DE69204403T2

DE69204403T2 - Verfahren zur Herstellung einer waschbaren Vliesstoffbahn aus Baumwolle.

Info

Publication number: DE69204403T2
Application number: DE69204403T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude F-73110 Presle Lacazale; Andre F-38330 Biviers Vuillaume
Original assignee: ICBT Perfojet SA
Current assignee: ICBT Perfojet SA
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2012-07-22
Also published as: FR2679573A1; US5295997A; JP3067897B2; EP0530113B1; US5393304A; EP0530113A1; DE69204403D1; JPH05209349A; FR2679573B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines leichten und waschbaren Vliesstoffs auf Baumwollbasis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist durch die Patentschrift EP-A-0 337 451 bekannt.
In den Unterlagen US-A-3 214 819, 3 485 706 und 3 508 308 wurde ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff beschrieben, bei dem die Bindung und Verfilzung der verwendeten Faserstoffe nicht mehr auf mechanischem Wege, sondern durch eine Vielzahl von unter Druck stehenden Wasserstrahlen erreicht wird, die eine im Durchlauf befindliche Stoff- oder Vliesbahn nadelartig durchdringen und dadurch die Vermischung der Fasern untereinander bewirken. Diese Faservliese sind in der Fachliteratur unter dem englischen Begriff "nappes spunlace" oder "spunlace" bekannt. Es ist infolgedessen nicht erforderlich, sie an dieser Stelle im einzelnen zu beschreiben. Die Eigenschaften dieser "Spunlace"-Stoffe sind hauptsächlich darauf zurückzuführen , daß ihre Verfestigung auf einem hydraulischen Verfilzungsverfahren beruht.
Die Herstellung von Vliesstoffen aus Baumwolle auf trockenem Wege oder sogar im Feuchtverfahren, d.h. in der Papierproduktion, ist zudem bereits bekannt. Diese Vliesstoffe aus Baumwolle werden hauptsächlich aufgrund ihrer Saugfähigkeit geschätzt. Sie gelangen infolgedessen ausschließlich im Bereich der Hygiene, der Medizin bzw. als Wischtücher zur Verwendung.
Man hat sich zur Aufgabe gemacht, "Spunlace"-Stofte aus Baumwolle herzustellen. Man erhält auf diese Weise leichte Stoffe, die sich sehr weich anfühlen und leicht flauschig sind. Bedauerlicherweise weisen diese Vliesstoffe im feuchten Zustand nur eine geringe Reißfestigkeit auf. Mit anderen Worten verlieren diese "Spunlace"-Stoffe auf Baumwollbasis, sobald sie naß werden, ihre textile Eigenart und Griffigkeit, d.h. gerade die Eigenschaften, die besonders geschätzt werden. Es ist deshalb nicht möglich, diese Vliesstoffe zu waschen, da sie sich bereits nach der ersten Wäsche sehr schnell auflösen.
Nichtsdestoweniger sind auf dem Markt mehr und mehr leichte Vliesstoffe gefragt, die mehrfaches Waschen vertragen und dabei ihre Griffigkeit und textilen Faltenwurf behalten.
Um diese Unzulänglichkeiten zu beheben, hat man versucht, diesen "Spunlace"-Stoffe aus Baumwolle Bindemittel, vor allem Latex, beizufügen. Leider ist dieses Verfahren nicht zufriedenstellend, da die Beifügung derartiger Bindemittel die Griffigkeit und Geschmeidigkeit der Produkte, ebenso wie ihre Saugfähigkeit und Weichheit erheblich beeinträchtigt.
Aus all diesen Gründen war es bisher nicht möglich, waschbare "Spunlace"-Stoffe aus Baumwolle herzustellen und dabei die elastischen und textilen Eigenschaften zu erhalten, die mehr und mehr gefragt sind.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Unzulänglichkeiten.
Sie beschreibt ein perfektioniertes Verfahren für die Herstellung von "Spunlace"-Stoften aus Baumwolle, das eine wirtschaftliche und nutzbringende Herstellung solcher waschbaren "Spunlace"-Stoffe aus Baumwolle erlaubt, die ihre elastischen und textilen Eigenschaften selbst nach mehreren Waschvorgängen (fünf und mehr Wäschen) nicht verlieren.
Das auf der Erfindung beruhende Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs vom Typ Spunlace auf Baumwollbasis ist ein Durchlaufverfahren und besteht darin:
. eine aus Baumwollfasern bestehende Stoffbahn in Durchlauf zu bringen,
.diese Fasern mit Hilfe einer Vielzahl von unter Druck stehenden Wasserstrahlen zu verfestigen,
.die so verfestigte Bahn zu trocknen,
und schließlich die derart hergestellte "Spunlace"- Stoffbahn abzunehmen, und ist dadurch gekennzeichnet:
- daß nach dem Verfestigungsvorgang und vor dem Trocknen das von der Stoffbahn nicht aufgenommene Wasser ausgepreßt wird
- danach die Stoffbahn mit einer wässrigen Lösung aus Polyamid- Amin-Epichlorhydrin (PAE) im Verhältnis von 0,2 bis 1 % in Trockenmasse zum Gewicht der Zellstoffasern imprägniert wird,
- und nach dem Auspressen der überschüssigen Lösungsmenge, die imprägnierte Stoffbahn bei einer Temperatur getrocknet wird, deren Höhe ausreicht, um die Vernetzung des aufgebrachten PAE-Harzes zumindest einzuleiten.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, einen "Spunlace"-Stoff auf der Grundlage von Baumwollfasern auf herkömmliche Weise herzustellen und sie nach dem Verfilzungsvorgang, jedoch vor der Trocknung, mit einer wässrigen Lösung aus PAE-Harz im Verhältnis von 0,2 bis 1 % zum Baumwollfasergewicht zu imprägnieren. Durch Aufbringen und Vernetzung des PAE-Harzes erhält man unerwartet und überraschend einen waschbaren "Spunlace"-Stoff, der selbst nach mehrmaligen Waschen ausgezeichnete elastische Eigenschaften, Griffestigkeit, weichen Faltenwurf und eine gute Flexibilität aufweist.
Im Gebrauch ist dabei von Vorteil:
- daß die unbehandelte Stoffbahn zum größten Teil aus Baumwollfasern besteht, wobei die Baumwollfasern mit anderen, vor allem zellulosehaltigen Fasern, wie Viskose, Leinen, Ramie usw., ja sogar mit Polyamid, Polyester oder Polypropylen vermischt werden können, wodurch vor allem die elastischen Eigenschaften des Vliesstoffs verbessert werden; wobei es gleichgültig ist, ob diese Fasern von derselben Länge wie die Baumwollfasern sind oder nicht;
- daß die unbehandelte Stoffbahn aus Baumwollfasern ein Gewicht zwischen 30 und 300 g/m2 aufweist; da man in der Tat festgestellt hat, daß, wenn das Gewicht unter 30 g/m2 liegt, der Vliesstoff oder, genauer gesagt, die Stoffbahn wenig Bindung und Zusammenhalt aufweist und durch Wasserstrahlen nur schwer zu verflechten ist; wogegen das Verfahren, sobald das Gewicht 300 g/m2 überschritten wird, nicht mehr wirtschaftlich ist; zudem hat man festgestellt, daß man mit unbehandelten Vliesstoffen, deren Gewicht zwischen 30 und 300 g/m2 liegt, die besten Ergebnisse erzielt;
- die Verfilzung durch unter Druck stehende Wasserstrahlen wird auf herkömmliche Art (bei einem Druck zwischen 30 und 250 bar) durchgeführt, wobei die Wasserstrahlen auf eine oder beide Seiten der unbehandelten Stoffbahn einwirken können;
- die Entfernung des in der derart behandelten Stoffbahn nicht aufgenommenen Wassers erfolgt durch Foulardieren oder Absaugen; man entfernt so das gesamte ungebundene, d.h. zwischen den Baumwollfasern enthaltene Wasser, mit Ausnahme des in die Baumwollfasern eingedrungenen (absorbierten) Wassers;
- das Tränken der Stoffbahn mit der PAE-Lösung kann durch jedes geeignete Verfahren, wie Imprägnierung, Foulardierung, im Tauchbad oder durch Besprühen erfolgen; der Anteil des aufgebrachten Harzes in Trockenmasse liegt zwischen 0,2 und 1 %; da in der Tat festgestellt worden ist, daß man, wenn dieser Anteil unter 0,2 % liegt, keine bedeutende Besserung erzielt, wogegen, wenn dieser Anteil mehr als 1 % beträgt, überhaupt keine Besserung zu erzielen ist, während sich die Kosten unnütz erhöhen; der verwendete Anteil ist abhängig von der vorgesehenen Verwendung und der Anforderung an die Waschbarkeit also davon, ob man Produkte von begrenzter Dauer (die drei bis zehn Mal waschbar sind) oder länger haltbare Produkte (zehn und mehrmals waschbar) herstellen will; es wurde jedoch festgestellt, daß man mit Anteilen von 0,4 bis 0,8% gute Ergebnisse erzielt;
- nach der Imprägnierung wird die Konzentration der wässrigen PAE-Lösung durch Foulardierung eingestellt, im Anschluß daran der imprägnierte "Spunlace"-Stoff getrocknet, was mit allen bekannten Mitteln, wie Trockenöfen oder Gebläseluft, Trockenzylindern, Flachbahntrocknern, Infrarotlampen usw., geschehen kann; wobei es unverzichtbar ist, eine genügend hohe Temperatur zu erreichen, um die Vernetzung des PAE-- Harzes zu bewirken bzw. sie in Gang zu setzen; im allgemeinen wird bei einer Temperatur von mindestens 140º C getrocknet;
- nach Abnahme auf der Rolle läßt man die Vernetzung des PAE- Harzes auf dem behandelten Produkt beenden, indem es z.B. eine bis zwei Wochen lang bei Umgebungstemperatur gelagert wird.
Bekanntlich erhält man Polyamid-Amin-Epichlorhydrinharze (PAE) im allgemeinen durch Polykondensation einer zweiwertigen Carboxylsäure und eines Triamins sowie anschließender Reaktion des Epichlorhydrins mit den Ketten von niedrigem molekularen Gewicht der Polyamide-Polyamine. Das Epichlorhydrin verwandelt die sekundären Amine in tertiäre Amine und sogar in quaternäre Ammoniumsalze und fügt dabei der Kette Vernetzungspunkte hinzu. Daraus entstehen leicht handhabbare Polymere von niedrigem Molekulargewicht, die vor allem gut wasserlöslich sind, selbst in schwach alkalischer Lösung als Kationen vorliegen und gute Vernetzungsmöglichkeiten bieten.
Man vermutet, daß die im feuchten Zustand erreichte Festigkeit (REH) auf die Gruppierungen dieser zum Einwirken geeigneten Harze zurückgeht, nämlich
- die Funktionen der sekundären und tertiären Amine,
- die Epoxygruppen,
- die Azetidiniumgruppen.
Diese beiden letzten Gruppen sind geeignet, kovalente Verbindungen durch Aktion mit anderen Harzgruppen (Homoretikulation) oder mit funktionellen Baumwollfasergruppen (Koretikulation) zu bewirken. Die Entwicklung der Feuchtigkeitsfestigkeit wird durch Erwärmen auf 140ºC und mehr beschleunigt. Man hat in der Tat festgestellt, daß Feuchtigkeitsfestigkeit (REH) der gemäß der Erfindung hergestellten "Spunlace"-Stoffe teilweise auf den Trockenvorgang zurückzuführen ist und daß diese Festigkeit sich während der Lagerung noch erhöht. Dies dürfte teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß sich die Reifung des Harzes während der Lagerung fortsetzt.
Die Polyamid-Amin-Epichlorhydrinharze (PAE) sind gut bekannt. Diese Harze sind im Handel hauptsächlich unter folgenden Bezeichnungen erhältlich:
- NADAVIN LTS oder LTN-A, hergestellt von der deutschen Firma BAYER,
- KYMENE 557 H oder 709, hergestellt von der amerikanischen Firma HERCULES.
Diese Harze finden bis jetzt in der Papierherstellung Verwendung, wo sie der Papiermasse im Pulper beigegeben werden, um dem Papier eine gute Feuchtigkeitsfestigkeit zu verleihen, vor allem bei der Herstellung von Teebeuteln. Bei diesem Verfahren wird das Harz der Papiermasse in feuchtem Zustand beigegeben und nicht auf eine trockene Papierbahn aufgetragen. Die so hergestellten Papiersorten weisen leider keine Waschfestigkeit auf, was allerdings für die geplante Verwendung, d.h. den einmaligen Gebrauch, ausreicht.
Es ist erstaunlich festzustellen, daß es ausreicht, einen "Spunlace"-Stoff aus den verschiedenen bekannten Stoffen auf Baumwollbasis auszuwählen und ihn mit einer besonderen Harzart, d.h. dem PAE-Harz, in geringer Menge zu tränken, um erfolgreich ein Problem zu lösen, das seit langer Zeit besteht, nämlich die Möglichkeit zu schaffen, waschbare "Spunlace"-Stoffe herzustellen, die selbst nach mehreren Wäschen nicht nur ihre Elastizität, sondern gleichzeitig alle ihre textilen Eigenschaften, wie Griffigkeit, Faltenwurf, Geschmeidigkeit usw. behalten.
Das Verfahren zur Durchführung der Erfindung und die damit erreichbaren Vorteile gehen aus den nachstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus der beigefügten einzigen Zeichnung hervor.
Die beigefügte Zeichnung zeigt die schematische Darstellung einer Anlage für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. In dieser kontinuierlich arbeitenden Anlage bezeichnen die Bezugszeichen:
- (1) : eine unbehandelte Vliesbahn aus Baumwollfasern,
- (2): den ersten Komplex einer hydraulischen Bindungsmaschine, wie sie vom Anmelder unter der Bezeichnung JETLACE vertrieben wird,
- (3) : den zweiten Komplex derselben hydraulischen Bindungsmaschine zur Verfilzung der anderen Seite, was die Verschleißfestigkeit verbessert; in der praktischen Anwendung wird die Energiemenge, die durch die Wasserstrahlen der Bindungsanlagen (2,3) auf die Stoffbahn (1) übertragen wird, auf einen zwischen 0,2 und 1,1 kWh liegenden Wert pro kg Fasern eingestellt und der Durchmesser der Wasserstrahlen auf einen Wert zwischen 100 und 150 Mikron und einen Druck zwischen 30 und 250 Bar;
- (4) : die angefeuchtete verfestigte Bahn;
- (5) : die Foulardierungsanlage zur Entfernung des ungebundenen Wassers aus der angefeuchteten "Spunlace"-Stoffbahn (4) (die absorbierte Wassermenge beträgt etwa 30 %);
- (6): den Komplex für die Imprägnierung mit der wässrigen PAE-- Lösung;
- (7) : die mit PAE imprägnierte "Spunlace"-Stoffbahn;
- (8) : den Trocknungsbereich, z.B. mit einer Temperatur von 140ºC;
- (9) : die fertige waschbare "Spunlace"-Stoffbahn in Rollenform (10).
Die Verfilzungs- (2,3) und die Imprägnieranlage (6) können mit Saugkästen verbunden werden, die einen Teil des Wassers entfernen, wobei diese Saugkästen die Foulardierungsanlage (5) ersetzen können.

Beispiel 1:

Wie anhand der Anlage (2,3) bekannt, wird ein "Spunlace"-Stoff (4) mit einem Gewicht von 35 g/m2 auf der Grundlage von gebleichten und kardierten Baumwollfasern hergestellt. Der Druck der Injektoren (2,3) wird auf 90 Bar eingestellt und der Durchmesser der Injektionsdüsen auf 0,12 mm. Die Durchlaufgeschwindigkeit der Stoffbahn (1) wird auf 60 m/min eingestellt. Nach Trocknung der Stoffbahn (4) und sofortigem Aufwickeln (nach herkömmlichem Verfahren) erhält man einen "Spunlace"-Stoff, der eine ausgezeichnete Festigkeit und gute Griffigkeit aufweist, sich jedoch nach der ersten Wäsche vollständig auflöst und infolgedessen nicht wiederverwendet werden kann.
Demnach handelt es sich um einen Stoff zum einmaligen Gebrauch.

Beispiel 2:

Grundsätzlich wird Beispiel 1 wiederholt. Allerdings wird der befeuchtete Stoff (4) nach Entfernen des nicht gebundenen Wassers (5) durch Foulardierung mit einer wässrigen Lösung aus PAE-Harz imprägniert, die von der Firma HERCULES unter der Bezeichnung "KYMENE 557 H" vertrieben wird. Durch Foulardierung wird die (Trocken auf Trocken) aufgetragene Menge auf 0,8% eingestellt. In der Trockenanlage (8) wird der Stoff auf einem luftdurchströmten Zylinder bei 150ºC getrocknet, wonach der derart imprägnierte "Spunlace"-Stoff (9) zwei Wochen lang gelagert wird, um die Vernetzung und Reifung des PAE-Harzes zu vollenden.
Nach achtmaliger üblicher Haushaltswäsche bei 70ºC in der Waschmaschine unter Beigabe eines handelsüblichen Waschmittels ist an dem imprägnierten "Spunlace"-Stoff (9) weder eine besondere Beeinträchtigung der mechanischen noch der textilen Eigenschaften (Griffigkeit, Faltenwurf, Weichheit) festzustellen.

Beispiel 3:

Grundsätzlich wird Beispiel 2 wiederholt, jedoch die aufgetragene Menge auf 0,2% herabgesetzt.
Der derart imprägnierte "Spunlace"-Stoff (9) verträgt lediglich drei Haushaltswäschen.

Beispiel 4:

Grundsätzlich wird Beispiel 2 wiederholt, jedoch der Stoff (1) durch eine Papierbahn auf der Grundlage von Baumwollfasern mit einem Gewicht von 80 g/m2 ersetzt.
Das PAE-Harz setzt sich weder auf den Baumwollfasern ab noch dringt es in die Papierbahn ein, so daß diese weder waschbar wird noch textile Eigenschaften, wie lockeren Fall oder Griffigkeit annimmt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung weist im Verhältnis zu den bisher angebotenen zahlreiche Vorteile auf. Besonders zu erwähnen sind:
- die unverändert bleibenden Eigenschaften des "Spunlace"-Stoffs auf Baumwollbasis, der alle seine textilen Eigenschaften, vor allem seine Griffigkeit, Weichheit, Faltenwurf und Saugkraft behält;
- eine gute Beständigkeit der textilen und elastischen Eigenschaften, selbst nach mehreren Waschvorgängen;
- eine erhebliche Verbesserung der Beschaffenheit im Naßzustand.
Auf diese Weise können die Stoffe erfolgreich in vielfachen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, in denen gleichzeitig textile Griffigkeit, elastische Eigenschaften und die Möglichkeit einer mehrfachen Wäsche gefragt ist. So eignen sie sich als Wischtücher, Haus- und Tischwäsche, zur Anfertigung von Kleidungsstücken, insbesondere von Arbeitskleidung, als Futterstoffe usw.

Claims

1/ Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs vom Typ Spunlace auf Baumwollbasis im Durchlaufverfahren, bei dem eine durchlaufende Stoffbahn (1) aus Baumwollfasern mit Hilfe einer Vielzahl von unter Druck stehenden Wasserstrahlen verfestigt wird (2,3); die so verfestigte Stoffbahn getrocknet (8) und schließlich die derart hergestellte "Spunlace"-Stoffbahn (9) abgenommen wird (10), dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfestigungsvorgang (2,3) und vor dem Trocknen (8) das von der Stoffbahn (4) nicht aufgenommene Wasser ausgepreßt wird,

- daß danach die Stoffbahn mit einer wässrigen Lösung aus Polyamid-Amin-Epichlorhydrin (PAE) im Verhältnis von 0,2 bis 1 % in Trockenmasse zum Gewicht der Zellstoffasern imprägniert (6) wird,

- daß nach dem Auspressen der überschüssigen Lösung die imprägnierte Stoffbahn (7) bei einer Temperatur getrocknet wird, deren Höhe ausreicht, um die Vernetzung des aufgebrachten PAE-Harzes zumindest einzuleiten.

2/ Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffbahn (1) zum überwiegenden Teil aus Baumwollfasern besteht.

3/ Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffbahn (1) ein Gewicht zwischen 30 und 300 g/m2 aufweist.

4/ Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ungebundene Wasser aus dem feuchten Faservlies (4) durch Foulardierung ausgepreßt (5) wird.

5/ Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff durch Foulardierung unter Aufbringung von PAE-Harz in einer Trockenmenge von 0,4 bis 0,8 % imprägniert (6) wird.

6/ Verfahren gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit PAE-Harz imprägnierte Stoff (7) bei einer Temperatur von mindestens 140ºC getrocknet wird.

7/ Verfahren gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Trocknung (8) die Vernetzung des PAE-Harzes auf der Rolle bei Umgebungstemperatur eine bis drei Wochen lang fortgesetzt wird.