DE3630392C1 - Verfahren zur Herstellung von verfestigten Vliesen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her
stellung von verfestigten Vliesen für die Auf
nahme von Wasser und/oder Substanzen mit oleo
philen und/oder lipophilen Eigenschaften durch
Blasspinnen einer Schmelze oder einer Lösung eines
spinnbaren polymeren Materials mit Hilfe eines Dü
denkopfs, der eine Düsenöffnung oder mehrere Düsen
öffnungen aufweist, zu Spinnfasern und/oder Fila
menten, Umformen dieser Spinnfasern und/oder Fila
mente zu einem Vlies durch Ablage auf einer Auf
nahmevorrichtung, Verfestigen dieses Vlieses und
Aufbringen eines Benetzungsmittels auf das Vlies.
Es ist bekannt, verfestigte Vliese für die Auf
nahme von Wasser und/oder Öl durch Schmelz-Blas-
Spinnen von Polypropylen zu Faserbahnen, deren
Fasern einen mittleren Durchmesser bis zu 10 µm
aufweisen, Musterbinden mit Stiften der Faserbahnen
und Aufsprühen einer anionischen oder nichtioni
schen oberflächenaktiven Substanz auf die Faser
bahnen herzustellen (vgl. DE-PS 28 45 551).
Die bekannten Vliese dieser Art zeigen jedoch fol
gende Nachteile:
- - Durch das Musterbinden mit Stiften wird die für die Aufnahme von Wasser und/oder Öl wirksame Oberfläche der Vliese erheblich verringert.
- - Da die Musterbindung mit Stiften nicht voll flächig erfolgen kann, weil sonst die für die Aufnahme von Wasser und/oder Öl wirksame Ober fläche der Vliese vollständig verloren geht, weisen solche teilmustergebundenen Vliese nur relativ geringe Festigkeiten, wie Höchstzug kraft, Einreißfestigkeit und Weiterreißfestig keit, sowie einen relativ hohen Abrieb auf.
- - Durch das Musterbinden kann die ursprüngliche zweidimensionale Anordnung der Fasern, d.h. die Anordnung der Fasern in Quer- und Längsrichtung, im Vlies nicht verändert werden; dadurch ist nicht nur keine Verbesserung der Vliese in Bezug auf den - textilen - Fall und Griff und die Weichheit mög lich, sondern es tritt sogar diesbezüglich eine deutliche Verschlechterung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren der eingangs beschriebenen Gattung zu schaf
fen, mit dem Vliese gewonnen werden können, die
- - gegenüber den bekannten Vliesen dieser Art eine größere wirksame Oberfläche für die Aufnahme von Wasser und/oder Ölen, Fetten und dergleichen be sitzen,
- - gegenüber den bekannten Vliesen dieser Art ver besserte Festigkeitseigenschaften, wie eine ver besserte Höchstzugkraft, Einreißfestigkeit und Weiterreißfestigkeit, sowie einen geringeren Abrieb aufweisen und
- - gegenüber den bekannten Vliesen dieser Art einen besseren textilen Fall und Griff und eine verbesserte Weichheit besitzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ver
fahren der eingangs genannten Art durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhaft Ausführungsformen des erfindungsge
mäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2, 3, 4,
5 und 6 angegeben.
Die Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 2 und
3 bieten folgende Vorteile:
- - Die erhaltenen Vliese können bei hohen Tempera turen, z.B. deutlich über 150°C, getrocknet wer den und sind für die Aufnahme von Wasser und/oder Substanzen mit oleophilen und/oder lipophilen Eigenschaften auch bei solchen hohen Temperaturen einsetzbar.
- - Die erhaltenen Vliese zeigen sehr hohe Festig keiten, insbesondere eine hohe Höchstzugkraft, Einreißfestigkeit und Weiterreißfestigkeit.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 4 bietet den
Vorteil, daß die erhaltenen Vliese auf Grund der
Feinheit der Spinnfasern und Filamente, also wegen
ihres geringen Durchmessers und damit hoher spezi
fischer Oberfläche, eine sehr große wirksame Ober
fläche für die Aufnahme von Wasser und/oder Sub
stanzen mit oleophilen und/oder lipophilen Eigen
schaften aufweisen.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 bietet den
Vorteil, daß die eingesetzten Tenside biologisch
abbaubar und sehr gut hautverträglich sind.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 6 bietet den
Vorteil, daß die eingesetzten Tenside spezielle
Aufgaben lösen können, beispielsweise in der Me
tallbehandlung, wo Korrosionsschutz und rasche
Trocknung wichtig sind.
Für die Zwecke der Erfindung können als spinnbare
polymere Materialien alle die, die durch Schmelz
spinnen oder Lösungsspinnen (Trockenspinnen) ver
arbeitbar sind, eingesetzt werden; geeignet sind
insbesondere Polyester, wie Polyethylenterephthalat,
sowie Polyamide, wie Polyamid-66, aber auch bei
spielswiese Polyolefine, wie Polyethylen und Poly
propylen, Celluloseester, wie Cellulose-2,5-Acetat
und -Triacetat, und Acrylpolymeren, wie Polyacryl
nitril.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine
Schmelze oder eine Lösung eines spinnbaren poly
meren Materials zu Spinnfasern und/oder Filamenten
blas-versponnen. Ein solches Blas-Spinnen ist bei
spielsweise in "Industrial and Engineering Chemistry",
Band 48, No. 8 (1956), Seiten 1342 bis 1346, und in
der deutschen Patentschrift 19 64 060 beschrieben.
Substanzen mit oleophilen und/oder lipophilen Ei
genschaften sind z.B. Öle, wie Mineralöle oder
Silikonöle, und Fette oder deren Gemische.
Nach der Erfindung erfolgt das Verfestigen des
Vlieses mit Hilfe von Wasserstrahlen. Eine solche
Wasserstrahlverfestigung ist beispielsweise in
der deutschen Offenlegungsschrift 17 10 989 und
in der deutschen Auslegeschrift 16 35 577 beschrie
ben.
Die Wasserstrahlverfestigung bewirkt eine Verwir
belung und Nachverstreckung der Spinnfasern und/
oder Filamente innerhalb des Vlieses, wodurch
- - zusätzliche wirksame Oberfläche für die Aufnahme von Wasser und/oder Substanzen mit oleophilen und/oder lipophilen Eigenschaften gewonnen wird,
- - das Vlies verbesserte Festigkeitseigenschaften erhält und einen geringeren Abrieb aufweist und
- - das Vlies eine Verbesserung des textilen Falls und Griffs und der Weichheit erfährt.
Gemäß der Erfindung wird als Benetzungsmittel ein
zwitterionisches oder ein kationisches Tensid auf
das Vlies aufgebracht. Geeignete zwitterionische
Tenside sind insbesondere Aminoxide und Betaine,
aber auch Imidazolincarboxylate und Aminocarbon
säuren. Geeignete kationische Tenside sind bei
spielsweise primäre, sekundäre, tertiäre oder quar
ternäre Ammoniumsalze, Benzylammoniumsalze, Al
kanolammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazolinium
salze, Oxazoliniumsalze, Thiazoliniumsalze, Sul
foniumsalze, Chinoliniumsalze, Salze von Aminoxiden,
Tropyliumsalze und Isochinoliniumsalze. Gegebenen
falls können auch Mischungen derselben verwendet
werden.
Die erfindungsgemäßen Vliese können beispielsweise
als Rollenware oder in davon abgepaßten Stücken
in industriellen oder nicht-industriellen Bereichen
für Reinigungszwecke eingesetzt werden; wesentlich
ist, daß sowohl Wasser als auch Substanzen mit
oleophilen und/oder lipophilen Eigenschaften von
den Vliesen aufgenommen werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beispiele
näher erläutert:
Polyethylenterephthalat mit einer Intrinsic-Viskosi
tät von 0,67 (gemessen in Tetrachlorethan-Phenol
1:1), einer Schmelzviskosität von 2.400 dPa.s
und einem Wassergehalt von 0,1 Gewichtsprozent
wurde bei 323°C geschmolzen und mit Hilfe eines
Spinnkopfs (Düsenkopfs) ähnlich dem gemäß der
deutschen Patentschrift 25 50 463 zu Spinnfasern
und Filamenten, die einen mittleren Durchmesser
von 1,8 µm aufwiesen, schmelz-blas-versponnen.
Die Spinnfasern und Filamente wurden durch Ablage
auf einer Aufnahmevorrichtung, die aus einer ro
tierenden Trommel bestand, zu einem Vlies mit ei
nem Flächengewicht von 100 g/m2 umgeformt.
Der Düsenkopf befand sich oberhalb der rotierenden
Trommel, und es wurde senkrecht nach unten gespon
nen.
Über Führungswalzen wurde das Vlies, das eine
Breite von 200 mm hatte, auf ein umlaufendes End
lossiebband geführt, das Teil einer Wasserstrahl
verfestigungsvorrichtung war, die im Prinzip der
gemäß der deutschen Auslegeschrift 16 35 577 ent
sprach.
Die Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung verfügte
über acht Wasserdüsenreihen, die oberhalb des
Vlieses und in einem Winkel von 90° zur Laufrich
tung des Vlieses angeordnet waren. Jede Wasser
düsenreihe hatte eine Länge (wirksame Strahlbrei
te) von 200 mm und verfügte jeweils über 100 Dü
senbohrungen. Der Abstand der Düsen zum Vlies be
trug 10 mm und vor jeder Düse herrschte ein Was
serdruck von 120 bar. Die Wasserstrahlen bildeten
einen Winkel von 90° mit dem Vlies.
Durch anschließendes Hindurchführen des Vlieses
durch Quetschwalzen wurde das Prozeßwasser bis
auf einen Restfeuchtegehalt des Vlieses von 100%
entfernt.
Unmittelbar danach erfolgte das Aufbringen des Be
netzungsmittels durch Führen des Vlieses über
eine strukturierte Netzwalze.
Das Benetzungsmittel war 1-Alkoylamino-3-dimethyl
amino-propan-3-N-oxid. Die Naßaufnahme (Flüssig
keitsaufnahme) des Vlieses betrug dabei 100% des
Ausgangs-Trockengewichts dieses Vlieses. Das Bad
des Benetzungsmittels hatte eine Konzentration von
0,5 Gewichtsprozent des zuvor genannten Benetzungs
mittels; dadurch erhielt das Vlies einen Gehalt von
0,5 Gewichtsprozent an Benetzungsmittel, bezogen auf
das Trockengewicht des Vlieses.
Von der Netzwalze wurde das Vlies durch einen Troc
kenofen, wo es bis auf einen Restfeuchtegehalt von
circa 1% getrocknet wurde, geführt und anschließend
auf Hülsen aufgewickelt.
Die Verfahrensgeschwindigkeit, also die Geschwin
digkeit, mit der das Vlies die genannten Verfahrens
stufen kontinuierlich durchlief, betrug 2 m/min.
Das erhaltene verfestigte Vlies wies eine Höchst
zugkraft (gemessen nach DIN 53857) in Längsrich
tung von 8,3 daN und in Querrichtung von 4,5 daN
auf.
Die für die Aufnahme von Wasser und/oder Ölen
und/oder Fetten und dergleichen wirksame spezifi
sche Spinnfaser-/Filamentoberfläche dieses Vlieses
betrug 1,6 m2/g (gemessen nach der BET-Methode)
entsprechend 160 m2 Oberfläche pro m2 Vlies.
Die Ölaufnahmefähigkeit dieses Vlieses (gemessen
nach der Ölbinderrichtlinie des Bundesministeriums
des Inneren in der Fassung vom 31. Dezember 1985)
betrug 4,3 g Öl pro g Vlies.
Die Wasseraufnahmefähigkeit dieses Vlieses (gemes
sen in Anlehnung an die zuvor genannte Ölbinder
richtlinie) betrug 5,8 g Wasser pro g Vlies.
Ferner hatte das erhaltene verfestigte Vlies ei
nen angenehmen weichen textilen Griff und einen
guten Fall.
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, allerdings mit
dem Unterschied, daß
- - das Aufbringen des Benetzungsmittels nicht durch Führen des Vlieses über eine strukturierte Netz walze erfolgte, sondern dadurch, daß dieses Mit tel über die Wasserstrahlverfestigunsvorrichtung - im Prozeßwasser zu 0,3 Gewichtsprozent gelöst enthalten - auf das Vlies aufgebracht wurde,
- - als Benetzungsmittel nicht das im Beispiel 1 genannte, sondern ein Gemisch von Alkyl-dimethyl -benzyl-ammoniumchloriden, das von der Firma Hoechst AG, Frankfurt/Main, Bundesrepublik Deutsch land, unter der Marke Dodigen 226 vertrieben wird, eingesetzt wurde,
- - das Prozeßwasser nach der Wasserstrahlverfesti gung durch Hindurchführen des Vlieses durch Quetschwalzen bis auf einen Restfeuchtegehalt des Vlieses von 200% entfernt wurde, wodurch das Vlies einen Gehalt von 0,6 Gewichtsprozent an Benetzungsmittel, bezogen auf das Trockengewicht des Vlieses, erhielt,
- - das Vlies unmittelbar nach dem Entfernen des Prozeßwassers durch Führen durch einen Trocken ofen bis auf einen Restfeuchtegehalt von circa 1% getrocknet wurde.
Das erhaltene verfestigte Vlies entsprach in sei
nen übrigen Eigenschaften denjenigen des Vlieses
nach Beispiel 1.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von verfestigten
Vliesen für die Aufnahme von Wasser und/oder
Substanzen mit oleophilen und/oder lipophilen
Eigenschaften durch Blasspinnen einer Schmelze
oder einer Lösung eines spinnbaren polymeren
Materials mit Hilfe eines Düsenkopfs, der eine
Düsenöffnung oder mehrere Düsenöffnungen auf
weist, zu Spinnfasern und/oder Filamenten, Um
formen dieser Spinnfasern und/oder Filamente
zu einem Vlies durch Ablage auf einer Aufnahme
vorrichtung, Verfestigen dieses Vlieses und
Aufbringen eines Benetzungsmittels auf das Vlies,
dadurch gekennzeichnet, daß Spinnfasern und/oder
Filamente mit einem Durchmesser von jeweils 0,1
bis 6 µm ersponnen werden, das Verfestigen des
Vlieses mit Hilfe von Wasserstrahlen erfolgt,
während oder unmittelbar nach dieser Wasser
strahlverfestigung als Benetzungsmittel ein
zwitterionisches oder ein kationisches Tensid
in einer Naß-in-Naß-Arbeitsweise auf das Vlies
aufgebracht und das Vlies anschließend getrocknet
wird, wobei diese Arbeitsgänge kontinuierlich
durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als spinnbares polymeres Material ein Poly
ester oder ein Polyamid eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Polyester Polyethylen
terephthalat und als Polyamid Polyamid-66 ein
gesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß Spinnfasern und/oder Filamente
mit einem Durchmesser von jeweils 0,5 bis 3 µm
ersponnen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel 1-Al
koylamino-3-dimethylamino-propan-3-N-oxid,
Cocamidopropyl-betain oder 1-Alkoylamino-3
dimethylammonio-propan-3-carboxymethylbetain
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel Alkyl
-dimethyl-benzyl-ammoniumchloride eingesetzt
werden.
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