DE2556723C3

DE2556723C3 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten eines Bandes aus hydrophilem Material mit Puder aus einem modifizierten Celluloseether

Info

Publication number: DE2556723C3
Application number: DE2556723A
Authority: DE
Inventors: Helmut 6200 Wiesbaden Lask; Ehrenfried Dr. 6384 Schmitten Nischwitz; Klaus Dr. 6232 Neuenhain Uhl
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2556723B2; DE2556723A1; US4096289A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Bandes aus hydrophilem Material mit Puder aus einem mit Wasser quellbaren, modifizierten Celluloseäther. Ein derartiges Material ist bequem weiterverarbeitbar und insbesondere bei der Herstellung von sanitären Unterlagen, Windeln, Wundverbänden, Tampons, Verpackungspapieren, Isoliermaterial, Haushaltspapieren und ähnlichen Artikeln bequem mitverwendbar.

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 59 606.9 (Ausscheidung aus P 25 34 358.2-45) wird zur Verbesserung der Saugfähigkeit derartiger Gebilde ein beschichtetes Band aus einem hydrophilen Material beschrieben, das wenigstens eine Oberfläche mit Teilchen aus modifiziertem Celluloseäther aufweist. In der deutschen Patentanmeldung P 25 34 358.2-45 wird ein Verfahren zur Herstellung dieser beschichteten Bau-

der beansprucht, nämlich ein Verfahren zum Beschichten eii.-es Bandes aus hydrophilem Material mit Puder aus einem Celluloseäther, der durch Modifizierung mindestens größtenteils wasserunlöslich geworden, jedoch mit Wasser stark quellbar geblieben ist. Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Oberfläche des Bandes mit Wasser befeuchtet, diese mit dem Puder aus modifiziertem Celluloseäther belegt und das Band getrocknet wird.

Aus der DT-OS 2311986 ist ein Verfahren (und eine Vorrichtung) zur elektrostatischen Beflockung bekannt, bei welchem ein Grundmaterial mit eii;er Kleberschicht versehen und mit dieser einer Beflokkungszone zugeführt wird, in der die Flocken durch ein elektrostatisches Feld senkrecht zur Kleberfläche ausgerichtet und beschleunigt werden. Die Flocken dringen nur mit einem Ende in die Kleberschicht ein und bilden nach dem Erhärten der Kleberschicht eine Velourschicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber der Hauptpatentanmeldung veränderte Verfahrensweise vorzuschlagen, die technisch ohne viel Aufwand auszuführen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit bis zu 100 g/m², bevorzugt 15 bis 30 g/m², modifizierten Celluloseäther durch elektrostatische Beflockung belegt 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 2357079 durch Vernetzen modifiziert oder nach dem Verfahren der DT-OS 2 358 150 modifiziert sind; sie zeichnen sich durch hohes Wasseraufn;;hmc- und Rückhaltevermögen aus. Im Rahmen der Erfindung verwendbare modifizierte Celluloseäther sind beispielsweise auch die der DT-Offenlegungsschriften 2520336, 2520337, 2519927 und 2543 187, 1912740, 2314689, die der DT-PS 839492 oder der US-PS 2639239. Diese Modifizie- . rungen 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 Celiuloseäthermolekülen. 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 Flächengehilde 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 in Frage kommt.

Hs ist auch schon vorgeschlagen worden, modifizierte Celluloseäther auf textlien Flächen mit Hilfe von Bindemitteln zu fixieren (deutsche Patentanmeldung P 2441 781).

Die so hergestellten Flächengebilde besitzen zwar eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme, diese ist jedoch im Verhältnis zur eingesetzten Menge an Celluloseäther niedrig, weil ein Peil davon durch das Bindemit-

tel 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, Holz- "' schliff, Synthesefasern oder einem Gemisch dieser zusammengesetzt ist und eine gewisse Flüssigkeitsabsorption und -rentention aufweist. Das Flächengewicht dieses Materials liegt zwischen 12 und 500 g/m².

Die elektrostatische Beflockung und damit die Be- ι> Schichtung 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, Vorzugs- -" weise 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 CeIIuloseäthers, der bevorzugt in sehr kurzfaseriger Form -> mit einer Faserlänge von etwa 0,05 bis i mm, 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 i<> Faserdurchmesser des Celluloseäthers um das etwa M)- bis lüOfache übertroffen wird. Die Gegenelektrode ist flächig ausgebildet und dient innerhalb des Bereiches, in dem sich das Hochspannungsfeld befindet, neben ihrer elektrostatischen Anwendung z. B. r> auch noch als Tragstütze für das zu bef lockende Material, das seinerseits zwischen den beiden Elektroden so hindurchgeführt wird, daß es sich in einem Abstand von etwa K) 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 Wärmckanal getrocknet und kann anschließend aufgerollt werden. 4>

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 Kunst- >o stoffolic, einem Kunststoffgittcr 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 zwischen Bcfcuchtungs- und Trocknungs- r, /one.

Bei einer anderen Ausführungsfortn des erfinilungsgemäßen Verfahrens, die bevorzugt bei der elektrostatischen Beflockung von Materialien der Art eines gekreppten Papiers zur Ei haltung der Ursprung- w> liehen 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. h>

Das aufzuflockende Gut aus modifiziertem CeIIuloseäther wird vorteilhaft mechanisch, ζ. Β. 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 Teiichen des Celluloseäthers werden von der durchbrochenen Elektrode in Richtung der Gegenelektrode und damit auch der dazwischen befindlichen, bandförmigen Unterlage abgestoßen, saugen Wasser von deren feuchter 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, daß während des anschließenden Trocknungsvorgangs die angequollenen Teilchen angeklebt werden, wodurch sowohl ein Nicht-Stauben des Schichtmaterials als auch eirw 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 Belegungsdichten können bis zu etwa H)O g/m² betragen, bei für die Verwendung im Hygienegebiet vorgesehenen Materialien vorzugsweise etwa 15 bis 30 g/m².

Alle die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten bandförmigen Materialien sind hochsaugfähig und zeichnen sich zudem noch durch eine gute Flüssigkeitsretention aus. Da sie sich darüber hinaus 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 beeinflusse!.. Auch als Zwischenlagen in Flächengebilden mit »Sandwich-Struklur« lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Materialien verwenden, so z. B. in Naßwischtüchern (Haushaltstüchern). Ölabsorbermatten oder ähnlichen Artikeln.

Beispiel 1

Ein Kreppapier mit einem Flächengewicht von 25 g/m² und einer Breite von 30 cm läßt 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 und 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 von 0,1 mm gefüllt. Die Siebelektrode ist 25 cm vom Papier entfernt. Nach der erfolgten Beflockung durchläuft das Material zur Trocknung einen Infrarotstrahler-Bereich und kann dann aufgerollt werden. Die Auftragsmenge an modifiziertem Celluloseäther beiragt 25 g/m².

Beispiel 2

Ein Baumwoll-Nesselgewehe mit einem Flächengewicht von 150 bis 170 g/m² und einer Breite von

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50 cm läßt man von einer Rolle mit einer Geschwin- lose einer mittleren Faserlänge von 0,2 mm gefüllte

digkeit von 20 m/min ablaufen, befeuchtet es unter Siebelektrode ist 35 cm vum Papier entfernt. Das be-

einem Sprührohr mit Wasser und führt es durch ein flockte und getrocknete Material weist eine Auftrags-

Hochspannungsfeld von 60 kV. Die mit durch N-Me- menge an modifiziertem Celluloseäther von 18 g/m²

thylol-acrylamid modifizierter Carboxymethylcellu- 5 auf und kann aufgerollt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten eines Bandes aus hydrophilem Material mit Puder aus einem Celluloseäther, der durch Modifizierung mindestens größtenteils wasserunlöslich geworden, jedoch mit Wasser stark quellbar geblieben ist, wobei wenigstens eine Oberfläche des Bandes mit Wasser befeuchtet, diese mit dem Puder aus modifiziertem Celluloseäther belegt und das Band getrocknet wird nach Patentanmeldung P 2434358.2-45, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit bis zu 100 g/m², bevorzugt 15 bis 30 g/m², modifiziertem Celluloseäther durch elektrostatische Beflokkung belegt wird.

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

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einer Einrichtung zur elektrostatischen Beflockung, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zum Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche des Bandes aus hydrophilem Material mit Hilfe eines zusätzlich mitlaufenden Endlosbandes,

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

c) eine Einrichtung zur Trocknung der beflockten Unterlage

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