DE102018114634A1 - Process for producing a wet laid nonwoven web and multilayer fibrous web - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nass gelegten Vliesstoffbahn, bei dem mehrere Fasersuspensionen (8.1, 8.2, 8.3) über einen Stoffauflauf (8) geschichtet einem Schrägsiebformer (1) zugeführt und sukzessiv über mindestens eine Saugzone (3) entwässert werden, wobei die äußeren Schichten des entstehenden Faserstoffes (9), die aus den Fasersuspensionen (8.1) und (8.3) gebildet werden, zumindest teilweise kurze synthetische Fasern wie beispielsweise aus Polyester, Polyamid, Polyolefin oder aus regenerierten Fasern aus natürlichen Rohstoffen wie Lyocell oder Viskose mit einer Faserlänge von 2 bis 20 mm aufweisen, und dass die mittlere Fasersuspension (8.2) Fasern zu mindestens 50 Gew.-% aus einem natürlichen Material oder Naturfasern aufweisen, wobei der Faserstoff (9) in einem der nachfolgenden Verarbeitungsschritte hydrodynamisch verfestigt wird.Die Erfindung betrifft weiterhin eine mehrschichtige Faserbahn.The invention relates to a method for producing a wet-laid nonwoven web, in which a plurality of fiber suspensions (8.1, 8.2, 8.3) layered via a headbox (8) are fed to an inclined screen former (1) and are successively dewatered via at least one suction zone (3), the outer layers of the resulting fiber (9), which are formed from the fiber suspensions (8.1) and (8.3), at least partially short synthetic fibers such as polyester, polyamide, polyolefin or regenerated fibers from natural raw materials such as Lyocell or viscose with a fiber length from 2 to 20 mm, and that the medium fiber suspension (8.2) has fibers of at least 50% by weight from a natural material or natural fibers, the fiber material (9) being hydrodynamically consolidated in one of the subsequent processing steps a multi-layer fiber web.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nass gelegten Vliesstoffbahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie eine mehrschichtige Faserbahn.The invention relates to a method for producing a wet-laid nonwoven web according to the preamble of
Es ist bekannt, Vliesstoffe mit mehreren Lagen aus jeweils unterschiedlichen Fasern herzustellen, um die Produkteigenschaften den unterschiedlichen Kundenwünschen anzupassen. Insbesondere bei der Herstellung von Hygieneartikeln ist es Stand der Technik, die äußeren Schichten des Produktes so zu gestalten, dass die innere Schicht mit dem hohen Aufnahmevermögen an Feuchtigkeit stabil gehalten wird. Hierzu müssen die äußeren Schichten eine entsprechende Festigkeit aufweisen und gleichzeitig feuchtigkeitsdurchlässig sein, ohne die Feuchtigkeit selbst aufzunehmen. Dabei können die äußeren Schichten aus den gleichen Fasern bestehen, so dass ein sogenanntes Sandwichvlies entsteht.It is known to produce nonwovens with several layers of different fibers in order to adapt the product properties to different customer requirements. In the manufacture of hygiene articles in particular, it is state of the art to design the outer layers of the product in such a way that the inner layer with the high moisture absorption capacity is kept stable. For this purpose, the outer layers must have a corresponding strength and at the same time be permeable to moisture without absorbing the moisture itself. The outer layers can consist of the same fibers, so that a so-called sandwich fleece is created.
Weiterhin ist es bekannt, Vliesbahnen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Fasern herzustellen, wobei insbesondere die kurzen Fasern ohne vorherige Verfestigung für die inneren Schichten verwendet werden. Die äußeren Fasern werden aus Festigkeitsgründen in der Regel durch vorkalandrieren oder als vorbereitetes Vlies in den Fertigungsprozess eingebracht, dazwischen die kurzen Fasern zugegeben und das Ganze dann beispielsweise hydrodynamisch verfestigt. So ist es bekannt, eine erste äußere Lage aus endlosen Spunbondfasern herzustellen, darauf als mittlere Schicht Pulp aufzubringen und mit einem Krempelvlies abzudecken und hydraulisch zu verfestigen. Von Nachteil ist, dass die einzelnen Lagen von unterschiedlichen Fasern ein Mindestflächengewicht aufweisen müssen, damit diese ohne Beschädigung in dem Prozess verarbeitet werden können.It is also known to produce nonwoven webs from several layers of different fibers, the short fibers in particular being used for the inner layers without prior consolidation. For reasons of strength, the outer fibers are usually introduced into the manufacturing process by pre-calendering or as a prepared fleece, the short fibers are added in between and the whole is then, for example, hydrodynamically consolidated. It is known, for example, to produce a first outer layer from endless spunbond fibers, to apply pulp thereon as a middle layer and to cover it with a carding fleece and to consolidate it hydraulically. The disadvantage is that the individual layers of different fibers must have a minimum basis weight so that they can be processed in the process without damage.
In der
Die
Nachteilig ist, dass kurze Fasern, die in Bezug auf den Griff, die Textur, die Weichheit, den Bulk etc. qualitativ hochwertige Produkte ermöglichen, in der Verarbeitbarkeit große Nachteile haben. Bei mehrlagigen Produkten, deren äußere Schicht aus kurzen Fasern bestehen sollen, ist zum einen eine aufwändige Vorbereitung notwendig, zum anderen lassen diese sich nur mit geringer Produktivität weiterverarbeiten. Ein weiterer Nachteil ist, dass ein bestimmtes Flächengewicht für die einzelnen Lagen von Vlies nicht unterschritten werden kann, um dieses beschädigungsfrei in der Anlage zu verarbeiten.The disadvantage is that short fibers, which enable high-quality products in terms of feel, texture, softness, bulk etc., have major disadvantages in terms of processability. In the case of multi-layer products, the outer layer of which should consist of short fibers, on the one hand an elaborate preparation is necessary, and on the other hand these can only be processed with low productivity. Another disadvantage is that a certain basis weight for the individual layers of fleece cannot be undershot in order to process it without damage in the system.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von mehrlagigem Vlies zu schaffen, bei dem die äußeren Schichten zumindest teilweise aus kurzen synthetischen Fasern bestehen.The object of the present invention is to create a method for producing multilayer nonwoven, in which the outer layers consist at least partially of short synthetic fibers.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer nass gelegten Vliesstoffbahn gelöst, bei dem mehrere Fasersuspensionen über einen Stoffauflauf geschichtet einem Schrägsiebformer zugeführt und sukzessiv über mindestens eine Saugzone entwässert werden, wobei die äußeren Schichten des entstehenden Faserstoffes, die aus den Fasersuspensionen gebildet werden, zumindest teilweise kurze synthetische Fasern wie beispielsweise Polyester, Polyamid, Polyolefin oder regenerierte Fasern aus natürlichen Rohstoffen wie Lyocell oder Viskose mit einer Faserlänge von 2 bis 20 mm aufweisen, und dass die mittlere Fasersuspension Fasern zu mindestens 50 Gew.-% aus einem natürlichen Material oder Naturfasern aufweisen, und der Faserstoff in einem der nachfolgenden Verarbeitungsschritte hydrodynamisch verfestigt wird.The object is achieved by a process for producing a wet-laid nonwoven web, in which a plurality of fiber suspensions, layered via a headbox, are fed to an inclined screen former and successively dewatered via at least one suction zone, the outer layers of the resulting fibrous material, which are formed from the fiber suspensions, at least sometimes have short synthetic fibers such as polyester, polyamide, polyolefin or regenerated fibers from natural raw materials such as lyocell or viscose with a fiber length of 2 to 20 mm, and that the medium fiber suspension fibers at least 50 wt .-% of a natural material or natural fibers have, and the fibrous material is hydrodynamically consolidated in one of the subsequent processing steps.
Im Gegensatz zu mehrlagigen Vliesprodukten weisen diese mehrschichtigen Vliesprodukte bereits in dem ersten Fertigungsschritt einen höheren Zusammenhalt zwischen den einzelnen Schichten auf. Insbesondere dünne und leichte Schichten mit einem Flächengewicht von 4-5 g/m2 können so verarbeitet werden.In contrast to multi-layer nonwoven products, these multi-layer nonwoven products already show greater cohesion between the individual layers in the first manufacturing step. In particular, thin and light layers with a basis weight of 4-5 g / m 2 can be processed in this way.
Das daraus entstehende mehrschichtige Vlies weist in den Deckschichten kurze synthetische Fasern auf, die die Weichheit, den Griff und Bulk des Produktes deutlich erhöhen und gleichzeitig aufgrund der Verwendung von synthetischen Fasern die Herstellkosten des Produktes senken.The resulting multi-layer fleece has short synthetic fibers in the top layers, which significantly increase the softness, feel and bulk of the product and at the same time due to the use of synthetic fibers reduce the manufacturing costs of the product.
Dabei ist es möglich, dass das über die Saugzone abgezogene Siebwasser einer Aufbereitung zugeführt wird, mittels der die kurzen synthetischen Fasern separiert und dem Auflauf wieder zugeführt werden. Damit kann mit einem Materialeinsatz von nahezu 100 % sehr kostengünstig ein Sandwich-Vlies hergestellt werden, das eine hohe Weichheit und einen guten Griff aufweist.It is possible that the white water drawn off via the suction zone is fed to a treatment by means of which the short synthetic fibers are separated and fed back to the casserole. With a material use of almost 100%, a sandwich fleece can be produced very cost-effectively, which is extremely soft and has a good grip.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden auch die aus der hydrodynamischen Verfestigung ausgeschwemmten kurzen synthetischen Fasern dem Stoffauflauf des Schrägsiebformers wieder zugeführt. Nach dem Stand der Technik konnten Sandwich-Vliese nur mit langen Fasern über 35 mm Länge hydrodynamisch verfestigt werden, so dass die Deckschichten eine nennenswerte Festigkeit aufweisen. Bei kurzen Fasern wird ein nicht unbeachtlicher Anteil mit den Wasserstrahlen ausgeschwemmt, so dass der Materialeinsatz das Verfahren verteuerte.In a further advantageous embodiment, the short synthetic fibers which have been flushed out of the hydrodynamic consolidation are fed back into the headbox of the inclined screen former. According to the state of the art, sandwich nonwovens could only be hydrodynamically consolidated with long fibers over 35 mm in length, so that the cover layers have a notable strength. In the case of short fibers, a not inconsiderable proportion is washed out with the water jets, so that the use of materials makes the process more expensive.
Von besonderem Vorteil ist, dass die kurzen synthetischen Fasern eine Faserlänge von 4 bis 15 mm, vorzugsweise von 8 bis 12 mm aufweisen. In Abhängigkeit der Faserlänge kann damit die Weichheit und der Griff des Endproduktes verbessert werden.It is particularly advantageous that the short synthetic fibers have a fiber length of 4 to 15 mm, preferably 8 to 12 mm. Depending on the fiber length, the softness and feel of the end product can be improved.
Das Verfahren ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik sehr preiswerte Produkte, da die kurzen synthetischen Fasern beispielsweise aus Polyester, Polyamid, Polyolefin oder aus regenerierten Fasern aus natürlichen Rohstoffen wie Lyocell oder Viskose bestehen.The process enables very inexpensive products compared to the prior art, since the short synthetic fibers consist, for example, of polyester, polyamide, polyolefin or of regenerated fibers from natural raw materials such as lyocell or viscose.
Vorzugsweise weist die mittlere Fasersuspension mindestens 50 Gew.-% Pulp auf, wohingegen die restlichen Fasern aus Viskose und/oder PET und/oder aus Sekundärfasern, wie beispielsweise aus Altpapierstoff, bestehen.The middle fiber suspension preferably has at least 50% by weight pulp, whereas the remaining fibers consist of viscose and / or PET and / or of secondary fibers, such as waste paper.
Eine weitere Verbesserung wird erreicht, wenn die mittlere Fasersuspension mindestens 80 Gew.-% Pulp aufweist, und die restlichen Fasern aus Viskose und/oder PET und/oder aus Sekundärfasern bestehen.A further improvement is achieved if the middle fiber suspension has at least 80% by weight pulp and the remaining fibers consist of viscose and / or PET and / or of secondary fibers.
Insbesondere kosmetische Produkte, Hygieneartikel oder Wischtücher mit einem hohen Wasserrückhaltevermögen können aus der mehrschichtigen Faserbahn hergestellt werden, in dem die mittlere Fasersuspension Fasern aus einem natürlichen Material oder Naturfasern aufweist. Der hohe Faseranteil in der mittleren Schicht, der aus Pulp besteht, sorgt für eine gute Aufnahmefähigkeit von Flüssigkeiten. Die Variation der Pulpmenge wird durch die geplante Verwendung als Hygiene- oder Kosmetikprodukt mit beeinflusst.In particular, cosmetic products, hygiene articles or wipes with a high water retention capacity can be produced from the multi-layer fiber web in which the middle fiber suspension has fibers made from a natural material or natural fibers. The high fiber content in the middle layer, which consists of pulp, ensures good absorption of liquids. The variation in the amount of pulp is influenced by the planned use as a hygiene or cosmetic product.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte mehrschichtige Faserbahn ist dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Lagen zumindest teilweise kurze synthetische Fasern wie beispielsweise Polyester, Polyamid, Polyolefin oder regenerierte Fasern aus natürlichen Rohstoffen wie Lyocell oder Viskose mit einer Faserlänge von 2 bis 20 mm aufweisen, und dass die mittlere Faserschicht Fasern zu mindestens 50 Gew.-% aus einem natürlichen Material oder Naturfasern aufweist. Das aus dieser Faserbahn hergestellte Produkt weist aufgrund des Anteils an Kurzfasern in den äußeren Schichten eine besonders hohe Weichheit und gute Griffigkeit auf. Das Produkt weist eine höhere Festigkeit auf, als vergleichbare Produkte aus einzelnen Lagen Fasern, die miteinander verfestigt werden, da bereits im Herstellverfahren durch die nassgelegte Fasersuspension ein hoher Zusammenhalt zwischen den Faserschichten entsteht. Ein weiterer Vorteil ist, dass die einzelnen Faserschichten mit einem unterschiedlich dünnen Flächengewicht verarbeitet werden können, was mit kardierten Fasern oder Fasern aus einem abgewickelten Vlies in diesem geringen Gewicht nicht betriebssicher möglich ist.The multilayer fibrous web produced by the method according to the invention is characterized in that the outer layers have at least partially short synthetic fibers such as polyester, polyamide, polyolefin or regenerated fibers from natural raw materials such as lyocell or viscose with a fiber length of 2 to 20 mm, and that the middle fiber layer has fibers of at least 50% by weight from a natural material or natural fibers. The product made from this fibrous web has a particularly high softness and good grip due to the proportion of short fibers in the outer layers. The product has a higher strength than comparable products made from individual layers of fibers that are consolidated with each other, since the wet-laid fiber suspension already creates a high degree of cohesion between the fiber layers in the manufacturing process. Another advantage is that the individual fiber layers can be processed with a differently thin basis weight, which with carded fibers or fibers from a unwound fleece is not possible in this low weight in a reliable manner.
Vorzugsweise weisen die äußeren Lagen eine Faserlänge von 4 bis 15 mm, vorzugsweise von 8 bis 12 mm auf. Über die Faserlänge kann der Griff des Endproduktes verändert werden.The outer layers preferably have a fiber length of 4 to 15 mm, preferably 8 to 12 mm. The handle of the end product can be changed over the fiber length.
Die Verwendung von ausschließlich kurzen synthetischen Fasern für die äußeren Lagen ermöglicht die Verwendung von preiswerten Rohstoffen.The use of only short synthetic fibers for the outer layers enables the use of inexpensive raw materials.
Dadurch, dass die mittlere Faserschicht mindestens 50 Gew.-% Pulp aufweist und die restlichen Fasern aus Viskose und/oder PET und/oder aus Sekundärfasern bestehen, können ebenfalls die Herstellkosten gesenkt werden, da insbesondere recycelte Sekundärfasern, wie beispielsweise Altpapierstoff, sehr preiswert sind.The fact that the middle fiber layer has at least 50% by weight pulp and the remaining fibers consist of viscose and / or PET and / or secondary fibers can also reduce the manufacturing costs, since recycled secondary fibers such as waste paper stock in particular are very inexpensive ,
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
Ein Schrägsiebformer
In diesem Ausführungsbeispiel werden über einen Stoffauflauf
In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Fasersuspensionen
Die Dicke der Lagen ist durch die Lamellen einstellbar, indem die Aufgabe der Fasersuspensionen
Das Siebband
Ein derart mehrschichtiger Stoffauflauf erlaubt die Aufbringung unterschiedlich zusammengesetzter Fasersuspensionen in einem Arbeitsschritt auf ein Formiersieb, welches so ausgestaltet und orientiert ist, dass die einzelnen Lagen der Fasersuspension
Um den Feuchtegehalt der weiteren Verarbeitung gegebenenfalls anzupassen, kann dieser ersten Entwässerung eine weitere Reduzierung der Feuchtigkeit beispielsweise durch Pressen nachfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Verfestigung des hier dargestellten Sandwich-Vlieses durch eine hydrodynamische Verfestigung
Hierzu kann das Abwasser in einem Fraktionator aufbereitet, bei dem die kurzen Fasern der äußeren Lagen von den langen Fasern der inneren oder mittleren Lage getrennt werden. Die kurzen Fasern werden dem Stoffauflauf
Eine weitere getrennte Aufbereitung der Fasern kann dadurch erfolgen, indem jede Lage Fasersuspension
Das entstehende Vlies, das bevorzugt aus zwei Deckschichten mit kurzen synthetischen Fasern besteht, die beispielsweise eine mittlere Schicht aus Pulp oder eine Fasermischung mit Pulp umschließen, hat eine deutlich bessere Weichheit und Griff als vergleichbare Produkte, deren Deckschicht aus langen synthetischen Fasern bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel können die kurzen synthetischen Fasern aus Polyester bestehen, das ein äußerst preiswertes Grundmaterial für diese Produkte ist. Die Deckschichten können dann keine Feuchtigkeit aufnehmen, was ausschließlich über die mittlere Schicht, dem Pulp, erfolgt. Es entstehen sehr preiswerte Vliese beispielsweise für kosmetische Produkte, Hygieneartikel oder Wischtücher, die im Gegensatz zum Stand der Technik aufgrund der kurzen synthetischen Fasern einen besonders guten Griff aufweisen.The resulting fleece, which preferably consists of two outer layers with short synthetic fibers, which for example enclose a middle layer of pulp or a fiber mixture with pulp, has a significantly better softness and feel than comparable products, the outer layer of which consist of long synthetic fibers. In this embodiment, the short synthetic fibers can be made of polyester, which is an extremely inexpensive base material for these products. The cover layers can then not absorb any moisture, which takes place exclusively via the middle layer, the pulp. Very inexpensive nonwovens are produced, for example for cosmetic products, hygiene articles or wipes, which, in contrast to the prior art, have a particularly good grip due to the short synthetic fibers.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das nach der Erfindung hergestellte Vlies ein mehrschichtiges Vlies, kein mehrlagiges Vlies, bei dem einzelne Lagen der Fertigungsstraße zugeführt und miteinander verbunden werden. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die einzelnen Schichten sehr unterschiedliche und geringe Flächengewichte aufweisen können, was über ein vorverarbeitetes und abgewickeltes Vlies nicht zu handhaben ist. Durch das Herstellverfahren mit den nassgelegten Vliesschichten der einzelnen Fasersuspensionen ergibt sich eine Mindestfestigkeit zwischen den einzelnen Vliesschichten, die mittels Wasserstrahlverfestigung weiterverarbeitet werden können, obwohl die Schichten mit den kurzen Fasern außen liegen.In contrast to the prior art, the fleece produced according to the invention is a multi-layer fleece, not a multi-layer fleece, in which individual layers are fed to the production line and connected to one another. This has the advantage that the individual layers can have very different and low basis weights, which cannot be handled by a pre-processed and unwound fleece. The manufacturing process with the wet-laid nonwoven layers of the individual fiber suspensions results in a minimum strength between the individual nonwoven layers, which can be further processed by means of hydroentangling, although the layers with the short fibers are on the outside.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- SchrägsiebformerSchrägsiebformer
- 22
- Belagcovering
- 33
- Saugzonesuction zone
- 44
- Unterdruckvacuum
- 55
- Saugkastensuction box
- 66
- Siebwasserwhite water
- 77
- SiebwasserablaufSiebwasserablauf
- 88th
- Stoffauflaufheadbox
- 8.18.1
- Fasersuspensionfiber suspension
- 8.28.2
- Fasersuspensionfiber suspension
- 8.38.3
- Fasersuspensionfiber suspension
- 99
- Faserstofffiber
- 1010
- Siebbandscreen belt
- 1111
- schräger Abschnittsloping section
- 1212
- Walzeroller
- 1313
- Walzeroller
- 1414
- Walzeroller
- 1515
- Walzeroller
- 1616
- Aufbereitungprocessing
- 1717
- Rückführungreturn
- 1818
- Vorverfestigungpresolidification
- 1919
- Absaugungsuction
- 2020
- Verfestigungconsolidation
- 2121
- Absaugungsuction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0992338 B1 [0004]EP 0992338 B1 [0004]
- EP 1266058 B1 [0005]EP 1266058 B1 [0005]
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2019
- 2019-06-11 WO PCT/EP2019/065136 patent/WO2019243109A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2019243109A1 (en) | 2019-12-26 |
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