DE1102094B

DE1102094B - Verfahren zur Herstellung von Faservliesstoffen

Info

Publication number: DE1102094B
Application number: DEC20248A
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Amende; Dr Hans Friedrich
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1959-11-26
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1961-03-16
Also published as: CH372628A; GB908613A

Description

Faservliesstoffe werden bekanntlich in der Weise hergestellt, daß man das zunächst gewonnene Faservlies mit Hilfe eines Bindemittels verfestigt.

Als Ausgangsmaterial können Fasern der verschiedensten Art verwendet werden. Neben natürlichen Faserrohstoffen, Zellwolle und Acetatfasern kommen auch synthetische Fasern auf Basis von beispielsweise Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyvinylchlorid sowie auch Glasfasern in Frage.

Die Gewinnung des Faservlieses erfolgt im allgemeinen auf einer Krempel. Die auf diese Weise hergestellten Faservliese weisen in der Längsrichtung eine Orientierung auf, die dem Faservlies in dieser Richtung eine höhere Festigkeit verleiht. Die Dicke des Faservlieses kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Da man zur Herstellung der gewünschten Vliesdicke meist mehrere Vliesschichten übereinanderlegt, werden hierbei die einzelnen Lagen in wechselnder Orientierung kombiniert, um eine gute Festigkeit in allen Richtungen zu erzielen.

Eine weitere Möglichkeit, Faservliese von ausgeglichener Festigkeit herzustellen, besteht darin, die aufgelockerten Fasern unter Anwendung geeigneter Spezialmaschinen in einem Luftstrom fortzuführen und auf einer durchlöcherten Siebtrommel als unorientiertes Wirrvlies aufzufangen.

Als Bindemittel für die Herstellung von Faservliesstoffen werden u. a. thermoplastische Produkte in Pulverform oder vorwiegend als Dispersionen verwendet. Besonders geeignet sind Butadien-Styrol-Dispersionen mit einem überwiegenden Anteil an Butadien, ferner Butadien-Acrylnitril-Dispersionen sowie Emulsionen aus natürlichem Kautschuk. Diesen Dispersionen werden häufig weitere Zusätze, wie beispielsweise Kunstharzlöeungen, Vulkanisationshilfsmittel, Vulkanisationsbeschleuniger und Füllstoffe, hinzugegeben. Die Faservliese werden mit den genannten Dispersionen durchtränkt oder besprüht und anschließend auf Trockenwalzen in einen festen Faservliesstoff verwandelt, wobei man gegebenenfalls gleichzeitig einen Prägeeffekt erzielen kann.

Darüber hinaus können Vliese aus PolytetrafiuoT-äthylenfasern mit Dispersionen von Polytetrafluocäthylen, Polymonochlortrifluoräthylen oder von Mischpolymerisaten der genannten Äthylenderivate mit ungesättigten, insbesondere halogenhaltigen Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen, Propylen, Butadien, Monochlortrifluoräthylen, 2-Chlor-l,3-butadien getränkt und nach dem Verdampfen des Wassers durch Druck bzw. Hitze verfestigt werden.

Daneben hat man bereits Garne oder Fasern aus nicht thermoplastischem Material mit Zusätzen von Fasern aus Hochdruckpolyäthylen oder hydrolysierten Kopolymeri säten von Vinylacetat und Äthylen unter Verfahren zur Herstellung
von Faservliesstoffen

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Marl (Kr. Recklinghausen)

Dr. Joachim Amende und Dr. Hans Friedrich,

Marl (Kr. Recklinghausen),
sind als Erfinder genannt worden

Druck bei Temperaturen unter 200° C zu Einzelfasern oder Garnen mit vollkommen glatter Oberfläche, aus der keine Faserenden mehr herausragen, verarbeitet.

Weiter ist bekannt, wasserlösliche Stoffe, wie beispielsweise Stärke, Leim, Kasein oder Polyvinylalkohol, in wäßriger Lösung als Bindemittel zu verwenden; doch haben diese Produkte den Nachteil, daß sie wasserempfindlich sind und unter der Einwirkung von Feuchtigkeit ihre Bindefähigkeit einbüßen.

Schließlich ist bereits vorgeschlagen worden, Fasern aus Thermoplasten als Bindemittel für Faservliese zu verwenden. Diese Fasern haben aber bisher als Bindemittel deshalb keine Bedeutung erlangt, weil die für eine zweckmäßige Verarbeitung erforderliche niedrige Schmelztemperatur gewöhnlich nur bei Polymeren mit relativ niedrigem Molekulargewicht gegeben ist. Die auf diese Weise gewonnenen Faservliesstoffe zeigen demnach nur geringe Festigkeitseigenschaften und sind daher für die Herstellung von Artikeln, von denen hohe Festigkeit bei Verwendung geringer Mengen an Bindemitteln verlangt werden, nicht geeignet.

Es wurde nun gefunden, daß man Faservliesstoffe von ausgezeichneter Festigkeit aus natürlichen, halb- oder vollsynthetischen Faserrohstoffen als Grundfaser und einem Bindemittel durch thermische Behandlung bei 140 bis 200° C herstellen kann, wenn man als Bindemittel Fasern aus nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestellten Polyolefinen, vorzugsweise Polyäthylen und/oder Polypropylen, in einer Menge von 5 bis 15%, bezogen auf die Grundfaser, verwendet. Neben den natürlichen Faserrohstoffen, wie Baumwolle, Leinen, Sisal, Wolle und andere, sind halb- oder vollsynthetische Faserrohstoffe, wie Zellwolle, Viskase-Reyon, Zelluloseacetat, Polyamid-, Polyacrylnitril- und Polyesterfasern, als Grundfaser verwendbar. Besonders vorteilhaft läßt sich als Grund-

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faser eine durch Behandlung natürlicher oder* regenerierter Zellulose mit Acrylnitril in Gegenwart von Alkali erhaltene Faser verwenden. Dabei wird die Zellulosefaser · zunächst mit verdünnter Natronlauge-.-, vorbehandelt, abgeschleudert und 'anschließend ·. mit · ^;s Acrylnitril behandelt. Die Cyanäthylierung kann auch in einem einzigen Bad erfolgen, wobei man die Behandlung in einer Dispersion von verdünnter Natronlauge in Acrylnitril vornimmt; die unter Vermittlung eines alkalibeständigen Emulgators hergestellt wird (vgl. deutsche Patentschrift 753'343). '

Weiterhin kann mit Vorteil als Grundfaser eine natürliche oder regenerierte" Zellulose Verwendet werden, die durch Auf- und/oder Einpolymerisieren-von Acrylnitril oder anderen polymerisierbaren Verbindüngen hergestellt wurde. Man geht beispielsweise so vor, daß auf der Zellulosefaser zunächst ein zweiwertiges Eisensalz niedergeschlagen und anschließend die Faser in wäßrigem Medium- mit Acrylnitril unter. Zugabe eines Emulgators in Gegenwart eines Oxy- äo dationsmittels nachbehandelt wird. Neben Acrylnitril ^: sind auch andere polymerisätionsfähige Verbindungen, wie beispielsweise Styrol,. Vinylidenchlorid, oder Ester der Acryl- bzw. Methacrylsäure, geeignet (vgl. Chemical Week, 16. März 1957., S, 112). .

Als Bindemittel eignen sich Fasern aus nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestelltenPolyolefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, mit einem mittleren Molekulargewicht von 60 000 bis 100 000, vorzugsweise von etwa 80 000.

Um eine möglichst gleichmäßige Durchmischung der Grundfaser mit dem Bindemittel zu erreichen, setzt man zweckmäßig die Niederdruckpolyolefirifaser schon auf der Krempel zu. Das so erhaltene Vlies wird beispielsweise zwischen auf 140 bis 200° C erhitzten Kalanderwalzen hindurchgeführt und so verfestigt. Je nach den Ansprüchen an das Quadratmetergewicht und die Festigkeit kann der Faservliesstoff aus mehreren Lagen bestehen.

Entsprechend einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, das Faservlies mit bereits bekannten Bindemitteln, wie Lösungen von Gummi in Benzol oder wäßrigen Lösungen von Stärke, Leim, Kasein, Polyvinylalkohol bzw. Dispersionen von Butadien-Styrol- oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisaten, in Mengen von 2 bis 40%, zu besprühen bzw. zu durchtränken und anschließend zu trocknen. Auf diese Weise wird eine weitere Erhöhung der Festigkeitswerte erreicht.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dem Faservlies Vorkondensate von Kunstharzen einzuverleiben, die in Gegenwart von Katalysatoren nach ihrer Auskondensierung innerhalb der Faser ebenfalls zu einer Verfestigung des Vliesstoffes beitragen. Besonders geeignet sind für diesen Zweck Kunstharze auf Basis von Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd und Phenol-Formaldehyd sowie deren Gemische, Diese Vorkondensate können in Mengen von 10 bis 15 °/o dem Faservliesstoff zugegeben werden. Durch diese Zusätze wird die Hydrophilie der fertigen Stoffe verringert.

Nach dem vorliegenden Verfahren ist es möglich, Faservliese unter Verwendung von Polyolefinfasern, die nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestellt sind und die sich von den nach dem Hochdruckverfahren gewonnenen Polyolefinfasern durch ein wesentlich höheres Molekulargewicht unterscheiden, in vorteilhafter Weise zu verfestigen.

Die auf diese Weise hergestellten Faservliesstoffe können den üblichen Ausrüstungsoperationen, insbesondere - Färben'·, Drucken, Appretieren, unterworfen werden, ohne daß das Stoffgefüge leidet. Die fertigen Vliese lassen sich in bekannter Weise für Bekleidungs-. stoffe, - ,Polsterstoffe, Stoffeinlagen, Achselpolster, Schuhfutter, ,Gardinen, Taschentücher, Tampons und ähnliche Artikel verwenden.

Beispiel 1

Lose Baumwolle in einer Faserlänge von 18 bis 24 mm wird mit^; einem Zusatz von 6%> nach dem Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylenfaser (Molekulargewicht etwa 80 000) auf einer Krempel im mehrmaligen Durchlauf zu einem Faservlies verarbeitet und- anschließend bei -einer -Temperatur von 170° C durch einen Kalander geführt. Der Faservliesstoff zeigt bei einem Gewicht von 138 g pro Quadratmeter- eine Festigkeit von 1,2 Reißkilometern. Im Vergleich hierzu zeigt ein Bäumwollvlies, das mit einer Butadien-Styrol-Emulsiön als Binder besprüht worden ist, bei einem Gewicht von 236,9 g pro Quadratmeter eine Festigkeit von 0,3 Reißkilometern.

-■- -: Beispiel 2

Lose Baumwolle wird, wie im Beispiel 1 angegeben, mit einem Zusatz von 12Vo Niederdruckpolyäthylenfaser (Molekulargewicht etwa 80 000) zu einem Faservliesstoff verarbeitet. Man erhält ein Material, das ein Quadratmetergewicht von 198 g und eine Festigkeit von 2,1 Reißkilometern zeigt.

Beispiel3

Ein nach Beispiel 1 hergestelltes Faservlies wurde mit einer Lösung von 200 g pro Liter einer 60%igen Butadien-Styrol-Dispersion, die etwa 74% Butadien im Ansatz der Monomeren enthält, behandelt, anschließend getrocknet und 170° C kalandert. Der Vliesstoff zeigt bei einem Quadratmetergewicht von 160 g eine Festigkeit von 2,2 Reißkilometern.

Beispiel 4

Ein nach Beispiel 2 hergestellter Faservliesstoff wird mit einer Lösung besprüht, die 50 g eines partiell verätherten Methylol-Melamin, 40 g HarnstofF-Formaldehyd-Vorkondensat sowie 10 g Zinkchlorid im Liter Wasser enthält. Anschließend wird das Faservlies bei 70° C getrocknet und bei 175° C kalandert. Das Material zeigt bei einem Gewicht von 256,0 g pro Quadratmeter eine Festigkeit von 4,4 Reißkilometern.

Beispiel 5

Natürliche Zellulosefasern werden in einem geschlossenen Gefäß mit einer l,8%igen Natronlauge 20 Minuten bei 20° C behandelt. Hierauf wird das Material bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 100% abgeschleudert und mit Acrylnitril 1 Stunde bei 60°'C cyanäthyliert. Zum Schluß wird die Lösung abgekühlt und mit verdünnter Phosphorsäurelösung neutralisiert.

Die so vorbehandelten Fasern werden mit einem Zusatz von 10%, bezogen auf die Grundfaser, nach dem Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylenfasern auf der Krempel zu einem Faservlies verarbeitet, das anschließend bei einer Temperatur von 160° C kalandert wird.

Beispiel 6

Natürliche Zellulosefasern werden mit einer wäßrigen Lösung von 3 g Eisenammoniumalaun im Liter % Stunde bei 20° C vorbehandelt, gespült und anschließend im geschlossenen Gefäß 1 Stunde bei 70° C

mit einer 3O^fl/o Acrylnitril und 20⁰/oLaurylpolyglykoläther, bezogen auf das Fasergewicht, sowie 5 g pro Liter 30°/oiges Wasserstoffsuperoxyd enthaltenden Flotte behandelt.

Die auf diese Weise gewonnenen Fasern werden nach dem Trocknen mit 12^e/o, bezogen auf die Grundfaser, nach dem Niederdruckverfahren hergestellten Polyäthylenfasern auf der Krempel zu einem Vlies verarbeitet, das anschließend bei einer Temperatur von 160° C kalandert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Faservliesstoffen aus natürlichen, halb- oder vollsynthetischen Faserrohstoffen als Grundfaser und einem Bindemittel durch thermische Behandlung bei 140 bis 200° C, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Fasern aus nach dem sogenannten Niederdruckverfahren hergestellten Polyolefinen in einer Menge von 5 bis 15%, bezogen auf die Grundfaser, verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies vor oder nach der thermischen Behandlung mit bekannten Bindemitteln in Form von Lösungen bzw. Dispersionen getränkt, anschließend getrocknet und/oder thermisch behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies vor oder nach der thermischen Behandlung mit Lösungen von Harzvorkondensaten auf Basis von Harnstoff-Formaldehyd, Melatnin-Formaldehyd oder Phenol-Formaldehyd bzw. deren Gemischen getränkt, anschließend bei einer Temperatur von 140 bis 170° C getrocknet und/oder thermisch nachbehandelt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundfaser eine durch Behandlung natürlicher oder regenerierter Zellulose mit Acrylnitril in Gegenwart von Alkali erhaltene Faser verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundfaser eine durch Behandlung natürlicher oder regenerierter Zellulose mit wäßrigen Dispersionen von Acrylnitril oder anderen polymerisationsfähigen Verbindungen in Gegenwart eines Oxydationsmittels und bei Anwesenheit eines zweiwertigen Eisensalzes als Katalysator erhaltene Faser verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 716 477, 732 980,

741 224; USA.-Patentschriften Nr. 2 615 231, 2 764 506,

2 773 781.