate from the liquid phase.

Auf die Abhängigkeit der Eindringtiefe und Penetrationsgeschwindigkeit von der Viskosität des Behandlungsmediums und der Strukturdichte des Flächengebildes wurde bereits hingewiesen.On the dependence of the penetration depth and penetration speed on the viscosity of the treatment medium and the structural density of the fabric has already been pointed out.

Die Strukturdichte des Flächengebildes ist in der Regel technologisch bedingt vorgegeben, so daß deren Veränderung zugunsten einer besseren Imprägnierfähigkeit nicht in Betracht kommt.The structure density of the fabric is usually technological conditionally given, so that their change in favor of a better impregnation ability is out of the question.

Die Herabsetzung der Viskosität des Behandlungsmediums durch Zusatz weiterer Verdünnungs- oder Lösemittel wird sowohl durch technologische als auch durch wirtschaftliche Aspekte in Frage gestellt.The reduction in the viscosity of the treatment medium by adding further diluents or solvents are used by both technological and questioned by economic aspects.

Eine Erwärmung des Behandlungsmediums zur Verringerung der Viskosität ist bei thermosensibilisierten Systemen nicht möglich und bringt z.B.A heating of the treatment medium to reduce the viscosity is not possible with thermosensitized systems and brings e.g.

bei Lösungen von Polyurethanen in Dimethylformamid sowohl technologische als auch arbeitshygienische Probleme.in solutions of polyurethanes in dimethylformamide both technological as well as occupational hygiene problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Imprägnierung die zu übertragenden Substanzen möglichst gleichmäßig innerhalb der zu behandelnden Flächengebilde zu verteilen. Auch soll die Penetrationsgeschwindigkeit erhöht werden.The invention is based on the problem of impregnation the substances to be transferred as evenly as possible within the to be treated Spread fabric. The penetration speed should also be increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu imprägnierende Substrat vor dem Eintauchen in das Behandlungsmedium auf Temperaturen erwärmt wird, die bedeutend über der des Behandlungsmediums liegen. Dieser überraschende Effekt ist wahrscheinlich damit zu erklären, daß die im bahnförmigen Flächengebilde enthaltene Luft unter dem Wärmeeinfluß zunächst expandiert und dann infolge der plötzlichen Abkühlung im Behandlungsmedium kontrahiert, so daß das Behandlungsmedium rascher und tiefer in die Struktur des zu imprägnierenden Substrates eindringen kann. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Temperatur des bahnförmigen Flächengebildes um mindestens 400C höher als die Temperatur des Behandlungsmittels. Die Aufheizung erfolgt vorzugsweise während einer dem Imprägnieren vorangegangenen Behandlungsstufe wie z.B. Trocknen, Thermofixieren oder einer thermischen Behandlung zur Verdichtung des Substrates wie einem Schrumpfprozeß. Die Aufheizung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Konvektion, Leitung, Strahlung oder durch kapazitive hochfrequente Wechselfelder.This object is achieved according to the invention in that the to be impregnated Substrate to temperatures before immersion in the treatment medium warmed up which are significantly higher than that of the treatment medium. This surprising one Effect can probably be explained by the fact that the sheet-like structure contained air initially expands under the influence of heat and then as a result of sudden cooling in the treatment medium contracts, so that the treatment medium penetrate faster and deeper into the structure of the substrate to be impregnated can. In a further embodiment of the method according to the invention, the temperature is of the sheet-like fabric is at least 400C higher than the temperature of the Treatment agent. The heating is preferably carried out during the impregnation previous treatment stage such as drying, heat setting or a thermal Treatment to compact the substrate such as a shrinking process. The heating up takes place in a manner known per se by convection, conduction, radiation or by capacitive high-frequency alternating fields.

Abgesehen von der deutlichen technologischen Verbesserung kommt dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nicht unbeträchtliche ökonomische Bedeutung zu. Im allgemeinen werden nämlich die zu imprägnierenden bahnförmigen Flächengebilde in der letzten Arbeitsstufe vor dem Imprägnieren einer Wärmebehandlung ausgesetzt, sei es, um sie zu trocknen, zu thermofixieren oder thermisch zu verdichten (Schrumpfen). Nach diesen Behandlungen werden die bahnförmigen Flächengebilde häufig durch Anblasen mit Raumluft oder durch Umschlingung wassergekühlter Zylinder künstlich abgekühlt und zu Rollen gewickelt, oder aber sie werden zuvor im erwärmten Zustand aufgewickelt, und sie kühlen durch Abstrahlung, Leitung und Konvektion auf natürliche Weise ab. In allen Fällen geht die eingebrachte Wärmeenergie in nicht mehr nutzbarer Form für die weiteren Fertigungsstufen verloren.Apart from the significant technological improvement, there is that Process according to the invention is of not inconsiderable economic importance. In general, namely, the sheet-like structures to be impregnated are exposed to heat treatment in the last working stage before impregnation, be it to dry them, to thermoset them or to thermally compress them (shrinking). After these treatments, the sheet-like sheet-like structures are often blown on artificially cooled with room air or by wrapping water-cooled cylinders and wound into rolls, or they are wound up beforehand in a heated state, and they naturally cool by radiation, conduction and convection. In all cases, the thermal energy introduced is no longer usable for the lost further production stages.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt also zusätzlich den Vorteil der Ausnutzung der während der Vorstufe eingebrachten Wärmeenergie in ausserordentlich günstiger Weise durch Hintereinanderschalten der Produktionseinrichtungen für eine kontinuierliche Arbeitsweise. Eswird nicht nur eine intensive Durchdringung des Substrates mit dem Behandlungsmedium erreicht, sondern es werden auch die zu übertragenden Substanzen gleichmäßiger innerhalb der bahnförmigen Flächengebilde verteilt. Wenn die Substanzen durch eine elektrolytische, oder eine thermische Behandlung oder eine Behandlung im Wasserbad durch Koagulieren ausgefällt werden, wird eine feinere und gleichmäßigere Porenstruktur erhalten, als wenn das Substrat nur bei Raumtemperatur imprägniert wurde. Bei der -Verwendung thermosensibilisierter Behandlungsmedien kann eine deutliche Verkürzung der Koagulationszeit beobachtet werden, so daß Wärmeenergie für den eigeEntlichen Koagulationsprozeß eingespart werden-kann.The method according to the invention therefore has the additional advantage the utilization of the thermal energy introduced during the preliminary stage in extraordinary favorable way by cascading the production facilities for one continuous way of working. Not only will there be an intense penetration of the Substrate reached with the treatment medium, but there are also those to be transferred Substances distributed more evenly within the sheet-like surface structure. if the substances by an electrolytic, or a thermal treatment or a treatment in a water bath is precipitated by coagulation becomes a finer one and get more uniform pore structure than if the substrate were only at room temperature was impregnated. When using thermosensitized treatment media a significant reduction in the coagulation time can be observed, so that thermal energy can be saved for the own coagulation process.

Beispiel: Ein ungewebtes Flächengebilde aus 50 Gew.% Polyamidfasern und 50 Ges.% hoehschrumpfenden Polyesterfasern, beide Faserqualitäten mit einem Titer von 1,5 den und Stapellängen von 35 - 40 mm, mit einer Dicke von 2 ca. 3,5 mm und einem Flächengewicht von 394 # m wird in einer Breite von 200 cm vertikal durch einen mit Heißluft beheizten Düsenkanal von oben nach unten geführt. Die Temperatur im oberen Teil des Düsenkanals beträgt +1800C, die im unteren Teil +1600C, Während dieser Wärmebehandlung tritt eine lineare Schrumpfung in Längs-und Querrichtung von je 20 %, entsprechend einem Flächeneinsprung von 36 % ein und damit eine Verdichtung des Flächengewichtes von 394 g/m2 2 auf 616 g/m m . Das Flächengebilde tritt dann in einer Breite von 160 cm aus dem unteren Warenschlitz des Düsenkanals mit einer Temperatur von +150 0C aus und wird nunmehr sofort in ein Imprägnierbad, das mit einem thermosensibilisierten synthetischen Latex gefüllt ist, geführt. Nach dem Verlassen des Bades wird der Uberschuß durch darüber liegende, wassergekühlte Metallwalzen abgestreift. Zur restlosen Koagulation des synthetischen Latex wird die imprägnierte Warenbahn unmittelbar danach durch einen zweiten vertikal aufgestellten Düsenkanal und anschließend durch Waschbäder zum Auswaschen der Emulgatoren geführt.Example: A non-woven fabric made of 50% by weight polyamide fibers and 50 total% high shrinkage polyester fibers, both fiber qualities with one Titer of 1.5 den and stack lengths of 35 - 40 mm, with a thickness of 2 approx. 3.5 mm and a basis weight of 394 # m is vertical at a width of 200 cm guided through a nozzle channel heated with hot air from top to bottom. The temperature in the upper part of the nozzle channel is + 1800C, that in the lower part + 1600C, while This heat treatment causes a linear shrinkage in the longitudinal and transverse directions of 20% each, corresponding to an area protrusion of 36% one and thus a compression of the basis weight from 394 g / m2 2 to 616 g / m m. The flat structure then emerges from the lower product slot of the nozzle channel with a width of 160 cm with a temperature of +150 0C and is now immediately in an impregnation bath, which is filled with a thermosensitized synthetic latex. To When you leave the bath, the excess is replaced by water-cooled Stripped metal rollers. For complete coagulation of the synthetic latex the impregnated material web immediately thereafter by a second vertically set up Nozzle channel and then passed through washing baths to wash out the emulsifiers.

Das abschließende Trocknen und Vulkanisieren erfolgt in bekannter WeisewThe final drying and vulcanization takes place in a known manner Weisew

Claims

Claims 1. A method for impregnating sheet-like flat structures, such as paper, cardboard, fabric, felt or other non-woven webs Material webs with liquid treatment media, which contain the substances to be transferred contained in dissolved, dispersed or emulsified form, characterized in that that the sheet-like fabric is heated to temperatures before impregnation that are significantly higher than that of the treatment medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the web-shaped Flat structure is heated to a temperature before impregnation, which is at least 40 C above the temperature of the treatment agent.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Heating during a treatment stage prior to impregnation, such as e.g. drying, heat setting or thermal compression by shrinking he follows.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Heating in a manner known per se by convection, conduction, radiation or by capacitive high-frequency alternating fields.