DE2556723A1

DE2556723A1 - Verfahren zum umwandeln von kleinteiligem quellfaehigem celluloseaether in ein bequem weiterverarbeitbares material

Info

Publication number: DE2556723A1
Application number: DE19752556723
Authority: DE
Inventors: Helmut Lask; Ehrenfried Dr Nischwitz; Klaus Dr Uhl
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2556723B2; US4096289A; DE2556723C3

Description

HOECHST AKTIEMGESELLSCHAFT

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KALLH Niederlassung der Hoechst AG K 2400b/Gbm 773 Wiesbaden-Biebrich 15. Dezember 1975

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Verfahren zum Umwandeln von kleintei 1 i gern quellfähigem CeI1uloseäther in ein bequem weiterverarbeitbares Material (Zusatz zu Patent Anmeldung P 25 34 358.2-45)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von kleintei1igem, mit Wasser quellbarem, modifiziertem Celluloseether in ein Material, das bequem weiterverarbeitbar und somit insbesondere bei der Herstellung von sanitären Unterlagen, Windeln, Wundverbänden, Tampons, Verpackungspapieren, Isoliermaterial, Haushaltspapieren und ähnlichen Artikeln bequem mitverwendbar ist.

Zur Herstellung derartiger Erzeugnisse werden Gewebe oder Vliese verwendet, die wässrige Flüssigkeiten, insbesondere auch physiologische Körperflüssigkeiten wie Blut oder Harn, aufnehmen können. In der deutschen Patentanmeldung P 25 34 358.2-45 wird zur Verbesserung der Saugfähigkeit derartiger Gebilde ein beschichtetes Band aus einem hydrophilen Material beschrieben, dem an wenigstens einer Oberfläche klein·

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teiliger modifizierter Celluloseäther angeheftet ist. Ebenfalls wird in der genannten Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung dieser beschichteten Bänder beansprucht, nämlich ein Verfahren zum Umwandeln von kleinteiligem Celluloseäther, der durch Modifizierung wasserunlöslich geworden, jedoch mit Wasser stark quellfähig geblieben ist, in ein bequem verwendbares Material. Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß man den kleinteiligen modifizierten Celluloseäther an eine hydrophile Unterlage heftet, wobei man ein Band aus hydrophilem Material als Unterlage verwendet, wenigstens eine Oberfläche des Bandes mit Wasser befeuchtet, die befeuchtete Oberfläche mit dem kleinteiligen modifizierten Celluloseäther belegt und die Bahn trocknet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine veränderte Verfahrensweise vorzuschlagen, die technisch ohne viel Aufwand auszuführen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der modifizierte Celluloseäther durch elektrostatische Beflockung an die Unterlage geheftet wird.

Die bei dem Verfahren verwendbaren modifizierten Celluloseäther können in beliebiger kleinteiliger, elektrostatisch aufflockbarer Form vorliegen. Vorzugsweise verwendet man Celluloseäther, die nach dem Verfahren der DT-OS 2t:3 57 07 9 durch Vernetzen modifiziert oder nach dem Verfahren der DT-OS 2 358 150 modifiziert sind;

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sie zeichnen sich durch hohes Wasseraufnahme- und Rückhaltevermögen aus. Im Rahmen der Erfindung verwendbare modifizierte Celluloseäther sind beispielsweise auch die der deutschen Patentanmeldungen P 25 20 3 36.5, P 25 20 337.6, P 25 19 927.3 und P 25 43 187.2, die der DT-PS 839 492, der DT-OS 1 912 740, 2 314 689 oder der US-PS 2 639 239. Diese Modifizierungen führen schon dann zu Produkten von brauchbarem Wasseraufnahmevermögen, wenn in der Masse des modifizierten Celluloseäthers noch wasserlösliche Anteile enthalten sind. In der Praxis werden demzufolge die Celluloseäther häufig nicht zu vollständig in Wasser unlöslichen Produkten modifiziert, zudem kann man auch auf die Abtrennung der löslichen Anteile verzichten; der lösliche Anteil besteht dabei in der Regel aus nicht oder zu geringfügig modifizierten Celluloseäthermolekülen. Die genannten Verbindungen fallen oft entweder in fasriger oder pulvriger Form an, so daß es an sich möglich ist, sie beispielsweise auf nassem Weg in der Art der Papierherstellung über eine Aufschlämmung in Flächengebilde zu überführen. Die auf diese Weise herstellbaren Flächengebilde sind von papierartig steifem Charakter und spröde, so daß sowohl ihre Handhabung als auch ein Einsatz.insbesondere auf dem Hygienegebiet, z. B. in Windeln oder Damenbinden, kaum infrage kommt.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, modifizierte Celluloseäther auf textlien Flächen mit Hilfe von Bindemitteln zu fixieren (deutsche Patentanmeldung P 24 41 781).

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Die so hergestellten Flächengebilde besitzen zwar eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme, diese ist jedoch im Verhältnis zur eingesetzten Menge an Celluloseäther niedrig, weil ein Teil davon durch das Bindemittel wieder unwirksam gemacht wird. Zudem kann bei dieser Verfahrensweise durch den Binderanteil oftmals eine Verhärtung eintreten, die vor allem bei der Anwendung in Hygiene-Artikel nicht erwünscht ist.

Stellt man aber die Materialien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her, so stellen sich die genannten Nachteile nicht ein. Dabei ist die bandförmige Unterlage beispielsweise ein Gewebe, Gewirke, Vlies oder insbesondere Papier, das aus Zellstoff, Holzschliff, Synthesefasern oder einem Gemisch dieser zusammengesetzt ist und eine gewisse Flüssigkeitsabsorption und -rentention aufweist. Das Flächen-

2 gewicht dieses Materials liegt zwischen 12 und 500 g/m .

Die elektrostatische Beflockung und damit die Beschichtung der Unterlage erfolgt durch Befeuchtung mindestens einer ihrer Oberflächen mit Wasser, beispielsweise durch Tauchen, Sprühen oder Imprägnieren und Führung des noch feuchten Materials durch ein Hochspannungsfeld von bis zu 100 kV, vorzugsweise etwa 30 bis 60 kV, Dabei ist die eine der beiden Elektroden, die das Hochspannungsfeld verursachen, in der Art eines Siebes oder einer. Lochplatte ausgebildet und dient zur Aufnahme des modifizierten Celluloseäthers, der bevorzugt in sehr kurzfasriger Form mit einer Faser-

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länge von etwa 0,05 bis 1 nun, vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,3 mm vorliegt und keinerlei besonderer Präparation der Faser oder antistatischer Hilfsmittel bedarf. Die Maschenweite bzw. der Lochdurchmesser der Elektrode wird so gewählt, daß der Faserdurchmesser des Celluloseäthers um das etwa 60 bis 100-fache übertroffen wird. Die Gegenelektrode ist flächig ausgebildet und dient innerhalb des Bereiches, in dem sich das Hochspannungsfeld befindet, neben ihrer elektrostatischen Anwendung z. B. auch noch als Tragstütze für das zu beflockende Material, das seinerseits zwischen den beiden Elektroden so hindurchgeführt wird, daß es sich in einem Abstand von etwa 10 bis 50 cm von der durchbrochenen Elektrode und in unmittelbarer Nähe der Gegenelektrode befindet.

Nach Durchlaufen des elektrischen Feldes wird das beflockte Material beispielsweise durch einen Wärmestrahler oder in einem Wärmekanal getrocknet und kann anschließend aufgerollt werden.

Bei den Materialien, welche wie beispielsweise Tissue-Papier eine geringe Naßfestigkeit besitzen, kann als zusätzliche Unterstützung zwischen Ab- und Aufrollvorrichtung ein tragfähiges Endlosband eingeschaltet werden, das insbesondere aus einer Kunststoffolie, einem Kunststoffgitter oder einem Metallnetz besteht. Zweckmäßig befindet sich diese Anordnung in dem Bereich der Vorrichtung, der von dem.feuchten Material durchlaufen wird, d, h, dem Bereich

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zwischen Befeuchtungs- und Trocknungszone.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die bevorzugt bei der elektrostatischen Beflockung von Materialien der Art eines gekreppten Papiers zur Erhaltung der ursprünglichen Form z. B. der Kreppung angewandt wird, wird zunächst ein endlos-laufendes Band befeuchtet, auf das dann das zu beflockende Material aufläuft und so die Feuchte übertragen bekommt. Die Beflockung und Trocknung verlaufen wie oben beschrieben.

Das aufzuflockende Gut aus modifiziertem Celluloseäther wird vorteilhaft mechanisch,.z. B. durch leichte Vibration oder durch einen rotierenden Schaber, in Bewegung gehalten, um eine Brückenbildung zwischen seinen Teilchen in der Elektrode zu vermeiden, da dieser Effekt zu einer Verschlechterung der Flockenbeweglichkeit führen kann.

Die Teilchen des Celluloseäthers werden von der durchbrochenen Elektrode in Richtung der Gegenelektrode und damit auch der dazwischenbefindlichen, bandförmigen Unterlage abgestoßen, saugen Wasser von deren feuchten Oberfläche auf und quellen an. Durch die letztgenannte Auswirkung wird eine mögliche Rückkehr der Teilchen, die beispielsweise durch eine Ladungsumkehr verursacht werden kann, verhindert und so die Unterlage sehr gleichmäßig mit modifiziertem Celluloseäther belegt. Es wird angenommen,

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daß während des anschließenden Trocknungsvorgangs die angequollenen Teilchen angeklebt werden, wodurch sowohl ein Nicht-Stauben des Schichtmaterials als auch eine gute Haftung bewirkt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden, wobei die Belegungsdichte auf der beschichteten Unterlage in weiten Grenzen variiert werden kann, sie ist z. B. abhängig von der aufgebrachten Wassermenge, der an den Elektroden anliegenden Spannung, aber auch von der Teilchengröße des aufzuflockenden modifizierten Celluloseäthers. Die BeIe-

2 gungsdichten können bis zu etwa 100 g/m betragen, bei für die Verwendung im Hygienegebiet vorgesehenen Materialien vorzugsweise etwa 15 bis 30 g/m .

Alle die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten bandförmigen Materialien sind hoch-saugfähig und zeichnen sich zudem noch durch eine gute Flüssigkeitsretention aus. Da sie sich darüberhinaus leicht verarbeiten lassen, können sie besonders vorteilhaft in flächenförmigen Schichtgebilden, wie sie beispielsweise auf dem Hygienegebiet für die Verwendung als Binden, Windeln oder Betteinlagen benötigt werden, als Unter-, Zwischen- oder Oberlagen eingearbeitet werden, um deren Saugverhalten positiv zu beeinflussen. Auch als Zwischenlagen in Flächengebilden mit "Sandwich-Struktur" lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Materialien verwenden, so z, B. in Naßwischtüchern (Haushaltstüchern), ölabsorbermatten oder ähnlichen Artikeln.

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Beispiel 1 ·

9 Ein Kreppapier mit einem Flächengewicht von 25 g/m und einer Breite von 30 cm läßt man von.einer Rolle auf eine kontinuierlich mit Wasser besprühte Polyesterfolie, die 40 cm breit ist und mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min endlos umläuft, ohne Andruck auflaufen. Die Folie %id das so befeuchtete Papier werden durch ein Hochspannungsfeld von 50 kV geführt; dabei ist die eine Elektrode als Sieb ausgebildet und mit einer durch das Vernetzungsmittel Dimethylol-methylen-bisacrylamid modifizierten Carboxymethylcellulose einer mittleren Faserlänge νοηΟ,Ι mm gefüllt. Die Siebelektrode ist 25 cm vom Papier entfernt. Nach der erfolgten Befleckung durchläuft das Material zur Trocknung einen Infrarotstrahler-Bereich und kann dann aufgerollt werden. Die Auftragsmenge an modifiziertem Celluloseäther beträgt 25 g/m².

Beispiel 2

Ein Baumwoll-Nesselgewebe mit einem Flächengewicht von 150 bis 170 g/m und einer Breite von 50 cm läßt man von einer Rolle mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min ablaufen, befeuchtet es unter einem Sprührohr mit Wasser und führt es durch ein Hochspannungsfeld von 60 kV. Die mit durch N-Methylol-acrylamid modifizierter Carboxymethyl-

i cellulose einer mittleren Faserlänge von 0,2 mm gefüllte

SiebelektDode ist 35 cm vom Pppier^entfernt. Das beflockte und getrocknete Material weist eine Auftragsmenge an modi-

2 fiziertem Celluloseäther von 18 g/m auf und kann aufgerollt

werden. n y (\ η

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Umwandeln von kleinteiligem Celluloseäther, der durch Modifizierung wasserunlöslich, jedoch mit Wasser stark quellbar geblieben ist, in ein bequem verwendbares Material, bei dem man den modifizierten Celluloseäther an eine mit Wasser befeuchtete Oberfläche einer bandförmigen hydrophilen Unterlage mindestens einseitig anheftet und diese trocknet, gemäß Patent

(Anmeldung P 25 3¹* 358.2), dadurch gekennzeichnet, daß der modifizierte Celluloseäther durch elektrostatische Beflockung an die Unterlage geheftet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der modifizierte Celluloseäther in Form von Fasern einer mittleren Länge von 0,05 bis lmm, bevorzugt 0,05 bis 0,3 mm verwendet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

2 zeichnet, daß an die Unterlage bis zu 100 g/m , bevorzugt

etwa 15 bis 30 g/m , modifizierter Celluloseäther angeheftet werden.

H. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus

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a) einer Einrichtung zum Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche einer bandförmigen Unterlage,

b) einer Einrichtung zur elektrostatischen Beflockung der befeuchteten Oberfläche mit einer in der Art eines Siebes oder einer Lochplatte ausgebildeten durchbrochenen Hochspannungselektrode und einer flächenförmigen Gegenelektrode,..und

c) einer Einrichtung zur Trocknung der beflockten Unterlage

in der angegebenen Reihenfolge, sowie einer Einrichtung zum Transport der bandförmigen Unterlage durch die Einrichtungen a, b und c.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zusätzlich mitlaufendes Endlosband zur Stützung der Unterlage aufweist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband zugleich als Einrichtung zum Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche der bandförmigen Unterlage dient.

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