NO301721B1 - Nålefiltplate - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører, som angitt i krav l's ingress, en nålefiltplate fremstilt ved sammennåling av en kardet matte av idet vesentlige 5 - 15 cm lange fibre.

Linplanten usitatissium omfatter en stengel på 60 - 80 cm i henhold til sort og vekst. Stengelen er forsterket ved sterke fiberbunter for å tilveiebringe tilstrekkelig stivhet, hvilke fibrebunter strekker seg fra roten til toppen av planten. Fiberbuntene er anordnet ytterst i den rørformede del av stengelen og rommene mellom fiberbuntene er fylt med ligno-cellulose, som tilveiebringes i "shives" etter at linstenglen er bearbeidet for å separere fibrene.

For å separere de lange linfibre fra stenglens tredel må linet bli underkastet røyting etter innhøsting, hvilken røyting er en mikrobiologisk prosess. Det er i dag imidlertid mulig å erstatte den konvensjonelle og heller usikre røyte-prosess med en røyting i vann tilsatt enzymer. Vannrøyting forårsaker spaltning av hemicellulose og pektin, som binder fibrene sammen såvel som å binde fibrene til tredelen som et bindemiddel.

Ved den konvensjonelle røyting, vil mikroorganismene tilføre enzymene, hvilken røyting vanligvis finner sted på to forskjellige måter: vannrøyting og duggrøyting. Duggrøyting er den mest interessante prosess i denne forbindelse, og finner sted når de oppkuttete stengler ligger på marken etter innhøsting. Vannrøyting finner sted i innsjøer eller elver og hvor "shives" av lin er plassert, men som følge av forurens-ning av elvene er vannrøyting forbudt mange steder. I prinsipp kan alle de tre røyteprosessene anvendes i forbindelse med fremstilling av fibre, forutsatt at de finner sted på en passende måte. De resulterende fibre kan ytterligere bearbeides for fremstilling av plater av linfibre i henhold til foreliggende oppfinnelse. Vannrøyting kan finne sted i lukkede reservoarer eventuelt inneholdende enzymer slik som beskrevet i dansk patentsøknad nr. 4757/86.

Ved den konvensjonelle produksjon av lin, blir stenglene underkastet røyting og tørking etterfulgt av et antall mekaniske bearbeidinger, hvilket resulterer i at linfiber-buntene separeres fra "the shives". Linfibrene er meget sterke og deres lengde er i det vesentlige den samme etter separasjon fra "the shives" som i stenglene. En liten mengde av fibrene ødelegges under bearbeidelsen delvis på grunn av overrøyting, og delvis som følge av mekanisk bearbeiding, og disse fibre separeres og selges som linstry. Til forskjell fra primafibre som bearbeides mens de fremdeles er anordnet parallelt i bunter er linstryfibrene tilfeldig anordnet i forhold til hverandre. Imidlertid vil linstry fremdeles omfatte fibre av betydelig lengde og kan derfor ikke bearbeides ved hjelp av konvensjonelle tekstilmaskiner, såsom maskiner for bearbeidelse av bomull og ull.

Det er ikke mulig å fremstille en plate av linfibre direkte fra linfibrene ved hjelp av konvensjonell bearbeiding i nålemaskiner på grunn av at linfibrene er for lange og for glatte. Det er forsøkt å fremstille plater av linfibre ved nåling (som beskrevet i eksempel 1) i hvilke fibre er avkortet ved hjelp av kutting, men uten hell.

En fullstendig røyting etterfulgt av kjemisk behandling tillater at linfibrene kan separeres i såkalte enkeltfibre, det vil si enkeltcellede fibre som ligner bomull. Denne bearbeidelse er betegnet cottonisere, men de resulterende glatte korte fibre er ikke egnet for fremstilling av plater av linfibre ved hjelp av nåling. Platen av lin beskrevet i den innledende del, i henhold til foreliggende oppfinnelse, er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteri-serende del, ytterligere trekk fremgår av kravene 2-11.

Som et resultat vil anvendelse av fibre avkortet som et resultat av brudd i overstrekkingsprossen, gjøre det mulig å fremstille en egnede plate av linfibre ved en nåleprosess. Dette resultat oppnås trolig som følge av den spesielle struktur av linfiber i kombinasjon med rester av pektin og hemicellulose som betyr at fibrene kan bindes til hverandre og således muliggjør nåleforankring.

Egenskapene for linfibre gir platen av linfibre noen fysikal-ske og fysikalske/kjemiske egenskaper som gjør platen egnet, til og med mere egnet for visse formål enn andre plater av tekstilfilt. De mest viktige egenskaper er: 1. Kompressibilitet selv ved høye trykk, det vil si med andre ord at platen av filt utviser en ytterligere kom-pressibilietet etter den synlige kompresjon. 2. Rask absorpsjon og frigivelse av vanndamp til omgivel-sene . 3. Evnen til å absorbere opptil 18% vann uten å føles våt. 4. Bedre avledning av statisk elektrisitet enn ull ved den samme relative fuktighet i atmosfæren.

Den mekaniske styrke av en linfiberfilt fremstilt ved nåling er ikke bare avhengig av fibrenes egenskaper, som nevnt ovenfor, men også av antallet nålestikk pr. cm<2>. Sistnevnte vedrørende både filtens sprengstyrke og den kraft som er nødvendig for å trekke fibrene ut av filten.

God motstand mot fiberuttrekning krever mange nålestikk pr. cm<2>, hvilket fører til en relativt fast plate med høy spesifikk vekt. Som nevnt ovenfor kan en slik plate av linfibre utvise god sprengstyrke og i tillegg gode bære-egenskaper såvel som overraskende god rest-elastisitet, det vil si gjenvinning etter relativt høye trykkbelastninger.

En relativt mykere, det vil si mere voluminøs plate av fibre, kan i henhold til oppfinnelsen oppnås ved å tillate at noen av fibrene er krympede termoplastiske fibre, av den type som vanligvis anvendes for fremstilling av en nålet filt. Ved siden av å sikre en relativt høy kompressibiblitet og lav spesifikk vekt for filtplaten, vil de termoplastiske fibre bidra til forankring i fibrene når platen av de blandete fibre underkastes en kort oppvarming etter nåleforankring. Oppvarmingen etterfølges av en avkjøling på en slik måte at de termoplastiske fibre avspennes og fikseres i en form og posisjon mellom linfibrene, som de har fått som følge av nålingsprossen. I tillegg til de gode egenskapene til en plate av linfiberfilt, vil en plate omfattende de ovenfor egnede termoplastiske plastfibre gi, som ovenfor nevnt, en forbedret mykhet og elastisitet, så vel som en vesentlig forbedret volumstabilitet, det vil si gjenvinningsevne når den har vært utsatt for en belastning i våt tilstand.

En linfiberfilt av blandete fibre kan fremstilles i henhold til tre forskjellige prinsipper, som gjengitt nedenfor: 1. Nålforankring av en matte av fibre blandet i ønsket forhold, hvor fiberblandingen utføres før og i forbindelse med kareforbindelsen. 2. Nålforankring av en matte av tekstilfibre til en matte eksempelvis av termoplastiske plastfibre. 3. Nålforankring av en fornålet tekstilfilt til en fornålet filt av termoplastiske fibre eller andre fibre.

Den fullstendige fremstillingsprosess innbefatter trinnene med å blande, kare, legge ut matten, nåle og opprulling som beskrevet i forbindelse med eksempel 1.

Linfibrene og eksempelvis polypropylenfibre blandes for å oppnå de ønskede egenskaper som beskrevet for en plate av linfiberfilt blandet med termoplastiske plastfibre, og suksessen med den ovenfor nevnte blanding sikres trolig som følge av at det dannes et fullstendig varmeresistent ramme verk av linfibre. Dette rammeverk av linfibre bærer de termoplastiske fibre under avlastning og etterfølgende fiksering av disse. Ytterligere har det vist seg å være en stor fordel at nålforankringen av tekstilfibrene utføres med de termoplastiske fibre iblandet, fordi en slik fremgangsmåte resulterer i nedsatt utvikling av støv, det vil si nedsatte tap av fibre under nåleprosessen. Den ovenfor nevnte forster-kende effekt av linfibrene i en plate av en filt av både linfibre og termoplastiske fibre er spesielt god når en filtplate inneholdende høye mengder termoplastiske fibre underkastes en deformeringsprosess ved en temperatur som tillater termofiksering av plastfibrene. Fremgangsmåten utføres ved en temperatur nær smeltepunktet for fibrene, og mengden av linfibre tillater at platen bibeholder sin filtstruktur, og ytterligere at platen kan trekkes gjennom bearbeidingsmaskinen uten å forårsake vesentlige endringer i lengde og bredde av platen.

Når linfibrene kares og nålebindes separat er det nødvendig å justere den relative fuktighet av linet på en slik måte at det blir ettergivende, men ikke så mykt at nåleprosessen ikke kan utføres. I denne tilstand er det ikke umulig å unngå at nåleprosessen ødelegger linfibrene, hvilket resulterer i utvikling av støv og kortere fibre. Resistens mot fiberuttrekning fra filten med kortere fibre er meget dårlig. Tilsetning av polypropylenfibre gjør det mulig å bearbeide linfibrene inneholdende relativt lave eller høye mengder vann, fordi den endrede struktur og friksjon i matten i blandete fibre resulterer i en vesentlig forbedret nåleprosess, som innbefatter vesentlig lavere utvikling av støv og ødelagte fibre.

Noen av fibrene kan i henhold oppfinnelsen være ullfibre, med det resultat at en tilsvarende forbedring i nåleprosessen oppnås. Denne forbedring er spesielt åpenbar når lanolin-innholdende råull anvendes.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en del av en matte av linfibre klar for bearbeiding ved nåling, Fig. 2 tilsvarer fig. 1, men etter nåling en enkelt nål, Fig. 3 viser skjematisk et sideriss av en del av en filtplate 1 henhold til oppfinnelsen, og Fig. 4 viser skjematisk et sideriss av en ende av en linfiber som er brukket ved en overstrekkingsprosess.

Fibermatten 1 ifølge fig. 1 omfatter 5 - 15 cm lange linfibre 2 og eventuelt andre fibre, såsom termoplastiske plastfibre og ullfibre. Linfibrene 2 har vært underkastet en overstrekkingsprosess inntil brudd, slik som beskrevet mer detaljert i det etterfølgende, hvorved enden av fibrene formes som indikert i fig. 4. De relativt grove linfiberbunter 2 er sammensatt av såkalte enkeltfibre og utviser et opprevet utseende som følge av enkeltfibrene.

Den ovenfor nevnte matte 1 av fibre underkastes en nåle-behandling på konvensjonell kjent måte, se fig 1 og 2, hvor en enkelt nål 4 i en nålemaskin er vist.

Etter nålingsprosessen vil fibermatten vise seg i formen ifølge fig. 3 i tilsvarende formen for en konvensjonell plate av filt, bortsett fra de tilstedeværende fibermaterialer. Platene av filt i henhold til oppfinnelsen og fremstilling derav beskrives mer detaljert i det etterfølgende ved hjelp av de vedlagte eksempler.

Eksempel 1

Utgangsmaterialet for fremstilling av en plate av linfiberfilt i henhold til oppfinnelsen er linstrå. Strå av fiberlin

såvel som strå av oljelin kan anvendes, men de beste fibre stammer fra fiberlin.

Når linstrået er modent og høstet, blir det plassert i skår på jordene for å underkastes såkalt duggrøyting. Det skårne lin vendes med jevne intervaller på markene på en slik måte at en jevn røyting erholdes. Røytingen observeres nøye, og når en passende røyting er ferdig, og strået er tilstrekkelig tørt blir linet ballet og transportert til fabrikken for skaking etc. Slik skaking utføres i en skakemølle hvor linstråene knuses mellom valser under samtidig fremføring av stråene og fibrene til flere på hverandre følgende valsepar. Vedbestanddelen, det vil si "the shives", knuses og frigjø-res fra fibrene og separeres fra disse på konvensjonell måte i en riste anordning.

Under fremføringen i maskinen blir fibrene strukket så meget at den resulterende spenning overstiger bruddstyrken for fibrene. Strekkingen utføres ved å la valsene trekke fibrene fremover med økende hastighet, eller med andre ord et par foranliggende valser roterer med høyere rotasjonshastighet enn det etterliggende valsepar. Som et resultat vil fibrene brytes inn i kortere lengder og ved passende justering av maskinen er det mulig å sikre en midlere lengde på 100 mm. I tillegg sikres det at fibrene er egnede for fremstilling av platelinfibre i henhold til oppfinnelsen.

Oppdelingen av fibrene kan også utføres etter skaking ved å la de rå linfibre passere en åpner, en såkalt "Wolfe", omfattende et frontpar av matevalser hvor hastigheten av valsene er justert slik at de er passende langsommere i forhold til fremtrekket for "Wolfe".

Deretter blir linfibrene ført til en karemaskin hvor de doseres og fremføres til karderene ved hjelp av passende matebokser. Den kardete bane med en vekt på 100 m<2>/g fremstilles på karemaskinen. Den kardete bane blir ved hjelp av en krysslegganordning plassert på transportører til å gi en mappe omfattende 1000 g fibre pr. m<2.>Matten føres gjennom kompresjonsbånd til nålemaskinen hvor de bearbeides med et stort antall nåler som beveger seg opp og nedad gjennom matten. Ved den nedadgående bevegelse av nålene vil fibrene trekkes ut fra toppsiden av matten og gjennom denne ved hjelp utstikkende spisser plassert på siden av nålakselen. Hver gang nålene trekkes ut av det dannede filtlag beveges filtlaget frem en kort distanse. Den ferdige filt renskjæres langs kantene og vikles opp i ruller for salg. Filten er egnet stol-polstringsplater i forbindelse med fremstilling av møbler. Det kan oppskjæres, det vil si "fabrikkskreddersyes" på en slik måte at en senere produksjon av møbler lettes vesentlig, sammenlignet med tidligere anvendt plassering av linfibre i forbindelse med en polstringsprosedyre.

Eksempel 2

En polstringsplate fremstilles og omfatter 85% linfibre med en midlere lengde på 65 mm dannet ved avtrekning av rensede rå linfibre, og 15 vekt-% nykrympet polypropylenfibre med et smeltepunkt på 160°C og kuttet i lengder i området 100 til 150 mm. Artikkelen fremstilles på en slik måte at en matte med 400 g linfibre pr. m<2>plasseres på en transportør ved hjelp av en karemaskin. Deretter blir en andre matte også med en flatevekt på 400 g/m2 plassert på toppen av fibermatten på den samme transportør, hvilken andre matte er fremstilt av en andre karemaskin og omfatter 60% til 70% linfibre og 3 0% til40% polypropylenfibre. Den dobbelte matte føres igjennom nålemaskinen og nåleforankres med 10 stikk pr. cm<2>til å gi en laminert polstreplate. Platen omfatter en relativt fast bunnside og en toppside, som sammenlignet med bunnsiden er vesentlig mykere, det vil si mere voluminøs. Platen er egnet som polstringsmateriale i forbindelse med seriefremstilling av sittemøbler, madrasser for senger og lignende.

I den hensikt å unngå for meget utvikling av støv under produksjonen var det i eksempel 1 nødvendig å anvende linfibre som inneholdt 12% vann. Det viste seg mulig å anvende linfibre inneholdende 8% til 12% vann ved samtidig anvendelse av polypropylenfibre og likevel bibeholde en lavere utvikling av støv og lavere tap av krympete fibre i nålemaskinen.

Eksempel 3

En matte av 400 g/m<2>linfibre ble initialt plassert på en transportør som ble beskrevet i eksempel 2. Deretter ble en matte plassert på denne, hvilken matte inneholdt en blanding av de tilsvarende linfibre og krøpete polypropylenfibre med en midlere lengde på 65 mm, og et smeltepunkt på 60°C. Den andre matte inneholdt 4 0% polypropylen. Hele laget av fibre ble ført igjennom en komprimerings seks jon til nålemaskinen hvor lagene ble utsatt for nåling med 15 stikk pr. cm<2>. Ved en slik nåleprosess trekkes en relativt stor andel av poly-propylenf ibre ned gjennom bunnlaget av linfibrene, med det resultat at også dette lag omfatter en viss mengde polypropylen. Den nålede artikkel ble deretter ført igjennom en ovn hvor artikkelen ble underkastet en termofiksering hvor både overflatene oppvarmes enten samtidig, eller en etter en, på en slik måte at fibrene avspennes. Etter passasje gjennom ovnen ble artikkelen avkjølt ved hjelp av påblåst luft, renskåret og viklet i ruller for salg eller oppkutting i ark.

Denne artikkel kan varmebehandles enten på en side eller på begge sider. Varmebehandling kan enten skje ved bestråling eller påblåsning av varm luft. En kombinasjon av de to metoder er spesielt gunstig, og utføres ved at overflaten blir utsatt for varmestråling samtidig med at bunnsiden av artikkelen glir over et gitter, under hvilket holdes ved et passende lavt trykk. På denne måte vil varm luft fra toppsiden av artikkelen passende rettes inn i materialet på en slik måte at fiberavlastning også finner sted deri. Den etterfølgende avkjøling kan også være slik at en trykkgradient plasseres, hvilket presser luft igjennom

artikkelen.

En plate av linfibre med den ovenfor viste sammensetning og fremstilt i henhold til eksempel 3 er egnet som et gulv-belegg.

Ved anvendelse av termoplastiske to-komponentfibre er det mulig å oppnå en meget robust overflate som motstår meget slitasje, fordi fibrene festet til hverandre i kontakt-punktene under varmebehandlingen. Tokomponentfibrene vil vanligvis omfatte en kjerne av termoplast med relativt høyt smeltepunkt omgitt av et belegg av den samme polymer, men med et vesentlig lavere smeltepunkt.

Når de konvensjonelle polypropylenfibre nevnt i eksempel3anvendes, vil oppvarming på en eller begge sider av lengden av filten ved hjelp av eksempelvis stråle-elementer, resulte-re i dannelse av en sammenhengende overflatestruktur av termoplast med linfibre innbakt deri. Oppvarmingen utføres ved en så høy temperatur at plastfibrene kan sveises sammen. Den sammenhengende overflatestruktur er en følge av pressing av lengden av filt mellom en avkjølt stålvalse og en mott-rykkvalse som også er avkjølt og ytterligere er forsynt med et gummibelegg. En slik filtplate belagt med plast er vanndamp permeabel og avleder mulig statisk elektrisitet.

Eksempel 4

En plate omfattende en kombinasjon av linfibre og ullfilt ble fremstilt på følgende måte: En matte av linfibre ble plassert fra en kardelinje på en transportør. Matten hadde en vekt på ca. 400 g/m<2>. Linfibrene var fremstilt av en rensede råfibre som beskrevet tidligere, og fibrene blir mekanisk oppdelt ved en overstrekkingsprosess på en slik måte at det ble dannet linfibre med varierende lengde, hvor lengden gjennomsnittlig lå i området 50 til 70 mm. Matten av linfibrene ble transformert gjennom et komp rimeringsbånd til en nålemaskin. Nålemaskinen underkastet matten til en relativt tilfeldig nåling, det vil si en såkalt fornåling med 5 stikk pr. cm<2>. En matte med en flatevekt på ca. 3 00 g/m<2>råull ble plassert fra en andre karlinje på toppen av banen av linfibrene. Den kombinerte matte av linfibre og råfibre ble transformert på transportøren igjennom komprimeringsbånd til en nålemaskin hvor de to fiberlag ble laminert. Lamineringen eller nålingen ble utført ved ca. 5 stikk pr. cm<2>hvor penetreringsgraden var slik at ullfibrene klart penetrerte laget av linfibre. En slik kombinert polstringsplate av linfibre og ullfibre er utmerket egnet for polstring av både sittemøbler og madrasser.

Meget grov og billig råull kan anvendes i den ovenfor nevnte artikkel, hvilken ull i seg selv er uegnet for fremstilling av polstringsmaterialet. Imidlertid i kombinasjon med lin, som vist i dette eksempel, vil slik ull gjøre det mulig å fremstille laminater med en styrke tilstrekkelig for det ønskede forhold ved å justere

nålingsintensiteten i filten av linfibre som er anordnet under ull-laget. Med andre ord erholdes et 100% naturlig produkt som utviser god elastisitet og nesten den samme evne til å absorbere og frigi vanndamp, som ren ull.

I tillegg til de ovenfor ytterligere og mere eller mindre forventede egenskaper så tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en overraskende forbedring av nåleprosessen i seg selv, fordi ullfibrene letter nåleprosessen i en større grad enn polypropylenfibre og samtidig vil fremgangsmåten innbefatte utvikling av mindre støv.

Claims (11)

1. Nålefiltplate, fremstilt ved sammennåling av en kardet matte som i det vesentlige består av 5-15 cm lange fibre,karakterisert vedat matten helt eller i det vesentlige består av i det minste delvis røytede linfibre (2) som på i og for seg kjent måte er forkortet ved overstrekking, idet fibrene derved er gitt opptrevlede ender.

2. Nålefiltplate ifølge krav 1,karakterisert vedat det i platen også inngår en mindre mengde ytterligere fibre.

3. Nålefiltplate ifølge krav 1,karakterisert vedat noen av fibrene (2) er krusete termoplastiske fibre.

4. Nålefiltplate ifølge krav 3,karakterisert vedat spenninger i termo-plastfibrene forårsaket av nåling er kompensert for ved oppvarming.

5. Nålefiltplate ifølge krav 3,karakterisert vedat de anvendte fibre er konjugatfibre omfattende en kjerne belagt med et termoplas-tisk materiale med et lavere smeltepunkt enn kjernen.

6. Nålefiltplate ifølge kravene 3, 4 eller 5,karakterisert vedat noen av fibrene (2) er ullfibre.

7. Nålefiltplate ifølge krav 6,karakterisert vedat de anvendte fibre er fete og følgelig lanolininneholdende.

8. Nålefiltplate ifølge kravene 3 eller 6,karakterisert vedat linfibrene (2) og eventuelle termoplastiske fibre er punktforenet ved nåleforankring av en plate av linfibre og en plate av ullfibre.

9. Nålefiltplate ifølge kravene 3 eller 5,karakterisert vedat de termoplastiske fibre på en eller begge overflater av filtplaten er smel-tede eller komprimerte til en sammenhengende, glatt av-glanset eller mønstret struktur.

10. Nålefiltplate ifølge krav 2,karakterisert vedat noen av fibrene er termoplastiske plastfibre.

11. Nålefiltplate ifølge krav 2,karakterisert vedat noen av fibrene er polypropylenfibre.