DK146943B - Fremgangsmaade til fremstilling af et til brug under tumblertoerring egnet varmeaktiverbart tekstilstofbehandlingsprodukt - Google Patents

Description

/ /ap^a·» \

ns) DANMARK

f(i2) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 146943 B

DIBEKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 1526/78 (51) Int.CI.3: D06B 1/10 (22) Indleveringsdag: 06 apr 1978 D 06 B 3/18 (41) Alm. tilgængelig: 08 okt 1978 (44) Fremlagt: 20 feb 1984 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 07 apr 1977 US 785547 (71) Ansøger: *SCOTT PAPER COMPANY; Delaware County, US.

(72) Opfinder: Richard Joseph Mablonskl; US.

(74) Fuldmægtig: Patentbureauet Magnus Jensens Eftf.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af et til brug under tumblertørring egnet varmeaktiverbart tekstilstofbehandlingsprodukt

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et tekstilstofbehandlingsprodukt som nærmere angivet i krav l’s indledning.

Tekstilstofbehandlingskemikalier er blevet påført i flydende form (et smeltet bad eller en opløsning fremstillet Q med et opløsningsmiddel)på det absorberende substrat og omdan- ^ net til fast form (ved afkøling eller ved fordampning af opløs- jt ningsmidlet).

0 Imprægnering af absorberende substrater med flydende - tekstilstofbehandlingsmidler blev tidligere udført ved påføring ^ af et overskud af væske på substratet efterfulgt af afpresning ^ af overskydende væske i et sammentrykkende valsemellemrum, se 146943 2 f.eks. USA patentskrift nr. 3.686,025«

Engelsk patentskrift nr. 1.419.647 "beskriver en sådan fremgangsmåde til imprægnering af et absorberende substrat, ved hvilken der påføres en afmålt mængde flydende imprægneringsmiddel, der derefter presses ind i substratet under anvendelse af kun én valse, idet væsentlig sammentrykning undgås. Herved løses en del af de problemer, der er knyttet til afklemningsprocessen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del anførte.

Den foreliggende opfindelse har to hovedfordele: 1) ensartede, ikke-plettede imprægnerede produkter og 2) muligheden for imprægnering af et fikseret substrat med et niveau for stofblød-gører under et tilsyneladende minimum, som udvikler sig ifølge den kendte tekniks fremgangsmåde.

Yed den kendte tekniks fremgangsmåde fås der et oversvømmet valsemellemrum på grund af den overskydende væske, som tilføres valsemellemrummet mellem de to valser. Hår et absorberende substrat sammentrykkes mellem valserne, tvinges medslæbt luft i substratet ud ved hjælp af valserne. Denne luft træder ud gennem den overskudsvæske, som findes ved valsemellemrummet, hvor substratet sammentrykkes. Dette fremkalder skumning i væsken og giver et uregelmæssigt, plettet produkt. Skumningen finder også sted ved udløbsenden af valsemellemrummet og overtrækker valserne og danner en pøl af skummende væske på udløbssiden af valsemellemrummet, som vil være i stand til at overtrække og plette substratet. For at en lille mængde væske skal imprægneres ind i substratet, må mellemrummet mellem valserne være ganske lille, hvilket forårsager yderligere sammentrykning af substratet. Dette gør problemet større, fordi der nu skal drives mere luft ud af det tykke absorberende substrat gennem den overskydende væske ved indløbet til valsemellemrummet. Denne proces kan ikke fungere, og lave niveauer for imprægnering i substratet kan ikke opnås, Følgelig udvikler der sig et minimum for mængden af imprægneringsmiddel, under hvilken den kendte tekniks fremgangsmåde bliver praktisk taget uanvendelig på grund af omfanget af plet-dannelsen, skumningen og den uregelmæssige imprægnering.

3 146943

Den foreliggende opfindelse afhjælper dette problem ved overtrækning af den nederste valse med mindre end det tilsyne* ladende porerumfang af substratet i sammentrykt tilstand i valsemellemrummet. Dette eliminerer pølen af overskudsvaeske ved indløbet til valsemellemrummet (i den kendte teknik betegnet som et oversvømmet mellemrum)# Følgelig søger luften at komme ud gennem den øverste overflade af banen# medens væske i den nøje afmålte mængde træder ind i banen fra overfladen af den nederste valse. Porerumfanget af substratet kan ikke fyldes med imprægneringsmiddel ifølge den kendte tekniske fremgangsmåde på grund af skumningsfænomenet. Valsemellemrummet kan ikke reduceres til høje niveauer for sammentrykning, fordi dette yderligere forværrer skumningsproblemet. Ifølge den foreliggende opfindelse derimod kan man fylde substratets porerumfang helt i den sammentrykkede tilstand i valsemellearummet. .

Foretrukne udførelsesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i krav 2-4.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med tegningen, som viser fremstillingen af et varmeaktiverbart tekstil-stofbehandlingSTprodukt under begrænsning af det væskerumfang, som tilføres et valsemellemrum under s ammen takning af det absorberende substrat.

Absorberende substrater, som egner sig til brug i den foreliggende opfindelse, skalhave en tykkelse på mindst ca. 0,05 cm og et betydeligt frit .rumfang eller porerumfang. Eksempler på egnede absorberende stoffer er svampe, fleksibelt skum og ikke--vævede stoffer såsom flerlagspapir, voluminøst papir, filtede stoffer og strikkede og vævede voluminøse stoffer.

Det frie mellemrum af substrater kan defineres efter absorptionskapaciteten bestemt efter en standardprøve. En prøve til bestemmelse af absorptionskapaciteten af tykt papir, skumeller klædesubstrater er TJ.S. Federal Specifications UU-T-595b, modificeret som følger: 1) Der benyttes ledningsvand i stedet for destilleret vand, 2) Prøven neddyppes i 30 sekunder i stedet for 3 minutter.

. 146943 4 3) Afdrypningstiden er 15 sekunder i stedet for 1 minut.

4) Prøven vejes omgående på en vægtskål med en vejeskål med opadbøjede kanter.

Papirprodukter med stor voluminøsitet og lav vægtfylde (basisvægt over ca, 0,16 kg/m og tykkelse over ca. 0,16 cm) har en værdi for absorptionsevne bestemt ved ovenstående prøve på over ca. 6,0 og er egnede til brug i forbindelse med den foreliggende opfindelse.

Absorberende substrater imprægneret med et i varmen blød-gørbart tekstilstofbehandlingsmiddel er velkendte og skal her omtales som varmeaktiverbare tekstilstofbehandlingsprodukter og også som imprægneret substrat.

Der kan benyttes et eller flere tekstilstofbehandlingskemikalier, som kan blandes med andre valgfrie additiver såsom antistatiske midler og parfume. Normalt vil mængden af stofbehandlings-kemikalier, som imprægneres ind i et substrat, være 0,023 - 0,123 g pr, ml uimprægneret substrat.

Substratet har normalt form af et langt, bredt ark med en tykkelse på 0,05 em eller derover, idet en tykkelse på ca.

0,25 cm foretrækkes.

Det foretrukne substrat er et bøjeligt skumarkmateriale med et poremellemrum over ca. 80$, fortrinsvis over ca. 95$» og en tykkelse over 0,05 cm. Porerumfanget er over ca, 80$ svarende omtrent til en værdi for absorptionskapaoitet bestemt ved ovenstående prøve på over ca. 10.

Porerumfanget udtrykkes som en procentandel af det totale rumfang og er lig med det tilsyneladende totale rumfang af substratet minus rumfanget af substratmaterialet. for substrater med et højt porerumfang på over 80$ såsom polyurethanskum bestemmes det tilsyneladende rumfang let ved udskæring af skummet til en passende form såsom en terning, hvis rumfang let beregnes. Bumfanget af polyurethanmaterialet omfattende skummet kan beregnes ved vejning af skumterningen og beregning af rumfanget på basis af vægtfylden af polyurethan. forskellen mellem rumfanget af ukomprime-ret terning og rumfanget af polyurethanet svarer til porerumfanget. Alternativt kan rumfanget af polyurethanmaterialet bestemmes ved 5 146943 fortrængning, idet rumfanget af en væske måles, før og efter at skumtexningen neddyppes i væsken, idet indfanget luft uddrives eller presses ud.

Det "tilsyneladende porerumfang af substratet i sammentrykket tilstand" er defineret som det ukomprimerede porerumfang gange den kvotient, som fås ved division af den minimale afstand mellem valse overfladerne med den ukomprimerede højde af substratet før indtræden i valsemellemrummet. I ovennævnte definition angiver valsemellemrummet det i forvejen indstillede valsemellemrum før komprimering af skummet, undtagen når der benyttes et valsemellemrum, som ikke har et i forvejen indstillet valsemellemrum, i hvilket tilfælde det gælder det faktiske valsemellemrum under komprimering af substratet, som må skønnes ved måling af valsemellemrummet under driften.

Et foretrukket skumarkmateriale er bøjeligt polyetherbase-ret polyurethan med en tykkelse på oa. 0,25 cm og en porestørrelse i området fra fire porer pr. cm til ca. 40 porer pr. cm. Skum med høj porøsitet foretrækkes især. Medens vævede, ikke-vævede eller strikkede j-stoffer er anvendelige, foretrækkes de ikke i forbindelse med den foreliggende opfindelse.

Fortrinsvis gøres stofbehandlingsmidlet flydende ved at holdes på en forhøjet temperatur over smeltepunktet. Opløsningsmidler kan benyttes til nedsættelse af smeltepunktet og viskositeten af stofbehandlingskemikalierne.

Ved varmsmelteteknikken afkøles det imprægnerede substrat til omdannelse til fast form af stofbehandlingsproduktet efter imprægnering. Een foreliggende opfindelse er særlig egnet til brug i forbindelse med imprægnering med væsker med høj viskositet.

Stofbehandlingskemikalier og blandinger deraf, som egner sig til brug i varmeaktiverbare stofbehandlingsmidler, er velkendte, se f.eks, USA patentskrift nr. 3.442.692. USA patentskrift nr. 3.632.396 omtaler egnede varmeaktiverede stofblødgøringsprodukter. Egnede produkter er også omtalt i USA patentskrifterne nr.

é 146943 3.686.025, 3.870.145 og 3.895.128, Normalt påføres der 70-350 2 g aktive bestanddele (stofbehandlingskemikalier) pr. m substrat, 2 idet ca. 140 g pr. m foretrækkes.

Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse til fremstilling af et varmeaktiveret stofbehandlingsprodukt kan bedst forstås under henvisning til tegningen. Et passende absorberende substrat 10 passerer et mellemrum mellem to valser 14 og 16, hvor det sammentrykkes i nærværelse af smeltet stofbehandlingsprodukt 12, som bevirker imprægnering af det flydende (smeltede) stofbehandlingsmiddel ind i substratet 10, Stofbehandlingsproduktet 12 (sammensat af et eller flere varmeaktiverbare stofbehandlingskemikalier tillige med vilkårlige andre additiver efter ønske såsom parfume eller opløsningsmidler) føres til valsemellemrummet af den nederste valse 16, som er delvis neddyppet i et smeltebad 20 i en opvarmet tank 18. Et skrabeblad 15 regulerer rumfanget af væske, som tilføres valsemellemrummet af den nederste valse 16. Det imprægnerede substrat ekspanderes, idet det forlader mellemrummet mellem valserne 14 og 16, hvilket afslutter imprægneringsprocessen, Det imprægnerede produkt passerer over valser 22, hvor der sker en størkning af imprægneringsmidlet, idet det imprægnerede substrat afkøles til stuetemperatur. Fortrinsvis drives valserne 14 og 16 til at rotere med samme periferihastighed.

Det tekniske fremskridt, som er tilvejebragt gennem den foreliggende opfindelse ved ovenstående fremgangsmåde,er betinget af begrænsningen at rumfanget af væske 12, som tilføres valsemellemrummet. Rumfanget af væske i kontakt med substratet, som træder ind i valsemellemrummet, må være lig med eller mindre end det tilsyneladende poremellemrum i substratet ved en tykkelse lig med valsemellemrummet. Dette opnås let ved begrænsning af det rumfang af fluidum, som tilføres valsemellemrummet, så at det hindres i opbygning af et overskud af væske i kontakt med substratet, som træder ind i valsemellemrummet.

I praksis foretrækkes det at indstille skrabebladet til et i forvejen bestemt valsemellemrum til begrænsning af det rumfang væske, som tilføres valsemellemrummet, og derpå indstille valsemellemrummet under processens operation, normalt ved sænkning af den øverste valse 14 til punktet for begyndende skumning. Begyndende skumning angiver, at rumfanget af væske, som føres til valsemellemrummet, omtrent er lig med det tilsyneladende porexum-fang.

τ 146943 På -tegningen udføres reguleringen af det rumfang væske, som tilføres valsemellemrummet, ved hjælp af et skrabehlad, som begrænser den mængde fluidum, som bibeholdes på overfladen af den nederste valse 16.

Det på tegningen viste apparat er en illustration af et middel til begrænsning af rumfanget af væske, som træder ind i valsemellemrummet. Mange alternative midler til begrænsning af det væskerumfang, som træder ind i valsemellemrummet, er egnede til udførelse af den foreliggende opfindelse foruden de midler, som er vist på tegningen. En afmålende pumpe kan benyttes til forsyning af et sprøjtehoved med det præcise rumfang af væske, som skal sprøjtes ind i valsemellemrummets område som et alternativt middel til regulering af rumfanget af fluidum til den mængde, som kræves til udførelse af den foreliggende opfindelse.

ITår rumfanget af fluidum overstiger det tilsyneladende rumfang af substratet ved sammentrykning til den tykkelse, som bestemmes af af valsemellemrummet, så opstår der væsentlige operationsproblemer såsom skumning af væsken i valsemellemrummet, uregulære og uensartede niveauer for den væske, som imprægneres ind i substratet.

Der er her tale om et driftsproblem, som optræder, når der er en for stor mængde imprægneringsvæske til stede i valsemellemrummet, hvor substratet s ammen trykke s. Er der opstår skumning af væsken, bliver valserne overtrukket, og man mister kontrollen med den mængde imprægneringsmiddel, som optages i substratet.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen løser de problemer, som står i forbindelse med en overstigen af grænsen for mængden af fluidum tilført valsemellemrummet med substratet, som det fremgår af nedenstående eksempler, hvor alle forhold er vægtforhold, medmindre andet angives.

® 1*6943

Eksempel,

Flere prøver af fincellet (ca. 32 porer pr, cm) bøjeligt polyetherbaseret polyurethanskum med en rumvægt på ca, 40 g pr, liter af en tykkelse på ca. 0,2 cm Imprægneres med forskellige mængder af et smeltet tekstilstofbehandlingsmiddel omfattende 84,8 vægtprocent dihydrogeneret talgdimethylammoniummethylsulfat (smp, 138°0, molvægt ca, 645) og 15,2 vægtprocent ikke-ionisk modificeret glycerylmonostearat med en HEB-værdi på 8,4· Den på tegningen.viste fremgangsmåde benyttes til imprægnering af skum-prøverne med de smeltede stofbehandlingsmidler, længden af væske, som føres til valsemellemrummet samtidig'med det absorberende substrat, varieres ved indstilling af mellemrummet mellem skrabe-bladet 15 og den nederste valse 16. Valsemellemrummet er 0,05 om, og det usammentrykkede porerumfang af skummet er 98$ af hele rumfanget af skummet. Ved fremgangsmåden som vist på tegningen er forholdet mellem rumfanget af fluidum, som tilføres valsemellemrummet, i forhold til det tilsyneladende porerumfang af skummet sammentrykket til tykkelsen af valsemellemrummet simpelthen brøken:

(afstand mellem skrabebladet og den nederste valse) x 100 (valsemellemrum; x (usammentrykket porerumfangsprocentJ

1 eksempel 1 er afstanden mellem skrabebladet og den nederste valse 0,025 cm, og valsemellemrummet er 0,05 cm, og skummet har et porerumfang (procent) på 98$ af det totale rumfang af skummet, Følgelig er forholdet mellem fluidumrumfang og sammentrykket porerumfang (0,025) x 100/0,05 cm x 98 = 0,51. Det er kritisk, at dette forhold er lig med eller mindre end 1, hvilket svarer til rumfanget af imprægneringsmidlet til rådighed i valsemellemrummet, som er begrænset til et rumfang lig med (forhold på 1,0) eller mindre end porerumfanget af substratet ved den tilsyneladende tykkelse af substratet sammentrykket til en tykkelse lig med valsemellemrummet, Prøverne nr, 1-4 fremstilles med en mængde væske i kontakt med den bane, som træder ind i valsemellemrummet, på mindre end det tilsyneladende porerumfang af skummet sammentrykket til tykkelsen af valsemellemrummet (forhold på mindre end 1,0). Prøverne A-D fremstilles med en mængde væske i kontakt med substratet under sammentrykningen på over det tilsyneladende porerumfang af skummet ved sammentrykning til tykkelsen af valsemellemrummet (forhold større end 1,0). Prøverne nr. 1-4 karakteriseres ved at have 9 146943 et meget ensartet niveau for væske imprægneret igennem hele skumarket i valsemellemrummet. Prøverne A-D har uregelmæssige mængder af imprægneringsmiddel i skummet, som forlader valsemellemrummet (streger), og skumning af væsken før valsemellemrummet forekommer tillige med en opbygning af væske ved indtrædelsesstedet til valsemellemrummet.

Nedenstående tabel angiver data for prøverne nr. 1-4 og A-D udtrykt ved mængden af væske tilført valsemellemrummet udtrykt som fluidumfilmtykkelse (cm x 1000), væskemellerarum (cm x 1000), mellemrumsrumfang for skummet ($) og forholdet mellem fluidumfilmtykkelse x 100 og valsemellemrum x mellemrumsrumfang.

Som det vil ses af tabellens data, fås der et uregelmæssigt og uacceptabelt produkt, når rumfanget af den væske, som tilføres valsemellemrummet med absorberende substrat, overstiger det tilsyneladende porerumfang af substratet ved tykkelsen lig med valsemellemrummet. Tillige ændrer den væskemængde, som kan imprægneres ind i det absorberende substrat, dramatisk, når der føres overskydende fluidum til valsemellemrummet.

Den blanding, som benyttes i eksemplet, fortyndes med ca.

6fo isopropanol og har smp. ca, 50°C.

Den foretrukne måde til udøvelse af opfindelsen fremgår af tegningens figur med midlerne til begrænsning af væske-rumfang, som føres til valsemellemrummet, hvilke midler omfatter et sæt skrabeblade med et indstilleligt mellemrum og med til væske omdannet blødgøringsmiddel, hvilket opnås ved opvarmning. Fortrinsvis er det fluidumrumfang, som føres til valsemelle&rummet omtrent lig med det tilsyneladende porerumfang i substratet.

4 10- 146943

Tabel.

Prøve Fluidumfilm- Valsemellemrum $ pore- Forhold Bemærkninger nr. tykkelse x x 1000 rumfang 1000 (skrabeblad- _ afstand)____ _ 1 10 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 0,51 2 13 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 0,663 3 16 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 0,816 4 19 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 0,97 A 20 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 1,02) Skumning, som B 22 x 2,54 om 20 x 2,54 cm 98 l.izj C 25 x 2,54 cm 20 x 2,54 cm 98 1,27/ ger i det im- D 28 X 2,54 om 20 x 2,54 om 98 1,42¾ ) dvs. uensar-) tet overtrak ) i en ca, 9 cm ) prøve.