NO781220L - Fremgangsmaate for fremstilling av et varmepaavirkbart impregneringsprodukt - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår stoff- eller tekstilmykningsproduk-ter egnet for bruk ved de høye temperaturer som forekommer i tørkere i vaskerier og lignende. Mer bestemt angår oppfinnelsen impregnering av væskeformige stoff- eller tekstilmykningsmidler i absorberende substrater.

Overflatebehandling av stoffer eller tekstiler, særlig slike som er basert på cellulose, for å mykgjøre og frembringe egenskaper såsom, antistatiske, smørende, bakteriostatiske, jord-slagsikre og møllsikre egenskaper er blitt oppnådd ved å behandle stoffene med passende kjemikalier for frembringelse av slike egenskaper. Det er nå vanlig praksis å behandle forskjellige typer husholdningsplagg, stoffer og tekstiler med ett eller flere spesielle behandlingsmidler som påvirker stoffenes mykhet.

Av forskjellige hensiktsmessige grunner er det i den siste tid blitt vanlig å mykne eller på annen måte kondisjonere husholdningsplagg og -tekstiler under tørking etter vask. Tekstil-kondisjoneringsprodukter omfatter arkformede varer (substrat) belagt eller impregnert med et tekstil-mykningskjemikalie og/eller andre tekstil-kondisjoneringskjemikalier er blitt blandet med fuk-tig tekstilvask under tørking av tekstilvasken ved de høye temperaturer som forekommer i en typisk husholdningstørker. Ved de høye temperaturer frigjøres spesielle tekstil-kondisjoneringskjemikalier fra produktet og overføres til de blandede tekstiler under tørking.

Typiske absorberende arkformede varer som benyttes som et substrat for varmepåvirkbare, tekstilpmykningsprodukter innbe-fatter bøyelige skum, filtet, uvevet og "våtlagt" (wet-lay) fiberarkmateriale såsom papirhåndkle, lerret, strie, og "luft-lagte" (air-lay) baner inneholdende cellulosefibre eller synte-tiske fibre av vanlig papirfremstillingslengde eller lenger. Se for eksempel US patent 3 442 692 med benevnelse "Method of condi-

tioning fabrics".

Tekstil-mykningskjemikalier og andre spesielle kjemikalier for kondisjonering av stoffer eller tekstiler er påstrø-ket tynne substrater. For å unngå flekker og andre problemer under tørking er kondisjoneringskjemikaliene fortrinnsvis blitt impregnert i absorberende substrat i kombinasjon med kontroll av substratets absorberingskarakteristika. Se f.eks. US patent 3 686 025 med benevnelse "Textile softening agents impregnated into absorbent materials".

Tekstil-mykningskjemikalier er blitt tilsatt det absorberende substrat i væskeform (et smeltebad eller en oppløs-ning laget med et oppløsningsmiddel) og deretter størknet (ved avkjøling eller fordamping av oppløsningsmidlet).

Tidligere ble absorberende substrater impregnert med væskeformig tekstil-kondisjoneringsmidler ved å tilsette et overskudd av væske til substratet hvoretter overflødig væske ble presset ut ved hjelp av valser som danner en klemspalte. En typisk beskrivelse av teknikken med å tilsette et væskeoverskudd til det absorberende substrat etterfulgt av utpressing av væske-overskuddet ved hjelp av valser, finnes i US patent 3 686 025 f.o.m. spalte 14, linje 68 t.o.m. spalte 15, linje 44.

Britisk patent 1 419 647 viser en annen fremgangsmåte for å impregnere et absorberende substrat med én valse. Vesentlig sammenpressing av substratet unngås (se side 5, linje 30 til 35) .

Bestrykning av en papirbane med et særskilt over-flatebelegg er vist i US patent 3 895 128. Intet er imidlertid angitt om impregnering av en bane (se spalte 7, linje 47 til spalte 8, linje 23).

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for impregnering av absorberende substrater med væskeformig tekstil-kondis joneringsk jemikalier ved sammenpressing av substratet i en klemspalte i nærvær av væsken,karakterisert vedbegrensning av volumet av den væske som tilføres klemspalten under sammenpressing av substratet til ikke mer enn substratets tilsynelatende tomme volum når det er sammenpresset til en tykkelse som avgrenses av klemspalten. Det nødvendige fluidvolum tilføres fortrinnsvis klemspalten ved tilsetting av en overflødig eller overskytende (excess) fluidmengde til presspaltens nedre valse og fjerning av fluidoverskuddet fra den nedre valse ved. hjelp av en avstryker

plassert foran klemspalten.

Tegningen viser skjematisk fremstilling av et varmepåvirkbart tekstil-kondisjoneringsprodukt med begrensning av væskevolumet som tilsettes en klemspalte under sammenpressing av det absorberende substrat.

Absorberende substrater egnet for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse bør ha en tykkelse på minst ca. 0,05 cm og vesentlig "fritt rom" eller "tomt volum". Eksempler på egnede absorberende substrater er svamper, bøyelige skum, uvevede stoffer såsom flerlagspapir, tykt papir, filtstof-fer og strikkede eller vevede tykke stoffer.

Substratenes frie rom kan uttrykkes som absorpsjbnskapa-sitet fastlagt i henhold til en standardprøve. En prøve for be-stemmelse av absorpsjonskapasiteten til tykt papir, skum- eller tekstilsubstrater er angitt i "U.S. Federal Specifications UU-T-595b" modifisert som følger: (1) ledningsvann benyttes istedenfor destillert vann,

(2) prøven holdes nedsenket i 30 sekunder istedenfor

3 minutter,

(3) dreneringstiden er 15 sekunder istedenfor 1 minutt, og (4) prøven veies umiddelbart på en skålvekt hvor skålen

har oppadvendte kanter.

Tykke eller voluminøse papirprodukter med lav tetthet (med en flatevekt større enn ca. 0,161 kg/m<2>og en tykkelse større enn ca. 17 mm) har en absorpsjonskapasitetsverdi bestemt ifølge ovennevnte prøve, og mer enn ca. 6,0 og er egnet for bruk ved foreliggende oppfinnelse.

Absorberende substrater impregnert med et varmemykbart stoff- eller tekstil-kondisjoneringsmiddel er velkjent og er i det følgende benevnt som varmepåvirkbare tekstil-kondisjoneringsprodukter og dessuten som "impregnert substrat".

Ett eller flere tekstil-kondisjoneringskjemikalier kan benyttes og kan om ønskelig blandes med andre tilsetninger såsom antistatiske midler og parfymer. Vanligvis vil mengden av tekstil-kondis joneringsk jemikalier som impregneres i substratet være fra ca. 0,023 til ca. 0,123 gram pr. cm 3 uimpregnert substrat.

Substratet er vanligvis i form av et langt bredt ark med en tykkelse på ca. 0,5 mm eller tykkere, idet en tykkelse på ca. 2,5 mm foretrekkes.

Det foretrukne substrat er et bøyelig skumplatemate-riale med et tomt volum på mer enn ca. 80 % (fortrinnsvis mer enn ca. 95 %) og en tykkelse større enn ca. 0,5 mm. Et tomt volum større enn ca. 80 % tilsvarer omtrent en absorpsjonskapa— sitetsverdi som bestemt ved ovennevnte prøve på mer enn ca. 10.

Tomt volum uttrykkes som en prosentdel av det totale volum og er lik substratets tilsynelatende totale volum minus volumet av substratmaterialet. For substrater med tomme volum større enn 80 %, såsom polyuretanskum, bestemmes det tilsynelatende volum enkelt ved å tilskjære skummaterialet til en hensiktsmessig fasong såsom terningform, hvorved volumet enkelt betegnes. Volumet av polyuretanmaterialet som utgjør skummet kan beregnes ved å veie skumterningen og beregne volumet basert på polyuretanets tetthet. Forskjellen mellom volumet til den ikke-sammenpressede terning og volumet av polyuretanet er lik det tomme volum. Alternativt kan polyuretanmaterialets volum bestemmes ved fortrengning, hvor et væskevolum måles før og etter at skumterningen nedsenkes i væsken og eventuelt inneslut-tet luft er drevet ut (klemt ut).

Med uttrykket "substratets tilsynelatende tomme volum når det er sammenpresset til den tykkelse som avgrenses av klemspalten" menes det ikke-sammenpressede tomme volum multipli-sert med kvotienten man får ved å dividere den minste klemspalte med substratets ikke-sammenpressede høyde før det innføres i klemspalten. I ovennevnte definisjon betyr klemspalte den forut innstilte klemspalte før sammenpressing av skummet, bortsett fra når man benytter en klemspalte som ikke er forut innstilt, i hvilket tilfelle klemspalten angir den virkelige klemspalte under sammenpressing av substratet som må bestemmes ved å måle klemspalten under drift.

Foretrukne skummaterialer er bøyelige, polyeterbaserte polyuretanskum med en tykkelse på ca. 2,5 mm og en porestørrelse i området fra ca. 4 porer pr. centimeter til ca. 4 0 porer pr. centimeter. Høyporøse skum foretrekkes spesielt. Selv om vevede, ikke-vevede eller strikkede tekstilstoffer er brukbare er de ikke foretrukket for utøvelse av foreliggende oppfinnelse.

Varmepåvirkbare tekstil-kondisjoneringsprodukter fremstilles ved å impregnere et egnet substrat med et væskeformig tekstil-kondisjoneringsmiddel med påfølgende stivning av midlet i substratet. Impregneringen oppnås ved å bestryke sub-stråtet med det væskeformige tekstil-kondisjoneringsmiddel, sammenklemme substratet i nærvær av væsken hvoretter substratet tillates å ekspandere under fortsatt nærvær av væsken. Tekstil-kondis joneringsmidlet gjøres fortrinnsvis væskeformig ved å holdes på en høy temperatur over smeltepunktet. Oppløsninger kan benyttes for å senke tekstil-kondisjoneringskjemikaliets smeltepunkt og viskositet.

Ved varmsmeltingsteknikken avkjøles det impregnerte substrat for å bevirke at tekstil-kondisjoneringsmidlet stivner etter impregneringen. Foreliggende oppfinnelse er særlig hensiktsmessig for impregnering med væsker som har høy viskositet.

Tekstil-kondisjoneringskjemikalier og blandinger av slike som er egnet for bruk i varmepåvirkbare tekstil-kondisjoneringsprodukter er velkjente og vist i US patent 3 442 692 med benevnelse "Method of conditioning fabrics" i spalte 3, linje 7 til spalte 4, linje 24, US patent 3 632 396 med benevnelse "Dryer-added fabric-softening composition" i spalte 7, linje 70 til spalte 12, linje 73. Hensiktsmessige midler fremgår også av US patenter 3 686 025, 3 870 145 og 3 895 128. Vanligvis impregneres fra ca. 68 til ca. 340 gram av aktive ingredienser (tekstil-kondis joneringskjemikalie) pr. kvadratmeter av substrat, idet ca.

2

136 g/m foretrekkes.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse for å frembringe et varmepåvirkbart tekstil-kondisjoneringsprodukt kan best forståes i sammenheng med tegningen. Et hensiktsmessig absorberende substrat 10 føres gjennom klemspalten mellom to sam-virkende valser 14 og 16 hvor substratet sammentrykkés i nærvær av smeltet tekstil-kondisjoneringsmiddel 12, hvilket medfører at det væskeformige (smeltede) tekstil-kondisjoneringsmiddel impregneres i substratet 10. Tekstil-kondisjoneringsmidlet 12, (som består av én eller flere varmpåvirkbare tekstil-kondisjoneringskjemikalier sammen med andre tilsetninger om ønskelig, såsom parfymer eller oppløsningsmidler) tilføres klemspalten av den nedre valse 16 som er delvis neddykket i et smeltebad 20 i en oppvarmet tank 18. Avstrykerblad 15 regulerer væskevolumet som tilføres klemspalten av nedre valse 16. Det impregnerte substrat ekspan-derer idet dét forlater klemspalten mellom valsene 14 og 16, hvilket fulstendiggjør impregneringsprosessen. Det impregnerte produkt løper over valser 22 hvor impregneringsmidlet stivner idet det impregnerte substrat avkjøles til omgivelsestemperatu-ren. Valsene 14 og 16 drives fortrinnsvis begge med samme omdrei-

ningshastighet.

Det nye' og særegne ved foreliggende oppfinnelse i den ovenfor beskrevne fremgangsmåte angår begrensning av væskevolumet 12 som tilføres klemspalten. Væskevolumet i berøring med substratet som kommer inn i klemspalten må være lik eller mindre enn substratets tilsynelatende.tomme volum ved en tykkelse lik klemspalten. Dette oppnås enkelt ved å begrense det fluidvolum som tilføres klemspalten for å hindre oppbygning av overskudds-væske i berøring med substratet som kommer inn i spalten.

I praksis foretrekkes å innstille avstrykerbladet til en forutbestemt spaltevidde for å begrense væskevolumet som til-føres klemspalten og deretter regulere klemspalten under.drift, vanligvis ved å senke den øvre valse 14 inntil skumdannelse inn-trer. Begynnende skumdannelse indikerer at væskevolumet som tilføres klemspalten er tilnærmet lik det tilsynelatende tomme volum.

I henhold til figuren reguleres tilført væskevolum til klemspalten ved hjelp av et avstrykerblad som begrenser fluid-mengden som bæres på den nedre valses 16 overflate. Det på figuren viste apparat er en illustrasjon av ett middel til å be-, grense væskevolumet som kommer inn i klemspalten. Mange alter-native midler for begrensning av væskevolumet som kommer inn i klemspalten kan benyttes for utøvelse av foreliggende oppfinnelse i tilegg til det på figuren viste middel. Som et alternativt middel for å regulere fluidvolumet til den mengde som kreves for utøvelse av foreliggende oppfinnelse kunne man benytte en dose-ringspumpe som tilfører til et sprøytehode det nøyaktige væskevolum som skal utsprøytes ved klemspalteområdet.

Når fluidvolumet overstiger substratets maksimale tilsynelatende volum når det er sammenpresset til den tykkelse som avgrenses av klemspalten, vil det oppstå betydelige driftsprob-lemer såsom skumdannelse ved klemspalten, uregelmessige og ujevne væskenivåer impregnert i substratet og høyst overraskende en min-steverdi for den væskemengde som kan impregneres i substratet. Impregneringsmengder under minsteverdien kan ikke oppnås.

Foreliggende oppfinnelse og de problemer som er forbun-det med overskridelse av den grense som er påvist for fluidmeng-den som tilføres klemspalten med substratet demonstreres ved følgende eksempler. Alle proporsjoner er basert på vekt dersom ikke annet er angitt.

Eksempel I

Flere prøver av et fincellet (omtrent 32 porer pr. centimeter) bøyelig, polyeterbasert polyuretanskum med en tetthet på ca. 22,5 kg/m 3 og en tykkelse på o ca. 0,22 mm ble impregnert med ulike mengder av et smeltet, tekstil-kondisjoneringsmiddel omfattende 84,8 vektprosent Varisoft (varemerke) 137 og 15,2 vektprosent Varonic (varemerke) 485. Den på figuren viste fremgangsmåte ble benyttet for å impregnere skumprøvene med de smeltede tekstil-behandlingsmidler. Væskemengden som ble til-ført klemspalten samtidig med absorberingssubstratet ble variert ved å regulere rommet mellom avstrykerbladet 15 og nedre valse 16. Klemspalten var 0,508 mm og skummets volum ikke-sammenpresset tilstand var 98 % av skummets totale volum. Med den i figuren illustrerte fremgangsmåte er forholdet mellom fluidvolumet som tilføres klemspalten og skummets tilsynelatende tomme volum når det er sammenpresset til klemspaltens tykkelse ganske enkelt forholdet:

( avstanden mellom avstrykerbladet og nedre valse) ( 100)

(klemspalten) (ikke sammenpresset tomt volum %)

I eksempel I var avstanden mellom avstrykerbladet og nedre valse 0,254 mm, klemspalten var 0,508 mm og skummet hadde et tomt volum (prosentsats) på 98 % av skummets totale volum. Følgelig er forholdet mellom fluidvolum og sammenpresset tomt volum lik (0,254 mm) (100)/(0,508 mm) (98) hvilket er lik 0,51. Det er vesentlig at dette forhold er lik eller mindre enn 1 som tilsvarer at volumet av tilgjengelig impregneringsmiddel ved klemspalten er begrenset til et volum lik (forholdet 1,0) eller mindre enn substratets tomme volum ved substratets tilsynelatende tykkelse når det er sammenpresset til en tykkelse lik klemspalten. Prøver 1 t.o.m. 4 ble utført med mindre væskemengde i berøring med den i klemspalten innløpende bane enn skummets tilsynelatende tomme volum.sammenpresset til klemspaltens tykkelse (forholdet mindre enn 1,0). Prøver A t.o.m. D ble utført med større væskemengde i berøring med substratet under sammenpressing enn skummets tilsynelatende tomme volum sammenpresset til klemspaltens tykkelse (forholdet større 1,0) . Prøver 1 t.o.m.. 4 utpeket seg ved å ha et meget jevnt væskenivå impregnert i skumplaten ved utløpet fra klemspalten. Prøver A t.o.m. D oppviste uregelmessige mengder impregneringsmiddel i skummet ved utløpet fra klem spalten (striper), og skumdannelse oppsto i væsken foran klemspalten sammen med oppbygning av væske ved klemspaltens innløp.

Følgende tabell gir data for prøver 1 t.o.m. 4

samt A t.o.m. D uttrykt ved væskemengden som tilføres klemspalten angitt som fluidfilmtykkelse (mm x 1000), klemspalte (mm x 1000), skummets tomme volum (%) og forholdet mellom (fluidfilmtykkelse x 100) og (klemspalte x tomt volum).

Som det fremgår av tabellens data får man et ure-gelmessig og uakseptabelt produkt når væskevolumet som tilføres klemspalten med det absorberende substrat er større enn substratets tilsynelatende tomme volum ved en tykkelse lik klemspalten. Dessuten får man en dramatisk endring i den væskemengde som kan impregneres i det absorberende substrat når overskuddfluid til-føres klemspalten.

Varisoft 137 er en dialkyldimetyl kvarternært tekstil-mykningskjemikalie som leveres av Ashland Chemical Company og er kjemisk definert som dihydrogenert-talg-dimetyl-ammonium-metylsulfat med et smeltepunkt på 138°C og en molekylarvekt på

ca. 645.

Varonic 485 er et'ikke-ionisk tekstil-kondisjone-ringsk jemikalie som leveres av Ashland Chemical Company og som man antar er et ikke-ionisk, modifisert glycerolmonosterat med en HLB-verdi på ca. 8,4.

Blandingen av Varisoft 137 og Varonic 485 som ble benyttet i eksempel I ble fortynnet med ca. 6 % isopropanol og hadde et smeltepunkt på ca. 50°C.

Den antatt beste måte for utøvelse av foreliggende oppfinnelse er vist på tegningen hvor midlene for å begrense væskevolumet som tilføres klemspalten utgjøres av et sett avstrykerblad, under anvendelse av en regulerbar klemspalte og idet tekstil-mykneren gjøres væskeformig ved å holdes på en høy temperatur. Fluidvolumet som tilføres klemspalten er omtrent lik substratets tilsynelatende tomme volum.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et varmepåvirkbart tekstil-behandlingsprodukt omfattende impregnering av et umettet, absorberende substrat med en tykkelse på minst 0,05 cm med en væskeformig tekstil-behandlingskjemikalie ved sammenpressing med påfølgende ekspandering av det umettede substrat i nærvær av væsken, fulgt av størkning av tekstil-kondisjoneringskjemikaliet i substratet, karakterisert ved begrensning av væskevolumet som er tilgjengelig for det umettede substrat under sammenpressing og ekspandering av substratet til ikke mer enn substratets tilsynelatende tomme volum i sammenpresset tilstand.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det absorberende substrat er et fleksibelt polyuretanskum.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det absorberende substrat er et fleksibelt, polyeterbasert polyuretanskum med en cellestørrelse i området fra 4 porer pr. cm til 40 porer pr. cm og med et tomt volum på minst ca. 80 %.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mengden av tekstil-kondisjoneringskjemikalie som impregneres i det absorberende substrat er fra ca. 6 8 gram pr. kvadratmeter absorberende substrat til ca. 34 0 gram pr. kvadratmeter.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at væskevolumet begrenses til mindre enn 80 % av substratets tilsynelatende tomme volum i sammenpresset tilstand.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at substratets tykkelse under sammenpressing redu-seres til mindre enn 80 % av sin tykkelse i upåvirket tilstand.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sammenpressingen og påfølgende ekspandering ut-føres ved å føre substratet gjennom en klemspalte som dannes av to valser.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7 hvor klemspaltens nedre valse roteres mens valsens nedre parti er delvis neddykket i et væskereservoar, karakterisert ved at begrensningen av væskevolumet foregår ved hjelp av en avstryker plassert nær den nedre valse, radielt anordnet i valsens omdreiningsretning etter valsens nedre parti som er neddykket i reservoaret og med en spalte mellom avstrykeren og den nedre valse som ér forutvalgt til å begrense væskevolumet.

9..Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det absorberende substrat er et fleksibelt polyuretanskum.

10~ Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det absorberende substrat er et fleksibelt, polyeterbasert polyuretanskum med en .cellestørrelse i området fra 4 porer pr. cm til 100 porer pr. cm og med et tomt volum på minst ca. 9 0

11. Fremgangsmåte ifølge' krav 7, karakterisert ved at mengden av tekstil-kondis. joneringsk jemikalie som impregneres i det absorberende substrat er fra ca. 6 8 gram pr. kvadratmeter absorberende substrat til ca. 4 0 gram pr. kvadratmeter.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at væskevolumet er begrenset til mindre enn 80 % av substratets tilsynelatende tomme volum når substratet er sammenpresset til en tykkelse lik klemspalten.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at substratets tykkelse under sammenpressing reduse-res til mindre enn 80 % av dets upåvirkede tykkelse.