DE2460656A1

DE2460656A1 - Verfahren zur herstellung von vliesstoffen aus fasern aus synthetischen polymerisaten

Info

Publication number: DE2460656A1
Application number: DE19742460656
Authority: DE
Inventors: Madhu P Godsay; Joseph N Kent; Michael Ring; Roy S Swenson
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US4007083A; GB1492969A; IT1027064B; FR2256272A1; CA1006730A; JPS5095571A; NL7416869A

Description

" Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Pasern aus synthetischen Polymerisaten "

Priorität: 26. Dezember 1973, V.St.A., Nr. 427 482

Zur Herstellung von Vliesstoffen (Non-woven Fabrics) aus faserigem Material werden die verschiedensten Verfahren angewendet. Vliesstoffe aus synthetischen Fasern können auf trockenem Wege hergestellt werden. Es ist jedoch schwierig, aus Synthesefasern, insbesondere hydrophoben Synthesefasern mit niedrigem Titer und verhältnismäßig großer Länge, das heißt einer Länge von mehr als etwa 6,4 mm und einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 400 : 1 bis 700 : .1 oder mit rundem Querschnitt oder nicht flacher Oberfläche auf nassem Wege nach Art der Papierfabrikation (Naßverfahren) zu Vliesstoffen zu verarbeiten. Die Vliesbahn läßt sich nicht von der Siebpartie auf eine weitere Siebbzw'. Bandvorrichtung überführen,.ohne dabei einzureissen bzw. sich auseinanderzuziehen, weil der Zusammenhalt 'der Fasern zu gering ist. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Synthesefaser im Gegensatz zu natürlichen Fasern

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nicht fibrilliert. Auch die geringe

Quellneigung und die Hydrophobie der Synthesefaser ist hierfür verantwortlich. Auch gekräuselte Synthesefasern lassen sich schwierig auf nassem Wege auf Papiermaschinen in der bei der Papierherstellung üblichen Weise zu Vliesstoffen verarbeiten.

Eine gleichmäßige Ausbildung der Vliesbahn ist deshalb schwierig, weil sich verhältnismäßig lange, nicht fibrillierbare Synthesefasern in Wasser verhältnismäßig schwierig dispergieren lassen. Schließlich können diese Fasern schwierig in dispergierter Form gehalten werden, ohne daß sich unerwünschte Ausflockungen bilden.Die Vliesbahn läßt sich auch deshalb schwierig herstellen, weil das Wasser von ihr so rasch abläuft, daß es nicht möglich ist, in der Siebpartie durch Schüttelung des Siebes eine gleichmäßige Vliesbahnbildung zu'erreichen.

Bekanntlich müssen zum guten Dispergieren der Fasern in Uasser die einzelnen Fasern vom Wasser vollständig benetzt werden. Bei hydrophilen Fasern, beispielsweise aus Viskoserayon, Acetatrayon, Celluloseacetat und Polyvinylacetat, ist dies ohne weiteres möglich. Das Benetzen hydrophober Synthesefasern aus beispielsweise Polyamiden, Polyestern oder Polyolefinen ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, da sich diese Fasern nicht leicht benetzen lassen. Daher müssen entweder Netzmittel im V/asser verwendet werden, oder die Fasern müssen mit einer Beschichtung ausgerüstet und/oder mit einem Netzmittel vorbehandelt werden. Da jedoch die meisten Netzmittel in den Mengen, die zum Benetzen der Fasern erforderlich sind,

. auch gute Schaumbildner darstellen, werden erhebliche Mengen ι

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BAD ORiGiNAL

an unerwünschtem Schaum selbst unter schwachen Schüttel- oder Rührbedingungen gebildet. Dies wiederum führt dazu, daß. die Fasern aus der Dispersion fortgeschwemmt bzw. flotiert werden.

Untersuchungen haben ergeben, daß bei Zusatz von Schaumbrechern zur Faserdispersion die Fasern zum Ausflocken neigen, was die Herstellung einer gleichmäßigen Vliesbahn weiter erschwert.

Es ist bekannt, zum Dispergieren von nichtfibrillierbaren kurzen Synthesefasern mit einer Länge von höchstens 10 mm .und mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 3 J 1 bis 10 : 1 zur Herstellung von Vliesstoff en auf der Papiermaschine Netzmittel zu verwenden, die keine guten Schaumbildner sind. Es wurde jedoch festgestellt, daß. bei Verwendung dieser Netzmittel selbst bei intensivem Bewegen oder Rühren längere Synthesefasern nit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 400 : 1 bis 700 : 1 nicht befriedigend dispergiert werden können. . ■

Ferner wurde festgestellt, daß bei Erhöhung der Viskosität des Wassers in einer wäßrigen Dispersion das Ausmaß des· VJi. ede raus flockens der Fasern vermindert ist, wodurch die Bildung der Vliesbahn verbessert wird. Zur Erhöhung der Viskosität: des 'wassers wurden für diesen Zweck Verdickungsmittel, wie natürliche und synthetische Gummen bzw. Sehleimstoffe.

Zur Erhöhung der anfänglichen Naßfestigkeit der feuchten Vliesbahn ist es bekannt, in einigen Fällen hydratisierte (fibril-_Llierte)" Holzfasern oder andere natürliche Fasern und auch j

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fibrillierte synthetische Fasern zusammen mit nichtfibrillierbaren Synthesefasern zu verwenden, um die Vliesbahn zusammenzuhalten, wenn sie von der Siebpartie auf die Pressenpartie oder eine andere Vorrichtung überführt wird, in der. auf.die Vliesbahn ein Klebmittel aufgebracht wird, um die Fasern besser zusammenzuhalten. Bei einer derartigen Vliesbahn wird vor dem Zusatz irgendeines Klebstoffs der Zusammenhalt der Bahn zum Teil durch das Ineinanderschlingen der fibrillierten Fasern be-? wirkt.

Andere Methoden zur Erhöhung der anfänglichen Naßfestigkeit von Vliesbahnen aus nichtfibrillierbaren Synthesefasern bedienen sich einer Beschichtung von kurzen natürlichen Fasern mit Polymerlatices als Bindemittel, die auf die Fasern im Wasser niedergeschlagen werden, bevor die Vliesbahn gebildet wird. Diese Bindemittel halten die Vliesbahn zusammen und gestatten es, sie kontinuierlich von der Siebpartie auf weitere Vorrichtungen zu überführen, ohne sie einzureißen oder auseinanderzuziehen.

Die Verwendung von ausgefällten Latexpolymerisaten führt zur Bildung weicherer Vliesstoffe mit Textilgut-ähnlicheren Eigenschaften_; als dies bei normalen Papierherstellungsverfahren der Fall ist. Diese Verfahren sind jedoch teurer, und sie haben den weiteren Nachteil, daß die Vliesbahn klebrig ist, was das Reinhalten und Klebfreihalten der Papiermaschine erschwert.

antej"

Weiterhin ist die/Verwendung von fibrillierten natürlichen oder synthetischen Fasern in der Stofi'suspension nicht erwünscht bei

I im Naßverfahren, der-Herstellung von Vliesstoffen für textile Verwendung,:;ζυλο''-HcTT

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während sie zur Herstellung von synthetischem Papier vorteilhaft ist. Diese Fasern ergeben Vliesstoffe mit steifen und unporösen Eigenschaften, was für Vliesstoffe für textile Zwecke unerwünscht ist.

Aus der US-PS 3 223 581 und der entsprechenden DT-AS 1 165 400 ist ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus faserigem Material auf Papiermaschinen in der bei der Papierherstellung üblichen Weise bekannt, bei dem keine Bindemittel verwendet werden. Es v/erden solche synthetischen Polymer-Stapelfasern verwendet, die Bändchenform oder einen Querschnitt in Gestalt eines gleichschenkligen Dreiecks mit spitzem Scheitelwinkel haben, wobei das nasse Faservlies beim Verlassen der Siebpartie · jedoch einen Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 70 Prozent haben muß. Ein Nachteil der nach diesem Verfahren hergestellten Vliesstoffe ist darin zu erblicken, daß das Verfahren auf die Verwendung von Fasern mit im wesentlichen glatten, flachen Oberflächen beschränkt ist, um einen großen Oberflächenkontakt zwischen den Fasern zu schaffen, die das Faservlies bilden, ι Außerdem liefern diese Fasern relativ dichte, steife und papierartige Vliesbahnen, die für textile Anwendungszwecke unerwünscht sind. Fasern mit kreisförmigem oder anderem Querschnitt, die keine flachen Oberflächen aufweisen, sind für .die- ' ses Verfahren ungeeignet.

Aus der US-PS 3 007 840 und der GB-PS 1 129 757 ist es bekannt, Uichtfibri111erbare hydrophobe Synthesefasern mittels eines thixotropen Schaumes als Dispergiermittel, der praktisch keine flüssige Phase aufweist,' zu dispergieren und aus der Diaper- J

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sion eine Vliesbähn herzustellen. Es war jedoch bisher nicht = möglich, eine befriedigende Dispersion herzustellen und auf Papiermaschinen in der bei der Papierherstellung üblichen Weise aus diesen Fasern ein Faservlies zu bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen zu

schaffen, die sich für textile Anwendungszwecke oder als Ersatz für Textilmaterial eignen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren .zur Herstellung derartiger

!Vliesstoffe/ '

V aus nichtfibrillierbaren Synthesefasern oder aus

einem Gemisch derartiger Fasern mit nichtfibrillierten natürlichen oder synthetischen Fasern zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist e.s, ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen ' aus keine flachen Oberflächen aufweisenden Fasern aus einer wäßrigen Dispersion nach Art der Papierfabrikation zu schaffen. Eine

weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Faservliese.zu schaffen, die in feuchtem Zustand selbsttragend sind, das heißt, die eine ausreichend hohe Naßfestigkeit haben, so daß sie von der Siebpartie auf die Pressenpartie und v/eitere Behandlungspartien überführt werden können, wobei Synthesefasern verwendet werden, die keine großen flächen Oberflächen aufweisen,

[,Stoffsuspension /

und wobei keine fibrillierten Fasern in der V oder keine Bindemittel auf der Stufe der feuchten Vliesbahn verwendet werden, um die Vliesbahn zusammenzuhalten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Faservliese unter Anwendung eines neuen Verfahrens zum gleichmäßigen .Dispergieren der Fasern in Wasser zu schaffen, bei dem.

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ein Wiederausflocken der dispergierten Fasern verhindert wird. Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Fasern aus synthetischen Polymerisaten auf nassem Weg nach Art der Papierfabrikation,

das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine im wesentlichen bindemittelfreie wäßrige Dispersion nicht-fibrillierter Fasern, die vorwiegend aus nichtfibrillierbaren Synthesefasern von mindestens 6,4 mm Länge bestehen, in einer ¥asser-Luft-Emulsion mit einem Luftvolumen von höchstens k %, bezogen auf das Wasser, verwendet.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können in der Wasser-Luft-Emulsion dispergierte

Stoffsuspensionen verwendet werden, die mindestens 70 % nichtfibrillierbare Synthesefasern und bis zu 30 % kurze, nichthydratisierte Naturfasern enthalten. Die Stoffsuspension kann jedoch auch zu 100 % aus Synthesefasern, wie Polyesterfasern oder Viskoserayonfasern, bestehen.. Bei den meis/ten, .nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faservliesen werden kurze, das heißt höchstens 6,4 mm lange Fasern mit niedrigem Titer, wie nichthydratisierte. Naturfasern oder nichtfibrillier. bare Synthesefasern,als Teil der Stoffsuspension verwendet, um das Dispergieren der längeren Fasern zu unterstützen und diese im.Wasser voneinander getrennt zu halten.

/ Die Wasser-Luft-Emulsion /

. |/wird erfindungsgemäß so hergestellt, daß man eines oder mehrere Netzmittel in Wasser löst, um die Fasern voll- .

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ständig zu benetzen und die Oberflächenspannung des Wassers bis zu einem Wert zu vermindern, bei dem durch genügend kräftiges Rühren des Wassers stürzende, strudelfreie Wasseroberflächenbedingungen geschaffen werden. Auf diese Weise wird Luft in Form feiner Luftbläschen in das Wasser eingerissen. Unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen bildet sich eine Emulsion ohne nennenswerte Mengen an Oberflächenschaum.

Die Turbulenzbedingungen, die in einem üblichen Papierpulper (Stofflöser) he'rrschen, der mit senkrechten Wandrippen versehen ist, um eine Strudelbildung in der Flüssigkeit zu verhindern, eignen sich im allgemeinen zur Herstellung einer Faser-

fin der Wasser-Luft-Emulsion /
dispersion 7"nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Netzmittel werden im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,007 bis 0,03 Gewichtsprozent, bezogen auf das Wasser/ verwendet. Die Menge hängt vom Ausmaß des Rührens und der Art der zu dispergierenden Fasern ab. Unter Verwendung der nachstehend erläuterten üblichen Meßmethoden werden diese Netzmittel vorzugsweise so gewählt, daß eine Wasser-Netzmittellösung mit niedriger Grenzflächenspannung, das heißt niedriger als etwa 19 dyn und einem Kontaktwinkel von etwa 50 bis 58° mit einer glatten Scheibe aus dem gleichen Polymer wie die nichtfibrillierbaren Synthesefasern erhalten wird.

Beim Dispergieren einiger hydrophiler Fasern können bei ausreichend geringem Rühren auch Netzmittel mit guten Schaumbil- · dungseigenschaften allein verwendet v/erden. Bei anderen Fasern, einschließlich der meisten hydrophoben Fasern, bei denen

/Verfilzungen/ stärker gerührt werden muß, um die V*~~" und Bündel in einzel-

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ne Fasern zu zerteilen, kann es erforderlich sein, Netzmittel mit niedrigen SchaumMldungseigenschaften und guten Schaum-r . bildungseigenschafteii in Kombination zu verwenden. In beiden Fällen muß- die für optimale Bedingungen erforderliche Netz- ' mittelmenge ausreichen^ um die Oberflächenspannung des Wassers auf einen Wert von etwa 30 bis 35 ^dyn zu vermindern. Bei Verwendung der entsprechenden Netzmittel und bei der Verminderung der Oberflächenspannung auf den angegebenen Bereich und beim Rühren des Gemisches zur Erzeugung von stürzenden strudelfreien Oberflächenbedingungen bildet sich die, Wasser-Luft-Emulsion ohne nennenswerte Mengen von Oberflächenschaum. Die erfindungsgemäß hergestellte Wasser-Luft-Emulsion hat ein milchig-weißes Aussehen und muß in einem Gleichgewichtszustand gehalten werden, das heißt, die aus der Flüssigkeit wieder austretenden Luftbläschen müssen durch neue Luftbläschen ersetzt werden, um die eingerissene Luft in Dispersion zu halten. Wenn das Ausmaß des Rührens abnimmt, treten die Luftbläschen aus der Suspension aus und führen die Fasern mit sich.

Zum Stabilisieren der Wasser-Luft-Emulsion und zum Auseinanderhalten der dispergierten Fasern wird vorzugsweise ein natürlicher oder synthetischer Gum in geringer Menge dem Gemisch einverleibt, um das Austreten der Luftbläschen aus der Suspension zu verlangsamen. Als Gumtnen werden vorzugsweise natürliche oder synthetische, im wesentlichen anionische langkettige Polymere mit fadenartigen oder gekräuselter Struktur, das heißt mit einer geringelten Molekülstruktur, verwendet. Durch die Verlangsamung des Austretens der Luftbläschen aus der ■ ,

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Suspension kann das Ausmaß des Rührens zur Ausbildung und Beibehaltung der Wasser-Luft-Emulsion geringer sein. Dies er-, leichtert die Handhabung. Unter normalen Bedingungen wird ein natürlicher oder synthetischer Gum. in einer Menge von 0,0009' bis 0,006 °/q, bezogen auf das Gewicht des Wassers, zugesetzt, um die· Emulsion zu stabilisieren. Gegebenenfalls können die Gummen von Anfang an zusammen mit den Netzmitteln zugesetzt werden. Die Gummen können auch auf einer späteren Stufe zugegeben werden, nachdem die Dispersion hergestellt wurde. Jeden-

/Stoffsuspension falls soll der Gum in der Dispersion vorliegen, bevor die I aus der Vorratsbütte entnommen wird. Bei Verwendung von zu großen Mengen an Gum ist die Herstellung der Emulsion erschwert bzw. es ist schwierig, die Emulsion beizubehalten. Bei Verwendung zu geringer Mengen ist die Emulsion instabil und bricht. " '

Der genaue Mechanismus des Verfahrens ist nicht bekannt. Vermutlich werden durch Anwendung einer hohen Scherwirkung die I.Verfilzungen/

""V"und Bündel der Synthesefasern zu einzelnen Fasern im

V/asser in kontrollierter V/eise zerteilt, und hierdurch wird eine kräftige Rührwirkung geschaffen, wodurch auch Luft in Form von feinen Bläschen in die Dispersion gerissen wird, ohne daß sich nennenswerte Mengen an Oberflächenschaum bilden. Die feinen Luftbläschen in der Emulsion scheinen als Puffer zu wirken, die die längeren dispergierten Fasern auseinander halten. Solange die Emulsion in verhältnismäßig gutem Gleichgewichtszustand gehalten wird, wirken die Luftbläschen in dieser Weise, bis die Vliesbahn ausgebildet ist.

L -J

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AA

Vfie bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus wäßrigen Stoffsuspensionen ist auch im erfin-

IKreislauf
dungsgemäßen Verfahren !wasser erforderlich, um die Stoffdichte, das heißt die Faserkonzentration der wäßrigen Suspension, aufden erforderlichen Wert einzustellen, bevor die Vliesbahn gebildet wird. Vorzugsweise wird die Dispersion .bei einer Stoffdichte von 0,35 bis 2 .% erzeugt und vor der Bildung der Vliesbahn auf einen Wert von 0,006 bis 0,01 %, bezogen auf das 'Trockengewicht der. Fasern, verdünnt. Um das Verdünnen der anfänglichen Dispersion zu erleichtern, ohne die Bildung einer gleichmäßigen Vliesbahn zu stören, ist es außerdem erforder- ■'

lieh, das Kreislaufwasser " in eine Wasser-

|das Wasser für/

Luft-Emulsion zu verwandeln, -in ähnlicher Weise, wie^aie Faserdispersion. Dementsprechend soll auch die Oberflächenspannung des Kreislaufwassers auf einen Wert von etwa 30 bis 35 dyn vermindert werden. Zu Beginn des Verfahrens soll auch ein natürlicher oder synthetischer Gum· dem·Kreislaufwasser in entsprechender Menge zugesetzt werden. Obwohl es' für einige Stoffsuspensionen nicht- erforderlich ist, .verbessert der Zusatz des Gums die Stabilität der Kreislaufwasser-Luft-Emulsion und erleichtert das Vermischen der Faserdispersion im Kreislaufwasser ohne ein Ausflocken der Fasern hervorzurufen. ' ■

Da die feinen Luftbläschen im " Kreislaufwassersystem die Neigung haben, aus der Suspension auszutreten, ist es wichtig, das Kreislaufwasser konstant zu rühren, um die Luftbläschen im Kreislaufwasser zu halten. IVenn die Oberflächenspannung _L des Kreislaufwassers, im Bereich von 30 bis 35 dyn liegt,

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wird Luft normalerweise in das Kreislaufwasser gerissen, wenn es durch die Maschen des Siebes abläuft. Ein Beispiel einer Aufgabebütte, eines geneigten Transportsiebs und eines Saugkastens, wie er für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann, ist in der US-PS 3 764 465 beschrieben. Beim Zurückpumpen des Wassers zum Transportsieb ist es wichtig, das Wasser so gut wie möglich zu rühren, um die feinen Luftbläschen in Suspension zu halten. Auf diese v/eise wird die Kreislaufwasser-Luft-Emulsion im Gleichgewichtszustand gehalten. Durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Kreislaufwasser-Luft-Emulsion kann dieses Ergebnis ebenfalls erzielt werden. Wasser mit niedriger Oberflächenspannung läuft in jedem Fall so rasch durch die Synthesefaserstoffsuspension ab, daß erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten ebenfalls dazu beitragen, eine gute Ausbildung der Vliesbahn zu erhalten.

Anstelle der Herstellung der anfänglichen Faserdispersion mit Frischwasser kann natürlich auch Kreislaufwasser verwendet .. werden, das bereits durch Zusatz eines Netzmittels und gegebenenfalls eines natürlichen oder synthetischen Gums modifiziert wurde. In diesem Fall hängt die Menge des verwendeten Netzmittels und bzw. oder Gums die der Dispersion zugesetzt wird, von der Art und den Eigenschaften der Fasern in der Stoffsuspension ab, die zur Vliesbahn verarbeitet wird.

Daß gesamte Verfahren der Herstellung unter Beibehaltung der Wasser-Luft-Emulsion im Dispersionssystem und im Kreislaufwassersystem wird durch Verwendung von Wasser unterstützt, ~das eine Temperatur von mindestens 21⁰C für beide _j

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Systeme aufweist. Vorzugsweise wird das Wasser auf einer Temperatur von 27⁰C gehalten. Der genaue pH-Wert des Wassers ist nicht von entscheidender Bedeutung, doch werden bei einem pH-Wert von etwa 7 befriedigende Ergebnisse erhalten. Bei Tem_r ρeratüren unterhalb etwa 21⁰C wird zur Herstellung der Wasser-Luft-Emulsion eine längere Zeit benötigt, und die Beibehaltung der Emulsion ist erschwert.

Da die Herstellung der Vliesbahn praktisch ohne Vervrendung eines Klebstoffs erfolgt, ist die Vliesbahn sehr empfindlich und läßt sich leicht zerreißen bzw. auseinanderziehen. Dementsprechend wird ein Bindemittel in· Form -eines Latexschaums mit hohem Feststoffgehalt und mit einer Dichte von etwa 25 bis 150 g/Liter auf die Vli'esbahn aufgebracht, nachdem sie die Siebpartie verlassen hat und bevor sie vollständig getrocknet ist. Die Eigenschaften des Bindemittels hängen von den gewünschten Eigenschaften des Fertigprodukts ab. In einigen · Fällen kann es er\irtinscht sein, das Fertigprodukt mit einem weiteren Bindemittel auszurüsten oder anderen Behandlungen zu unterwerfen, um die erwünschten Eigenschaften zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im Dispergieren von Fasern in einer Wasser-Luft-Emulsion mit einem Luftvolumen von höchstens 4 %, vorzugsweise 2 bis 2,5 %, bezogen "auf das Wasser. Dieses Verfahren ist besonders geeignet zum Dispergieren von Synthesefasern mit niedrigem Titer und einer Länge von mindestens 6,4 mm, die .keine "großen flachen Oberflächen aufweisen.

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In der nachstehenden Tabelle sind die bevorzugten Titer und Längen für erfindungsgemäß verwendbare Fasern angegeben.

Denier Faserart Faserlänge, mm

1,5 Polyester 6,4

. Viskoserayon
Nylon

3,0 Polyester 12,7

Viskoserayon
Nylon *

6,0 Polyester 19,1

Viskoserayon
Nylon

15,0· · Nylon · 25,4

Polyester

15,0 - Nylon 28,6

Polyester

Bei nahezu sämtlichen Vliesstoffen für textile Zwecke werden

von

Fasern mehr als einer Länge und/oder mehr als einer Art miteinander vermischt, und sie zusammen verleihen dem Faservlies seinen Fall, Griff, Opazität und andere charakteristische Eigenschaften. Zur Erzielung bester textilähnlicher Eigenschaften soll die überwiegende Menge der Fasern in der Stoffsuspension aus nichtfibrillierbaren Synthesefasern bestehen, die keine großflächigen flachen Oberflächen aufweisen und eine Länge von mindestens 6,4 mm haben. Der Rest der Fasern kann aus kürzeren, nichtfibrillierten natürlichen und/oder synthetischen Fasern bestehen.

Das Dispergieren sämtlicher Fasern, .ausgenommen der sehr langen Fasern mit einer Länge von mindestens 19,1 mm, läßt sich · ■am einfachsten in einem Stofflöser erreichen, in dem die -I

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Fasern stark gerührt und Scherkräften ausgesetzt werden, um

/Verfilzungen /
diciP V und Bündel aufzubrechen, die bei hydrophoben Fasern mit niedrigem Titer vorherrschen. Natürlich werden hydrophile Fasern, beispielsweise aus Viskoserayon, leichter benetzt und erfordern deshalb ein'weniger starkes Rühren zum Dispergieren als die hydrophoben Fasern. Zum Dispergieren der hydrophilen' Fasern sind auch geringere Mengen an Netzmittel erforderlich, als . bei hydrophoben Fasern.

Eine befriedigend arbeitende Vorrichtung zur Trennung hydrophober Fasern ist ein Stofflöser mit einem Rotor des Volkes-Typs mit vier senkrechten Rippen in der Bütte. Der Rotor dreht sich vorzugsweise oberhalb einer Grundplatte, die mit Löchern sowohl unterhalb des Rotors als auch radial außerhalb des Umfangs des Rotors versehen ist, um die Stoff suspension nach dem Auflösen in Einzelfasern zu entnehmen. Der Durchmesser der. Löcher bestimmt die Länge der Fasern, die im Stofflöser dispergierbar sind. Die Löcher sollten einen größeren Durchmesser haben als die längsten zu dispergierenden Fasern. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die Löcher in der Grundplatte unter dem Rotor einen geringeren Durchmesser haben als die Löcher, -. die außerhalb des Umfangs des Rotors angeordnet sind.

Die Bütte selbst soll mit drei bis vier oder mehr glatten, dreieckigen vertikalen Wandrippen versehen sein, deren Spitzen sich radial nach einwärts erstrecken, um eine Strudelbildung in dem Gemisch aus Fasern, Wasser und Emulsion zu verhindern, wenn der Rotor eingeschaltet wird. Die aufgenommene _L Leistung des Rotors ist befriedigend, wenn pro Pferdestärke J

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—2 —2

.aufgenommene Leistung etwa 2,7 χ 10 bis 15,0 χ 10 kg Fasern/m Lösung vorliegen.

Es können auch andere Mischer verwendet werden, beispielsweise eine Bütte mit geneigtem Boden und von der Seite eingeführtem Rührer. Mit dieser Bütte wird jedoch ein geringeres Ausmaß an Rühren erreicht als mit einem Pulper, und deshalb eignet sie sich besser zum Dispergieren von hydrophilen Fasern. Beispielsweise eignet sich eine Bütte mit einem Fassungsvermögen von 5680 Liter, einem Durchmesser von 203 cm und einer Höhe von 1,5 m, die mit einem Rührer mit drei Flügeln mit einem Durchmesser, von 44,5 cm und einem Neigungswinkel von 45 bis 60 ausgerüstet ist, wobei der Flügelrührer etwa 55 cm in die Bütte ragt und der Flugelrührerschaft etwa 0,5 m oberhalb der Bodenkante der Bütte angeordnet ist, und wenn der Flügelrührer in einer Geschwindigkeit von 20 bis 718 U/min, je nach dem Spiegel der Stoffsuspension in der Bütte und der Art der zu dispergierenden Fasern, betrieben wird. Bütten mit Kopf- oder Bodeneinlaß des Flügelrührers sind weniger bevorzugt, weil sie in der Aufschlämmung einen Strudel erzeugen. Bei Bütten mit Kopfeinlaß Flügelrülirers neigen die längeren Fasern iasu, den Flugelrührerschaft zu umschlingen, und es bilden sich Ausflockungen in der Dispersion.

In einigen Fällen erfordern hydrophobe Fasern, beispielsv/eise aus Polyestern, einen weiteren Zusatz von !Netzmitteln zur Bütte, in der die Stoffsuspension hergestellt wird, neben den Nets--· mitteln, die im Kreislaufwasser vorliegen, um den richtigen Wert l_. der Oberflächenspannung zur ausreichenden Benetzung der Fnscrnj

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sicherzustellen. Es wurde festgestellt, daß bei Werten der Oberflächenspannung von erheblich oberhalb 35 ^dyⁿ>. beispielsweise etwa 40 dyn, eine Wasser-Luft-Emulsion nicht erzeugt oder aufrecht erhalten werden kann.

Die Bestimmung der Oberflächenspannung ist ein gutes Hilfsmittel zur Steuerung des Verfahrens. Die Art des für eine bestimmte Faserart zu verwendenden Netzmittels läßt sich am besten dadurch feststellen, daß man den Berührungswinkel und die Grenzflächeneigenschaften einer Lösung des Netzmittels an reinen, flachen Proben mit glatter Oberfläche aus den Polymerisaten bestimmt, aus denen -die Fasern bestehen. Die Grenzflächenspannung (Ni.ejal) der Netzmittellösung kann in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines Du Nuoy-Tensiometers bestimmt werden. Unter Verwendung dieses Meßgerätes wurde festgestellt, daß Grenzflächenspannungen von etwa 19 dyn oder weniger besonders geeignet sind.

Die Bestimmung des .Berührungswinkels erfolgt mit Fasern, bei denen die Oberflächenausrüstung vollständig entfernt und aus denen eine glatte Scheibe gebildet wurde. Dies erfolgt.beispielsweise durch Vermählen der gereinigten Fasern durch eine Wiley-Mühle, zunächst mit einem Sieb der Maschenweite 0,84 mm und dann mit einem Sieb der Maschenweite 0,4 mm." Scheiben des Polymers können sodann mit einer Carver-Presse Modell C mit einer hochglanzpolierten Scheibe' aus Edelstahl hergestellt •werden, indem man die vermahleneh Fasern gegen die Scheibe etwa 15 Minuten unter einem Druck von 1410 kg/cm² preßt. Die Bestimmung des Berührungswinkels kann mit einem Goniometer j

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BAD PRlOlNAU

NRL CA. Modell A-100- mit einer Mikrospritze erfolgen, um 0,01 ml der zu untersuchenden Wasser-Netzmittellösung auf die Polymerscheibe durch eine Nadel mit einem Innendurchmesser von 0,025 oder 0,023 mm abzugeben. Der Berührungswinkel ist durch den Berührungspunkt der Tangente mit dem Tropfen, den Berührungspunkt der Tangente mit der Scheibe und den Berührungspunkt des Tropfens mit der Scheibe gegeben. Er wird bestimmt, nachdem die die Flüssigkeit abgebende Nadel von dem Tropfen entfernt wurde. Es wird der Durchschnittswert von 10 Messungen verwendet. Auf diese Weise läßt sich der Berührungswinkel einer bestimmten Vasser-Netzmittellösung mit ausreichender Genauigkeit bestimmen.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß gute Schaum erzeugende

(der

Netzmittel des Alkylarylpolyätheralkoholtyps} Octylphenolreihe bei einigen Fasern befriedigende Ergebnisse liefern, wenn sie unter den entsprechenden Rührbedingungen verwendet werden. Diese Verbindungen sind unter der Bezeichnung Triton, beispielsweise Triton X-100 und Triton X-114, bekannt. Bei diesen Netzmitteln handelt es sich um Addukte von Äthylenoxid an Alkylphenole. Einige Verbindungen dieser Reihe erzeugen weniger Schaum als andere, und sie können somit unter etwas kräftigeren Rührbedingungen eingesetzt werden, um die Faserbündel aufzu-. · brechen. Wenn stärkere Rührbedingungen erforderlich sind, können diese Netzmittel auch zusammen mit wenig schaumbilden- ^: den Netzmitteln, beispielsweise Alkyltauraten der Formel

it i° ¹^
C₁₅H₃₁-C-N-CH₂-CH₂SO₃ ^-Na⁺

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^Γ .. - 19 -

verwendet werden. Die genaue Menge und die Kombination dieser Netzmittel hängt von der verwendeten Vorrichtung, dem Ausmaß des Rührens im Pulver oder in der Bütte für die Stoffherstellung ab und von der erforderlichen Menge des Netzmittels zum ausreichenden Benetzen der Fasern und zur Verminderung der Oberflächenspannung des Wassers auf einen Wert" von 30 bis J5 d<yn.

Die erforderliche. Menge an Netzmittel zur Herstellung der Emulsion in der Stoffherstellungsbütte hängt ebenfalls zum Teil von der Art der gegebenenfalls auf den Fasern vorhandenen Beschichtung ab. Einige Hersteller rüsten Poly-

esterfasern mit einer hydrophilen Beschichtung eines Netzmittels aus. Andere Hersteller versehen ihre Fasern ebenfalls mit einer Beschichtung, deren chemische Zusammensetzung jedoch eine andere ist. Wieder andere Hersteller bringen Fasern mit einer hydrophoben Ausrüstung in den Handel. Selbstverständlich muß die Art der Beschichtung auf der Faser berücksichtigt werden bei der Bestimmung der Menge an Netzmittel, die dem Dispergierwasser zugesetzt wird..

Wie vorstehend bereits angegeben, läßt sich die Wasser-Luft-Emulsion durch Zusatz eines natürlichen oder synthetischen Gums zur Dispersion und zum Kreislaufwasser stabilisieren. Ein Beispiel eines verwendbaren Gums im Verfahren der Erfindung ist ein entacetyliertes Polysaccharid, wie Ropy Karaya Gum, das jedoch in Gegenwart von Eisenionen, im Wasser den Nachteil hat, das Faservlies braunstichig zu färben.

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Synthetische Gummen wie langkettige Polyacrylamide und vernetzte Polyacrylamide,können ebenfalls verwendet werden. Im allgemeinen haben diese Produkte ein Molekulargewicht von mindestens etwa 750 000. Produkte mit Molekulargewichten bis zu etwa 6 000 000 werden bevorzugt. Diese Verbindungen sind wasserlösliche Polymerisate, die durch Polymerisation von Acrylamid hergestellt werden. Ihr Hydrolysegrad beträgt im allgemeinen etwa 20 bis 40 %. Es kann auch eine Kombination von natürlichen und synthetischen Gummen verwendet werden. Die synthetischen Gummen haben den Vorteil, daß sie das Faservlies auch bei Eisenionen enthaltendem Wasser nicht färben.

Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Konzentrationen ist keine dieser Verbindungen ein Bindemittel oder Klebstoff im üblichen Sinne dieser Bezeichnungen in der'Siebpartie. Vielmehr halten sie die Vliesbahn zusammen, wenn sie von der Siebepartie kommt und in eine andere Partie zur weiteren Behandlung verbracht wird. Der genaue Mechanismus, wie eine aus 100 % hydrophoben Fasern bestehende Vliesbahn zusammengehalten wird, ist nicht bekannt. Vermutlich wird dies durch ¥assermenisken zwischen den Fasern erreicht, die miteinander in Berührung kommen, wenn die Vliesbahn in der Siebpartie gebildet wird. Obwohl der größte Teil des Wassers durch die Maschen des Siebes abläuft, wenn sich die Vliesbahn bildet, bleiben geringe Mengen Wasser in der Vliesbahn in Form eines Wassermeniskus an jedem Berührungspunkt der Fasern mit anderen Fasern übrig. Die niedrige Oberflächenspannung des Wassers . tragt dazu bei, die Fasern vollständig zu benetzen, um diese Menisken zu schaffen. Das Vermögen ,jedes Wasser-

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meniskus, Fasern festzuhalten, nimmt vermutlich ab, wenn die Oberflächenspannung des Wassers abnimmt. Die Vliesbahn hält . bess.er zusammen, weil die Fasern vollständiger benetzt sind und sich wesentlich mehr Wassermenisken an den Berührungsstellen der Fasern in der Vliesbahn bilden^ als dies bei Verwendung von Wasser mit höherer Oberflächenspannung der Fall wäre. Die Vliesbahn hat auf diese Weise eine größere anfängliche Naßfestigkeit. Wenn die Fasern in der Vliesbahn große flache Oberflächen aufweisen würden, um mit anderen Fasern Berührung aufzunehmen, würden sie fester zusammengehalten werden, ^al^s bei Fasern mit kreisrundem oder nicht flachem Querschnitt. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl -mit kreisrunden Fa-■ sern als auch anderen Fasern nicht flacher Oberfläche durch-. . führen. Wenn die Stoffsuspension anteilig noch natürliche Fasern enthält, selbst v/enn sie nicht hydratisiert sind, schei- .· nen diese Fasern kein Netzwerk zu liefern, das zur Verbesserung der anfänglichen Naßfestigkeit der Vliesbahn beiträgt.

« Vermutlich trägt auch die Gegenwart von natürlichen oder synthetischen Gummen im Wasser dazu bei, die Vliesbahn zusammenzuhalten, .weil die Stärke der Wassermenisken zwischen den Fasern durch die Gummen erhöht .wird. Sobald die Vliesbann von der Siebpartie kommt, fällt .ein Faservlies an, das keinen Binder enthält. Das Faservlies hat einen Wassergehalt von etwa SO %,■ bezogen auf das Trockengewicht der Fasern. Von der Siebpartie gelangt die Vliesbahn auf· eine Pressenpartie, in der sie auf eine Restfeuchtigkeit von etwa 65 % eingestellt wird. ■ Hierauf gelangt die Vliesbahn in eine Partie, in der ein Latexbinder aufgebracht, wird, um die Fasern miteinander zu '

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verbinden. Wenn kein Bindemittel auf die Vliesbahn aufgebracht

/.feuchte
wird, könnte die/VIiesbahn auf einen Kern aufgespult werden. Sobald sie aber trocken ist, würde sie sich in Flaum verwandeln und nichts anderes als eine Masse von Fasern bilden. Dies ist insbesondere'der Fall bei Vliesbahnen aus 100 % nichtfibrillierbaren Synthesefasern, die besonders zart sind- und die vor der Anwendung des "Bindemittels nur durch die Wassermenisken miteinander zusammengehalten werden.

Vorzugsweise wird das Bindemittel in . die Vliesbahn in Form eines Latexschaums mit hohem Feststoffgehalt, das heißt mit mindestens 6 % Feststoffen, eingebracht. Eine Schaumdichte im Bereich von etwa 25 bis 150 g/Liter scheint befriedigend für das Bindemittel zu sein. Das Bindemittel läßt sich mit bekannten Vorrichtungen auftragen, beispielsweise dem in der US-PS 3 722 469 beschriebenen Schaumverteilerkopf.

Die Zusammensetzung des verwendeten Latex hängt hauptsächlich vom Fall, dem Griff und anderen gewünschten Eigenschaften des fertigen Vliesstoff es ab. Einige Latices sind v/eicher als andere und einige neigen zur Bildung von steiferen Faservliesen. Die allgemeinen Eigenschaften verschäumbarer Latices für Faservliese sind bekannt und sie lassen sich leicht mit den gewünschten Eigenschaften auswählen. Sofern der Latex den erforderlichen hohen Feststoffgehalt hat und auf die Vliesbahn in der vorstehend angegebenen Schaumdichte vollständig aufgebracht- ist, wird die Vliesbahn befriedigend zusammengehalten. Nachdem die Vliesbahn getrocknet ist, läßt sich das Faservlies mit 'anderen Klebemitteln verkleben oder anderen Nachbehandlun- j

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gen unterwerfen, um gegebenenfalls seine Eigenschaften weiter zu modifizieren. ;

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel Ί

In einem Stofflöser (Pulper) des vorstehend beschriebenen Typs werden'12 115 Liter Wasser von 27⁰C und einem pH-Wert von etwa 7 kräftig derart gerührt, daß eine stürzende, strudelfreie Wasseroberfläche erhalten wird. Das Wasser wird mit 5,7 Liter einer v/äßrigen Lösung von N-Cyclohexyl-N-palmitoyl-taurin-Natriumsalz der Formel

Il I^{6 11}

versetzt. Die Lösung wird durch Auflösen von 1,9 Liter der Paste dieses Netzmittels in '3,8 Liter 5O⁰C warmem Wasser hergestellt. Danach werden 3,8 Liter einer lOOprozentigen Lösung eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe in 3,8 Liter 5O⁰C warmem Wasser unter fortwährendem Rühren des Ge-

. misches zugegeben. Hierauf werden 170 kg kreisrunde Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Titer von 1,5 und einer Länge von 6,4 mm, die mit einer wasserdispergierbaren hydrophilen Schlichte ausgerüstet sind, zusammen mit 36,3 kg gebleichten a-Cellulosefasern (Kiefernsulfatcellulose) mit einem Anfangsmahlgrad . (Freeness) von etwa 740 Canadian Standard und 36,3' gebleichte Hartholzcellulosefasern mit einem

' Anfangsmahlgrad von etwa 620 Canadian Standard zugegeben. Es wird eine Faserdispersion aus 70 % Synthesefasern und 30 % Naturfasern mit einer Stoffdichte von 2 % erhalten.

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^Γ . - 24 -

Das Gemisch wird in dem Stofflöser etwa 20 Minuten unter stürzenden, strudelfreien Oberflächenbedingungen kontinuierlich gerührt, um die Fasern zu dispergieren. Danach werden unter weiterem Rühren 56,8 Liter einer Iprozentigen Lösung eines langkettigen Polyacrylamids mit einem Hydrolysegrad von 30 % zugegeben. Die gesamte Dispersion wird mit einer offenen Laufradpumpe in eine Vorratsbütte verbracht. In der Vorratsbütte wird die Dispersion mit ausreichender Kraft gerührt, um die Wasser-Luft-Emulsion ohne Bildung nennenswerter Mengen an Oberflächenschaum beizubehalten. Der Stofflöser wird sodann gespült und das Spülwasser in die Vorratsbütte eingespeist, um die Stoffdichte auf einen Wert von etwa 1,75 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, zu vermindern. Aus der Vorratsbütte wird die Faserdispersion sodann durch einen Nichols-Vorreiniger geführt, um Metalle und andere Fremdstoffe abzutrennen. Hierauf wird die Dispersion durch einen Entstipper geführt, in dem restliche Faserbündel ohne sie zu hydratisieren in einzelne Fasern aufgetrennt werden, und anschließend in eine Mischbütte verbracht.

In der Mischbütte wird' die Stoffdichte der Dispersion durch Zusatz von 15,2 Liter einer 27⁰C warmen verdünnten wäßrigen Lösung von N-Cyclohexyl-N-palmitoyltaurin-Natriumsalz auf einen Wert von 0,75 % vermindert. Die Netzmittellösung wird durch Auflösen von 3,8 Liter der Netzmittelpaste in 15,2 Liter 5O⁰C warmem Wasser hergestellt.

Der Inhalt der Mischbütte wird sodann in eine Arbeitsbütte verbracht, in der die Dispersion unter stürzenden, Strudel- _j

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freien Oberflächenbedingungen weiter gerührt wird. Aus der Arbeitsbütte wird die Dispersion in einen bewegten Strom einer 27⁰C warmen Emulsion von Kreislaufwasser und Luft eingespeist, in der sie durch Turbulenz gleichmäßig bis zu einer Stoffdichte von etwa 0,01 % dispergiert wird. ■

Die . Kreislaufwasser-Luft-Emulsion wird durch Auflösen einer lOOproζentigen Lösung eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel in einer Menge von etwa 7,6 Liter pro 94 640 Liter 27⁰C warmem Wasser mit einem pH-Wert von etwa 7 hergestellt, um ihre Oberflächenspannung auf einen Wert von 30 bis 35 dyn einzustellen. Das Wasser wird durch die in der US-PS 3.764 465 beschriebene, geneigt angeordnete Siebpar-^ tie unter Rührbedingungen zirkuliert, um Luft in die Flüssigkeit

/reißen und die Emulsion zu bilden.

Die verdünnte Fasersuspension wird sodann auf die geneigt angeordnete Siebpartie aufgegeben und die Vliesbahn durch Abtrennen des Wassers mittels. Saugkästen verfestigt. Es wird eine . Vliesbahn erhalten, die etwa 80 % Wasser, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern enthält. Von der Siebpartie wird die Vliesbahn in die Pressenpartie überführt, in der sie weiter verfestigt und ihr Wassergehalt auf einen Wert von etwa· ·· 65 % vermindert wird. Hierauf wird die Vliesbahn durch eine Bindemittelpartie geführt, in der ein Acryllätexschaum mit einem Feststoffgehalt von 22 % und einer"Dichte von etwa 85 g/Liter auf die Vliesbahn in einer Menge von etwa 2,7 kg Latex auf U kg Fasern pro 280 m² Vliesbahn unter Verwendung der in der US-PS 3- 722 469 beschriebenen Vorrichtung auf- J

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gebracht wird. Danach wird die Vliesbahn in üblicher Weise getrocknet und aufgerollt.

Beispiel -2

In einer mit Flügelrührer ausgerüsteten Bütte mit seitlicher

/Einführung des Rührersy _o

\/ werden 2"650 Liter 27 C warmes Wasser mit einem pH-Wert

von etwa 7 unter solchen Bedingungen gerührt, daß stürzende, strudelfreie · ' Oberflächenbedingungen erhalten werden. Sodann werden unter Rühren 3700 g einer lOOprozentigen Lösung eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel verdünnt in 11,4 Liter Wasser von 50⁰C, 720 g konzentrierte Schwefelsäure und 16,3 kg einer Iprozentigen Lösung eines entacetylierten Polysaccharids zugegeben. Hierauf werden 8,5 kg nichthydratisierte, gebleichte Hartholzcellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern/ 'mit einem

Anfangsmahlgrad (Freeness) von etwa 620 Canadian Standard gefolgt von 19,8 kg (Trockengewicht) kreisrunden Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Titer von 1,5 und einer Länge von 6,4 mm eingetragen,die mit einer wasserdispergierbaren Schlichte ausgerüstet sind. Das Wasservolumen in der Bütte wird auf 5680 Liter gebracht, auf 27⁰C eingestellt und das Gemisch 15 Minuten so kräftig gerührt, daß stürzende, strudelfreie Oberflächenbedingungen vorliegen. Danach wird die Stoffsuspension in eine Arbeitsbütte verbracht, in der das Rühren der Faserdispersion in geringerem Ausmaß, jedoch noch so stark , fortgesetzt wird, daß die Wasser-Luft-Ennilsion beibehalten wird. Es wird eine Faserdispersion mit einer Stoffdichte von 2 % und mit einem Gehalt von 70 % Synthesefasern und 30 % Na*- ■ turfasern erhalten.

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Während der Herstellung der Faserdispersion wird eine Kreislaufwasserlösung hergestellt aus 11 J6O Liter Kreislaufwasser mit einer Temperatur von 27⁰C und einem pH-Wert von 7 durch Umwälzen des Kreislaufwassers durch die Siebpartie einer Papiermaschine und anschließende Zugabe von 36 Liter einer Iprozentigen Lösung eines entacetylierten Polysaccharids. Ferner werden 1800 g eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel in 11,4 Liter 5O⁰C v/armem Wasser gelöst und zum umgewälzten Kreislaufwasser gegeben. .

Danach wird die Faserdispersion auf eine Stoffdichte von.etwa 0,01 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern»verdünnt, indem man sie in bestimmter Geschwindigkeit in das umgewälzte Kreislaufwasser einspeist, das die nunmehr verdünnte Suspen-

/solchen/

sion unter/Rührbedingungen transportiert, die die Wasser-Luftauf

Emulsion beibehalten. Das Gemisch wird/das endlose-, sich fortbewegende Sieb der Siebpartie .gegeben und zu einer Vliesbahn verarbeitet. Die Vliesbahn gelangt von der Siebpartie in die Pressenpartie und wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von. 65 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, eingestellt. Von hier gelangt die Vliesbahn auf eine Binderpartie, in der sie mit einem Acryllatexschaum mit hohem Feststoffgehalt in einer Menge von etwa 2,7 kg Latex auf 11 kg Fasern pro 280 m Vliesbahn aufgebracht wird. Das Bindemittel wird durch Vermischen von 37,9 Liter einer Latexemulsion mit 45"% Feststoff gehalt mit 100 g eines Alkylarylpolyätheralkohols der .Octylphenolreihe als Netzmittel und Wasser bis zu einer Gesamtmenge von 75,7 Liter vermischt. Das Gemisch wird sodann·

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durch eine übliche Verschäumungsvorrichtung gepumpt und auf die Vliesbahn aufgebracht. Sodann wird die Vliesbahn gemäß Beispiel 1 getrocknet und aufgewickelt.

Beispiel 3

Beispiel 2 wird wiederholt, anstelle eines Gemisches von Synthesefasern und kurzen Naturfasern werden jedoch' nur Polyesterfasern verwendet, nämlich 8,5kg kreisrunde Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Titer von 6 Denier und einer Länge von 12,7 mm, 8,5 kg gekräuselte Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Titer von 1,5 Denier und einer Länge von 6,4 mm sowie 11,4 kg kreisrunde Polyäthylenterephthalatfasern mit einem • Titer von 1,5 Denier und einer Länge von 6,4 mm. Alle Fasern waren mit einer wasserdispergierbaren hydrophilen Schlichte ausgerüstet. In der Binderpartie v/erden 41·, 6 Liter einer Polyesterlatexemulsion mit 750 g eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel und Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 75,7 Liter hergestellt Das Gemisch wird durch eine Verschäumungsvorrichtung gepumpt und auf die Vliesbahn bei einer Dichte von etwa 85 g/Liter in einer Menge von etwa 2,7 kg Latex auf 11 kg Fasern'pro 280 m² Vliesbahn aufgebracht.

Beispiel4

Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch wird eine Vliesbahn aus 70 % Polyester und 30 % Nylon aus 8,5 kg.Nylonfaserflocken eines Titers von 3 Denier und einer Länge von 0,8 mm und 19,2 kg kreisrunden Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Titer, von 1,5 Denier und einer Länge von'6,4 mm hergestellt. Die

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Vliesbahn wird mit einem 18 % Feststoffe enthaltenden Acryllatexschaum einer Dichte von etwa 85 g/Liter und in einer Menge

von etwa 2,7 kg Latex auf 11 kg Fasern pro 280 m" Vliesbahnaufgebracht.

Beispiel'" 5

Eine Faserdispersion aus 100 % Viskoserayonfasern einer Stoffdichte von 1 % wird folgendermaßen hergestellt: 45 430 Liter Wasser von 27⁰C und mit einem pH-Wert von 7 v/erden in der Mischbütte von Beispiel 1 mit seitlicher Einführung

rührers/
des Flügel/ unter solchen Bedingungen gerührt, daß stürzende, strudelfreie Oberflächenbedingungen erhalten werden. Sodann werden 272 kg kreisrunde Viskoserayonfasern mit einem Titer von 1,5 Denier und einer Länge von 6,4"mm, 90,7 kg kreis-'runde Viskoserayonfasern mit einem Titer von 3>Ö Denier und einer Länge von 12,7 mm und 90,7 kg kreisrunde Viskoserayonfasern mit einem Titer von 5,5 Denier und einer Länge von

/werdeny
19,1 mm zugegeben. Hierauf V eine Lösung von 3,8 Liter einer lOOprozentigen Lösung eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel verdünnt in 15,2 Liter 5O⁰C

/einer Lösung/

warmem Wasser und 1,42 Liter/eines optischen Aufhellers zugesetzt. Das Gemisch wird 20 Minuten kräftig gerührt, um stürzende, strudelfreie . . Oberflächenbedingungen zu schaffen. ' Danach werden 94,6 Liter einer Iprozentigen Lösung des in Bei-

/PoIy
spiel 1 verwendeten langkettigen/acrylamids zugegeben. Unter dauerndem Rühren wird die Wasser-Luft-Emulsion der Faserdis- ' persion in die in Beispiel 1-verwendete Arbeitsbütte ver-. bracht und mit der Kreislaüfwasser-Luf't-Emulsion vermischt, die die Fasern auf die Siebpartie gibt. Die Kreislauf-wasser-

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Luft-Emulsion wird gemäß Beispiel 1 durch Zusatz von etwa.

1,9 Liter eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe als Netzmittel gelöst in 5O⁰C warmem Wasser in einer Menge von etwa 15,2 Liter pro 94 640 Liter 27⁰C warmem Wasser mit

I Siebpartie einem pH-Wert von·etwa 7 und Umwälzen der Lösung durch die"!

hergestellt. Nach der Bildung der .Vliesbahn wird sie wie in Beispiel 1 beschrieben in"die Pressenpartie überführt und hier auf mit einem 22 % Feststoffe enthaltenden Acryllatexschaum einer Dichte von etwa 85 g/Liter behandelt. Der Schaum wird in einer Menge von etwa 2,7 kg Bindemittel auf 12,7 kg Fasern

pro 280 m Vliesbahn aufgebracht. Es wird eine Vliesbahn mit

54,2 g Bindemittel pro m Vliesbahn erhalten.

In den vorstehenden Beispielen und bei der Handhabung der ursprünglichen Faserdispersion ist es wichtig zu verhindern,daß die Emulsion kaskadenartig herabstürzt, wenn sie von einer . Bütte oder einer Stelle an eine andere Stelle gelangt. Das Fließen in eine leere Bütte unter Schwerkraft kann unter kaskadenartigen Bedingungen erfolgen und hierdurch kann sich Schaum bilden, wodurch Fasern aus der Dispersion herausgerissen werden. Um dies zu vermeiden, ist es ratsam, Bütten zu verwenden, in welche die Dispersion nicht von oben, sondern vom Boden eintritt. Auf diese Weise v/ird ein kaskadenartiges Ein- ■ speisen vermieden, und es läßt sich die Wasser-Luft-Emulsion beibehalten.

Aus den Beispielen geht hervor, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch bindemittelfreie Vliesbahnen aus nicht- > fibrillierbaren runden Synthesefasern oder Synthesefasern mit j

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nicht flacher Oberfläche hergestellt werden und von der Siebpartie ohne einzureißen oder auseinanderziehen in eine

' ■ /können,
andere Partie verbracht werden/ Die Stoffsuspension, aus der derartige Vliesbahnen hergestellt werden können, kann sogar gekräuselte Fasern enthalten.

Bei Verv/endung von hydrophoben Fasern mit einer Länge von mindestens 19»1 mm in der Stoffsuspension können diese Fasern der Dispersion zugesetzt werden, während sie weniger stark gerührt wird, als die ursprüngliche Dispersion der kürzeren Fasern. Für diesen Zweck eignet sich eine übliche Bütte, die mit einem von der Seite eingeführten Flügelrührer ausgerüstet ist.

Es scheint vorteilhaft zu sein, solche Fasern auf dieser Stufe zuzusetzen, weil vermutlich die kürzeren Fasern in der Dispersion zusammen mit den Luftbläschen das Dispergieren der längeren Fasern unterstützen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Fasern aus synthetischen Polymerisaten auf nassem Weg nach Art der Papierfabrikation, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im wesentlichen bindemittelfreie wäßrige Dispersion nichtfibrillierter Fasern, die vorwiegend»aus nichtfibrillierbaren Synthesefasern von mindestens 6,4 mm Länge bestehen, in einer Wasser-Luft-Emulsion mit einem Luftvolumen von höchstens 4 %, bezogen auf das Wasser, verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die· Oberflächenspannung des Wassers in der Emulsion auf einen Wert von 30 bis 35 dyn einstellt.
3.. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Emulsion mit einem Luftvolumen von 2 bis 2,5 % des Wasservolumens verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 400 : 1 bis 700 : 1 verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch- 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wasser-Luft-Emulsion durch Verminderung der Oberflächenspannung des Wassers auf einen Wert von 30 bis 35 dyn · und Rühren des Wassers zur Bildung von stürzenden, strudelfreien Oberflächenbedingungen herstellt, wobei Luft in das

Wasser ohne Bildung nennenswerter Mengen von Oberflächenschaum gerissen wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Wasser zur Einstellung der Oberflächenspannung" auf den Bereich von 30 bis 35 <3yn einen Alkylarylpolyätheralkohol der Octylphenolreihe als Netzmittel in einer Menge ·· von etwa 0,007 bis 0,03 Gewichtsprozent löst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Netzmittel ein Gemisch eines Alkylarylpolyätheralkohols der Octylphenolreihe mit N-Cyclohexyl-N-palmitoyltaurin-Natriumsalz der Formel

₆₁₁

₂-CH₂SO^-Na⁺

-C-N-CH₂-CH₂SO_x ^-Na

verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Wasser zum Stabilisieren der Emulsion einen natürlichen oder synthetischen Gum in einer Menge von o,OOO9 bis 0,006 Gewichtsprozent, bezogen auf das Wasser, zusetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser mit einer Temperatur von. mindestens 21⁰C . in der Wasser-Luft-Emulsion verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vliesbahn auf eine Restfeuchtigkeit von 65 % einstellt, mit einem Bindemittel in Form eines Latexschaums einer Dichte von 20 bis 150 g pro Liter und einem Peststoffgehalt von mindestens S % versetzt und das Faservlies trocknet. ,

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11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Faserdispersion mit einer Stoffdichte von 0,35 bis 2 %, bezogen auf das Trockengewicht der nichtfibrillierbarqn Synthesefasern, verwendet und die Dispersion durch Einspeisen in einen Wasser-Luft-Emulsionsstrom mit einem Luftvolumen von höchstens 4 %, bezogen auf das Wasservolumen im Wasser-Luft-Emulsionsstrom, auf eine Stoffdichte von 0,006 bis 0,01 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, verdünnt.
12. -Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, .dadurch gekennzeichnet, daß man eine Dispersion mit mindestens 70 % 'nichtfibrillierbaren Synthesefasern und. höchstens 30 % nichthydratisierten natürlichen Fasern verwendet.·
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,, daß man Fasern aus Viskoserayon, einem Polyester, einem Polyamid oder deren Gemisch verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung der Vliesbahn der Feuchtigkeitsgehalt auf einen Wert von 82 bis 78 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern.eingestellt und die Vliesbahn kontinuierlich von der Siebpartie abgenommen.wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeich- · net, daß nichtfibrillierbare Synthesefasern verwendet werden, die.keine glatte .flache Oberfläche aufweisen.

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16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nichtfibrillierbare, praktisch kreisrunde Synthesefasern verwendet v/erden.'
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis-1.6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Fasern von weniger als 6,4 mm Lunge verwendet wer· den. . '
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern aus Polyäthylenterephthalat verwendet werden.
19. Verwendung der gemäß Anspruch 1 bis 18 hergestellten Vliesstoffe zur Herstellung von Textilgut.

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