DE69514108T3 - Vliesmaterial mit einem bestimmten anteil an wiederverwendeten fasern aus vlies- und/oder textilabfall - Google Patents

Vliesmaterial mit einem bestimmten anteil an wiederverwendeten fasern aus vlies- und/oder textilabfall

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vliesmaterial, hergestellt durch Hydroverwirbelung eines Fasergewebes.
  • Hydroverwirbelung oder das Spunlaced®-Verfahren ist eine Technik, die in den 70er Jahren eingeführt wurde (siehe z. B. CA-Patent Nr. 841,938). Das Verfahren beinhaltet die Bildung eines Fasergewebes, entweder durch Trockenablegung oder durch Naßablegung und anschließender Verwirbelung der Fasern, d. h. das Zusammenverwirbeln mit Hilfe von sehr feinen Wasserdüsen, die auf das Fasergewebe gerichtet sind, welches durch ein bewegliches Sieb (Netz) unterstützt wird. Der verwirbelte Stoff wird dann getrocknet. Die im Material verwendeten Fasern können sich aus Stapelfasern, z. B. Polyester, Kunstseide, Nylon, Polypropylen oder dgl., aus Zellstofffasern oder Mischungen aus Zellstofffasern und Stapelfasern zusammensetzen. Des weiteren offenbart US-A-4,879,170 ein ungewebtes, faseriges, elastisches Gewebematerial und Verfahren zur Herstellung desselben, wobei das Material eine hydraulisch verwirbelte Mischung einer ersten Komponente, einer schmelzgeblasenen Faser, und mindestens einer zweiten Komponente bestehend aus Zellstofffasern, Stapelfasern, schmelzgeblasenen Fasern und Endlosfasern ist, wobei mindestens eine der ersten oder zweiten Komponente elastisch ist. Diese Mischung wird einem Flüssigkeitsstrahl unter hohem Druck ausgesetzt, was eine Verwirbelung und Verwebung der ersten Komponente und der zweiten Komponente bewirkt, so daß ein elastisches Gewebematerial gebildet wird. Durch das Spunlaced®-Verfahren hergestellte Materialien können billig hergestellt werden und weisen hohe Absorptionseigenschaften auf. Unter anderem werden sie als Trocknungsmaterialien im Haushalt oder in der Industrie verwendet und als Einwegmaterialien im Gesundheitsbereich etc..
  • Ein erhöhtes Umweltbewußtsein führte dazu, daß eine sparsame Verwendung von natürlichen Ressourcen für Ausgangsmaterialien und als Energiequellen etc. mehr und mehr als ein wichtiges Problem angesehen wird. Eine Wiederaufbereitung von Papierfasern aus Altpapiersammlungen und Kleidersammlungen durch gemeinnützige Einrichtungen sind seit langem bekannt und werden heutzutage kommerziell für die Herstellung neuer Produkte verwendet, was hervorragend funktioniert.
  • Vliesabfälle, wie z. B. von der Art aus dem Spunlaced®-Verfahren, können durch das Einschmelzen als ein Plastikgranulat aufgearbeitet werden, das dann für die Herstellung von neuen synthetischen Fasern benutzt werden kann. Dieses setzt voraus, daß sich der Abfall aus relativ "sauberen" synthetischen Materialien, basierend auf thermoplastischen synthetischen Fasern, zusammensetzt. Ein Beispiel ist die Wiederaufbereitung von Flaschen aus Polyestern zur Herstellung von Polyesterfasern, die bei der Teppichherstellung verwendet werden.
  • Es ist des weiteren bekannt, Vlies- und Textilabfälle mechanisch zu zerkleinern und die befreiten wiederaufbereiteten Fasern zu verwenden. In diesem Fall können selbst vermischte Abfälle verwendet werden, die sowohl synthetische als auch natürliche Fasern umfassen. Neue Materialien können aus aufbereiteten Fasern durch Hitzebindung, Vernadelung oder Klebebindung für z. B. Lärmisolation, Filter oder Geotextile hergestellt werden.
  • Ein großer Teil des Produktionsabfalls bei der Vliesherstellung geht allerdings zur Zeit auf Müllkippen oder in Abfallverbrennungsöfen. Solche Produktionsabfälle entstehen bei dem Kantenschnitt des Gewebematerials, als Abfall beim Produktionsstart und aus Material, welches aus verschiedenen Gründen verworfen wird. Zu den Vliesabfällen werden verbrauchtes Material sowie Produktionsabfälle hinzugefügt.
    • Aufgabe und Merkmale der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist der Erhalt eines Vliesmaterials mit guten Absorptionseigenschaften und anderen guten Qualitätseigenschaften, wobei aufbereitete Fasern der oben genannten Art verwendet werden. Dies wurde durch die Erfindung mit einem Non-Woven-Material gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäss Anspruch 6 gelöst.
  • Die aufbereiteten Fasern können sich aus synthetischen Fasern, pflanzlichen Fasern, regenerierten Cellulosefasern oder Zellstofffasern zusammensetzen.
  • Durch die Zugabe eines geeigneten Bindemittels durch Imprägnierung, Aufsprühen, Auftragen einer Schicht oder dgl. können bestimmte Eigenschaften wie die Naßfestigkeit und Trockenfestigkeit des Materials zusätzlich verbessert werden.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die Ausgangsfaser für die wiederaufbereiteten Fasern kann sich teilweise aus Produktionsabfällen in Form von Kantenschnittabfällen, Abfällen beim Produktionsstart und anderen nicht verwendeten Materialien, die verworfen wurden, zusammensetzen. Sie kann sich auch aus anderen Abfällen in Form von gebrauchten Materialien auf Faserbasis, wie Vlies und Textilien (beide gewebt und gestrickt), zusammensetzen. Solche Materialien müssen, abhängig vom Grad der Verschmutzung, eventuell bestimmten Reinigungsschritten unterzogen werden. Die Fasern können durch mechanisches Zerkleinern des Abfalls wiederaufbereitet werden, wobei das Material in kleine Stücke zerschnitten wird, welche mit Hilfe von Stachelwalzen auseinandergerissen werden, so daß die Fasern befreit werden. In diesem Fall kann sich der Abfall aus gemischten Materialien, umfassend nicht nur natürliche Fasern unterschiedlichen Typs, wie Zellstofffasern, Baumwolle, Jute, Ramie etc., sondern auch aus synthetischen Fasern, z. B. Polyester, Polypropylen, regenerierte Cellulose etc., zusammensetzen. Die Ausrüstung zum mechanischen Wiederaufbereiten von Fasern aus Vlies- und Textilmaterialien ist kommerziell von verschiedenen Maschinenherstellern erhältlich.
  • Die wiederaufbereiteten Fasern können ggf. mit frischen Fasern, natürlichen und/oder synthetischen, vermischt werden und als Fasergewebe geformt werden, das schaumgeformt ist, d. h. die Fasern sind in einer aufgeschäumten Flüssigkeit, enthaltend Tenside und Wasser, dispergiert und anschließend wird die Faserdispersion auf einem Sieb (Netz) entwässert. Der Anteil an wiederaufbereiteten Fasern sollte bis zu zwischen 1 und 100 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5%- betragen. Das so gebildete Fasergewebe wird dann einer Hydroverwirbelung unterworfen mit einer Energiezugabe, welche geeigneterweise im Bereich von 400 bis 800 kWh/t liegt. Die Hydroverwirbelung kann mit Hilfe herkömmlicher Techniken und mit einer Ausrüstung, welche von Maschinenherstellern vertrieben wird, durchgeführt werden. Ein bevorzugte Möglichkeit zur Herstellung des Materials ist das in der schwedischen Patentanmeldung Nr. 9402470-0 beschriebene Verfahren: ein schaumgeformtes Fasergewebe wird direkt nach Bildung einer Hydroverwirbelung unterzogen. Der Vorteil der Schaumbildung ist, daß die Auswahlfreiheit für die Fasern sehr groß ist, so daß längere Fasern beim Schaumformen verwendet werden können als bei der Naßformung. Zusätzlich weisen schaumgeformte Fasergewebe einen hohen Grad an Einheitlichkeit bei der Faserbildung auf.
  • Durch das mechanische Zerreißen des Abfallmaterials ist das Befreien der Fasern häufig nicht vollständig, so daß die wiederaufbereiteten Fasern teilweise in Form von Flocken vorliegen können. Diese Flocken ergeben Ungleichmäßigkeiten in dem hergestellten Material, was bestimmte positive Effekte haben kann wie, daß das Material ein mehr textilähnliches Aussehen hat und im Fall, wenn das Material als Trocknungsmaterial verwendet wird, die Reinigungskapazität des Materials erhöht ist, aufgrund von mechanischen Reibungseffekten, welches durch die Ungleichmäßigkeiten hervorgerufen wird. Ein negativer Effekt ist allerdings, daß die Ungleichmäßigkeiten im Material eine reduzierte Festigkeit bewirken können. Für Anwendungen, bei denen die Festigkeit wichtig ist, kann diese durch die Zugabe eines geeigneten Bindemittels oder Naßfestigers erhöht werden. Beispiele für diese sind Polyamidepichlorhydrin, EVA, Butadien-styrol, Latex etc.. Die Zugabe eines Bindemittels kann in gewohnter Weise erfolgen durch Imprägnierung, Aufsprühen, Verwendung einer Schicht oder dgl.. Eine geeignete Menge des Zusatzes liegt zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 5 Gew.-%, berechnet als Gewichtsteile des Materials.
  • Die wiederaufbereiteten Fasern können mit neuen Fasern, wie oben erwähnt, vermischt werden. Ein geeignetes Verfahren kann z. B. die Verwendung von Produktionsabfällen der eigenen Vliesproduktion von z. B. Materialien hergestellt mit dem Spunlaced®-Verfahren sein, durch Zerreißen und Befreien der Fasern von Produktionsabfällen und Mischen einer bestimmten Menge der wiederaufbereiteten Fasern in Fasern des Ausgangsmaterials. Der. Vorteil hiervon ist, daß die Zusammensetzung der wiederaufbereiteten Fasern und der Fasern des Ausgangsmaterials die gleichen sind, was eine gleichmäßige Qualität des hergestellten Materials sicherstellt. Die wiederaufbereiteten Fasern können allerdings, wie bereits vorher erwähnt, aus anderen Vlies- und Textilabfällen zusammengesetzt sein, und das hergestellte Material kann sowohl gänzlich als auch teilweise auf wiederaufbereiteten Fasern basieren.
  • Das hergestellte Material ist hauptsächlich als Trocknungsmaterial für Haushaltszwecke oder für größere Verbraucher, wie Werkstätten, Industrie, Krankenhäuser und andere öffentliche Einrichtungen, vorgesehen.
    • Beispiel
  • Einige verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Mengen an wiederaufbereiteten Fasern wurden hergestellt und geprüft, wobei ein Vergleich mit einem Vergleichsmaterial bestehend aus 100% neuen Fasern gemacht wurde. Die neuen Fasern waren aus einer Mischung von 60% Nadelholzzellstoff und 40% synthetischen Fasern (PP + PET) 1,7 dtex · 12 mm zusammengesetzt. Der Abfall war aus mechanisch wiederaufbereiteten Fasern von Vliesabfällen aus dem Spunlaced®-Verfahren zusammengesetzt, umfassend eine Mischung aus Zellstoff, Polyester (1,7 dtex · 12 mm) und Kunstseidefasern (1,7 dtex · 6 mm). Das Fasergewebe wurden durch Naßformen oder Schaumformen hergestellt und dann mit ca. 600 kWh/t hydroverwirbelt, leicht gepreßt und mittels Durchblasen getrocknet. Ein Naßfestiger des Polyamidepichlorhydrin-Typs (B) wurde zu bestimmten Materialien in einer Menge, entsprechend 2 Gew.-% Trockensubstanz berechnet als Teil des Gesamtgewichts des Materials, hinzugefügt. Die Eigenschaften des Materials sind in der folgenden Tabelle dargestellt. Tabelle 1
  • Es kann daraus geschlossen werden, daß das aus 100% Abfallfasern ohne Zusatz von Bindemitteln hergestellte Material eine beträchtlich geringere Festigkeit als das Vergleichsmaterial hat, während die Absorptionskapazität mit der des Vergleichsmaterials ähnlich war. Durch die Zugabe eines Bindemittels und durch das Vermischen mit 50% Abfallfasern wurde ein Material erhalten, welches äquivalent zu dem Vergleichsmaterial ist, während durch das Einmischen von 25% Abfallfasern ein Material erhalten wurde, welches sogar besser in sowohl der Trocken- als auch der Naßfestigkeit im Vergleich zum Vergleichsmaterial war.

Claims (8)

1. Non-Woven-Material, das durch Verwirbeln eines durch Schäumen geformten Faservlieses mittels Wasser hergestellt ist, wobei dieses mit ausreichender Energie zur Bildung eines kompakten Absorptionsmaterials mittels Wasser verwirbelt ist, wobei das Non-Woven-Material wiederverwertete Fasern mit einer Faserlänge von zwischen 5 und 60 mm und einer Feinheit von zwischen 0,1 und 20 dtex umfaßt, die aus Fasern bestehen, welche mechanisch von Non-Woven-Abfall, Textilabfall oder dgl. befreit wurden, und welche in dem Faservlies miteinander und möglicherweise mit neuen Fasern vermischt sind und wobei ein bestimmter Anteil an wiederverwendeten Fasern nicht vollständig befreit wurde, sondern Flocken bildet, die als Ungleichmässigkeit im. Material verbleiben.
2. Non-Woven-Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wiederverwerteten Fasern aus synthetischen Fasern, Pflanzenfasern, regenerierten Cellulosefasern und/oder Zellstofffasern bestehen.
3. Non-Woven-Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der wiederverwerteten Fasern in dem Material bis zu zwischen 1 und 100% ist.
4. Non-Woven-Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Material durch Besprühen, Imprägnieren, Überziehen mit einer Schicht oder dgl. ein Mittel zur Verleihung von Naßfestigkeit oder ein Bindemittel zugesetzt ist.
5. Non-Woven-Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Mittel zur Verleihung von Naßfestigkeit oder Bindemittel bis zu zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 1 und 5 Gew.-% ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Non-Woven-Materials nach Anspruch 1, wobei ein Faservlies durch Formen durch Schäumen gebildet wird, und wobei ein kompaktes Absorptionsmaterial aus verwirbelten Fasern gebildet wird, indem das Faservlies einer Verwirbelung mittels Wasser unterworfen wird und das Material danach getrocknet wird, wobei das Faservlies zwischen 1 und 100% wiederverwertete Fasern mit einer Faserlänge von zwischen 5 und 60 mm und einer Feinheit von zwischen 0,1 und 20 dtex umfaßt, die aus Fasern bestehen, welche durch mechanisches Zerreißen von Non-Woven-Abfall, Textilabfall oder dgl. isoliert wurden und wobei ein bestimmter Anteil an wiederverwendeten Fasern nicht vollständig befreit wurde, sondern Flocken bildet, die als Ungleichmässigkeiten im Material verbleiben.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Non- Woven-Abfall aus Produktionsabfall und/oder anderem Non-Woven-Material oder Textilabfall besteht, der (das) zerrissen und möglicherweise mit neuen Fasern vermischt wird, bevor er (es) das Faservlies bilden gelassen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an ein Verwirbeln mittels Wasser dem Material ein Mittel zur Verleihung von Naßfestigkeit oder ein Bindemittel durch Besprühen, Imprägnieren, Überziehen mit einer Schicht oder dgl. zugesetzt wird.
DE69514108T 1994-08-22 1995-08-17 Vliesmaterial mit einem bestimmten anteil an wiederverwendeten fasern aus vlies- und/oder textilabfall Expired - Fee Related DE69514108T3 (de)

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