DE3045216A1 - Verfahren zur herstellung mechanisch gelegter vliese aus stapelfasern - Google Patents
Verfahren zur herstellung mechanisch gelegter vliese aus stapelfasernInfo
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 80/F 271 . Dr.DA/Wa
Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese
aus Stapelfasern
Die Herstellung von Faservliesen unter Verwendung von
thermoplastischen Fibriden als Bindefasern im Gemisch j,
mit Stapelfasern nach dem Luftlegeverfahren (aerodyna- !
mische Vliesbildung) ist bekannt. Zur Fixierung der
Stapelfasern durch die Bindefasern wird das gebildete
Stapelfasern durch die Bindefasern wird das gebildete
Vlies einer Wärmebehandlung unterworfen, die ein ;
Schmelzen oder Anschmelzen der Bindefasern an die j Stapelfasern ermöglicht und dadurch die Verfestigung
des Vlieses bewirkt. '
;
Anlagen zur Bildung von Vliesen nach dem aerodynamischen j
Prinzip haben den Nachteil, daß die Arbeitsgeschwindig- i
keit begrenzt ist. Die zur Vermischung oder Dispergierung ·;
der Fasern· erforderliche hohe Luftmenge muß bei der >
Vliesbildung durch die Siebrolle abgesaugt werden. :
Die dafür notwendige Absaugleistung bestimmt im Verhält- t
nis zum Siebrollendurchmesser die Geschwindigkeit der [
Vliesbildung. . '
Im Gegensatz zum aerodynamischen Prinzip (Luftlegever- [
fahren) kann bei der mechanischen Vliesbildung mit be- ■
deutend höherer Geschwindigkeit gearbeitet werden. Ein ;
Nachteil der mechanischen Vlieslegeanlagen liegt in der j
Eigenschaft der Kardierwalzen der Krempel, nur Fasern ■
mit einer bestimmten Mindestlänge zu einem Vlies zusammen- '■
fassen zu können. Die häkchenförmigen Kratzerbeläge
der Kardierwalzen können übliche Stapelfasern mit einer
der Kardierwalzen können übliche Stapelfasern mit einer
Länge unter ca. 40 mm nicht mehr vollständig erfassen '
und .zur Vliesbildung mit heranziehen. Fasern kürzer als I
40 mm würden in der Krempel ausgeschieden und die Anlage
zum Stillstand bringen. ■ .
Für die Bindung der verhältnismäßig langen Stapelfasern !
des mechanisch gelegten Vlieses sind geeignete Bindemittel
in gelöster, dispergierter oder emulgierter Form oder auch als feste, feine schmelzbare Pulver mit speziellen
Vorrichtungen auf das Vlies aufzubringen. In nachgeschalteten
Wärmebehandlungsstrecken werden die Bindemittel durch Trocknen oder durch Aufschmelzen an den Fasern
des Vlieses .fixiert. Sie verbinden dadurch die Einzelfasern zum verfestigten Vlies. Zur endgültigen Fertigstellung
und Glättung wird das Vlies meist noch durch geheizte Walzwerke geführt.
Die so hergestellten Vliese sind verhältnismäßig steif
und wenig voluminös. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, aus üblichen Stapelfasern mechanisch gelegte
Vliese unter Verwendung von thermoplastischen Fasern kürzer als 40 mm herzustellen, welche bei der Thermofixierung
als Bindemittel dienen.
Es wurde nun gefunden, daß sich als thermoplastische Fasern kürzer als 40 mm die sogenannten thermoplastischen
Fibride mit einer Länge von z.B. 0,8 bis 1,5 ram hervorragend als thermofixicrbare Biinloniil ta] für mechanisch
gelegte Faservliese eignen. Die Mischungen aus solchen thermoplastischen Fibriden mit üblichen Stapelfasern
lassen sich problemlos in der Krempel über die Kardierwalzen zu einem Faservlies legen, ohne daß diese kurzen
Fibride sich separieren und ausfallen, wie es bei anderen.
Fasern gleicher Länge der Fall ist.
Die Herstellung mechanisch gelegter Faservliese mit thermoplastischen Fibriden als Bindemittel erfolgt weitgehend
in bekannter Weise. Die Stapelfaserballen und die Fibridballen werden durch geeignete Brechwerke und
Öffnungsaggregate bis zur Grundfaser geöffnet.
In einer Vorkammer wird in die geöffnete Grundfaser eine dosierte Menge von Fibriden über eine Vormischkammer, z.B.
einem Verwirbelungs-Ventilator (material handling fan) eingespeist. Anschließend wird im Kastenspeiser die
BAD ORIGINAL
/β-
Mischung aus Stapelfasern und Fibriden hergestellt., die
dann in üblicher Weise j.n der Krempel über die Kardierwalzen zum Vlies gelegt wird. Nach der Vliesbildung wird
die Vliesbahn einer Wärmebehandlung bei ca. 1600C, z.B.
in einem Saugtrommeltrockner unterworfen. Diese Wärmebehandlung bewirkt ein Anschmelzen der Fibride an die
Stapelfaser, so daß bei der nachfolgenden Thermofixierung des Vlieses durch beheizte Walzwerke die schmelzenden
Fibride im Vliesverband als Bindemittel verbleiben und
nicht auf den heißen Walzenoberflächen des Walzwerkes j
i abgeschieden werden. l
Die thermoplastischen Fibride werden der Stapelfasern in j
einer Menge von 2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Stapel-
fasern zugemischt, vorzugsweise 10-30 Gew.-%. Die \
Schmelz- oder Erweichungstemperatur der Fibride soll S
mindestens 100C unter der Erweichungstemperatur der
Stapelfaser liegen, sofern es sich um Fasern aus Thermoplasten handelt. Bei unschmelzbaren, nativen Fasern z.B.
Cellulosefasern fällt diese Voraussetzung weg. Die Auswahl
der einzusetzenden Fibride richtet sich nach den zur Verarbeitung gelangenden Stapelfasern und kann je
nach dem zur Herstellung der Fibride eingesetzten Ausgangsmaterial im Erweichungsbereich angepaßt werden.
Ganz allgemein eignen sich als Bindefasern für mechanisch gelegte Vliese alle thermoplastischen Fibride, die beispielsweise
nach dem Verfahren der Entspannungsverdampfung hergestellt wurden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese werden als thermoplastische
Fibride bevorzugt solche Fibride eingesetzt, die durch eine Entspannungsverdampfung einer unter Druck stehenden,
überhitzten Lösung eines Polyolefins in einem leicht siedenden Lösungsmittel durch eine Düse in eine Zone mit
niedrigem Druck ausgespritzt wird.
BAD
Als Polyolefin eignet sich vor allem Polyäthylen mit einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,3 bis
30 dl/g, vorzugsweise von 0,7 bis 10 dl/g (bestimmt nach H. Weslau, Kunststoffe 49 (1959) 230) und einer
Dichte von 0,93 bis 0,97 g/cm oder Polypropylen. Diese Polyolefine können geringe Mengen von Comonomeren mit
3 bis 6 Kohlenstoffatomen enthalten.
Das Lösungsmittel für das Polyolefin muß einen hinreichend
niedrigen Siedepunkt besitzen, so daß ausreichende überhitzung und eine Entspannungsverdampfung möglich sind,
muß aber außerdem auch eine ausreichend hohe kritische Temperatur haben. Daher eignen sich für die Herstellung
der Fibride Kohlenwasserstoffe mit 5-7 Kohlenstoffatomen,
bevorzugt cyclische oder acyclische gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 6 Kohlenstoffatomen. Sehr gut
geeignet sind ferner auch chlorierte Kohlenwasserstoffe mit ein oder zwei Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
Methylenchlorid.
Die Temperatur der Lösung kann in weitem Bereich von bis 2000C schwanken, bevorzugt wird jedoch der Temperaturbereich
von 120 bis 1600C. Die Lösung steht dabei
unter dem Eigendruck des Lösungsmittel-Gemisches, der mit einem Inertgas und/oder mit einer Pumpe erhöht werden
kann.
Zur Entspannungsverdampfung passiert die Lösung eine
Düse, deren wichtigste Aufgabe die Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen Lösung und Entspannungsraum ist. Der Druck im Entspannungsraum wird so gewählt,
daß das Lösungsmittel für das Polymere zu mehr als 90 % verdampft. Der Druck im allgemeinen von 10 bis 1500 Torr,
vorzugsweise aber von 50 bis 800 Torr betragen. Die erhaltenen Polyolefinfasern können in handelsüblichen
Aggregaten zerkleinert werden. Sie haben dann eine Länge von 0,8 bis 1,5 mm.
BAD
30452Ί6
8 kg Zellwolle (Stapellänge 60 mm, 3,1 dezitex)werden
über Ballenbrecher und Feinöffner geöffnet und im Luftstrom einem Kastenspeiser zugeführt. In den Kastenspeiser
werden über einen Arbeitsventilator 2,0 kg geöffnetes Fibridmaterial (Trockengewicht) mit einer CFL (Classified
Fiber Length) nach Tappi Standard T 232 von 1,5 mm und einem Feuchtegehalt von ca. 40 % kontinuierlich eingespeist.
Der Auftrag erfolgt über ein schräglaufendes Nadelband mit weitem Nadelabstand, so daß nur an die
Zellwollfaser angeklammerte Fibride befördert werden. Die so hergestellte Mischung wird im Luftstrom
einem Zyklon zugeführt, die Luft abgetrennt und die Fasermischung abgesackt. Die Mischung zeigt eine sehr
gute Homogenität, die durch eine Wiederholung der Operation nicht sichtlich verbessert werden kann. Die
so erhaltene Mischung wird auf einer Krempelanlage mit
2 Querleger zu Vliesen mit 22,50 und 100 g/m verarbeitet,
wobei der Gesamtfaserverlust (Staubanteil) unter 3 %
2 liegt. Die Einzelvlieslage beträgt beim Versuch 11 g/m
und zeigt eine gleichmäßige Verteilung der HP-Fasern. Die Laufgeschwindigkeit der Einzelbahn beträgt 30 m/min.
Anschließend werden die so hergestellten Vliese auf einem Durchsaugtrommeltrockner, der mit 40 mm WS Differenzdrucke
arbeitet im Heißluftstrom bei 1700C verfestigt, hierbei treten keine störenden Hafterscheinungen
zwischen Sieb und Vlies bei der Abnahme auf. Die Fixiergeschwindigkeit
beträgt im Versuch 15 m/min. Das so verfestigte Vlies zeigt einen weichen Griff bei hohem
Volumen. Zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften wird das Vlies anschließend zwischen zwei beheitzten
Stahlwalzen bei einer Temperatur von 145-1500C kalandriert,
ohne daß bei der Abnahme störende Hafterscheinungen zu den heißen Walzenoberflächen auftreten.
Die hergestellten Vliese können mit sich selbst oder mit Hoch- oder Niederdruck PE-Folien im Wärmeimpulsverfahren
verschweißt werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese
aus Stapelfasern und Bindemittel durch Kardieren auf einer Krempelanlage, dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemittel thermoplastische Fibride vor der Vliesherstellung der Grundfaser zugemischt werden
und das Fibride enthaltende Vlies einer Wärmebehandlung unterworfen wird, bevor das Vlies in das beheizte
Walzwerk zur Thermofixierung einläuft.
2. Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
thermoplastischen Fibride aus Polyolefinen bestehen.
3. Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus
Polyolefinen bestehenden thermoplastischen Fibride durch eine Entspannungsverdampfung einer unter Druck
stehenden überhitzten Lösung eines Polyolefins durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck
hergestellt wurden.
4. Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach
dem Verfahren der Entspannungsverdampfung hergestellten thermoplstischen Fibride aus Polyäthylen
bestehen.
5. Verfahren zur Herstellung mechanisch gelegter Vliese
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Verfahren der Entspannungsverdampfung hergestellten
thermoplastischen Fibride aus Polypropylen bestehen.
ORIGiMAL INSPECTED
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- 1980-12-01 DE DE19803045216 patent/DE3045216A1/de not_active Withdrawn
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1981
- 1981-11-25 EP EP81109869A patent/EP0053345A1/de not_active Withdrawn
- 1981-11-27 FI FI813817A patent/FI813817L/fi not_active Application Discontinuation
- 1981-11-30 JP JP19095781A patent/JPS57121659A/ja active Pending
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JPS57121659A (en) | 1982-07-29 |
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