DD274061A5 - Ungewebtes faserprodukt - Google Patents
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Abstract
Ungewebtes Faserprodukt, bei dem das Fasermaterial vollstaendig oder teilweise aus Fasern besteht, die Bindungen mit natuerlichen oder kuenstlichen Fasern desselben oder eines anderen Typs bilden koennen, und in dem die genannten Fasern, die die Bindungen bilden koennen, Zellulosekarbamatfasern sind.
Description
Ungewebtes Faserprodukt Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein ungewebtes Faserprodukt, das vollständig oder teilweise aus Fasern mit Bindeeigenschaften besteht·
Ungewebte Fas er produkte sind oft poröse Materialien, die Textilien ähnlich sind, sie haben oft die Form einer Bahn oder eines Bogens und werden durch ein anderes Verfahren als die herkömmlichen Spinn-, Web-, Strick- und Umspinnmethoden hergestellt. Die für die Herstellung von ungewebten Faserprodukten verwendeten Fasern können natürliche Fasern oder synthetische Fasern oder Mischungen der beiden sein0 Das Zusammenhalten der Faserbahnen kann durch die Bindeeigenschaften zwischen der Fasern erreicht werden, oder die Kohärenz wird durch verschiedene Bindemittel erzielt, außerdem können viele andere Bindemethoden bei der Herstellung der genannten Produkte eingesetzt werden, z. B. das Binden der Fasern durch Wärme oder Verschmelzen»
In der Regel sind Bindefasern, die für diesen Zweck eingesetzt werden, Fasern mit synthetischem Ursprung, beispielsweise Polymerfasern, die erweicht oder teilweise verschmolzen wurden durch chemische oder Wärmebehandlung, um Bindeeigenschaften zu erreichen.
Die Verwendbarkeit von Fasern mit Bindemitteleigenschaften ist von den zu bindenden Fasern generell, von der vorgesehenen
Verwendung des Produktes und von den mechanischen Festigkeitseigenschaften des Produktes, das mit den BindemittelfαεβΓη hergestellt wird, abhängig. Fasern mit Zelluloseursprung, welche Bindeeigenschaften haben, sind beispielsweise gemahlene Zellulosefasern, Zellulosederivatfasern wie Karboxymethyl- und Karboxyethylzellulosefasern und nach speziellen Verfahren hergestellte Viskosefasern. Die meisten der Bindemittelfasern lenken in ihrer Natur von den textilähnlichen Eigenschaften des Produktes ab. -fts sind daher beträchtliche Anstrengungen erforderlich, um Fasern auf den Markt zu bringen, mit deren Hilfe Faserbahnen aus natürlichen oder künstlichen Fasern durch -öindetechniken hergestellt werden können, ohne die textlien Eigenschaften der Produkte zu beeinträchtigen
Viskosefasern sind seit langem eine wichtige Faser auf Zellulosebasis, die im breiten Umfang als Faserrohstoff für textilartige Produkte eingesetzt wurde. Zu den Nachteilen von Viskosefasern gehören unzureichende Naß- und Trockenfestigkeit der daraus hergestellten Faserbahnen, wenn keine besonderen Bindemittel oder Bindemittelfasern eingesetzt werden. Die Verwendung von Viskosefasern geht u. a. aus den oben genannten Gründen, besonders aber auch deshalb zurück, weil die für die Herstellung von Viskosefasern angewendeten Verfahren Schritte einschließen, in denen stark umweitschädliche Substanzen eingesetzt werden. Aus diesem Grund besteht auf dem Markt ein erheblicher Bedarf an Fasern, mit denen solche Eigenschaften wie Porösität, Festigkeit, Wasserabsorptionsrähigkeit usw. erreicht werden könnten· Insbesondere besteht die Forderung nach Fasern, welche die genannten textlien Eigenschaften in Faserprodukten erbringen, die unter Anwendung von Naßνerfahren hergestellt wurden·
274 06t
Ziel der Erfindung ist es, die üebrauchswerteigenschaften von ungewebten Faserprodukten der gattungsgeinäßen Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen.
des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein iingewebtes Faserprodukt zu schaffen, das vollständig oder teilweise aus Fasern besteht, die Bindungen mit natürlichen oder künstlichen Fasern desselben oder eines anderen Typs bilde.! können, das natürliche oder künstliche Fasern ohne Bindeeigensohaften und Fasern mit Bindeeigenschaften enthält und bei dem die herkömmlich eingesetzten und mit !Nachteilen behafteten bekannten natürlichen oder künstlichen Fasern vollständig oder teilweise durch Fasern ersetzt werden, die keine gleichwertigen Nachteile haben und die außerdem in der Lage sind, Bindungen zu natürlichen oder künstlichen Fasern herzustellen, und aus denen auf einer Papiermaschine Bahnen hergestellt werden können·
Das ungewebte Faserprodukt der Erfindung, dessen Fasermaterial vollständig oder teilweise aus Fasern bestent, die Bindungen mit natürlichen oder künstlichen Fa.sern desselben oder eines anderen Typs bilden können, ist dadurch gekennzeichnet, *^aß die genannten Fasern Bindungen herstellen können und Zellulosekarbamatfasern sind·
Die vorliegende Erfindung betrifft ungewebte Faserbahnen, bei denen die Bindung durch die Verwendung von Fasern erreicht wird, die spezielle Bindeeigenschafi;en aufweisen, wobei diese
2 7 4 O 6 f
Fasern der zu bindenden Faserbahn beigemischt werden oder diese Jj'asern das Faserrohrmaterial für das Faserprodukt bilden·
Vorliegende Erfindung betrifft auch ein Faserprodukt, das Fasern enthält, die ^indemitteleigenschaften aufweisen. Unter Bindemitteleigenschaften versteht man hier, daß die Fasern Bindemitteleigenschaften im Verhältnis zu einer anderen Faser aufweisen oder daß sie .Bindemitteleigenschaften im Verhältnis zu sich selbst habon, so daß dann das Faserprodukt sogar ausschließlich aus Blndeinittslfasern zusammengesetzt sein kann· Im Standardfall wird die Wirkung der ERfindung am deutlichsten in dem Fall offensichtlich, daß die zu bindenden Fasern keine inhärenten Bindeeigenschaften haben.
Bei der Herstellung des Produktes ist es auch möglich, mechanische Verfahren anzuwenden, die beispielsweise die Naßfestigkeit oder die Trockenfestigkeit der Faserbahn verbessern oder ihr bestimmte andere vorteilhafte Eigenschaften geben·
Die vorliegende Erfindung bietet eine Reihe beachtlicher Vorteile· Erstens können künstliche Fasern auf Zellulosebasis, wie sie herkömnlicherweise bei der Herstellung von ungewebten Faserprodukten eingesetzt wenden, beispielsweise Viskoseseidenfasern, vollständig oder teilweise durch Zellulosekarbamatfa-.sern ersetzt werden· Durch den Ersatz der Viskosefasern, teilweise oder vollständig, erhält man ausreichend feste Produkte ohne die Verwendung von gesonderten Bindemitteln· Die Möglichkeit, die Viskosefasern zu ersetzen, ist schon ein Vorteil an sich, da der Herstellungsprozeß für Viskosefasern stark umweltfeindlich ist, so daß die Notwendigkeit besteht, diese Fasern
zu ersetzen. Eine andere bei herkömmlichen Verfahren eingesetzi··* ij'aserqualität sind Polypropylenfasern, die beim Fehlen der durch Bindemittel oder Verschmelzen herbeigeführten .bindung keine ausreichenden ü'estigkeitseigenschaften haben.
Nach der Erfindung ist es möglich, einen Teil der Fasern in ungewebten Faserbahnen, beispielsweise 1 bis 90 %, durch Zellulosekarbamatfasern zu ersetzen, «lie Bindungen zu den anderen Fasern im Ji'aserprodukt herstellen können. .Diese Alternative liegt ebenfalls im Kanmen der Erfindung, nach der das Fasermaterial des Faserproduktes vollständig durch Zellulosekarbamat ersetzt wird. Bei der Herstellung der Faserbahn kann jedes typische Verfahren, wie es bei der Herstellung von ungewebten Faserbahnen in Anwendung kommt, eingesetzt werden, beispielsweise Naßverfahren, Wasserstrickverfahren usw· Bahnen können auch durch Kardieren oder andere Trockenverfahren hergestellt werden, und Bahnen können durch Befeuchtung gebunden werden. Wenn das erforderliche istι können der Bahn auch andere Hilfssubstarizen zugesetzt werden, beispielsweise naßfeste Harze, Füllstoffe usw·
Vorteilhaft ist es, wenn die genannten natürlichen Fasern aus der aus Zellulose, Hanf, Wolle, Baumwolle bestehenden Gruppe ausgewählt wurden. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die künstlichen Fasern aus der aus Viskose, Zelluloseazetat, Polypropylen, Polyester, Polyamid bestehenden Gruppe ausgewählt wurden«
Darüber hinaus ist er vorteilhaft, wenn das ungewebte F&serprodukt außerdem naiJfestes Harz enthält.
Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert werden. In den unten gegebenen Beispielen wurden die folgenden Fasern bei der Herstellung von ungewebten Faserbahnen eingesetzt?
2 7 4 0 -7-
Zellulosefasern: Kiefersulfatzellulosefasern, in einer Labor-Holländermaschine auf eine Feinheit von 20 ° SR gemahlen. Die Fasern wurden zwischen den Vorgängen des Mahlens und der Faser bahnbildung im Naßzustand gelagert·
Viskosefasern: 1,7 dTex, Länge 6 mm, mit folgenden Eigenschaften:
- Festigkeit im luftgetrockneten Zustand min. 1,8
im Naßzustand min. 0,9
- Längsdehnung im luftgetrockneten Zust. max. 25 %
im Naßzustand max. 32 %
- Wasserabweisung 18 - 20 g HpO/g
- Wasseraufnahme 100 -110 %
Die bei den Beispielen verwendeten Karbamatfasern wurden im Labor aus Zellulosekarbamat gesponnen, das aus gebleichter Zellulose hergestellt und einur ßlektronenstrahlbehandlung unterzogen worden war, damit die Zellulose einen Wert von DP = 470 erreichte. Die Zellulose wurde mit einer Imprägnierlösung imprägniert, die 58 Gew.-% Ammoniak, 26 Gew.-% Wasser und 16 Gew.-% Harnstoff enthielt. Nach dem Imprägnieren wurde das Ammoniak durch Verdampfen entfernt, und die harnstoffimprägnierten Fasern wurden über 3 Stunden einer Wärmebehandlung bei 140 0C unterzogen. Die so gewoni sern hatten folgende .Eigenschaften:
bei 140 0C unterzogen. Die so gewonnenen Zellulosekarbamatfa-
Stickstoffgehalt 2,6 - 2,9 %
DP 280 - 290
Verstopfungszahl (-5 0G) 220 - 3^5
Kugelviskosität (20 0C) 3,6 - 4,4 Pa
2 7 4
Aus den Karbamatfasern wurds eine Spinnlösung hergestellt, die 7,3 Gew.-% Zellulosekarbamatfasern, die nach obiger Beschreibung hergestellt wurden, 8 Gew»-% Nabriumhydroxid und 0,5 Gew.-% Sinkoxid enthielt. Aus dieser Lösung wurden Fasern in eine Schwefelsäure/Natriumsulfatlosung, welche Natriumsulfat in einer Menge von 79 - 80 g/l und Zink in einer Menge von 10,8 g/l enthielt, gesponnen. Die so gesponnenen Fasern hatten nach dem Neutralisieren und Waschen folgende Eigenschaften:
| Stickstoffgehalt | 2,18 % N |
| dTe | 1,5 |
| Festigkeit | 2,25 cN/dTex |
| Längsdehnung | 8,6 % |
| Beispiel 1: |
Es wurde ein Vergleich vorgenommen von ungewebten Faserprodukten, die Zellulosefasern und Viskosefasern bzw. Zellulosekarbamatfa8ern enthielten, hergestellt in einer Bogen- oder
Blattform. Das Gewicht der so gewonnenen Bogen jts m ' lag im Durchschnitt bei 60 g/m. Die Festigkeitseigenschaften der so hergestellten Faserprodukte werden in der Tabelle 1 gegebene
CELI- VISC CARB Trockenzugfe- Längsdeh- Naß zugfest ig- Naßlängsstigkeit,MPa nung, % keit, MPa dehnung,%
| 75 | - | 25 | 20,1 |
| 75 | 25 | - | 16,7 |
| 67 | - | 33 | 18,9 |
| 67 | 33 | - | 13,0 |
| 50 | - | 50 | 12,5 |
| 50 | 50 | — | 5,6 |
| 3,1 | 0,95 |
| 3,6 | 0,57 |
| 3,3 | 0,94 |
| 3,3 | 0,46 |
| 2,7 | 0,72 |
| 2,5 | 0,30 |
2,5 3,2
2,9 3,5 2,6
3,7
7 4 06t
Tabelle 1, fortgesetzt
CELL VISC CARB Trockenzugfe- Längsdeh- Naßzugfestig- flaßlängs-
stigkeit, MPa nung, % keit, MPa dehnung,%
33 - 67 18,9 3,3 0,94 2,9
33 67 - 10,8 2,4 0,62 2,4
CELL = Zellulose, VISC = Viskose, CARB = Zellulosekarbamat
Die Ergebnisse in der Tabelle 1 zeigen, daß durch die Verwendung von Zellulosekarbamatfasern wesentlich bessere i'estigkeitseigenschäften als bei der Verwendung von Viskoserasern erreicht werden; folglich können Viskosefasern vorteilhart durch Zellulosekarbainatrasern ersetzt v/erden, außerdem erzielt man noch bessere Jfestigkeitseigenscharten.
Es wurden ungewebte, in einer Bogenrorm hergestellte Faserproe dukte verglichen, bei denen die Jb'asern aus Gemischen von Viskosefasern und ziellulosekarbamatfasern bestanden. Das durch-
schnittliche Gewicht je Quadratmeter der Bögen betrug 29,6 g/m · Die auf diese Weise gewonnenen Festigkeitseigenschaften der hergestellten Produkte werden in der Tabelle 2 gegeben.
CELL VISC CARB Trockenzugfestigkeit, Längsdehnung,
ΊΟΟ 12,8 , 1,4
50 50 2,38 0,6
80 20 0,37 0,5
CELL = Zellulose, VISC = Viskose, CARB = Zellulosekarbamat
-10-
Tabelle 2 zeigt, daß die Festigkeitseigenschaften, die man erhielt, um so besser sind, je höher der Anteil der ersetzten Viskosefasern durch Zellulosekarbarmatfasern nach der Erfindung ist»
JSs wurde der Einfluß von Zelluloseka:ebamatfasern, die mit naßfestem Harz behandelt wurden, auf die Festigkeitseigenschaften von ungewebten Bogen untersucht· Die Bögen hatten ein Durchschnittsgewicht von 33 g/ni · Den Zellulosefasern wurde naßfestes Harz der Marke "Kymmene 558" in einer Menge von 1 Gew.-% zugesetzt, anschließend wurde eine Stunde erhitzt. Die Festigkeitseigenachaften der so gewonnenen Produkte werden in der Tabelle 3 gegeben.
Temperatur Naßzugfestig- Naßlängsdeh- Trockenzugfe- Trockenkeit, MPa nung, % stigkeit, MPa l.-d.,%
| 20 | 0,40 | 1,8 | 8,7 | 0,9 |
| 105 | 1,0? | 3,4 | 9,9 | 1,1 |
| 130 | 1,33 | 4,1 | 11,9 | 1,5 |
| 140 | 1,95 | 5,3 | 12,1 | 1,6 |
Die Ergebnisse zeigen, daß die normalerweise eingesetzten Zusätze, um die Naßfestigkeit zu erhöhen, auch verwendet werden können, wenn Bindemittelfasefcn nach der Erfindung eingesetzt werden.
Claims (3)
- -ΊPatentansprüche1. Ungewebtes Faserprodukt, bei dem das Fasermaterial vollständig oder teilweise aus Fasern besteht, die Bindungen mit natürlichen oder künstlichen Fasern desselben oder
eines anderen Typs bilden können, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Fasern, welche Bindungen bilden können, Zellulosekarbamatfasern sind· - 2. Ungewebtes Faserprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten natürlichen Fasern aus der
aus Zellulose, Hanf, Wolle, .Baumwolle bestehenden Gruppe ausgewählt wurden· - 3. Ungewebtes ü'aserprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die künstlichen Faaern aus dei aus Viskose, Zelluloseazetat, Polypropylen, Polyester, Polyamid bestehenden Gruppe ausgewählt wurden.4e Ungewebtes Faserprodukt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem naßfestes Harz enthält·
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