DE4242538A1 - Fibre bonding - uses pectin and compression to form sheet of flax jute or hemp - Google Patents

Fibre bonding - uses pectin and compression to form sheet of flax jute or hemp

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen und Versteifen von textilen Produkten, vorzugsweise Vliesstoffen aus pektinhaltigen Faserstoffen durch Erweichen der Pektinkomponente mittels geeigneter Erweichungsmittel, wobei während der Entfernung dieser Stoffe die Pektinschicht aushärtet und kontaktierende Fasern miteinander verbindet. Bei der Vliesverfestigung sind allgemein mechanische, chemische und thermische Verfahren bekannt. Bei der mechanischen Verfestitung unterscheidet man Vernadelung mit Hilfe von Filznadeln, Faserverschlingungen durch Wasserstrahlen (spunlaced) oder Nähwirkverfahren ohne Faden. Der Verfestigungsgrad ist bei diesen Verfahren relativ gering: zur Erzielung höherer Festigkeiten erfolgt die Einarbeitung von Verstärkungsgeweben oder eine zusätzliche chemische Verfestigung. Naturfasern wie Jute, Flachs und Hanf lassen sich nur eingeschränkt bis zu einem gewissen Grad vernadeln: das Nadelverfahren ist hier nur bedingt zur Verfestigung geeignet. Der größte Teil der Vliesstoffe wird chemisch verfestigt. Mittels Vollbad-Imprägnierung, Sprühverfestigung, Pflatschen oder Schaumverfestigen wird dabei ein Mittel zugegeben, das nach der Behandlung die einzelnen Fasern stofflich verbindet. Der Nachteil dieser Verfahren ist, daß ein zusätzlicher Stoff, nämlich das Bindemittel erforderlich ist. Bei der thermischen Verfestigung werden thermoplastische Faserstoffe unter der Einwirkung von Hitze erweicht und miteinander in Kontakt stehende Faserteile verklebt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß hierfür nur thermoplastische Fasern geeignet sind und durch die Deformierung und Verklebung der Fasern ihr Fasercharakter zerstört wird. Als pektinhaltige Faserstoffe gelten Naturfaserstoffe wie beispielsweise Flachs oder Hanf. Die Fasern werden dabei von Pektin (Pflanzenleim) umhüllt, der bei Zimmertempertur und im trockenen Zustand ein Stoff von fester Konsistenz ist. Ein mäßiges Benetzen der Faseroberfläche solcher pektinhaltiger Faserstoffe, im einfachsten Fall mit kaltem oder warmem Wasser, dem unter Umständen Netzmittel zugesetzt sein können, erweicht diese Pektinschichten soweit, daß ohne oder unter Wirkung eines nur mäßigen äußeren Drucks sich diese durchdringen und eine stoffliche Brücke zwischen den vormals unverbundenen Naturfasern bilden. Nach dem Entfernen des Erweichungsmittels bei wäßrigen Systemen wäre es eine einfache Trocknung, wirkt das nun wieder feste Pektin als Bindemittel zwischen den vormals unverfestigten Fasern. Es entsteht in Abhängigkeit zum vorhandenen Pektinanteil, der Erweiterungsintensität und der Wirkung eines äußeren Drucks ein verfestigtes, textiles Produkt mit reduzierter Haarigkeit und höherer Steifheit. Insbesondere bei ungerösteten Stengelfasern ist der Pektinanteil in einer Höhe vorhanden, daß er sich als Verfestigungs- und Versteifungsmittel für textile Produkte sehr gut ausnutzen läßt. So wird der Pektin- und Hemicelluloseanteil eines ungerösteten Flachses in "Textilveredelung" 6/1987 S. 220-223 mit 20% angegeben. Aber auch geröstete Stengelfasern besitzen noch Pektinanteile von 7 bis 8% bei Flachs ("Naturfasern/ Chemiefasern", Fachbuchverlag Leipzig 1955: "Melliand Textilberichte 11/1990 S. 825 bis 830) und etwa 10% bei Hanf ("Naturfasern/Chemiefasern", Fachbuchverlag Leipzig 1955) die für Verfestigungs- bzw. Versteifungszwecke nutzbar sind.
Das Verfahren kann bei textilen Produkten, insbesondere Vliesstoffen mit pektinhaltigen Faseranteilen dazu genutzt werden, um
  • - Textilien zu verfestigen,
  • - Textilien zu verdichten,
  • - Textilien oberflächlich zu glätten (beispielsweise um die Haarigkeit zu reduzieren),
  • - Textilien zu versteifen,
  • - Textilien in einer permamenten Form zu fixieren,
  • - als Bindefasern in Textilmischungen zu fungieren,
  • - eine derartige Textilie mit anderen Textilien zu verbinden (beispielsweise zur Ausbildung von Sandwichstrukturen).
Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Nutzung des naturgegebenen Pektinanteils derartiger Naturfaserstoffe zum Verfestigen und Versteifen daraus hergestellter textiler Produkte. Es müssen keine zusätzlichen Bindemittel aufgebracht werden. Das Verfahren ist einfach und umweltfreundlich. Es entstehen keine schädlichen Abprodukte. Ein derart verfestigtes Produkt läßt sich leicht durch erneutes Erweichen des Pektinanteils in eine neue Form bringen. Ein Auswaschen der Pektine löst die Bindungen und der Faserstoff kann für andere Zwecke genutzt werden. Derartig verfestigte Vliesstoffe sind voll recyclingfähig und können problemlos biologisch abgebaut werden.
Ausführungsbeispiel 1
Ein tiefziehfähiges Vlies aus ungeröstetem Flachs wird mittels Tiefziehvorrichtung geformt und anschließend in einer Form mit warmem Wasser benetzt. Nach etwa 5 Minuten ist die Pektinschicht angelöst und ausreichend erweicht. Unter mäßigem äußeren Druck von 10 kp/cm² wird der Formkörper bei Temperaturen um 100°C getrocknet und man erhält einen Formkörper, der verfestigt ist und durch seine Steifheit handhabbar wird. Der so hergestellte Formkörper aus ungeröstetem Flach wird danach zur Verstärkung von Epoxidharz nach der RTM-Technologie eingesetzt.
Ausführungsbeispiel 2
Ein vernadeltes Vlies aus geröstetem Flachs wird auf eine durchlässige Siebbahn aufgelegt und durchläuft ein Behandlungsfeld, wo heißer Wasserdampf um 110°C durch das Vlies gepreßt wird. Es kommt zum Erweichen der Pektinschicht. Ein anschließendes Kalandern der Vliesbahn mit einer Prägewalze führt zur Ausbildung einer wabenartigen dreidimensionalen Struktur des Vlieses. Bei der anschließenden Trocknung in einem Tunnelofen wird das Wasser entfernt und das Vlies erhält seine feste, verdichtete, dreidimensionale Form. Ein derartiges Vlies läßt sich gut handhaben und in Formen zur Herstellung von Verbundwerkstoffen einlegen. Die ausgebildete dreidimensionale, versteifte Struktur wirkt gegen Delaminierungserscheinungen in Verbundwerkstoffen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verfestigung bzw. zum Versteifen von textilen Produkten, insbesondere Vliesstoffe, hergestellt aus Naturfaserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff mittels Erweichungsmittel in der Art behandelt wird, daß die Pektine stoffliche Brücken zwischen den Fasern bilden und eine Entfernung des Erweichungsmittels zum Zwecke der Aushärtung und des Faserverbindens erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Erweichungsmittel vorzugsweise Wasser bzw. Wasserdampf verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Erweichungsmittel ein wäßriges System, vorzugsweise mit dem Zusatz eines Netzmittels, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Entfernen des Erweichungsmittels ein äußerer Druck das textile Produkt komprimiert.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Entfernens des Erweichungsmittels ein äußerer Druck das textile Produkt komprimiert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig dem textilen Produkt eine definierte Form gegeben wird.
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