NO169246B - Anvendelse av cellulosekarbamat som bindefibre i ikke-vevde fiberprodukter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av cellulosekarbamatfibre som bindefibre i ikke-vevde fiberprodukter.

Uvevede fiberprodukter er ofte porøse materialer som ligner tekstiler, vanligvis i nett- eller lagform, og fremstilt ved en annen fremgangsmåte enn de spinne-, veve-, strikke- og flettefremgangsmåter som vanligvis anvendes. Fibrene som anvendes ved fremstilling av uvevde fiberprodukter kan være naturlige fibre eller syntetiske fibre, eller blandinger av disse. Sammenholdet mellom fibernettverkene kan være basert på bindingsegenskaper fibre i mellom, eller koherens kan oppnås med forskjellige bindemidler, og i tillegg kan mange andre bindingsfremgangsmåter anvendes ved fremstilling av de nevnte produktene, f.eks. binding av fibrene ved hjelp av varme eller ved smelting.

Fra teknikkens stand er det kjent å fremstille ikke-vevde fiberprodukter, imidlertid har spesielle bindemidler alltid vært påkrevet for fremstilling av ikke-vevde produkter. Norsk patent nr. 160012 slår fast at cellulosekarbamat egner seg for fremstilling av ikke-vevde produkter, men separate bindemidler er påkrevet ved fremstillingen. I denne publika-sjonen finnes ingen antydning om at cellulosekarbamatfibrene har bindende virkning, dermed adskiller denne publikajsonen seg avgjørende fra foreliggende oppfinnelse.

Foreliggende oppfinnelse vedrører uvevde fibernettverk, hvori binding oppnås ved å anvende fibre som har spesielle bindingsegenskaper, disse fibrene tilsettes til fibernettverket som skal bindes, eller disse fibrene utgjør fiberråmaterialet for fiberproduktet. Vanligvis har bindende fibre som benyttes for et slikt formål vært fibre av syntetisk opphav, f.eks. polymerfibre, som har vært myknet, eller delvis smeltet, ved hjelp av kjemisk- eller varmebe-handling for å oppnå bindingsegenskaper.

Anvendeligheten av fibre som har bindemiddelegenskaper avhenger generelt av fibrene som skal bindes, av den planlagte anvendelsen av produktet, og av de mekaniske styrkeegenskapene for produktet som oppnås med bindemiddel-fibrene. Fibre av celluloseopphav som har bindende egenskaper er f.eks.: malte cellulosefibre, cellulosederivat-fibre så som karboksymetyl- og karboksyetylcellulosefibre, og viskosefibre fremstilt ved spesielle fremgangsmåter. De fleste av bindemiddelf ibrene har en slik natur at de reduserer produktets tekstillignende egenskaper. Derfor foreligger et betydelig behov i markedet for fibre ved hjelp av hvilke nettverk av naturlige eller kunstige fibre kan bindes uten at produktets tekstilegenskaper påvirkes.

Viskosefibre har lenge vært en viktig cellulosebasert fiber som har vært omfattende anvendt som fiberråmateriale for produkter av tekstiltypen. Blant ulempene ved viskosefibre kan nevnes utilstrekkelig våt- og tørrstyrke for fibernettverkene fremstilt derav, dersom ingen separate bindemidler eller bindemiddelfibre anvendes. Anvendelsen av viskosefibre er for nedadgående, som et resultat av, bl.a., de ovenfornevnte årsaker, og videre fordi fremgangsmåten som anvendes ved fremstilling av viskosefibre innbefatter trinn hvori det benyttes stoffer som har en meget uheldig miljøpå-virkning. Av denne grunn foreligger det et betydelig behov i markedet for fibre, hvorved det kan oppnås egenskaper som porøsitet, styrke, vannabsorptivitet osv. Spesielt foreligger det et behov for fibre som gir de nevnte tekstil-egenskapene i f iberprodukter som er fremstilt ved anvendelse av våte fremgangsmåter.

Foreliggende oppfinnelse angår et fiberprodukt som inneholder fibre som har bindemiddelegenskaper. Bindemiddelegenskaper betyr i denne forbindelse at fibrene har bindemiddelegenskaper i forbindelse med andre fibre, eller at de har bindemiddelegenskaper i relasjon til seg selv, i hvilket tilfellet fiberproduktet også kan bestå utelukkende av bindemiddelfibre. I standardtilfellet er virkningen av oppfinnelsen klarest i det tilfellet at fibrene som skal bindes i seg selv ikke har bindemiddelegenskaper. Ved fremstilling av produktet er det også mulig å gjøre bruk av mekaniske fremgangsmåter som f.eks. forbedre den våte styrken eller den tørre styrken av fibernettverket, eller som gir det en annen fordelaktig egenskap.

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er anvendelse av cellulosekarbamatfibre som bindefibre i ikke-vevde fiberprodukter bestående av 0-99 % av naturlige eller syntetiske fibre, hvor de naturlige fibrene består av cellulose, hamp, ull og/eller bomull og de syntetiske fibrene består av viskose, celluloseacetat, polypropen, polyester og/eller polyamid.

Foreliggende oppfinnelse gir et antall betydelige fordeler. For det første kan cellulosebaserte kunstige fibre som vanligvis anvendes ved fremstilling av uvevde fiberprodukter, så som viskoserayonfibre, helt eller delvis erstattes med cellulosekarbamatfibre. Ved, helt eller delvis, å erstatte viskosefibre oppnås tilstrekkelig sterke produkter uten anvendelse av separate bindemidler. Muligheten for å erstatte viskosefibre er en fordel i seg selv, fordi viskosefiberfremstillingsprosessen er meget belastende for miljøet, og det foreligger derfor et behov for å erstatte disse fibrene. Polypropylenfiber er en annen konvensjonelt anvendt fiberkvalitet som ikke har styrkeegenskaper uten binding som bevirkes ved hjelp av bindemidler eller ved smelting.

Ifølge oppfinnelsen er det mulig å erstatte fortrinnsvis en del av fibrene i uvevde fibernettverk, f.eks. 1-90%, med cellulosekarbamatfibre, som er i stand til å danne bindinger med de andre fibrene i fiberproduktet. Innenfor rammen av oppfinnelsen er også det alternativet mulig at fibermaterialet av fiberproduktet fullstendig er erstattet med cellulosekarbamat. Ved fremstilling av f ibernettverket kan en hvilken som helst typisk fremgangsmåte anvendt ved fremstilling av uvevde nettverk anvendes, så som våte fremgangsmåter, vannstrikkefremgangsmåter osv. Nettverk kan også dannes ved karding eller ved andre tørre fremgangsmåter, og nettverkene kan bindes ved hjelp av fukt ing. Om nødvendig kan andre hjelpestoffer tilsettes til nettverket, så som våte armer-ingsharpikser, fyllstoffer osv.

I eksemplene som følger nedenfor er følgende fibre anvendt ved fremstillingen av uvevde fibernettverk:

Cellulosefibre: Furusulfatcellulosefibre, nedmalt i en laboratorie-hollender til finhet 20°SR. Fibrene blir lagret i våt tilstand mellom nedmaling og fiber-lagdannelse.

Karbamatfibrene anvendt i eksemplene var laboratoriespunnet fra cellulosekarbamat som var fremstilt fra bleket cellulose og som var bestrålt ved elektronstrålebehandling slik at det ble oppnådd en cellulose med DP = 470. Cellulosen ble impregnert med en impregneringsoppløsning inneholdende 58 vekt-% ammoniakk, 26 vekt-% vann og 16 vekt-5é urea. Etter impregnering ble ammoniakken fjernet ved fordamping, og de urea-impregnerte fibrene ble varmebehandlet ved 140°C i 3 timer. Cellulosekarbamatfibrene som derved ble oppnådd hadde følgende egenskaper:

En spinneoppløsning ble fremstilt fra karbamatfibrene, inneholdende 7,3 vekt-Sé cellulosekarbamat fremstilt som beskrevet ovenfor, 8 vekt-% natriumhydroksyd og 0,5 vekt-% sinkoksyd. Fibrene ble spunnet fra denne oppløsningen inn i svovelsyre/natriumsulfatoppløsning inneholdende 79-80 g/l natriumsulfat og 10,8 g/l sink. Fibrene som derved ble spunnet hadde følgende egenskaper, etter nøytralisering og vasking:

Eksempel 1

En sammenligning ble utført mellom uvevde fiberprodukter inneholdende cellulosefibre og viskosefibre, henholdsvis cellulosekarbamatfibre, fremstilt i en lagform. Vekt pr. kvadratmeter for lagene som derved ble oppnådd var gjennomsnittlig 60 g/m^. Styrkeegenskapene for fiberproduktene som derved ble oppnådd er angitt i tabell 1.

Resultatene 1 tabell 1 viser at ved å anvende cellulosekar-bamatf ibre oppnår man betydelig bedre styrkeegenskaper enn ved å anvende viskosefibre; derfor kan viskosefibre fordelaktig erstattes med cellulosekarbamatfibre, og bedre styrkeegenskaper oppnås i tillegg.

Eksempel 2

Uvevde fiberprodukter fremstilt i en lagform ble sammenlig-net, hvori fibrene var blandinger av viskosefibre og cellulosekarbamatfibre. Den gjennomsnittlige vekten pr. kvadratmeter for lagene var 29,6 g/m^. Styrkeegenskapene for fiberproduktene som derved ble oppnådd er angitt i tabell 2. Tabell 2 avslører at jo høyere andel av viskosefIbrene som, ifølge oppfinnelsen, erstattes med cellulosekarbamatfibre, jo bedre er styrkeegenskapene som oppnås.

Eksempel 3

Virkningen på styrkeegenskapene av uvevde lag fremstilt av cellulosekarbamatfibre oppnådd med våt armeringsharpiks ble studert. Lagene hadde gjennomsnittlig vekt pr. kvadratmeter på 33 g/m^. Våt armeringsharpiks av typen "Kymmene 558" ble tilsatt til cellulosefibrene i en mengde på 1 vekt-%, etterfulgt av oppvarming i 1 time. Styrkeegenskapene for produktene som derved ble oppnådd er gjengitt i tabell 3. Resultatene viser at konvensjonelt anvendte additiver som øker våtstyrken også kan anvendes når det benyttes bindemiddelf ibre som ved foreliggende oppfinnelse.

Claims (1)

1. Anvendelse av cellulosekarbamatfibre som bindefibre i ikke-vevde fiberprodukter bestående av 0-99 # av naturlige eller syntetiske fibre, hvor de naturlige fibrene består av cellulose, hamp, ull og/eller bomull og de syntetiske fibrene består av viskose, celluloseacetat, polypropen, polyester og/eller polyamid.