DE964921C - Verfahren zur Herstellung von duennen, weichen, saugfaehigen, poroesen Faserstoffbahnen geringer Dichte - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

D 13330 VII155 f

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von dünnem, weichen, saugfähigen, porösen Faserstoffbahnen geringer Dichte aus einer stark verdünnten, mit Cellulosederivaten versetzten Aufschwemmung von unvermahlenen synthetischen Kunstfasern, die eine Faserlänge von mindestens 6 mm aufweisen. Das neue Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschwemmung eine solche Natriumcarboxymethylcellulose zugesetzt wird, die zum Teil wasserlöslich ist und zum Teil in Gelform suspendiert, und zwar in Mengen von etwa ι Gewidhtsteil Natriumcarboxymethylcellulose auf 3 bis 25 Gewichtsteile Faserstoff, und daß die Natriumcarboxymethylcellulose zum Ausnocken gebracht wird, wodurch nach der Entwässerung der Bahn auf dem Sieb der Maschine die Gelteile der Natriumcarboxymethylcellulose, ohne chemisch verändert zu sein., sich an Kreuzungsstellen der Fasern festsetzen und letztere mit^ einander verbinden.

Es ist bereits bekannt, unvermahlene synthetische Kunstfasern großer Faserlänge in wäßriger Aufschwemmung mit wasserlöslichen Cellulosederivaten, wie Methylcellulose oder Celluloseäthern, zu behandeln. Derartige Mischungen liefern jedoch nur Erzeugnisse verhältnismäßig geringer Zugfestigkeit bzw. lassen sich kaum gleichmäßig auf der Papiermaschine verarbeiten.

709 5247310

Es ist ferner bereits bekannt, dünne, weiche, saugfähige, poröse Faserstoffbahnen aus Kunstfasern herzustellen, die Ablagerungen aus wasserunlöslicher Natriumcarboxymethylcellulose enthalten. Bei diesen· bekannten Verfahren ist aber eine solche Verbindung nicht nur an den Kreuzungsstellen enthalten, sondern auch an den übrigen Stellen des Fasergefüges, wodurch die Porosität desselben leidet. Man hat zwar auch ίο schon Faserstoffbahnen oder -vliese mit Cellulosederivatlösungen oder Lacken oder auch mit Lösungsmitteln für die Kunststoffasern derart behandelt, daß die Fasern· nur an den Kreuzungsstellen miteinander verklebten.. Nach diesem bekannten Verfahren wurde jedoch nicht in wäßriger Aufschwemmung gearbeitet, vielmehr war man hiernach auf organische Lösungsmittel oder Quellmittel für die Kunststoffasern angewiesen.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung dagegen erhält man dünne, hochporöse, saugfähige, weiche Faserstoffbahnen von geringer Dichte und gleichmäßigem Aussehen bei guter Zugfestigkeit aus gleichförmig vermischten und verwebten Kunstfasern, die tatsächlich nur an den Kreuzungspunkten miteinander vereinigt sind, so daß die Porosität des Fasergefüges im wesentlichen erhalten bleibt, ohne auf organische oder Faserlösungsmittel angewiesen zu sein.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es von grundlegender Bedeutung, daß eine solche Natriumcarboxymethylceltulose verwendet wird, die zum Teil wasserlöslich und zum Teil in Gelform suspendiert ist. Durch den wasserlöslichen Anteil wird eine feine Verteilung der Gelteilchen sichergestellt, die sich ihrerseits nach ihrer Ausflockung nur an den Kreuzungsstellen der Fasern festsetzen.

Das nach dem erfindungsgemäßen, Verfahren hergestellte Erzeugnis läßt sich besonders gut dort verwenden, wo hohe Porosität und gute Saugfähigkeit erforderlich sind. Andererseits machen eigenartiges und gefälliges Aussehen sowie Weichheit das Material für viele Zwecke verwendbar, wo Porosität und Saugfähigkeit nicht gefordert werden. Die Vereinigung aller dieser Eigen^ schäften ist in der Technik seit langem erstrebt worden. Bei vielen Verwendungszwecken übertrifft das neuartige Material bei- weitem die Ergebnisse, die mit den für diese Zwecke bisher erhältlichen besten Stoffen erreicht werden konnten. Das neu-■50 artige Bahnerzeugnis kann übrigens in vielen Eigenschaften, z. B. im Gewicht und in der Festigkeit, abgeändert werden, um den bestehenden Erfordernissen eines jeweiligen Verwendungszweckes zu genügem. Außerdem sind die Her-Stellungskosten des Bähnmaterials so niedrig, daß das Material auch bei verhältnismäßig billigen Erzeugnissen wirtschaftlich verwendet werden kann*. Von den vielen Verwendungszwecken' des erfindungsgemäßen Materials, die durch dessen Eigenr schäften möglich sind, seien genannt: Aufgußbeutel, z. B. Teebeutel; De'korationsstoffe, z. B. Drapierungen und Vorhänge; Verbandstoffe, z. B. Menstruationsbinden; Filterstoffe, z. B. Milchfilfer; Verpackungsstoffe einschließlich von Stoffen, zum Verpacken und Reinigen von optischen Linsem; Schablonenblätter u. dgl.

Hauptziel der Erfindung ist die durch ein auf einer Papiermaschine durchgeführtes Naßverfahren erfolgende Herstellung einer Bahn, zu deren Bildung Fasern verwendet werden, die völlig aus Kunststoff bestehen und mindestens 6 mm lang und vorzugsweise langer sind, und zwar bis· zur und einschließlich der Länge von Textilfasern; in der trotz der großen Länge der Fasern und- ihrer bei der Suspendierung in Wasser vorhandenen Neigung zur Flockenbildung oder zum Zusammenballen eine gleichförmige, geregelte Verteilung und Dispersion der Fasern erzielt wird und in der trotz des Fehlens der Bindewirkung der Fasern an sich eine zusammenhängende Bahn guter Festigkeit .selbst in sehr dünnen oder leichten Bahnen erzeugt wird, ohne daß die physikalischen Eigenschaften der Bahn, z. B. ihre Porosität, Weichheit und ihr Aussehen, wesentlich geändert werden.

Wie erwähnt, bestehen die verwendeten Fasern völlig aus Kunstfasern, d. h. aus Fasern, die im Großbetrieb durch Spinnen oder Ausziehen faserbildender Stoffe zu endlosen Fäden hergestellt werden. Erwähnt seien von diesen Stoffen insbesondere die Fasern aus Celluloseestern", z. B. Viskose- oder Acetatkunstseide; aus Celluloseäthern, z. B. Äthyl- umd'Benzylcellulose; aus Vinylverbindungen, einschließlich Vinylchlorid, Vinylacetat und den Mischpolymerisaten dieser Stoffe; aus Polymerisaten von Styrol; aus Polyamiden und aus eiweißartigen Stoffen, z. B. Kasein und Sojabohneneiweiß. Bei der Verarbeitung von Fasern von 6 mm Länge und mehr auf Papiermaschinen ■ müssen die Fasern gleichmäßig lang und dick sein. Dies kann nur durch Verwendung von. Fasern· erreicht werden, die, wie erwähnt, auf künstlichem Wege hergestellt sind.

Kunstfasern werden durch Spinnen oder Ziehen zu endlosen gleichförmigen Fäden gewünschten Deniergrades in üblicher Weise hergestellt und können dann auf gewünschte Länge genau geschnitten werden. Diese Kunstfasern kennzeichnen sich durch einen natürlichen Glanz oder ein seidenr ähnliches Aussehen., das ungemindert in der erfin^u dungsgemäßen fertigen Bahn erscheint und dadurch der Bahn ein auffallendes und gefälliges Aussehen gibt, wie es bisher in den auf der Papiermaschine gefertigten Erzeugnissen nicht erhalten, werden konnte. Aus diesem Gebiet der Kunststoffasern können Fasern abweichender Saugfähigkeit/ Naßfestigkeit, chemischer Stabilität, thermoplastischer Eigenschaften usw. ausgewählt werden, um die in dem Enderzeugnis gewünschten jeweiligen Eigenfschaften zu erhalten. Die Kunstfasern nehmen kein Wasser an und werden in wäßrigen Lösungen nicht merkbar abgebaut, so daß das ursprüngliche Faser- ;efüge sowie ihre Eigenschaften beibehalten werden. Kunstfasern können außerdem in unbegrenzter Menge von gleichförmigen Fasern aus m Lande erhältlichen Stoffen und mit geringen Kosten hergestellt werden.

Um aus den' erfindungsgemäß verwendeten langen Fasern auf der Papiermaschine Bahnen herzustellen, müssen die Fasern in reichlichen Mengen von Wasser dispergiert und suspendiert werden, 5 ohne daß die Fasern· zusammenkleben oder flocken. Bisher sind Dispersionen von Fasern der erwähnten Länge meist unpraktisch angesehen worden, und zwar wegen der Neigung der Fasern, sich beim Einbringen in Wasser zu Flocken oder Ballen zusammenzuschließen, was besonders bei langen Fasern der Fall ist. Zur Durchführung der Erfindung ist eine Faserdispersion von ι Teil Fasern auf 5000 Teile Wasser wesentlich. Vorzugsweise wird jedoch etwa 1 Teil Fasern auf 10 000 Teile Wasser verwendet (annähernd etwa 0,454 kg Fasern auf 5 t Wasser).

Zur Durchführung der Erfindung ist es ferner wesentlich, in der Suspension einen Stoff zu besitzen, der eine freie Dispersion der Fasern verao ursacht. Wesentlich ist auch, einen Stoff zu haben, der bei der Bahnbildung die Fasern in der Stellung festhält, in der sie abgesetzt oder abgelegt werden, um der Bahn eine genügende Festigkeit und einen genügenden Zusammenhalt zu geben,, ohne gleicbzeitig die gewünschten physikalischen Eigenschaften der Bahn, z. B. die Porosität, die Saugfähigkeit und das Aussehen, zu verändern. Kunstfasern haben natürlich an. sich wenig Bindeeigenschaften und bilden' keine sich selbst tragende Bahn, vor allem aber keine Bahn von verwendbarer Festigkeit.

Es wurde gefunden, daß die obigen Forderungen durch ein einziges Mittel erreicht werden können, das der wäßrigen Fasersuspension zugesetzt werden kann und das mit bemerkenswertem Erfolg sowohl eine nicht flockende, gleichförmige Verteilung und. Dispersion der Fasern für bahnbildende Zwecke als auch die gegenseitige Befestigung der in der Bahn abgelegten Fasern hervorruft, so daß ein zusammenhängendes Gefüge von genügender Festigkeit erzielt wird, ohne daß die gewünschten Eigenschaften der Bahn nachteilig beeinflußt werden, und ein bahnförmiges Material geschaffen wird, das ungewöhnliche Vorteile und Verwendbarkeiten zeigt, wie dies bereits erwähnt wurde. Dieses Mittel ist — wie erwähnt — eine besondere Art oder Form von Natriumcarboxymethylcellulose (manchmal auch Natriumoelluloseglycolat genannt), die durch Umsetzung von Alkalicellulose und Monochloressigsäure erhalten wird. Änderungen in den Eigenschaften der Natriumcarboxymethyloellulose können beispielsweise durch Änderungen in dem Substitutionsgrad der Carboxymethylgruppen je Anhydroglucoseeinheit des Cellulosemoleküls oder durch Änderungen in der Substitutionsgleichheit und der genauen Substitutionsstelle oder der genauen Substitutionsstellen, im Cellulosemolekül erhalten werden. Alle diese Faktoren sind jedoch außerordentlich schwierig zu regeln. Das erfindungsgemäß verwendete Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnis ist ein Erzeugnis, bei dem einige Teile völlig löslich, andere Teile jedoch: unlöslich sind-, aber die Fähigkeit haben, in.

Wasser dispergiert, getrennte Gelteilchen kleiner oder mikroskopischer Größe zu bilden.

Es wurde gefunden,, daß zur Zeit die Auswahl eines geeigneten Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnisses zur erfindungsgemäßen Verwendung auf Grund der bekannten Änderungen im Herstellungsverfahren oder durch Bezugnahme auf einen der üblichen Versuche, die zur Zeit bei der Abstufung oder Differenzierung von Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnissen verwendet werden, nicht prädiziert werden kann¹. Beispielsweise ist es bei der industriellen Herstellung von Natriumcarboxymethylcellulose üblich, das Erzeugnis auf der Basis der Substitutionsgröße der Carboxymethylgruppe je Glucoseeinheit einzuteilen, was im allgemeinen ein Maß der Löslichkeit des Erzeugnisses ist. Es wurde jedoch gefunden*, daß einige Partien einer besonderen Sorte für die Zwecke der Erfindung nicht geeignet sind,, während andere Partien der gleichen Sorte, die von dem gleichen Herstellungswerk erzeugt wurden, völlig zufriedenstellend waren, trotzdem die Partien durch Anwendung gleicher Herstellungsarten und unter gleichen Bedingungen hergestellt wurden. Die geeignetsten Sorten von Natriumcarboxymethylcellulose, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind jedoch die im Handel erhältlichen Sorten, die einen Sübstitutionswert im Bereich von 0,3 bis 0,75 besitzen.

Ein Versuch, der zur Auswahl eines erfindungsgemäßen Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnisses durchgeführt wird, besteht darin, eine Probe des Erzeugnisses in Wasser zu dispergieren und dann die Dispersion durch ein feines Sieb zu drücken, das 16 000 Maschen je Quadratzentimeter aufweist. Ist das unter Prüfung stehende Natrium- * carboxymethylcelluloseerzeugnis für die Zwecke der Erfindung geeignet, so werden auf dem Sieb viele sehr kleine mikroskopische Gelteilchen abgesetzt, die — auf gleichbleibendes Gewicht getrocknet und gewogen ■— etwa 2 bis 25 % des Gewichts der ursprünglichen Probe ausmachen. Offensichtlich ist der auf dem Sieb abgesetzte Teil der Natriumcarboxymethylcellulose ©ine wasserunlösliche Form dieses Stoffes, während der Teil, der mit dem Wasser durch das Sieb hindurch abströmt, eine wasserlösliche Form ist.

Sobald ein in der beschriebenen Weise gewähltes Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnis mit den ausgewählten großen Fasern verwendet wird, ergibt sich eine nicht flockende, gleichmäßige Dispersion der Fasern, die die Naßbildung einer geregelten gleidhförmigen Bahn neuartigen Aussehens ermöglicht. Außerdem werden die zu einer Bahn umgebildeten Fasern an ihren Kreuzungsstellen durch sehr kleine getrennte Teilchen der Natriumcarboxymethylcellulose miteinander verbunden, die der Bahn einen Zusammenhalt geben und ein verwendungsfähiges Erzeugnis bilden, das die beschriebenen unerwarteten Vorteile zeigt. Die verwendete Natriumcarboxymethylcellulose wird während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht verändert, und die in dem fertigen

Erzeugnis vorhandene Menge ist chemisch, genau gleich der zu Beginn des Verfahrens vorhandenen Menge.

Die Annahme scheint berechtigt, daß die völlig löslichen Teile eines Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnisses wahrscheinlich die Dispergierungseigenschaften, die unlöslichen gelbildenden Teile dagegen die Klebeigenschaften hervorrufen·. In Zukunft werden weitere Erkenntnisse hinsieht-ίο lieh der Herstellung von Natriumcarboxymethylcellulose gewonnen werden, die die völlige Vorwegbestimmung der Eigenschaften der Cellulose ermöglichen, so daß eine bestimmte Sorte für die Erfindungszwecke ausgewählt werden kann. Es ist denkbar, daß Sorten hergestellt werden, die völlig aus löslichen Stoffen oder völlig aus unlöslichen, gelbildenden Stoffen besteheni, wobei diese Stoffe dann anschließend in gewünschten Mengen zwecks Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. ■2O gemischt werden können. Bis dahin kann jedoch die Erfindung erfolgreich und zufriedenstellend gemäß 'den hier gegebenen Lehren durchgeführt werden.

Zu einer erfindungsgemäß erfolgenden Bahnbildung wurde zuerst ein verhältnismäßig dicker Brei der gewählten Kunstfaser in Wasser mit dem ausgewählten Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnis hergestellt. Die Art, in der die Herstellung erfolgt, ist nicht von Bedeutung. Beispielsweise wurde einfach, die Natriumcarboxymethylcellulose als Trockenpulver unmittelbar dem wäßrigen Faserbrei zugegeben, der sieb in einer Mischvorrichtung, z. B. einem üblichen Holländer, befand. Wird ein Holländer als Mischvorrichtung verwendet, so wird die Holländerwalze hoch über das Grundwerk des Holländers gestellt, so daß kein Aufschluß der Faser stattfindet und die Walze nur als Rühr- und Mischvorrichtung wirkt. Vorzugsweise kann aber auch die pulverförmige Natriumcarboxymethylcellulose vor dem Zusatz zum Faserbrei in Wasser vorgemischt werden. Dieses Vermischen kann in einer beliebigen Mischvorrichtung erfolgen, beispielsweise einem Behälter mit einer zum. langsamen Rühre» geeigneten Rührvorrichtung. Wie bereits erwähnt, sind die ausgewählten Kunstfäden so geschnitten, daß Fasern von mindestens 6 mm Länge entstehen, die auch länger sein können, und zwar bis zu einschließlich Textilfaserlänge. Vorzugsweise wird' eine Kunstfaser verwendet, deren Deniergrad im Bereich von 1V2 bis 5 liegt.

Beispielsweise enthält eine bevorzugte Konzentration des Breies in der erwähnten Stufe des Verfahrens etwa I¹Za Teile Faser auf etwa 50 Teile Wasser, obwohl dies natürlich weitgehend geändert werden kann, so wie es für passend befunden wird. Vor der Bildung einer Bah» wird dann der Brei auf . die vorstehend erwähnte Konsistenz stark verdünnt. Die dem Brei zugesetzte Menge der Natriumcarboxymethylcellulose hängt teilweise von der Menge an unlöslichen, geilbildenden Teilen und der Menge an. löslichen Teilen des gewählten Erzeugnisses, teilweise auch von den gewünschten Eigenschaften der Bahn ab. Ganz allgemein kann diese Menge von einem Teil der gewählten Natriumcarboxymethylcellulose auf 25 Teile Faser bis ι Teil der Natriumcarboxymetbylcellulose auf 5 Teile Faser geändert werden.

Da der völlig lösliche Teil der gewählten Natriumcarboxymethylcellulose offensichtlich die 7» Dispersionseigenschaften, der unlösliche, gelbildende Teil aber die Klebeigenschaften hervorruft, gibt eine in kleinen Mengen vorhandene Natriumcarboxymethylcellulose, deren Gehalt an dem ersterwähnten Teil groß ist, gute Dispersionseigenschaften, jedoch nur eine schwache Bindung, während eine in kleinen Mengen vorhandene Natriunicarboxymethylceilulose, deren Gehalt an dem letzterwähnten Teil hoch ist, eine gute Bindung gibt, jedoch weniger wirksam bei der Disper- sion ist. Im allgemeinen muß eine Mindestmenge von 3V4 Teilen des völlig löslichen Teils der Natriumcarboxymethylcellulose auf 100 Teile Faser vorhanden sein, um eine einwandfreie Dispersion der Fasern zu erzielen, und es muß eine Mindestmenge von I¹AiTeU des unlöslichen gelbildenden Teils auf 100 Teile Faser vorhanden sein, um eine selbsttragende Bahn herzustellen. Vorzugsweise wird meistens mit weit über diesen unteren. Grenzmengen liegenden Mengen gearbeitet, obwohl es allgemein nicht erwünscht ist, eine Konzentration von etwa 1 Teil des unlöslichen, gelbildenden Teils zu 10 Teilen Faser zu übersteigen, da bei dieser Konzentration sowi£ bei höheren Konzentrationen die hergestellte Bahn für die meisten Zwecke zu steif wird. Bei einem bestimmten Beispiel, das jedoch nur zur Erläuterung der Erfindung angeführt, nicht als Begrenzung aufzufassen ist, wurden ein gutes Bahngefüige und eine sehr weiche, biegsame Bahn mittlerer Zugfestigkeit durch Verwendung 10» von 100 Teilen Faser auf etwa 5 Teile einer Natriumcarboxymethyloellulose erhalten, deren Gehalt an gelbildenden Stoffen 25% betrug. Wurde -der Natriumcarboxymethylcellulosegehalt auf etwa 12 Teile erhöht, so ergaben sich ein gutes Bahngefüge und eine sehr merkbare Erhöhung der Bahn^ festigkeit mit einem geringen Verlust an Weichheit und Biegsamkeit. Nach Erhöhen der Natriumcarboxymethylcellulose auf 20 Teile wurde eine sehr kräftige und steife Bahn bei gutem Bahngefüge erhalten.

Nachdem aus der gewünschten Menge an Fasern und Natriumcarboxymethylcellulose ein Brei gebildet ist, wird die Bahn hergestellt. Zur Herstellung der Bahn wird der die Natriumcarboxymethylcellulose enthaltende Faserbrei in den Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine entsprechend der Wassermenge eingeführt, die dem Stoffauflaufkasten getrennt zufließt, um die vorerwähnte stark verdünnte Faserdispersion zu bilden. Vorzugsweise wird diese Stufe des^! Verfahrens unter Verwendung einer Vorrichtung durchgeführt, wie sich in der der Anmelderin eigenen USA.-Patentschrift 2 045 095 beschrieben ist, auf die für weitere Einzelheiten des Aufbaus und der Wirkungsweise verwiesen sei. Ein wesentliches Kennzeichen dieser Vorrichtung ist

die Verwendung eines zur Aufnahme der verdünnten Faserdispersion bestimmten Stoffauflaufkastens, der mit dem Langsieb einer Langsiebpapiermaschine zusammenarbeitet, das> vor der Stirnseite des Stoffauflaufkastens in einer geneigten Ebene verläuft. Durch diese neuartige Anordnung des Stoffauflaufkastens und des Langsiebes ist es möglich, eine gleichförmige Ablage der vermischten Fasern auf dem Sieb zu bilden, um ίο aus der stark verdünnten Faserdispersion das erfindungsgemäße Bahngefüge herzustellen.

Wie in der USA.-Patentschrift 2 045 095 beschrieben, wird der größte Teil des Wassers von den Fasern während des Absetzens der Fasern auf den schräg liegenden Teil des Langsiebes abgeschieden und fließt frei in einen Sammeltrog oder Auffangtrog, aus dem es zur Wiederverwendung entnommen wird. Ein Teiltrocknen der auf dem Langsieb befindlichen- Bahn kann mittels Saugkästen erfolgen, über die die Bahn läuft. Schließlich wird die Bahn von dem Langsieb, abgegautscht und durch eine übliche Trockenpartie aus Trockenzylindern geführt, von denen einer oder alle dampfbeheizt sind, um das Trocknen zu erleichtern!. Die Bahn wird dann zu einer Rolle aufgewickelt.

Bei der Durchführung der Erfindung ist es besonders wichtig, zum Verlagern der Faserdispersion Pumpen, Fördervorrichtungen od. dgl. zu verwenden, die frei von scharfen Kanten und rauhen Oberflächen sind. Die bei dem erfindungsgemäßen \*erfahren verwendeten Fasern, die gegenüber den bei der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Fasern eine große Länge besitzen, zeigen¹ die Neigung, an jedem scharfen Vorsprung, mit dem sie in Berührung kommen, zu haften. Sehr oft bilden sich an diesen· Vorsprängen kleine Faserablagerungen, die nach Erreichen eines genügenden Gewichtes losreißen und sich ohne Auflösen auf der Bahn absetzen, so daß sich in der fertigen Bahn unerwünschte Knoten und Klumpen bilden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Gewicht oder die Dicke der erzeugten Bahnen über einen großen Bereich, durch einfache Regelung des Verfahrene geändert werden kann, ohne daß das gleichförmige Gefüge der Bahnen beeinträchtigt wird. Wird die in dem Stoffauf laufkasten durchgeführte Verdünnung der Faserdispersion: erhöht und/oder die Größe der Berührungsfläche zwischen Stoffauflaufkasten und Langsieb herabgesetzt, können Bahnen abweichender Dicke hergestellt werden. Es lassen sich mit dem neuen Verfahren dünne, feine, gazeartige Bahnen herstellen, die das Aussehen' eines Schleiers oder .Spinngewebes haben und etwa 3,75 g/m² wiegen. Andererseits kann durch Erhöhung der Faserkon^ zentration im Stoff auf laufkasten und/oder durch Erhöhung der zwischen dem Stoffauf lauf kasten und dem Langsieb vorhandenen Berührungsfläche das Gewicht der Bahnen bis zu 0,35 kg/m² erhöht werden.

Für die meisten; Zwecke soll wohl eine Bahn gebildet werden, deren Fasern ohne ausgesprochene Orientierung abgelegt sind. Derartige Bahnen besitzen sowohl in Längsrichtung als· auch in Querrichtung eine ungefähr gleich große Zugfestigkeit. Eine derartig ungerichtete, gleichförmige Ablage der Fasern kann erfindungsgemäß durch eine sorgfältige Regelung des aus wäßriger Faserdispersion bestehenden, in dem Stoffauflaufkasten befindlichen Stromes relativ zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Langsiebes erzielt werden. Im allgemeinen setzen sich die Fasern auf dem Sieb entsprechend der in dem Stoffauflaufkasten herrschenden Fließrichtung der Faserdispersion an der Berührungsfläche mit dem Langsieb ab. Sobald die Strömungsgeschwindigkeit der Faserdispersion mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Langsiebes richtig in Übereinstimmung gebracht ist, werden die Fasern in Form von kleinen Wirbeln abgelegt, die der Bahn ein gleichförmiges Gefüge und ein sehr auffälliges und angenehmes Aussehen geben. Es kann aber auch eine Bahn gebildet werden, deren Fasern entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung orientiert sind. Diese Herstellung ist leicht möglich, wenn die Strömungsrichtung der Dispersion S5 in dem Stoffauflaufkasten beeinflußt wird. Läuft beispielsweise das Langsieb mit einer niedrigen Geschwindigkeit, so lagern sich die Fasern in Querrichtung der Papiermaschine ab; läuft das Langsieb mit höheren Geschwindigkeiten, so lagern •sich die Fasern im allgemeinen in Längsrichtung der Papiermaschine ab.

Durch Verwendung einer Papiermaschine ist es natürlich möglich, je nach Leistungsfähigkeit der zur Verfügung stehenden Maschine Faserbahnen endloser Länge und jeder gewünschten Breite zu bilden. Bahnbreiten bis zu 5 m lassen sich mit den heutigen, Papiermaschinen leicht herstellen. Das neuartige Bahnmaterial kann also in großen Mengen und mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden.

Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Bahnen völlig aus einer ausgewählten bestimmten Faser, z. B. einer Viskosekunstseidenfaser, hergestellt, jedoch können, wenn beispielsweise die Bahn zur Herstellung durch Wärme verschließbarer Teebeutel verwendet werden soll, vorzugsweise mehr als eine Faserart verwendet und verschiedenartige Konzentrationen, der entsprechenden Fasern in gegenüberstehenden Flächen der Bahn abgesetzt werden. Eine derartige Abwandlung der Erfindung kann leicht durch das Verfahren erfolgen, das in der der Patentinhaberin eigenen USA.-Patentschrift 2414833 beschrieben· ist. Hierbei wird die Bahn wie vorstehend beschrieben gebildet, jedoch wird eine zweite Faserdispersion, die eine andere ausgewählte Faser, ζ. B. Vinyldhlorid¹-Vinylacetat-Mischpolymerisat-Faser, enthält, auf die Oberfläche der ersten Faserdispersion im Stoffauflaufkasten aufgeflutet, so daß das Absetzen der iao zweiten Faser vorwiegend in der oberen Fläche der Bahn erfolgt.

Das erfindungsgemäße bahnförmige Material besitzt ein auffallendes und neuartiges Aussehen und Gefüge, das die Bahn von allen bisher hergestellten Erzeugnissen unterscheidet. Die Fasern sind gründ¹-

709 524/310

Hch und gleichmäßig dispergiert und sind wegen ihrer großen Länge in dem fertigen Bogen gut sichtbar. Die Bahn besitzt eine sehr geringe Dichte, die etwa im Bereich von: 0,2 bis 0,4 g/cm³ liegt. Die Zwischenräume zwischen den vermischten Fasern sind ebenfalls gut sichtbar und sind im einem dünnen Bogen so deutlich, daß es möglich ist, ohne Schwierigkeiten durch den Bogen hindurchzusehen. Die Öffnungsgröße des Gefüges wird durch die ίο üblichen Porositätsversuche erkenntlich. Wird beispielsweise ein Bogen des neuartigen bahnförmigen Materials, der 10,5 g/m² wiegt, einem Vakuum von 12 mm .unterworfen, so strömt Luft mit einer Geschwindigkeit von 23,5 1 je cm² je Minute durch den Bogen hindurch. Dies ist nahezu das Achtfache der Porosität der meisten porösen Bogen gleichen Gewichtes, die bisher auf Papiermaschinen erzeugt worden sind.

Die Fasern selbst scheinen durch das erfmdungsgemäße Bahnherstellungsverfahren völlig unverändert zu bleiben und behalten alle ursprünglichen· äußeren Eigenschaften, wie Glanz, Weichheit und Saugfähigkeit, bei. Wkd der Bogen so gehalten, daß er das Licht reflektiert, so hat er ein seidiges oder silherähnliches Aussehen.; wird er dagegen in dichter Berührung mit einer anderen Fläche gehalten, so ist er durchscheinend wie Glaspapier.

Die in dem bahnförmigea Material befindlichen Fasern besitzen keine für das unbewaffnete Auge sichtbare Stütze. Infolge des offenen Gefüges und der. geringen Dichte ist es daher für jeden Betrachter überraschend, daß das Material eine Zugfestigkeit besitzt.

Durch Verwendung besonderer Farbstoffe und durch mikroskopische Prüfung wurde festgestellt, daß die Fasern der Bahn durch sehr kleine Ausflockungen von Natriumcarboxymethyloellulose zusammengehalten werden, die eine Vorliebe zur Absetzung oder Ablagerung an den Kreuzungspunkten der Fasern besitzen und sich nicht über die zwischen¹ den Fasern befindlichen Zwischenräume hinweg spannen. Diese Punkte oder Ablagerungen aus Natriumcarboxymethylcellulose sind sehr klein und liegen in der Größe von ¹J₂₅ bis ^x/₄ mm². Sie bilden zwischen den Fasern eine Art Punktverbindung, die die Fasern in der abgelegten Lage verriegelt. Da die Natriumcarboxymethylcellulose während der Durchführung des Verfahrens chemisch nicht geändert worden ist, sind diese Ablagerungen offensichtlich die kleinen gelähnlichen Teilchen, die in den üblichen Natriumcarboxymethylcel'luloseerzeugnissen sichtbar werden.

BeL der Herstellung des errindungsgemäßen bahnförmigen Materials ist es ein Vorteil, daß je nach der Menge und Art der mit den Fasern gemischten Natriumcarboxymethylcellulose die Menge der Natriumcarboxymefihylcelluloseausflockungen in der Bahn weitgehend geändert werden kann. Ferner ist es von Vorteil, daß für die meisten Zwecke eine genügende Zugfestigkeit mit sehr kleinen Mengen der Ausflockung erzielt wird. Beispielsweise wurde eine Bahn· hergestellt, die ein Gewicht von 10,5 g/m² hatte, in der die Durchschnitts- I zahl an Punkten aus Natriumcarboxymethylcellulose nur etwa 7 je mm² betrug und die Bahn dennoch eine Zugfestigkeit von 400 g/cm besaß. Vorzugsweise wird der Prozentsatz an Natriumcarboxymethylcellulose in der fertigen Bahn im Bereich von ι bis 5 Gewichtsprozent gehalten, da dies eine genügende Festigkeit ohne schädliche Beeinträchtigung der gewünschten Weichheit und Porosität der Bahn ergibt.

Die kleine Menge sowie die Art der Ablagerungen der Natriumcarboxymethylcellulose in der Bahn zusammen mit der großen Länge der Fasern erklärt wohl die überraschende Porosität, Weichheit und Durchsichtigkeit des fertigen' Erzeugnisses. Die Natriumcarboxymethylcellulose selbst ist praktisch durchscheinend und ist in der fertigen Bahn unsichtbar, da sie aus kleinen und weit voneinander getrennten Ablagerungen besteht, was das Aussehen, der Bahn begünstigt.

Das einzigartige Gefüge des bahnförmigen Materials kann weiter durch einen Versuch bewiesen werden, bei dem ein Bogen des Materials in beliebiger Richtung zerrissen wird. Das Trennen der Teile erfolgt durch ein Auseinanderziehen der Fasern, so daß eine Büttenpapierkante oder ein Büttenrand entsteht, bei dem die langen losen Enden der getrennten Fasern deutlich sichtbar sind. _go

Das vorstehend beschriebene Material ist für alle gewünschten Zwecke außergewöhnlich gut im trockenen Zustande verwendbar, besitzt aber geringe Naßfestigkeit. Zur Behebung dieses Mangels kann jede in der Papierherstellung bekannte Behandlung zur Erhöhung der Naßfestigkeit erfolgen. Die Naßfestigkeit des bahnähnlichen Materials läßt sich beispielsweise dadurch erhöhen, daß das Material durch ein Bad aus Viskoselösung hindurchgezogen· wird. Diese Lösung bildet über den Fasern und besonders über den Ablagerungen aus Natriumcarboxymethylcellulose einen sehr dünnen, unmerklichen, durchsichtigen Überzug, der die schwächende Wirkung von Wasser verhindert, ohne daß die gewünschten Eigenschaften! des Materials,, wie Weichheit, Saugfähigkeit und Porosität, beeinflußt werden.

Vorstehend ist ein neuartiges bahnförmiges Material und ein Verfahren zur Herstellung dieses Materials beschrieben worden, das von großem Nutzen und großer Verwertbarkeit ist. Nach Kenntnis der Beschreibung können natürlich durch Fachleute viele Abänderungen im Bereich der Erfindung vorgenommen werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche-.

   i. Verfahren zur Herstellung von dünnen, weichen, saugfähigen, porösen Faserstoffbahnen geringer Dichte aus einer stark verdünnten iao wäßrigen, mit Cellulosederivaten versetzten Aufschwemmung unvermahlener synthetischer Kunstfasern von einer Faserlänge von min^ destens 6 mm, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Aufschwemmung eine Natriumcarboxymethylcellulose zugesetzt wird, die zum

   Teil wasserlöslich ist und zum Teil in Gelform suspendiert, und zwar Mengen von etwa ι Gewichtsteil auf 3 bis 25 Gewichtsteile Faserstoff, und daß die Natriumcarboxymethylcellulose zum Ausflocken gebracht wird, wodurch nach der Entwässerung der Bahn aus dem Sieb der Maschine die Gelteile der Carboxymethylcellulose ohne chemisch verändert zu sein, sich an den Kreuzungsstellen der Fasern festsetzen und letztere miteinander verbinden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Aufschwemmung ververwendet wird, die 5000 bis 10 000 Teile Wasser auf iTeil Kunstfaser, insbesondere Viskosekunstseide, enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge der Natriumcarboxymethylcellulose so bemessen wird, daß auf 100 Teile Faserstoff mindestens

   ^ao 3)75 Teile völlig wasserlöslicher Natriumcarboxymethylcellulose und 1,25 bis 10 Teile wasserunlöslicher, gelbildender Natriumcarboxymethylcellulose vorhanden sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Natriumcarboxymethylcellulose verwendet wird, bei der auf einem Sieb von 16 000 Maschen/cm² etwa 2 bis 25 °/o, bezogen auf das Trockengewicht, zurückbleiben.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Natriumcarboxymethylcellulose verwendet wird, die einen Substitutionsgrad von 0,3 bis 0,75 aufweist und 2 bis 25 Gewichtsprozent wasserunlösliche, gelbildende Teilchen enthält.

   In.Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 679 334;
   schweizerische Patentschrift Nr. 98 799;
   britische Patentschrift Nr. 674577;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 572 932, 2 486 803, 228 320.

   © 609 736/326 12.56 (709 524/310 5. 57)