DED0013330MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. Oktober 1952 Bekanntgemacht am 13. Dezember 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieh* sich auf ein Verfahren zur Herstellung von dünnen, 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 Gewiclbtsteil NatriumcarboxymethylcellulOse auf 3 bis 25. Gewicht-steile Faserstoff, und daß die NatriumcarboxymethylcellulOse zum Ausflocken· 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 letzlere mitteinander verbinden.

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

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Es ist ferner bereits bekannt, dünne, weiche, saugfähige, poröse Faserstoffbahnen aus Kunstfasern herzustellen, die Ablagerungen aus wasserunlöslicher Nafcriumearboxymetlhylcellulose enthalten. Bei diesen bekannten Verfahren ist aber eine soldhe 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 be- kannten Verfahren wurde jedoch nicht in wäßriger Aufschwemmung gearbeitet, vielmehr war man hiernach auf organische Lösungsmittel odier 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 Natriumcarboxymethylcellulose verwendet wird, die zum Teil wasserlöslich und zum Teil in Gelform suspendiert ist. Durch den wasserlöslichen Anteil wird eine feine Verteilung der Gelteikhen sichergestellt, die sich ihrerseits nach ihrer Ausflockung nur an den Kreuzungsetellen 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, eigenrartiges und gefälliges Aussehen sowie Weichheit das Material für viele Zwecke verwendbar, wo Porosität und. Saugfähigkeit nicht gefordert werden. Die Vereinigung aller dieser Eigenschäften 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 neuartige Bahnerzeugnis kann übrigens in vielen Eigenschaften, z. B. im Gewicht und¹ in der Festigkeit, abgeändert werden, um den bestehenden Erfordernissen eines jeweiligen Verwendungszweckes zu genügen/. Außerdem sind die Her-Stellungskosten des Bahnmaterials so niedrig, daß das Material auch bei verhältnismäßig billigen Erzeugnissen wirtschaftlich verwendet werden kann. Λ7"οη den vielen Verwendungszweckeo des erfinh dungsgemäßen Materials, die durch dessen Eigen·- schäften möglich sind, seien genannt: Aufgußbeutel, z. B. Teebeutel; Dekorationsstoffe, z. B. Drapierungen und Vorhänge; Verbandstoffe, z. B. Menstruationsbinden; Filterstoffe, z. B. Milchfilter; Verpackungsstoffe einschließlich von Stoffen, zürn" : Verpacken und Reinigen von optischen Linsen; Schablonenblättef 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 länger sind, und zwar bis· zur und einschließlich der Länge von Textilfasern; in der trotz der großen Länge der Fasern umd 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 Soja- ·.. bohneneiweiß.-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, diie, 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 seiden^- ähnliches Aussehen,, das ungemindert in der erfin^- 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 Stabilitäti, thermoplastischer Eigenschaften: usw. ausgewählt werden, um die in dem Enderzeugnis gewünschten jeweiligen Eigenschaften zu erhalten. Die Kunstfasern nehmen keim Wasser an und werden in wäßrigen Lösungen, nicht merkbar abgebaut, so daß das ursprüngliche Fasergefüge sowie ihre Eigenschaften beibehalten werden. Kunstfasern können außerdem in unbegrenzter Menge von· gleichförmigen Fasern aus im Lande erhältlichen Stoffen und mit geringen Kosten hergestellt werden.

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Um aus den- erfmdungsgemäß verwendeten langen Fasern auf der Papiermaschine Bahnen herzustellen, müssen die Fasern in reichlichen Mengen von AVasser 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 Sooo Teile Wasser wesentlich. Vorzugsweise wird 'jedoch etwa ι Teil Fasern auf io ooo 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 verursacht. 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 gleiche zeitig 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 Natriumcelluloseglycolat genannt), die durch Umsetzung von Alkalicellulose und Monochloressigsäure erhalten wird. Änderungen in den Eigenschaften der Natriumcarboxymethylcellulose können beispielsweise durch Änderungen in dem Substitutionsgrad der Carboxymethylgruppen je Anhydroglueoseeiiilheit des Cellulosemoleküls oder durch Änderungen in der Substitutionsgleichbeit. und der genauen Substitutionsstelle oder der genauen Substitutionsstellen, im Cellulosetnolekül 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 zu-r Zeit bei der Abstufung oder Differenzierung von Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnissen verwendet \verden, nicht prädiziert werden kann. 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 Substitutiönswert im Bereich von 0,3 bis 0,75 besitzen.

Ein Versuch, der zur Auswahl eines erfindungsgemäßen Natriumearboxymethylcelluloseerzeugnisses 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 Quadratzemtimeter · aufweist. Ist das unter Prüfung stehende Natriumcarboxymethylcelluloseerzeugnis für die Zwecke der Erfindung geeignet, so werden auf dem Sieb viele sehr kleine mikroskopische Gelteilchen abgesetzt, die — auf gleichbleibendes Gewicht ge-' trocknet und gewogen — etwa 2 bis 25 °/o< 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 gleichförmigen 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 A^erfahrens nicht verändert, und die in dem fertigen

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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 Klebeigenischaften hervorrufen. In Zukunft werden weitere Erkenntnisse hinsieht-Hch 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 bestehen, wobei diese Stoffe dann anschließend in gewünschten Mengen zwecks Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 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 Natriutncarboxymethylcelluloseerzeugnis hergestellt. Die Art, in der die Herstellung erfolgt, ist nicht von Bedeutung. Beispielsweise wurde einfach die Natriumearboxymethylcellulose als Trockenpulver unmittelbar dem wäßrigen Faserbrei zugegeben, der sich 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 Rühren geeigneten Rührvorrichtung. Wie bereits erwähnt, sind die ausgewählten Kunstfäden so geschnitten, daß Fasern von mindestens 6 mm Länge entstehen, die auch langer sein können, und zwar bis zu einschließlich Textilfaserlänge. Vorzugsweise wird eine Kunstfaser verwendet, deren Deniergrad im Bereich von 1V2 bis 5 Hegt.

Beispielsweise enthält eine bevorzugte Konzentration des Breies .in der erwähnten Stufe des Verfahrens etwa 1V2 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 Bahn 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, gelbildenden 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 Natriumcarboxymetbylcellulöse auf 5 Teile Faser geändert werden.

Da der völlig lösliche Teil der gewählten Natriumcarboxymethylcellulose offensichtlich die Dispersionseigenschafteiii, 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 Natriumcarboxymethylcellulose, deren Gehalt an dem letzterwähnten Teil hoch ist, eine gute Bindung gibt, jedoch weniger, wirksam bei der Dispersion ist. Im allgemeinen muß eine Mindestrnenge von 3³A Teilen des völlig löslichen Teils der Natriumearboxymetbylceilulose auf 100 Teile Faser vorhanden sein, um eine einwandfreie Dispersion der Fasern zu erzielen, und es muß eine Mindest-, menge von I¹A Teil 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 go allgemein nicht erwünscht ist, eine Konzentration von etwa 1 Teil des unlöslichen, gelbildenden Teils zu 10 Teilen Faser zu übersteigen, da bei dieser Konzentration sowie 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 von 100 Teilen Faser auf etwa 5 Teile einer Natriumcarboxymethylcellulose 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 derBahnfestigkeit 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

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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 Stoff auf laufkastens 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.-Patentsehrift 2 045 095 besehrieben, 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 Verfahren verwendeten Fasern, die gegenüber den bei der Papierherstellung üblicherweise verwendeten Fasern eine große Länge besitzen, zeigen 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 Verfahrens geändert werden kann, ohne daß das gleichförmige Gefüge der Bahnen beeinträchtigt wird. Wird die in dem Stoffauflaufkasten durchgeführte Verdünnung der Faserdispersion: erhöht und/oder die Größe der Berührungsfläche zwischen Stoff auf laufkasten und Latigsieb 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 Faserkonzentration' im Stoffauflaufkasten und/oder durch Erhöhung der zwischen dem Stoffauflaufkasten 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 ungeridhtete, 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 Lanigsiebes 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 Wirbeln¹ 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 Strömungsxichtung der Dispersion 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 beschrieben¹ gebildet, jedoch wird eine zweite Faserdispersion, die eine .andere ausgewählte Faser, z. B. Vinylchlorid¹-Vinylacetat-Mischpolymerisat -Faser, enthält, auf die Oberfläche der ersten Faserdiispersion im Stoffauflaufkasten aufgeflutet, so daß das Absetzen der 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 gründ-

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lieh.und gleichmäßig'-"dispergiert uhd sind wegen ihrer großen Länge in dem fertigen Bogen: gut sichtbar. Die Bahn besitzt eine sehr geringe Dichte, die etwa im Bereich; vösj o,2 bis 0,4 g/cm³ liegt. Die Zwischenräume zwischen den vermischten Fasern sind ebenfalls gut ^sichtbar und sind in einem

■''. dünnen Bogen so deutlich, daß es möglich ist, ohne Schwierigkeiten durch den Bogen hindurchzusehen. Die Öffnungsgröße: des .Gefüges wird durch die

üblichen Porositätsversuche erkenntlich. Wird beispielsweise ein Bogen^rdes 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 erfindungsgemäße Bahnherstellungsverfahren völlig unverändert zu bleiben, und behalten alle ursprünglichen äußeren Eigenschaften; wie Glanz, Weichheit und Saugfähigkeit, bei. Wird der Bogen so gehalten, daß er das Licht reflektiert, so hat er ein seidiges oder silberähnliches Aussehen,; wird er dagegen, in dichter Berührung mit einer anderen Fläche ge-

'"■ halten, so ist er durchscheinend wie Glaspapier.

Die in dem bahnförmigem 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 Natriumcarboxymethylcellulose zusammengehalten werden, die eine Vorliebe zur Absetzung oder Ablagerung an den Kreuzungspunkten

der Fasern besitzen und sich nicht über die zwischen den Fasern befindlichen Zwischenräume hinweg spannen. ■ Diese Punkte oder Ablagerungen aus Natriumcarboxymethylcellulose sind sehr klein und liegen in der Größe von Y₂₅ bis */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 NatriumcarboxymethylceMuloseerzeugnissen sichtbar werden.

Bei^ der Herstellung des erfindungsgemäßen bahnförmigen Materials ist es ein Vorteil, daß je nach der Menge und Art der mit den Fasern, gemischten Natriumcarboxymethylcellulose die Menge der Natriumcarboxymethylcelluloseausflockungen 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 Durchschnittszahl 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 dei: 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 Natriumcärboxymethylcellulose einen sehr dünnen, unmerklichen, durchsichtigen Überzug, der die schwächende Wirkung vonWasser 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 n₀ 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:

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

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   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 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. 679334;
   schweizerische Patentschrift Nr. 98799;
   britische Patentschrift Nr. 674 577;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 572 932, 2 486 803, 320.