DE102022102084B3

DE102022102084B3 - Vliesaggregat und Verfahren zur Erzeugung eines Vliesaggregates

Info

Publication number: DE102022102084B3
Application number: DE102022102084.3A
Authority: DE
Inventors: Kim Patchett; Patrick Bohl; Michael Maas; Sebastian Sommer; Tobias Wagner
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik; Optimum Tech Ip LLC; Optimum Technology Ip LLC
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik; Optimum Tech Ip LLC; Optimum Technology Ip LLC
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2042-01-29
Also published as: WO2023144050A1

Abstract

Vliesaggregat mit zumindest einer Vlieslage mit zumindest einer ersten Schicht und zumindest einer zweiten Schicht. Die zweite Schicht ist in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet. Die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht ausgebildeten Poren ist geringer als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht. Die zweite Schicht weist Funktionspartikel auf, die in den Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht eingelagert sind. Die erste Schicht bildet eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln mit einer Größe größer 150 µm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vliesaggregat mit zumindest einer Vlieslage mit zumindest einer ersten Schicht und zumindest einer zweiten Schicht, wobei die zweite Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet ist. Das Vliesaggregat weist eingelagerte Funktionspartikel auf. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Vliesaggregates.
Vliesaggregate der vorstehend genannten Art sind aus der Praxis und aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen grundsätzlich bekannt. DE 102 05 828 A1 beschreibt beispielsweise ein mehrlagiges Produkt mit zumindest einer ersten Lage, einer absorbierenden Zwischenlage und einer zweiten Lage. Vliesaggregate der eingangs genannten Art werden beispielsweise in Hygieneprodukten, etwa in Windeln, Inkontinenzprodukten und Binden oder in Luftfiltern, in medizinischen Produkten, sowie in Schutzausrüstungen im medizinischen, biologischen oder chemischen Bereich verwendet. Die Funktionspartikel können dabei beispielsweise absorbierende, adsorbierende, antiseptische oder antimykotische Eigenschaften besitzen. Bei derartigen Vliesaggregaten mit eingelagerten Funktionspartikeln ist es erwünscht, dass sich die eingelagerten Funktionspartikel möglichst wenig innerhalb des Vliesaggregates bewegen. Darüber hinaus ist es bei Vliesaggregaten mit eingelagerten Funktionspartikeln wünschenswert, dass sich hinsichtlich der Verteilung der eingelagerten Funktionspartikel in Dickenrichtung des Vliesaggregates, also quer, insbesondere senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung, ein Partikelgrößengradient ergibt. Wenn nach der Einlagerung der Funktionspartikel ein solcher Partikelgrößengradient vorliegt, ist es unerwünscht, dass sich die Funktionspartikel innerhalb des Vliesaggregates bewegen bzw. verschieben. Bei den bisher bekannten Vliesaggregaten ist die Realisierung einer Verteilung der Funktionspartikel mit einem Partikelgrößengradienten und die gleichzeitige Verhinderung einer Partikelbewegung bzw. Verschiebung nach der Einlagerung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat nicht zufriedenstellend und/oder nicht wirtschaftlich möglich. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass mit den bekannten Maßnahmen in der Regel nur eine sehr grobe Abstufung der Größenverteilung von eingelagerten Funktionspartikeln in Dickenrichtung der Vliesaggregate möglich ist. Die gewünschten Vliesaggregateigenschaften sind in dieser Hinsicht bei den bekannten Vliesaggregaten nur wenig flexibel und fein eingestellt bzw. einstellbar. Ein zufriedenstellender Kompromiss zwischen der wirtschaftlichen Herstellung der Vliesaggregate einerseits und der einfachen und funktionssicheren Realisierung eines Gradienten der Partikelgröße entlang der Dicke des Vliesaggregates in Kombination mit einer zumindest weitgehenden Vermeidung einer Bewegung bzw. Verschiebung der eingelagerten Funktionspartikel andererseits konnte bisher nicht erreicht werden. Zwar ist die Fixierung von Funktionspartikeln in Vliesaggregaten durch Bindemittel bzw. Adhäsionsmittel bekannt, dies ist aber aufwendig und kann die Eigenschaften der eingelagerten Funktionspartikel in unerwünschter Weise beeinflussen. Zudem können die Bindemittel bzw. Adhäsionsmittel im Falle eines Hautkontaktes Hautreizungen oder Allergien verursachen. Insoweit besteht Verbesserungsbedarf. - Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt demgegenüber das technische Problem zugrunde, ein Vliesaggregat der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem einfach und funktionssicher ein Gradient der Partikelgrößenverteilung zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise entlang der Dicke des Vliesaggregates realisiert werden kann und bei dem nach der Einlagerung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat eine Bewegung bzw. Verschiebung der Funktionspartikel innerhalb des Vliesaggregates weitgehend vermieden werden kann. Darüber hinaus liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines solchen Vliesaggregates und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines solchen Vliesaggregates anzugeben.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung ein Vliesaggregat mit zumindest einer Vlieslage mit zumindest einer ersten Schicht und zumindest einer zweiten Schicht, wobei die zweite Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet ist,
wobei die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht ausgebildeten Poren geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht,
wobei die zweite Schicht Funktionspartikel aufweist, die in den Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht eingelagert sind,
wobei die erste Schicht eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikel mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm bildet,
wobei die Filamente der zweiten Schicht Mehrkomponentenfilamente - insbesondere Bikomponentenfilamente - sind, wobei die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen, wobei der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht mit der Maßgabe bemessen ist, dass bei einem Aufquellen der Funktionspartikel - insbesondere bei einem Aufquellen von Absorptionspartikeln infolge einer Absorption von fluiden Medien - ein zumindest teilweises Aufbrechen der Bindungspunkte zwischen den Filamenten der zweiten Schicht möglich ist und wobei hierzu der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% und insbesondere 15 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente - beträgt.
Wenn hier oder nachfolgend von Schichten aus Filamenten bzw. Endlosfilamenten oder von einer Vlieslage mit Schichten aus Filamenten bzw. Endlosfilamenten die Rede ist, meint dies, dass die Schichten aus Filamenten bzw. Endlosfilamenten aus lediglich ein und demselben Spinnbalken ausgesponnen sind. Wenn hier oder nachfolgend von Lagen bzw. Vlieslagen aus Filamenten bzw. Endlosfilamenten die Rede ist, meint dies, dass die einzelnen Lagen jeweils mit einem separaten Spinnbalken erzeugt sind. - Endlosfilamente unterscheiden sich im Übrigen aufgrund ihrer quasi endlosen Länge von Stapelfasern, die deutlich geringere Längen von beispielsweise 10 mm bis 60 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß bildet die erste Schicht eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm. Dies wird insbesondere durch die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht ausgebildeten Poren, die geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht, und/oder durch die Verfestigung bzw. Endverfestigung des Vliesaggregates erreicht. Dabei ist die Größe bzw. Größenverteilung. Dass eine Schicht oder eine Lage eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln bildet, meint insbesondere, dass diese Schicht oder Lage das Durchtreten von Partikeln der angegebenen Größe verhindert bzw. im Wesentlichen verhindert. Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat um ein verfestigtes bzw. endverfestigtes Vliesaggregat bzw. ein Vlieslaminat handelt.
Mit dem Begriff mittlere Porengröße ist im Rahmen der Erfindung insbesondere die durchschnittliche Porengröße bzw. das durchschnittliche Porenvolumen der Poren gemeint. Im Rahmen der Erfindung kann die mittlere Porengröße bzw. das Verhältnis der mittleren Porengröße von zwei Schichten, von zwei Lagen oder einer Lage und einer Schicht gemäß einer Ausführungsform mittels Porometrie unter Verwendung eines Porosimeters bzw. eines Autoporosimeters ermittelt werden. Dazu wird das Vliesaggregat bevorzugt in seine einzelnen Lagen und/oder Schichten getrennt und mittels Porometrie wird die Porengrößenverteilung der Poren der einzelnen Schichten und/oder Lagen bestimmt. Dazu wird auf die Veröffentlichung WO 2011/ 053 677 A1 und dort insbesondere auf die Seiten 18 bis 20 verwiesen. Zusätzlich oder alternativ kann die mittlere Porengröße bzw. das Verhältnis der mittleren Porengröße zweier Schichten, zweier Lagen oder einer Lage und einer Schicht vorzugsweise durch Mikro-Computertomographie (µCT) durch dreidimensionalen Scan erfolgen. Die Mikro-Computertomographie erlaubt, analog zur konventionellen Röntgen-Computertomographie, die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen hinsichtlich lokaler Dichteunterschiede. Somit können Poren, Lunker und Risse sowie unterschiedliche Phasen und Bauteilkomponenten detektiert und analysiert werden. Hierzu wird aus Radiographien unter verschiedenen Winkeln über eine 3D-Rekonstruktion ein virtuelles 3D-Modell des Werkstoffs oder Bauteils nachgebildet. Die Auflösung kann im Gegensatz zur medizinischen Tomographie je nach Proben- bzw. Bauteilgröße im Mikrometerbereich liegen. Die Mikro-Computertomographie eignet sich insbesondere zur Untersuchung von Faserwerkstoffen, deren Struktur und Verläufe. Dazu wird dem Vliesaggregat eine vorzugsweise kubische Probe von beispielsweise 8 mm Kantenlänge entnommen und zum Beispiel mit einer Auflösung von 4 µm Voxelgröße gescannt. Aus den erhaltenen Scan-Rohdaten kann ein digitaler Zwilling der Materialprobe errechnet werden. Dazu wird auf die Veröffentlichung WO 2020/ 103 964 A1 und dort insbesondere auf die Seiten 49 bis 53 verwiesen. Die Erzeugung des Strukturmodells bzw. digitalen Zwillings kann vorzugsweise mittels des Moduls FiberFind der Firma Math2Market GmbH erfolgen. An einem derart generierten Strukturmodell bzw. digitalen Zwilling können die Poren bzw. Hohlräume zwischen den Fasern vermessen werden. Dazu können vorzugsweise Module wie MathDict und/oder PoroDict der Firma Math2Market GmbH verwendet werden, mit denen die Eigenschaften poröser Medien analysiert werden können. Auf diese Weise kann die mittlere Porengröße bzw. das Verhältnis der mittleren Porengrößen der Schichten bzw. Lagen in dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ zur Ermittlung der Porengröße kann im Rahmen der Erfindung für die relevanten Schichten eine Grauwertanalyse von Schnitten durch ein µCT-Modell vorgenommen werden, um vereinfacht die Dichte der Vliesstruktur zu ermitteln. Hierzu wird eine bestimmte Anzahl von Schnitten über die Dicke, beispielsweise fünf oder zehn Schnitte, gelegt, die Grauwerte jeden Schnittes werden schwarz/weiß (0/255) über ein Schwellwertverfahren binarisiert und anschließend der mittlere Grauwert der Schichten ermittelt. Abschließend können die mittleren Grauwerte der unterschiedlichen Schichten verglichen werden. Je größer (heller) der Grauwert ist, umso dichter ist die Vliesstruktur.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine auf der zweiten Schicht aufgebrachte, insbesondere unmittelbar aufgebrachte dritte Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten vorhanden ist oder zumindest eine auf der zweiten Schicht aufgebrachte, insbesondere unmittelbar aufgebrachte zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten vorhanden ist, wobei diese dritte Schicht oder die zweite Vlieslage bevorzugt eine mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten aufweist, die geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht. Vorzugsweise bildet die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm. Es ist möglich, dass bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage eine Zwischenschicht aus Endlosfilamenten oder eine Zwischenlage aus Endlosfilamenten angeordnet bzw. aufgebracht ist. Die Zwischenschicht oder Zwischenlage kann gemäß einer Ausführungsform eine mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten aufweisen, die größer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht. Es ist im Hinblick auf die dritte Schicht außerdem möglich, dass diese dritte Schicht durch Teilverfestigung, insbesondere durch thermische Teilverfestigung, der in Richtung der Vliesaggregataußenseite gerichteten Außenseite der zweiten Schicht erzeugt ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht ausgebildeten Poren geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht und/oder dass die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage eine mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten aufweist, die geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht. Zweckmäßigerweise entspricht die mittlere Porengröße der ersten Schicht maximal 50%, vorzugsweise maximal 25%, bevorzugt maximal 15% der mittleren Porengröße der zweiten Schicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in den Poren der dritten Schicht oder in den Poren der zweiten Vlieslage keine Funktionspartikel bzw. im Wesentlichen keine Funktionspartikel eingelagert. Es ist möglich, dass in der ersten Schicht bzw. in den Poren der ersten Schicht Funktionspartikel eingelagert sind. Bei solchen in den Poren der ersten Schicht eingelagerten Funktionspartikeln handelt es sich zweckmäßigerweise um Funktionspartikel, deren durchschnittliche Größe geringer ist als die durchschnittliche Größe der in den Poren der zweiten Schicht eingelagerten Funktionspartikel. Gemäß der Ausführungsform, bei der auch in den Poren der ersten Schicht Funktionspartikel eingelagert sind, wirkt die erste Schicht somit sowohl als Barriere als auch als Schicht zur Einlagerung von Funktionspartikeln geringer Größe.
Es hat sich bewährt, dass die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage eine nach außen hin abschließende Schicht bzw. Lage des Vliesaggregates ist. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform folgt auf die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage eine weitere Deckschicht aus Endlosfilamenten oder eine Decklage aus Endlosfilamenten. Es ist außerdem bevorzugt, dass die erste Schicht des Vliesaggregates eine nach außen hin abschließende Schicht des Vliesaggregates ist. Bevorzugt wird auf diese Weise das erfindungsgemäße Vliesaggregat in Richtung einer ersten Vliesaggregataußenseite bzw. Unterseite von der ersten Schicht abgeschlossen und in Richtung einer zweiten - insbesondere der ersten Vliesaggregataußenseite gegenüberliegenden - Vliesaggregataußenseite bzw. Oberseite von der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage abgeschlossen. Alternativ wird das erfindungsgemäße Vliesaggregat vorzugsweise in Richtung einer ersten Vliesaggregataußenseite bzw. Unterseite von der ersten Schicht abgeschlossen und in Richtung der zweiten Vliesaggregataußenseite bzw. Oberseite von einer Deckschicht aus Endlosfilamenten oder einer Decklage aus Endlosfilamenten abgeschlossen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei eingelagert sind. Dass die Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei eingelagert sind, meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass kein zur Fixierung der Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht vorgesehenes Bindemittel bzw. Adhäsionsmittel vorhanden ist. Insbesondere ist kein Klebstoff bzw. Schmelzklebstoff zur Fixierung der Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht in dem Vliesaggregat vorhanden. Im Rahmen der Erfindung gilt eine niedrigschmelzende Bindekomponente von Mehrkomponentenfilamenten, insbesondere von Bikomponentenfilamenten, nicht als Adhäsionsmittel bzw. Bindemittel oder Klebstoff bzw. Schmelzklebstoff. Die Fixierung der Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht bzw. in dem Vliesaggregat erfolgt im Rahmen der Erfindung vorzugsweise mittels der Ausgestaltung der Lagen bzw. Schichten des Aggregates und deren Eigenschaften, sowie die spätere Verfestigung bzw. Endverfestigung des Vliesaggregates. Der Ausführungsform, wonach die Funktionspartikel in den Poren der zweiten Schicht adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei eingelagert sind, liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine unerwünschte Beeinträchtigung der Funktionalität der Funktionspartikel durch Adhäsionsmittel bzw. Bindemittel vermieden wird. Darüber hinaus können Hautirritationen oder Allergien, die teilweise bei Hautkontakt mit einem Bindemittel bzw. Adhäsionsmittel resultieren können, vermieden werden. Es versteht sich im Übrigen, dass bevorzugt das gesamte Vliesaggregat adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei ausgebildet ist und insoweit in dem Vliesaggregat kein Adhäsionsmittel bzw. Bindemittel zur Fixierung der Funktionspartikel in den Poren des Vliesaggregates vorhanden ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Funktionspartikel zumindest zum Teil Absorptionspartikel, insbesondere für eine Absorption von fluiden Medien und/oder zumindest zum Teil Adsorptionspartikel sind. Bei den fluiden Medien kann es sich zweckmäßigerweise um fluide Medien auf Wasserbasis handeln. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei einem fluiden Medium um Urin handeln. Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung, dass die Funktionspartikel zumindest zum Teil Adsorptionspartikel sind, insbesondere für die Adsorption von Gasen und/oder Lösungen und/oder Flüssigkeiten auf molekularer Ebene. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Funktionspartikeln um organische und/oder anorganische Funktionspartikel. Zweckmäßigerweise sind die Funktionspartikel auf Basis zumindest einer aus der Gruppe: „Polyacrylat, insbesondere Natriumpolyacrylat, Silbersalz, insbesondere Silberchromat, sulfoniertes Pentablockcopolymer, Aktivkohle, Kupfersalz, insbesondere Kupfersulfid, elementares Jod“ ausgewählten Komponente ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Funktionspartikel aus zumindest einer aus der vorstehend genannten Gruppe ausgewählten Komponente und insbesondere aus Natriumpolyacrylat bzw. im Wesentlichen aus Natriumpolyacrylat. Die Funktionspartikel können im Rahmen der Erfindung zumindest eine Eigenschaft ausgewählt aus der Gruppe: „Absorptionsfähigkeit, Adsorptionsfähigkeit, antiseptische Eigenschaften, mikrobiozide Eigenschaften, antimykotische Eigenschaften, trocknende Eigenschaften, hydrophil, hydrophob, metallisch, magnetisch, leitfähig, nicht-leitfähig“ aufweisen. Es ist weiterhin möglich, dass die Funktionspartikel eine Kombination mehrerer dieser Eigenschaften aufweisen.
Die Funktionspartikel weisen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine mittlere Partikelgröße von 10 µm bis 3.000 µm, bevorzugt von 20 µm bis 2.500 µm, besonders bevorzugt von 40 µm bis 2.000 µm, ganz besonders bevorzugt von 50 µm bis 1.250 µm und ganz besonders bevorzugt von 100 µm bis 1.000 µm auf.
Es ist möglich, dass die erste Schicht des erfindungsgemäßen Vliesaggregates als Folie, insbesondere als Kunststofffolie, ausgebildet ist. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schicht als separate Basisvlieslage ausgebildet sein, die mit einem separaten Spinnbalken erzeugt ist. Die Basisvlieslage kann aus Endlosfilamenten ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Basisvlieslage als Spunbond-Lage und/oder als Meltblown-Lage ausgebildet ist. Grundsätzlich kann die erste Schicht auch als Aggregat aus zumindest einer Folie bzw. Kunststofffolie und einer Basisvlieslage aus Filamenten bzw. Endlosfilamenten ausgebildet sein, wobei die Basisvlieslage eine Meltblown-Lage und/oder eine Spunbond-Lage sein kann.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates ist die erste Schicht als Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet. Vorzugsweise ist die erste Schicht und/oder die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht als Spunbond-Vliesschicht ausgebildet und/oder die zweite Vlieslage ist als Spunbond-Vlieslage ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung kann eine Vliesschicht aus Endlosfilamenten oder eine Vlieslage aus Endlosfilamenten aber auch als Meltblown-Vliesschicht oder als Meltblown-Vlieslage ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die erste Schicht und/oder die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht als Spunbond-Vliesschicht ausgebildet und/oder die zweite Vlieslage ist als Spunbond-Vlieslage ausgebildet. Es hat sich bewährt, dass die erste Schicht und die zweite Schicht und die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage als Spunbond-Vliesschicht bzw. als Spunbond-Vlieslage ausgebildet sind.
Es ist besonders bevorzugt, dass die erste Vlieslage bzw. die erste Schicht und die zweite Schicht aus lediglich einem Spinnbalken bzw. aus lediglich einer Spinnerette ausgesponnen sind. Dann handelt es sich bei der ersten Schicht und bei der zweiten Schicht um eine Vliesschicht aus Endlosfilamenten bzw. bei der ersten Vlieslage um eine Vlieslage aus Endlosfilamenten. Wenn zwei Schichten aus lediglich einem Spinnbalken bzw. aus lediglich einer Spinnerette ausgesponnen sind, ist es bevorzugt, dass die Filamente aus diesem einen Spinnbalken bzw. aus dieser einen Spinnerette derart ausgesponnen werden, dass sich die Eigenschaften der abgelegten Filamente derart unterscheiden, dass zwei Vliesschichten aus Endlosfilamenten mit unterschiedlichen Eigenschaften resultieren bzw. übereinander abgelegt sind. Dies kann durch Variation der Eigenschaften der ersponnenen Filamente in Maschinenrichtung (MD-Richtung) und/oder quer zur Maschinenrichtung (CD-Richtung), vorzugsweise lediglich in Maschinenrichtung (MD-Richtung), entlang des Spinnbalkens bzw. der Spinnerette erfolgen. Dies wird unten stehend noch näher erläutert. Es ist in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Eigenschaften der aus lediglich einem Spinnbalken bzw. aus lediglich einer Spinnerette ausgesponnenen Filamente in Richtung quer zur Maschinenrichtung (CD-Richtung) gleich bzw. im Wesentlichen gleich sind, sodass die einzelnen abgelegten Schichten in ihrer flächigen Erstreckung hinsichtlich dieser Filamenteigenschaften homogen bzw. im Wesentlichen homogen sind. Dass zwei Vliesschichten aus Endlosfilamenten aus lediglich einem Spinnbalken bzw. lediglich einer Spinnerette ausgesponnen sind, ist in dem resultierenden Vliesaggregat insbesondere durch einen kurzen Übergangsbereich in Dickenrichtung des Vliesaggregates zu erkennen, sodass bevorzugt kein scharfer Übergang zwischen den beiden Vliesschichten vorliegt, wie dies bei zwei Vlieslagen aus Endlosfilamenten, die aus zwei separaten Spinnbalken ausgesponnen sind, der Fall wäre. Dies kann beispielsweise auch durch Delaminationsversuche der Schichten bzw. Lagen eines Vliesaggregates und/oder durch Mikro-Computertomographie (s.o.) gezeigt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht aus dem gleichen Spinnbalken bzw. aus der gleichen Spinnerette wie die erste und die zweite Schicht ausgesponnen ist. Dann handelt es sich bei der dritten Schicht zweckmäßigerweise um eine Vliesschicht aus Endlosfilamenten. Es ist möglich, dass die dritte Schicht durch Teilverfestigung, insbesondere durch thermische Teilverfestigung, der in Richtung der Vliesaggregataußenseite gerichteten Außenseite der zweiten Schicht erzeugt ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die zweite Vlieslage aus einem weiteren bzw. zweiten Spinnbalken bzw. aus einer weiteren bzw. zweiten Spinnerette ausgesponnen. Es ist außerdem möglich, dass die zweite Vlieslage von einer Abrollvorrichtung als separate Vlieslage auf die zweite Schicht aufgebracht ist.
Erfindungsgemäß ist die zweite Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet. Vorzugsweise ist auch die erste Schicht als Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet. Bevorzugt weist das Vliesaggregat eine dritte Schicht auf, die als Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet ist oder das Vliesaggregat weist eine zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten auf. Es hat sich in diesem Zusammenhang bewährt, dass die Filamente der ersten Schicht und/oder die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht. Weiter bevorzugt weisen die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage einen höheren mittleren Titer auf als die Filamente der ersten Schicht. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates beträgt der mittlere Titer der Filamente der ersten Schicht 0,1 den bis 5 den, vorzugsweise 0,2 den bis 2,5 den, bevorzugt 0,3 den bis 2,0 den, besonders bevorzugt 0,4 den bis 1,5 den, ganz besonders bevorzugt 0,5 den bis 1,3 den, beispielsweise 1,1 den bzw. etwa 1,1 den. Es hat sich bewährt, dass der mittlere Titer der Filamente der zweiten Schicht 2,0 den bis 12 den, vorzugsweise 3,0 den bis 10 den, bevorzugt 4,0 den bis 8,0 den und besonders bevorzugt 5,5 den bis 6,5 den, beispielsweise 6,0 den bzw. etwa 6,0 den beträgt. Im Hinblick auf die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage ist es bevorzugt, dass der mittlere Titer der eingesetzten Filamente 0,1 den bis 5,0 den, vorzugsweise 0,2 den bis 2,5 den, bevorzugt 0,3 den bis 2,0 den, besonders bevorzugt 0,4 den bis 1,5 den, ganz besonders bevorzugt 0,5 den bis 1,3 den, beispielsweise 1,1 den bzw. etwa 1,1 den beträgt. Die angegebenen den-Bereiche ergeben sich gemäß einer Ausführungsform insbesondere bei einer Verwendung von Polypropylen/Polyethylen als Filamentkomponenten von Bikomponentenfilamenten. Filamenttiter in µm ergeben sich dann vorzugsweise, indem unter Annahme einer Dichte von 0,92 g/cm³ die angegebenen den-Werte umgerechnet werden.
Der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates, bei der die Filamente der ersten Schicht und/oder die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht und wobei vorzugsweise die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage einen höheren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der ersten Schicht, liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die unterschiedlichen Titer der einzelnen Schichten bzw. Lagen die unterschiedlichen Porengrößen der einzelnen Schichten bzw. Lagen funktionssicher einstellbar sind. Darüber hinaus wird vorzugsweise gewährleistet, dass die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage zunächst eine Einbringung von Funktionspartikeln durch diese Lage in das Vliesaggregat bzw. in die zweite Schicht ermöglicht und dann nach der Verfestigung bzw. Endverfestigung des Vliesaggregates insbesondere als Barriere wirkt, wie dies oben stehend bereits beschrieben wurde.
Nach einer sehr empfohlenen Ausführungsform der Erfindung sind die Filamente der ersten Schicht und/oder die Filamente der zweiten Schicht und/oder die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente. Bevorzugt weisen die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente auf und besonders bevorzugt sind die Mehrkomponentenfilamente gekräuselte Endlosfilamente. Es hat sich bewährt, dass die Filamente der ersten Schicht und die Filamente der zweiten Schicht und die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente, sind und dass die Mehrkomponentenfilamente vorzugsweise zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen und besonders bevorzugt gekräuselte Endlosfilamente sind.
Es hat sich in diesem Zusammenhang außerdem bewährt, dass der Kräuselungsgrad der Filamente der ersten Schicht und/oder der Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Lage geringer ist als der Kräuselungsgrad der Filamente der zweiten Schicht. Dass der Kräuselungsgrad der Filamente einer Schicht bzw. Lage geringer ist als der Kräuselungsgrad der Filamente einer anderen Schicht bzw. Lage meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass die Filamente weniger Kräuselungen bzw. Bögen pro Zentimeter Filamentlänge (Bogenanzahl) und/oder einen größeren Kräuselungsdurchmesser bzw. Bogendurchmesser aufweisen als die Filamente der anderen Schicht bzw. Lage. Die Anzahl der Kräuselschlingen bzw. Kräuselbögen pro Zentimeter Länge der Filamente wird dabei insbesondere nach der japanischen Norm JIS L-1015-1518 gemessen, indem die Kräuselungen unter einer Vorspannung von 2 mg/den in (1/10 mm) gezählt werden, wobei die ausgestreckte Länge der Filamente zugrunde liegt. Es wird eine Empfindlichkeit von 0,05 mm verwendet, um die Anzahl der Kräuselbogen zu bestimmen. Die Messung wird zweckmäßigerweise durchgeführt mit einem „Favimat“-Gerät der Firma TexTechno, Deutschland. Dazu wird auf die Veröffentlichung „Automatic Crimp Measurement on Staple Fibers“, Denkendorf Kolloquium, „Textile Mess- und Prüftechnik“, 9.11.99, Dr. Ulrich Mörschel (insbesondere Seite 4, 4) verwiesen. Die Filamente (bzw. die Filamentprobe) werden/wird hierzu als Filamentknäuel vor einer weiteren Verfestigung von der Ablage bzw. vom Ablageband abgenommen und die Filamente werden vereinzelt und gemessen. Der Bogendurchmesser wird zweckmäßigerweise gemessen, indem der zu vermessende Vliesstoff unter einem Mikroskop platziert und unter Verwendung einer geeigneten Vergrößerung ein Standbild erzeugt wird und darin kann der Bogendurchmesser gemessen werden. Bei Vliesaggregaten bzw. Vlieslaminaten mit mehreren Lagen bzw. Schichten muss das optische System jeweils auf die Oberfläche jeder sichtbaren Lage bzw. Schicht fokussiert werden, sodass die weiteren Oberflächen bzw. Lagen oder Schichten soweit wie möglich außerhalb der Tiefenschärfe liegen. Aufgrund der zufälligen Verteilung der Filamente bzw. der zufälligen Verteilung der Bogendurchmesser sind jeweils mindestens 25 Messungen erforderlich. Es wird der arithmetische Mittelwert angegeben. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch den unterschiedlichen Kräuselungsgrad der Schichten bzw. Lagen vorzugsweise unterschiedliche Porengrößen der Schichten bzw. Lagen eingestellt werden können. Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Schicht bzw. die erste Vliesschicht aus Endlosfilamenten eine Bogenanzahl im Bereich 0 bis 3 pro cm und die zweite Schicht eine Bogenanzahl im Bereich 2 bis 6 pro cm auf, wobei die zweite Schicht vorzugsweise eine größere Bogenanzahl aufweist als die erste Schicht. Für eine offenere Struktur sind insbesondere größere Crimpbogenamplituden bevorzugt.
Es wurde vorstehend bereits ausgeführt, dass die Filamente der ersten Schicht und/oder die Filamente der zweiten Schicht und/oder die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente, sind und dass zweckmäßigerweise die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der ersten Schicht und/oder der dritten Schicht bzw. zweiten Vlieslage höher ist als der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der zweiten Schicht. Zweckmäßigerweise beträgt der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der ersten Schicht 10 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 65 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 35 bis 55 Gew.-%, beispielsweise 50 Gew.-% bzw. etwa 50 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht. Erfindungsgemäß beträgt der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der zweiten Schicht 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 15 bis 25 Gew.-%, beispielsweise 20 Gew.-% bzw. etwa 20 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht. Hinsichtlich der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage ist es bevorzugt, dass der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten 15 Gew.-% bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt 22 Gew.-% bis 40 Gew.-%, beispielsweise 30 Gew.-% bzw. etwa 30 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage - beträgt.
Die nachfolgenden Angaben bezüglich der Komponenten der Mehrkomponentenfilamente gelten vorzugsweise für alle Schichten bzw. Lagen des Vliesaggregates aus Mehrkomponentenfilamenten, insbesondere aus Bikomponentenfilamenten: Es ist besonders bevorzugt, dass die zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente der Mehrkomponentenfilamente aus Polyethylen besteht bzw. im Wesentlichen besteht. Wenn hier oder nachfolgend in Bezug auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente bzw. der Bikomponentenfilamente und insbesondere auf einen Kunststoff bzw. auf ein Polymer „im Wesentlichen besteht“ angegeben wird, meint dies insbesondere, dass die Komponente bzw. das Polymer zu mindestens 95 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 97 Gew.-% und bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-% vorhanden ist. Die restlichen Gewichtsprozent können insbesondere von Additiven wie Weichmachern, Füllstoffen, Farben und dergleichen gebildet werden. Es ist weiter bevorzugt, dass die zumindest eine weitere Komponente bzw. die zweite Komponente der Mehrkomponentenfilamente, insbesondere der Bikomponentenfilamente, aus Polypropylen oder aus einem Polyester besteht bzw. im Wesentlichen besteht. Mit der zweiten bzw. weiteren Komponente ist insbesondere die neben der niedrigschmelzenden Bindekomponente vorliegende zweite bzw. eine neben der niedrigschmelzenden Bindekomponente weiter vorliegende Komponente gemeint. Die zweite bzw. weitere Komponente der Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente bildet dann insbesondere die höherschmelzende Komponente. Für die weitere bzw. zweite Komponente kann anstelle von Polypropylen oder zusätzlich zu Polypropylen auch zumindest ein Polypropylen-Copolymer eingesetzt werden und anstelle des Polyesters oder zusätzlich zu dem Polyester auch zumindest ein PolyesterCopolymer eingesetzt werden. Als Polyester eignet sich insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polylactid (PLA) und als PolyesterCopolymer insbesondere PET-Copolymer (Co-PET). Eine empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Komponente bzw. die zweite Komponente der Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente aus zumindest einem Kunststoff aus der Gruppe „Polypropylen, Polypropylen-Copolymer, Polyethylenterephthalat (PET), Polylactid (PLA), PET-Copolymer (Co-PET)“ besteht bzw. im Wesentlichen besteht. Gemäß ganz besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die niedrigschmelzende Bindekomponente der Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente aus Polyethylen bzw. im Wesentlichen aus Polyethylen und die zweite bzw. weitere Komponente der Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente - insbesondere die höherschmelzende Komponente - besteht aus Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus Polypropylen.
Die Filamente der zweiten Schicht sind erfindungsgemäß Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente, wobei die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen, wobei der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht mit der Maßgabe bemessen ist, dass bei einem Aufquellen der Funktionspartikel - insbesondere bei einem Aufquellen von Absorptionspartikeln infolge einer Absorption von fluiden Medien - ein zumindest teilweises Aufbrechen der Bindungspunkte zwischen den Filamenten der zweiten Schicht möglich ist und wobei hierzu der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% und insbesondere 15 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente - beträgt. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch einen ausreichend niedrigen Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten bzw. Bikomponentenfilamenten der zweiten Schicht und insbesondere durch die daraus resultierende relativ niedrige Verbindungsfestigkeit beim Aufquellen der Funktionspartikel, insbesondere der Absorptionspartikel, zumindest ein teilweises Aufbrechen der Filament-Filament-Verbindungspunkte möglich ist, sodass die Funktionspartikel beim Quellen nicht aus der zweiten Schicht heraustreten bzw. im Wesentlichen nicht aus der zweiten Schicht heraustreten.
Es ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich möglich, dass die Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente der Schichten oder Lagen des Vliesaggregates als Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente mit Kern-Mantel-Konfiguration, insbesondere mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration, mit Seite-an-Seite-Konfiguration, mit multilobaler Konfiguration, mit trilobaler Konfiguration oder dergleichen Querschnittskonfigurationen ausgebildet sind.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht und/oder der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente mit Kern-Mantel-Konfiguration - insbesondere mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration - sind und wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform die Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht Mehrkomponentenfilamente mit Seite-an-Seite-Konfiguration sind. Es ist möglich, dass die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht Mehrkomponentenfilamente mit zentrischer Kern-Mantel-Konfiguration sind. Es ist außerdem möglich, dass die Mehrkomponentenfilamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente mit Seite-an-Seite-Konfiguration sind. Wenn die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht gemäß bevorzugter Ausführungsform als Mehrkomponentenfilamente mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration ausgebildet sind, liegt es im Rahmen der Erfindung, dass sowohl der Mantel der Filamente als auch der Kern der Filamente - im Filamentquerschnitt gesehen - kreisförmig ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht als Mehrkomponentenfilamente mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration ausgebildet und der Kern dieser Filamente ist - im Filamentquerschnitt gesehen - kreissegmentförmig ausgebildet und weist bezüglich seines Umfanges einen kreisbogenförmigen Umfangsabschnitt sowie einen linearen Umfangsabschnitt auf, sodass gleichsam eine D-Form des Kerns - im Filamentquerschnitt gesehen - resultiert. Wenn gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht und der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration sind, ist es außerdem bevorzugt, dass der Abstand des Flächenschwerpunktes des Kerns von dem Flächenschwerpunkt des Mantels bei den Mehrkomponentenfilamenten mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration der ersten Schicht kleiner ist als der Abstand des Flächenschwerpunktes des Kerns vom Flächenschwerpunkt des Mantels der Mehrkomponentenfilamente mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass - bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht, zweiter Schicht und dritter Schicht bzw. zweiter Vlieslage - das Flächengewicht des Vliesaggregates 50 bis 350 g/m², vorzugsweise 80 bis 300 g/m², bevorzugt 100 bis 250 g/m², beträgt. Dabei bezieht sich das Flächengewicht insbesondere auf das Aggregat ohne Funktionspartikel bzw. vor der Aufbringung und Einlagerung der Funktionspartikel. Zweckmäßigerweise beträgt das Gewicht der in das Vliesaggregat eingelagerten Funktionspartikel bezogen auf die Fläche des Vliesaggregates 200 g/m² bis 600 g/m², vorzugsweise 300 g/m² bis 500 g/m². Es hat sich bewährt, dass das Verhältnis des Gewichtes der in das Vliesaggregat eingelagerten Funktionspartikel bezogen auf die Fläche des Vliesaggregates zu dem Flächengewicht des Vliesaggregates 2:1 bis 50:1, vorzugsweise 3:1 bis 30:1, bevorzugt 3:1 bis 20:1, besonders bevorzugt 3:1 bis 5:1, beträgt. Weiter bevorzugt ist der mittlere Titer der Filamente des Aggregates aus erster Schicht, zweiter Schicht und dritter Schicht bzw. zweiter Vlieslage gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung größer als 2 den, besonders bevorzugt größer als 3 den.
Gemäß weiter bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates sind die Filamente der ersten Schicht und die Filamente der zweiten Schicht und die Filamente der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente, wobei die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen und wobei der mittlere Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente des Aggregates aus erster Schicht, zweiter Schicht und dritter Schicht bzw. zweiter Vlieslage - weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 33 Gew.-% beträgt. Es liegt in diesem Zusammenhang im Rahmen der Erfindung, dass die niedrigschmelzende Bindekomponente aus Polyethylen besteht bzw. im Wesentlichen besteht. Es hat sich bewährt, dass der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht größer ist, vorzugsweise um mindestens 5 % größer ist als der mittlere Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage.
Es ist bevorzugt, dass der Masseanteil der ersten Schicht 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 20 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 45 Gew.-%, weiter bevorzugt der Masseanteil der zweiten Schicht 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 35 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 75 Gew.-% und weiter bevorzugt der Masseanteil der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage 4 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 14 Gew.-%, bevorzugt 6 bis 13 Gew.-% - bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht, zweiter Schicht und dritter Schicht bzw. zweiter Vlieslage - beträgt. Bei den angegebenen Masseanteilen handelt es sich im Rahmen der Erfindung insbesondere um die Masseanteile ohne Funktionspartikel bzw. vor der Aufbringung und Einlagerung der Funktionspartikel. Bevorzugt ist dabei der Masseanteil der zweiten Schicht größer als der Masseanteil der ersten Schicht und der dritten Schicht und weiter bevorzugt ist dabei der Masseanteil der ersten Schicht größer als der Masseanteil der dritten Schicht.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht zumindest zwei, vorzugsweise zwei Teilschichten aufweist. Dabei ist eine erste Teilschicht vorzugsweise der ersten Schicht benachbart und eine zweite Teilschicht ist vorzugsweise der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage benachbart. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform haben die Filamente der ersten - vorzugsweise der ersten Schicht benachbarten - Teilschicht der zweiten Schicht einen niedrigeren mittleren Titer als die Filamente der zweiten - vorzugsweise der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage benachbarten - Teilschicht der zweiten Schicht und/oder wobei beide Teilschichten Mehrkomponentenfilamente enthalten, wobei die Mehrkomponentenfilamente der ersten Teilschicht einen höheren Bindekomponentenanteil aufweisen als die Mehrkomponentenfilamente der zweiten Teilschicht.
Es hat sich bewährt, dass der mittlere Titer der Filamente der ersten Teilschicht 2 den bis 6 den, vorzugsweise 2,5 den bis 5,5 den, bevorzugt 3 den bis 5 den, beträgt. Weiter bevorzugt beträgt der mittlere Titer der Filamente der zweiten Teilschicht 2 den bis 9 den, vorzugsweise 3 den bis 8 den, bevorzugt 4 den bis 7 den, beispielsweise 6 den bzw. etwa 6 den. Gemäß bevorzugter Ausführungsform sind die Filamente der ersten Teilschicht und/oder der zweiten Teilschicht Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente. Besonders bevorzugt sind die Filamente der ersten Teilschicht und/oder der zweiten Teilschicht Mehrkomponentenfilamente mit Seite-an-Seite-Konfiguration. Es hat sich bewährt, dass die Mehrkomponentenfilamente der ersten Teilschicht und/oder der zweiten Teilschicht zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen und dass diese niedrigschmelzende Bindekomponente insbesondere aus Polyethylen besteht bzw. im Wesentlichen besteht. Zweckmäßigerweise beträgt der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der ersten Teilschicht 15 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 35 Gew.-%, beispielsweise 25 Gew.-% bzw. etwa 25 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der ersten Teilschicht. Weiter bevorzugt beträgt der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Teilschicht 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, beispielsweise 15 Gew.-% bzw. etwa 15 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Teilschicht. Zweckmäßigerweise besteht die weitere Komponente bzw. die zweite Komponente der Mehrkomponentenfilamente, insbesondere der Bikomponentenfilamente, der ersten Teilschicht und/oder der zweiten Teilschicht aus Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus Polypropylen.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Masseanteil der ersten Teilschicht 15 bis 30 Gew.-%, insbesondere 20 bis 30 Gew.-% und der Masseanteil der zweiten Teilschicht 40 bis 70 Gew.-%, insbesondere 50 bis 60 Gew.-% - bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht, zweiter Schicht bzw. erster und zweiter Teilschicht der zweiten Schicht, und dritter Schicht bzw. zweiter Vlieslage - beträgt. Die Masseanteile beziehen sich hier vorzugsweise auf das Aggregat ohne eingelagerte Funktionspartikel bzw. vor der Aufbringung und Einlagerung der Funktionspartikel. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die mittlere Porengröße der zwischen den Filamenten der ersten Teilschicht der zweiten Schicht ausgebildeten Poren geringer ist als die mittlere Porengröße der zwischen den Filamenten der zweiten Teilschicht der zweiten Schicht ausgebildeten Poren. Zweckmäßigerweise ist die erste Teilschicht der ersten Schicht und die zweite Teilschicht der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage benachbart. Wenn das Vliesaggregat gemäß einer obenstehend beschriebenen Ausführungsform eine Zwischenlage zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage aufweist, ist es möglich, dass die Zwischenlage die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der zweiten Teilschicht aufweist und dass die zweite Schicht die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der ersten Teilschicht aufweist und dann keine zweite Teilschicht aufweist. Es ist gemäß einer Ausführungsform außerdem möglich, dass die zweite Schicht keine erste und zweite Teilschicht aufweist und dass stattdessen die zweite Schicht die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der ersten Teilschicht der zweiten Schicht aufweist, wobei eine auf der zweiten Schicht aufgebrachte zweite Vlieslage aus zwei Vliesschichten aus Endlosfilamenten besteht, wobei eine erste Schicht der zweiten Vlieslage - die der zweiten Schicht benachbart ist - die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der zweiten Teilschicht der zweiten Schicht aufweist und wobei die zweite Schicht der zweiten Vlieslage die obenstehend beschriebenen Eigenschaften der dritten Schicht bzw. zweiten Vlieslage aufweist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Vliesaggregat eine oberhalb der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage angeordnete Decklage aus Endlosfilamenten aufweist. Vorzugsweise ist die Decklage als Spunbond-Vlieslage ausgebildet und besonders bevorzugt sind die Filamente der Decklage Mehrkomponentenfilamente, insbesondere Bikomponentenfilamente. Es hat sich bewährt, dass die Mehrkomponentenfilamente der Decklage Mehrkomponentenfilamente mit Kern-Mantel-Konfiguration, insbesondere mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration, sind. Vorzugsweise weisen die Mehrkomponentenfilamente der Decklage zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente auf. Weiter bevorzugt besteht die niedrigschmelzende Bindekomponente aus Polyethylen bzw. im Wesentlichen aus Polyethylen. Die weitere bzw. zweite Komponente der Mehrkomponentenfilamente bzw. Bikomponentenfilamente der Decklage besteht zweckmäßigerweise aus Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus Polypropylen. Es hat sich bewährt, dass der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der Decklage mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente der Decklage - beträgt. Es ist weiter bevorzugt, dass der mittlere Titer der Mehrkomponentenfilamente der Decklage weniger als 3 den beträgt.
Es ist bevorzugt, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat um ein verfestigtes bzw. endverfestigtes Vliesaggregat bzw. Vlieslaminat handelt. Vorzugsweise ist das Vliesaggregat ein thermisch verfestigtes bzw. endverfestigtes Vliesaggregat. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Verfestigung bzw. Endverfestigung, insbesondere die thermische Verfestigung bzw. Endverfestigung, des Vliesaggregates mithilfe einer Verfestigungseinrichtung, insbesondere mithilfe eines Kalanders durchgeführt ist. Die Verfestigungseinrichtung kann gemäß einer Ausführungsform einen Durchströmofen und/oder einen Heißkalander aufweisen. Es bietet sich an, das im Ofen vorverfestigte Aggregat ohne wesentliche Abkühlung direkt dem Heißkalander zuzuführen, um die Produktabwärme für eine effektive Heißkalandrierung zu nutzen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage hydrophile Eigenschaften aufweisen und insbesondere hydrophilere Eigenschaften aufweisen als die erste Schicht. Zweckmäßigerweise weist die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage hydrophilere Eigenschaften auf als die zweite Schicht. Es ist möglich, dass die hydrophilen Eigenschaften einer Schicht bzw. Lage durch Beimischung eines hydrophilen Additivs zu der Schmelze, aus der die Filamente ersponnen werden und/oder durch Aufbringung eines Hydrophilierungsmittels, insbesondere einer hydrophilen Avivage, auf die Lage bzw. Schicht nach dem Spinnen, eingestellt werden. Dass ein Hydrophilierungsmittel auf eine Lage bzw. Schicht aufgebracht ist bzw. wird meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass das Hydrophilierungsmittel auf die Filamente bzw. die abgelegten Filamente der Lage bzw. Schicht aufgebracht wird. Durch die Beimischung eines hydrophilen Additivs zu der Schmelze, aus der die Filamente ersponnen werden, erhalten die Fasern und somit indirekt die Lage bzw. Schicht hydrophilere Eigenschaften. Durch das Aufbringen eines Hydrophilierungsmittels bzw. einer hydrophilen Avivage auf die Lage bzw. Schicht nach dem Spinnen erhält die Lage bzw. Schicht hydrophilere Eigenschaften, aber die hydrophilen Eigenschaften des Materials der Filamente werden nicht verändert.
Bevorzugt ist zumindest auf die zweite Schicht und/oder auf die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage ein Hydrophilierungsmittel, insbesondere eine hydrophile Avivage, aufgebracht, das die Hydrophilie dieser Schicht bzw. Lage einstellt. Bei dem Hydrophilierungsmittel bzw. der hydrophilen Avivage handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Hydrophilierungsmittel, das nach dem Auftrag trocknet bzw. getrocknet wird. Dass eine Schicht oder Lage hinsichtlich ihrer Eigenschaften hydrophiler ausgebildet ist als eine andere Schicht oder Lage meint im Rahmen der Erfindung vorzugsweise, dass die Schicht oder Lage hydrophilere Eigenschaften gegenüber einer wässrigen Natriumchloridlösung, vorzugsweise einer 0,9-%igen wässrigen Natriumchloridlösung, aufweist als die andere Schicht bzw. Lage. 0,9-%ige wässrige Natriumchloridlösung meint im Rahmen der Erfindung insbesondere eine 0,9 Gew.-%ige Lösung von Natriumchlorid in entionisiertem bzw. destilliertem Wasser. Die Messung bzw. Bestimmung der hydrophilen Eigenschaften einer Schicht bzw. Lage des Vliesaggregates kann durch Bestimmung der Oberflächenspannung der Oberfläche bzw. der Außenseite der Schicht bzw. Lage gegenüber einer Testflüssigkeit, insbesondere gegenüber einer 0,9-%igen wässrigen Natriumchloridlösung, ermittelt werden, indem die Zeit bestimmt wird, bis diese Testflüssigkeit in die Schicht bzw. Lage eingedrungen ist. Dazu erfolgt gegebenenfalls zunächst eine Trennung des Vliesaggregates in seine einzelnen Lagen und/oder Schichten. Zusätzlich oder alternativ kann der Kontaktwinkel zwischen einer Testflüssigkeit und der Lage bzw. der Schicht bestimmt werden, um zu ermitteln, ob eine Lage oder Schicht hydrophilere Eigenschaften aufweist als eine andere Lage oder Schicht. Dabei kann als Testflüssigkeit vorzugsweise ebenfalls eine 0,9-%ige wässrige Natriumchloridlösung verwendet werden. Wenn bei dem Einsatz einer Testflüssigkeit kein Zeitunterschied beim Eindringen der Testflüssigkeit im Vergleich zweier Schichten oder Lagen ermittelt werden kann, wird bevorzugt die Benetzungsspannung der Schichten bzw. Lagen analog zur DIN ISO 8296 „Kunststoffe - Folien und Bahnen - Bestimmung der Benetzungsspannung“ ermittelt.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung eines vorstehend beschriebenen Vliesaggregates, wobei zumindest eine erste Schicht auf einer Ablageeinrichtung - insbesondere auf einem Ablagesiebband - abgelegt wird und wobei zumindest eine zweite Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten durch Ausspinnen der Endlosfilamente aus einem Spinnbalken erzeugt wird und auf der ersten Schicht abgelegt wird, wobei Funktionspartikel auf das Aggregat aufgebracht werden, wobei die Funktionspartikel zwischen den Filamenten der zweiten Schicht eingelagert werden
und wobei die erste Schicht mit der Maßgabe erzeugt wird, dass sie eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm bildet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Schicht als Vliesschicht aus Endlosfilamenten erzeugt wird und wobei die Filamente für die erste Schicht und die Filamente für die zweite Schicht mit demselben Spinnbalken ersponnen werden. Es ist weiterhin bevorzugt, dass zumindest eine dritte Schicht in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten oder zumindest eine zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten erzeugt wird und auf der zweiten Schicht abgelegt wird.
Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Filamente für die erste Schicht und die Filamente für die zweite Schicht und die Filamente für die dritte Schicht mit demselben Spinnbalken ersponnen. Dann wird zweckmäßigerweise auf diesem Spinnbalken in Maschinenrichtung (MD-Richtung) zumindest eine Spinnbalkeneigenschaft bzw. zumindest eine Filamenteigenschaft aus der Gruppe: „Pro-Loch-Durchsatz, Querschnittsgeometrie der Mehrkomponentenfilamente, Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente“ variiert, um die drei voneinander verschiedenen Schichten zu erzeugen bzw. übereinander abzulegen. Zweckmäßigerweise ist - in MD-Richtung gesehen - die Einlaufseite des Spinnbalkens zur Erzeugung der ersten Schicht und der mittlere Bereich zur Erzeugung der zweiten Schicht und die Auslaufseite zur Erzeugung der dritten Schicht vorgesehen. Die drei Bereiche des zur Erzeugung der ersten Schicht und der zweiten Schicht und der dritten Schicht vorgesehenen Spinnbalkens erzeugen dann die drei Schichten mit den oben stehend beschriebenen Eigenschaften der Filamente. Auf diese Weise sind die Eigenschaften der Schichten sehr präzise und genau einstellbar, sodass ein Vliesaggregat resultiert, bei dem Eigenschaften wie die mittlere Porengröße, sehr präzise und in feiner Abstufung eingestellt werden können. Die Auswahl und die Kombination der Spinnbalkeneigenschaften bzw. Filamenteigenschaften innerhalb eines Spinnbalkens ist gleichsam ein Werkzeugkasten zur Erzeugung von Vliesschichten aus Endlosfilamenten mit präzise und fein eingestellten und abstimmbaren Eigenschaften. Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens alternativ möglich, dass die dritte Schicht durch Teilverfestigung, insbesondere durch thermische Teilverfestigung, der in Richtung der Vliesaggregataußenseite gerichteten Außenseite der zweiten Schicht erzeugt wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die zweite Schicht eine zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten abgelegt und diese zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten wird mit einem separaten Spinnbalken ersponnen. Es ist möglich, dass die zweite Vlieslage von einer Abrollvorrichtung bzw. einer Rolle abgerollt und auf die zweite Schicht aufgelegt wird. Es ist außerdem möglich, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Decklage aus Endlosfilamenten mit einem weiteren separaten Spinnbalken ersponnen wird und auf der dritten Schicht oder auf der zweiten Vlieslage oder auf der zweiten Schicht abgelegt wird. Es ist möglich, dass die Decklage von einer Abrollvorrichtung bzw. einer Rolle abgerollt und auf die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage oder auf die zweite Schicht aufgelegt wird. Bei der Ablage der zweiten Vlieslage werden die erste Schicht und die zweite Schicht vorzugsweise durch die Prozessluft eines zweiten Spinnbalkens verdichtet. Dies ermöglicht im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine Verringerung der mittleren Porengröße der ersten und der zweiten Schicht während der Ablage der zweiten Vlieslage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Funktionspartikel auf die zweite Schicht aufgebracht und in die zweite Schicht eingebracht und anschließend wird zweckmäßigerweise die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage auf der zweiten Schicht aufgebracht bzw. unmittelbar aufgebracht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Funktionspartikel auf die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage aufgebracht, wobei die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage mit der Maßgabe erzeugt wird, dass die Funktionspartikel - zumindest vor einer Verfestigung und/oder Verdichtung der dritten Schicht bzw. zweiten Vlieslage - die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage durchdringen und zumindest zum Großteil zwischen den Filamenten der zweiten Schicht eingelagert werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass nach der Aufbringung der Funktionspartikel, insbesondere nach der Aufbringung der Funktionspartikel auf die dritte Schicht oder die zweite Vlieslage oder auf die zweite Schicht, die Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat erfolgt. Die Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat bzw. in die zweite Schicht erfolgt zweckmäßigerweise durch mechanische Energie und/oder durch ein elektrisches Feld und/oder durch akustischen Druck, beispielsweise durch Schall. Vorzugsweise erfolgt die Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat bzw. in die zweite Schicht mittels akustischem Druck im Bereich von 100 Hz bis 25 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 kHz bis 18 kHz, besonders bevorzugt im Bereich von 14 kHz bis 16 kHz. Weiter bevorzugt beträgt die Amplitude des akustischen Druckes zwischen 5 µm und 5.000 µm, bevorzugt zwischen 50 µm und 150 µm und besonders bevorzugt zwischen 80 µm und 110 µm.
Es liegt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass ein Hydrophilierungsmittel, insbesondere eine hydrophile Avivage auf das Vliesaggregat aufgebracht bzw. aufgetragen wird. Der Auftrag des Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage kann dabei gemäß einer Ausführungsform vor/und oder nach, insbesondere nach, der Aufbringung der Funktionspartikel auf das Vliesaggregat erfolgen. Zweckmäßigerweise wird das Hydrophilierungsmittel bzw. die hydrophile Avivage mittels Sprühauftrag auf das Vliesaggregat aufgebracht bzw. aufgetragen. Bevorzugt handelt es sich um ein flüssiges Hydrophilierungsmittel bzw. um eine flüssige hydrophile Avivage. Weiter bevorzugt erfolgt nach dem Auftrag bzw. Sprühauftrag der hydrophilen Avivage ein Trocknungsschritt. Wenn gemäß bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine erste Schicht und eine zweite Schicht und eine dritte Schicht mit demselben Spinnbalken ersponnen werden, erfolgt der Auftrag des Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage vorzugsweise nach dem Aufbringen der Funktionspartikel auf die dritte Schicht und weiter bevorzugt nach dem Einbringen der Funktionspartikel in das Aggregat bzw. in die zweite Schicht. Wenn gemäß einer Ausführungsform auf die zweite Schicht eine zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten aufgebracht wird, erfolgt der Auftrag des Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage vorzugsweise vor und/oder nach, bevorzugt nach, dem Aufbringen der zweiten Vlieslage auf der zweiten Schicht. Wenn gemäß einer Ausführungsform auf die zweite Schicht eine zweite Vlieslage aufgebracht wird, ist es außerdem bevorzugt, dass die Auf- und Einbringung der Funktionspartikel vor und/oder nach, insbesondere vor, dem Ausspinnen der Filamente durch den zweiten Spinnbalken bzw. der Ablage der zweiten Vlieslage auf der zweiten Schicht erfolgt.
Es liegt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass nach der Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat bzw. in die zweite Schicht eine Verfestigung der Oberfläche bzw. der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage und/oder eine Verfestigung des gesamten Aggregates aus erster Schicht, zweiter Schicht und dritter Schicht oder zweiter Vlieslage erfolgt.
Die Verfestigung der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage nach der Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat bzw. in die zweite Schicht führt vorzugsweise zu einem Verschließen dieser Schicht, sodass zunächst die Funktionspartikel durch diese Schicht bzw. Lage in das Vliesaggregat eingebracht werden können und wobei anschließend diese verschlossene Schicht bzw. Lage als Barriere für die Funktionspartikel wirkt.
Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens außerdem möglich, dass nach der Erzeugung und Ablage der ersten Schicht und der zweiten Schicht und der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage eine Vorverfestigung bzw. Kompaktierung des abgelegten Aggregates erfolgt und dass anschließend die Aufbringung und Einbringung der Funktionspartikel und/oder der Auftrag der hydrophilen Avivage durchgeführt wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Vorverfestigung bzw. Kompaktierung des Aggregates aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht und der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage nach der Aufbringung des Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Prozesswärme der Vorverfestigung bzw. Kompaktierung die Restfeuchtigkeit der hydrophilen Avivage ohne zusätzlichen Aufwand trocknen kann. Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung, dass keine Vorverfestigung des Vliesaggregates erfolgt und dass das gesamte Vliesaggregat erst nach der Aufbringung und Einbringung der Funktionspartikel und deren Einbringung in das Vliesaggregat und nach der Aufbringung des Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage verfestigt bzw. endverfestigt wird.
Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, dass das Aggregat aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht und der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage vor der Aufbringung der Funktionspartikel mit möglichst geringer Kompaktierung derart verfestigt wird, dass das Vliesaggregat transportfähig ist. Nach dieser Verfestigung des Vliesaggregates aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht und der dritten Schicht oder der zweiten Vlieslage kann das Vliesaggregat zunächst abgelegt oder aufgewickelt werden, sodass die Aufbringung und Einbringung der Funktionspartikel in das Vliesaggregat in einem separaten Schritt „offline“ erfolgen kann. Im Rahmen einer solchen Ausführungsform kann die Aufbringung des zumindest einen Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage vor oder nach der Aufbringung und Einbringung der Funktionspartikel erfolgen.
Es liegt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass das Vliesaggregat für die spätere Verwendung zugeschnitten wird. Dabei soll durch eine ausreichende Immobilisierung der Funktionspartikel sichergestellt werden, dass die Funktionspartikel trotz des Schnittes in dem Vliesaggregat gehalten bzw. fixiert werden können. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch Versiegelung und/oder Verschweißung der Schnittfläche. Dabei kann die Versiegelung und/oder Verschweißung durch thermische und/oder thermomechanische und/oder mechanische Behandlung, insbesondere durch einen Laser, ein Fluid, eine Heißprägung oder durch Ultraschall erfolgen. Bevorzugt findet die Versiegelung bzw. Verschweißung in einem Verfahrensschritt kombiniert mit dem Schneiden statt. Bei einem Laserschnitt können die Prozessparameter so gewählt werden, das die Randbereiche aufschmelzen und verschmelzen und beidseitig des Schnittes verschweißte Schnittflächen an dem Vliesaggregat gebildet werden. Dies kann auch mit einer entsprechend ausgestalteten Ultraschall Sonotrode, beispielsweise in Walzenform, erfolgen.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Vliesaggregates - insbesondere zur Erzeugung eines vorstehend beschriebenen Vliesaggregates und/oder erzeugt mit einem vorstehend beschriebenen Verfahren - wobei ein Spinnbalken zum Ausspinnen von Endlosfilamenten vorgesehen ist sowie eine Ablageeinrichtung - insbesondere ein Ablagesiebband - für die Ablage der Filamente zu einer Vliesbahn vorhanden ist, wobei mit dem Spinnbalken Filamente für zumindest eine erste Schicht bzw. erste Vliesschicht erzeugbar sind und auf der Ablageeinrichtung ablegbar sind, wobei mit demselben Spinnbalken Filamente für zumindest eine zweite Schicht bzw. zweite Vliesschicht erzeugbar sind, welche Filamente auf der ersten Schicht bzw. der ersten Vliesschicht ablegbar sind, wobei der Spinnbalken bzw. die Spinndüsenöffnungen des Spinnbalkens mit der Maßgabe eingerichtet ist/sind, dass

- die Filamente der ersten Schicht einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht und/oder
- die Filamente der ersten und der zweiten Schicht als kräuselnde Mehrkomponentenfilamente ausgebildet sind und die Filamente der zweiten Schicht einen höheren Kräuselungsgrad aufweisen als die Filamente der ersten Schicht und/oder
- die Filamente der ersten und der zweiten Schicht als Mehrkomponentenfilamente mit niedrigschmelzender Bindekomponente ausgebildet sind und der Bindekomponentenanteil der Filamente der ersten Schicht höher ist als der Bindekomponentenanteil der Filamente der zweiten Schicht und wobei dem Spinnbalken in Maschinenrichtung zumindest eine Aufbringungs- und/oder Einbringungseinrichtung zum Aufbringen und/oder Einbringen von Funktionspartikeln auf bzw. in das Aggregat nachgeschaltet ist.

Gemäß bevorzugter Ausführungsform sind mit dem Spinnbalken weiterhin Filamente für zumindest eine dritte Schicht bzw. dritte Vliesschicht erzeugbar, welche Filamente auf der zweiten Schicht bzw. zweiten Vliesschicht ablegbar sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Vorrichtung einen zweiten Spinnbalken zum Ausspinnen von Endlosfilamenten für eine zweite Vlieslage aus Endlosfilamenten auf, wobei die zweite Vlieslage auf der zweiten Schicht ablegbar ist. Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abrolleinrichtung für die Aufbringung einer Decklage auf die dritte Schicht bzw. die zweite Vlieslage aufweist. Die Abrolleinrichtung für die Aufbringung der Decklage ist zweckmäßigerweise dem ersten Spinnbalken oder dem zweiten Spinnbalken nachgeschaltet. Wenn die Vorrichtung eine Abrolleinrichtung für eine Decklage aufweist, ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung einen Ofen zur thermischen Verbindung der Decklage mit der dritten Schicht bzw. der zweiten Vlieslage aufweist. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine Auftragseinrichtung zum Aufbringen bzw. Auftragen zumindest eines Hydrophilierungsmittels, insbesondere einer hydrophilen Avivage, auf das Aggregat aufweist. Die Auftragseinrichtung ist vorzugsweise dem Spinnbalken in Maschinenrichtung nachgeschaltet und weiter bevorzugt der Aufbringungs- und/oder Einbringungseinrichtung in Maschinenrichtung nachgeschaltet. Gemäß bevorzugter Ausführungsform ist eine Auftragseinrichtung als Sprühsystem, beispielsweise als Sprühdüse ausgebildet. Dann ist die Auftragseinrichtung bzw. das Sprühsystem insbesondere zum Sprühauftrag des zumindest einen Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage vorgesehen. Es ist außerdem möglich, dass eine Auftragseinrichtung als Auftragswalze ausgebildet ist. Dann ist die Auftragseinrichtung bzw. die Auftragswalze insbesondere zum Walzenauftrag des zumindest einen Hydrophilierungsmittels bzw. der hydrophilen Avivage (Kiss-Roll-Auftrag) vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat Funktionspartikel sehr sicher fixiert werden können und dass sich in Dickenrichtung des Vliesaggregates zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise ein Partikelgrößengradient der eingelagerten Funktionspartikel ergibt. Eine Bewegung bzw. Verschiebung der Funktionspartikel kann bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat weitgehend vermieden werden. Das Vliesaggregat zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass die Eigenschaften der Schichten bzw. Lagen sehr fein und gemäß den Anforderungen eingestellt sind bzw. einstellbar sind. Das Vliesaggregat stellt somit eine funktionssichere Fixierung und die Realisierung eines Partikelgrößengradienten sicher und ist nichtsdestoweniger mit verhältnismäßig geringem Aufwand und verhältnismäßig geringen Kosten herstellbar. Die Funktionspartikel sind sowohl gegen ein Herausfallen aus dem Vliesaggregat als auch gegen eine Verschiebung bzw. Bewegung innerhalb des Vliesaggregates sehr funktionssicher geschützt. Ein realisierter Partikelgrößengradient bleibt bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat somit weitgehend erhalten. Im Vergleich zu den bekannten Maßnahmen lassen sich diese Eigenschaften sehr funktionssicher und wenig aufwendig realisieren. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Vliesaggregat eine sehr feine Abstufung der Eigenschaften der Lagen bzw. Schichten, beispielsweise hinsichtlich der mittleren Porengröße, möglich.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

1: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Vliesaggregat in einer ersten Ausführungsform,
2: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Vliesaggregat in einer zweiten Ausführungsform,
3: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Vliesaggregat in einer dritten Ausführungsform,
4: einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Vliesaggregates,
5: einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Vliesaggregates in einer zweiten Ausführungsform,
6: einen Vertikalschnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung einer Lage bzw. Spunbond-Lage.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Vliesaggregat 1 mit einer Vlieslage 2 mit zumindest einer ersten Schicht 3 und zumindest einer zweiten Schicht 4. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel sind die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 als Spunbond-Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet. Das Vliesaggregat 1 gemäß 1 weist darüber hinaus bevorzugt und im Ausführungsbeispiel eine unmittelbar auf der zweiten Schicht 4 aufgebrachte dritte Schicht 6 in Form einer Spunbond-Vliesschicht aus Endlosfilamenten auf. Die zweite Schicht 4 weist Funktionspartikel 5 auf, die in den Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht 4 eingelagert sind. Die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht 3 ausgebildeten Poren ist geringer als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht 4. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel sind auch in den Poren zwischen den Filamenten der ersten Schicht 3 Funktionspartikel 5 eingelagert, deren durchschnittliche Größe vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel geringer ist als die durchschnittliche Größe der in den Poren der zweiten Schicht 4 eingelagerten Funktionspartikel 5. Die Funktionspartikel 5 sind bevorzugt und im Ausführungsbeispiel in den Poren der zweiten Schicht 4 adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei eingelagert. Dies gilt im Übrigen und gemäß bevorzugter Ausführungsform auch für die Funktionspartikel 5, die in den Poren der ersten Schicht 3 eingelagert sind. Bei den Funktionspartikeln 5 mag es sich um Absorptionspartikel, insbesondere für eine Absorption von fluiden Medien, handeln.
Die Vlieslage 2 bzw. die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 und die dritte Schicht 6 sind besonders bevorzugt und im Ausführungsbeispiel gemäß der 1 aus lediglich einem Spinnbalken bzw. aus lediglich einer Spinnerette ausgesponnen. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel gemäß der 1 weisen die Filamente der ersten Schicht 3 und die Filamente der dritten Schicht 6 einen geringeren mittleren Titer auf als die Filamente der zweiten Schicht 4. Weiter bevorzugt und im Ausführungsbeispiel weisen die Filamente der dritten Schicht 6 einen höheren mittleren Titer auf als die Filamente der ersten Schicht 3. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 1 mag der Titer der Filamente der ersten Schicht 3 etwa 2,0 den, der mittlere Titer der Filamente der zweiten Schicht 4 etwa 6,0 den und der mittlere Titer der Filamente der dritten Schicht 6 etwa 2,5 den betragen. Bei den Filamenten der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 und der dritten Schicht 6 handelt es sich bevorzugt und im Ausführungsbeispiel um gekräuselte Bikomponentenfilamente, wobei die Bikomponentenfilamente eine niedrigschmelzende Bindekomponente und eine höherschmelzende zweite Komponente aufweisen. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren mag die niedrigschmelzende Bindekomponente aus Polyethylen bestehen bzw. im Wesentlichen aus Polyethylen bestehen und die zweite Komponente bzw. die höherschmelzende Komponente mag aus Polypropylen bestehen bzw. im Wesentlichen bestehen.
Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist der Kräuselungsgrad der Filamente der ersten Schicht 3 und der Filamente der dritten Schicht 6 geringer als der Kräuselungsgrad der Filamente der zweiten Schicht 4.
Gemäß bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren beträgt der Masseanteil der ersten Schicht 3 5 bis 60 Gew.-% und der Masseanteil der zweiten Schicht 4 30 bis 85 Gew.-% und der Masseanteil der dritten Schicht 6 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht 3, zweiter Schicht 4 und dritter Schicht 6. Die Masseanteile beziehen sich vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel auf das Aggregat ohne Funktionspartikel bzw. vor der Aufbringung und Einlagerung der Funktionspartikel. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren mag der Masseanteil der ersten Schicht 3 20 Gew.-%, der Masseanteil der zweiten Schicht 4 70 Gew.-% und der Masseanteil der dritten Schicht 6 10 Gew.-%, bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht 3, zweiter Schicht 4 und dritter Schicht 6 betragen.
Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vliesaggregates. Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist anstelle einer dritten Vliesschicht aus Endlosfilamenten eine zweite Vlieslage 7 aus Endlosfilamenten vorhanden. Bezüglich der Schichten bzw. Lagen gelten im Wesentlichen die gleichen Ausführungen wie zur 1. Die zweite Vlieslage 7 ist aus einem weiteren bzw. zweiten Spinnbalken 9 bzw. einer weiteren bzw. zweiten Spinnerette ausgesponnen und auf der zweiten Schicht 4 abgelegt. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist die zweite Vlieslage 7 eine Spunbond-Vlieslage. Die erste Schicht 3 bildet vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel eine erste Vliesaggregataußenseite 25 bzw. Unterseite und die zweite Vlieslage 7 bildet vorzugsweise eine zweite, der ersten Vliesaggregataußenseite gegenüberliegende Vliesaggregataußenseite 26 bzw. Oberseite.
Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vliesaggregates 1. Bei der Ausführungsform gemäß der 3 weist das Vliesaggregat 1 analog zur Ausführungsform gemäß der 1 eine erste Schicht 3 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten, eine zweite Schicht 4 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten und eine dritte Schicht 6 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten auf, wobei die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 und die dritte Schicht 6 aus dem gleichen Spinnbalken 8 bzw. aus der gleichen Spinnerette ausgesponnen sind. Bei der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 und der dritten-Schicht 6 handelt es sich vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel um Spunbond-Vliesschichten. In der Ausführungsform gemäß der 3 und bevorzugt besteht die zweite Schicht 4 aus zwei Teilschichten 10, 11, wobei die erste Teilschicht 10 der ersten Schicht 3 benachbart ist und wobei die zweite Teilschicht 11 der dritten Schicht 6 benachbart ist. Auf diese Weise lassen sich Eigenschaften der zweiten Schicht 4 besonders fein einstellen bzw. abstufen. Dabei handelt es sich beispielsweise um die mittlere Porengröße der zweiten Schicht 4 bzw. der beiden Teilschichten 10, 11. Bei der Ausführungsform gemäß der 3 mit den beiden Teilschichten 10, 11 der zweiten Schicht 4 haben die Filamente der ersten Teilschicht 10 der zweiten Schicht 4 vorzugsweise einen niedrigeren mittleren Titer als die Filamente der zweiten Teilschicht 11 der zweiten Schicht 4. Darüber hinaus ist vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel die mittlere Porengröße von zwischen den Filamenten der ersten Teilschicht 10 ausgebildeten Poren geringer als die mittlere Porengröße von zwischen den Filamenten der zweiten Teilschicht 11 ausgebildeten Poren. Die mittlere Porengröße von zwischen der ersten Teilschicht 10 ausgebildeten Poren ist jedoch vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel größer als die mittlere Porengröße von zwischen den Filamenten der ersten Schicht 3 und der dritten Schicht 6 ausgebildeten Poren. Die 3 zeigt außerdem, dass sich innerhalb der zweiten Schicht 4 hinsichtlich der durchschnittlichen Größe der eingelagerten Funktionspartikel 5 ein Partikelgrößengradient ergibt. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel nimmt die durchschnittliche Partikelgröße der eingelagerten Partikel von der zweiten Teilschicht 11 zur ersten Teilschicht 10 und weiter zur ersten Schicht 3 hin ab. Der Masseanteil der ersten Teilschicht 10 beträgt vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht 3, zweiter Schicht 4 und dritter Schicht 6 und mag im Ausführungsbeispiel etwa 20 Gew.-% betragen. Der Masseanteil der zweiten Teilschicht 11 beträgt vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-% bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht 3, zweiter Schicht 4 und dritter Schicht 6 und mag im Ausführungsbeispiel etwa 50 Gew.-% betragen.
Die 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Vliesaggregates 1 in einer ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung weist einen Spinnbalken 8 zum Ausspinnen von Endlosfilamenten, sowie eine als Ablagesiebband ausgebildete Ablageeinrichtung 12 für die Ablage der Filamente zu einer Vliesbahn auf. Mit dem Spinnbalken 8 sind bevorzugt und im Ausführungsbeispiel Filamente für eine erste Schicht 3 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten erzeugbar und auf der Ablageeinrichtung 12 ablegbar. Mit demselben Spinnbalken 8 sind bevorzugt und im Ausführungsbeispiel Filamente für eine zweite Schicht 4 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten erzeugbar, welche Filamente auf der ersten Schicht 3 ablegbar sind. Mit demselben Spinnbalken 8 sind vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel Filamente für eine dritte Schicht 6 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten erzeugbar und auf der zweiten Schicht ablegbar. Der Spinnbalken 8 bzw. die Spinndüsenöffnungen des Spinnbalkens 8 sind vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel mit der Maßgabe eingerichtet, dass die Filamente der ersten Schicht 3 einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht 4 und dass die Filamente der dritten Schicht 6 einen höheren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der ersten Schicht 3, aber einen geringeren mittleren Titer als die Filamente der zweiten Schicht 4. Weiter bevorzugt und im Ausführungsbeispiel ist der Spinnbalken 8 bzw. die Spinndüsenöffnungen des Spinnbalkens 8 mit der Maßgabe eingerichtet, dass die Filamente der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 und der dritten Schicht 6 als kräuselnde Mehrkomponentenfilamente ausgebildet sind und dass die Filamente der zweiten Schicht 4 einen höheren Kräuselungsgrad aufweisen als die Filamente der ersten Schicht 3 und die Filamente der dritten Schicht 6.
Die Vorrichtung weist vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel eine Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b zum Aufbringen und zum Einbringen von Funktionspartikeln 5 auf bzw. in das Aggregat auf, die dem Spinnbalken 8 in Maschinenrichtung (MD-Richtung) nachgeschaltet ist. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist die Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b einen Aufbringungsteil 13a und einen Einbringungsteil 13b auf. Mittels der Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b können die Funktionspartikel vorzugsweise auf das Aggregat aufgebracht und in das Aggregat eingebracht werden. Bei dem Aufbringungsteil 13a handelt es sich bevorzugt und im Ausführungsbeispiel um einen Streutrichter. Bei dem Einbringungsteil 13b kann es sich um eine Einrichtung zur Erzeugung von akustischem Druck, beispielsweise durch Schall, handeln. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zudem eine Auftragseinrichtung 14, insbesondere eine Sprühdüse, zum Auftrag eines Hydrophilierungsmittels, insbesondere einer flüssigen hydrophilen Avivage auf das Vliesaggregat auf. Die Auftragseinrichtung 14 ist zweckmäßigerweise dem Spinnbalken 8 in Maschinenrichtung nachgeschaltet und der Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b zum Aufbringen und Einbringen der Funktionspartikel 5 nachgeschaltet. Weiter bevorzugt und im Ausführungsbeispiel ist der Auftragseinrichtung 14 in Maschinenrichtung nachgeschaltet eine Trocknungseinrichtung 15 zur Trocknung der aufgebrachten bzw. aufgesprühten hydrophilen Avivage vorgesehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel eine Verfestigungseinrichtung 16 zur Verfestigung des Vliesaggregates auf. Diese Verfestigungseinrichtung 16 kann einen Durchströmofen und/oder einen Heißkalander aufweisen. Es bietet sich an, das im Ofen vorverfestigte Aggregat ohne wesentliche Abkühlung direkt dem Heißkalander zuzuführen, um die Produktabwärme für eine effektive Heißkalandrierung zu nutzen.
In der 5 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Für diese zweite Ausführungsform gelten im Wesentlichen die gleichen Ausführungen wie zur 4. Allerdings weist die Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform einen zweiten Spinnbalken 9 zur Erzeugung von Endlosfilamenten auf, der dem ersten Spinnbalken 8 in Maschinenrichtung nachgeschaltet ist und der der Auftragseinrichtung 14 zum Auftrag einer hydrophilen Avivage auf das Vliesaggregat in Maschinenrichtung vorgeschaltet ist. Mit der Vorrichtung gemäß der 5 ist eine erste Schicht 3 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten und eine zweite Schicht 4 in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten mit dem ersten Spinnbalken 8 erzeugbar. Auf das Aggregat aus der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 kann mit der Vorrichtung gemäß der 5 eine zweite Vlieslage 7 aus Endlosfilamenten abgelegt werden, die mit dem zweiten Spinnbalken 9 ersponnen wird. Der nachfolgende Auftrag des Hydrophilierungsmittels, insbesondere der flüssigen hydrophilen Avivage mittels der Auftragseinrichtung 14 und die Trocknung der hydrophilen Avivage mittels der Trocknungseinrichtung 15 erfolgt analog zu der Ausführungsform gemäß der 4. Dies gilt ebenso für die Verfestigung des Vliesaggregates mit der Verfestigungseinrichtung 16. In der Vorrichtung gemäß 5 und bevorzugt ist eine Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b zum Aufbringen und Einbringen von Funktionspartikeln 5 auf das Aggregat vorhanden, die dem Spinnbalken 8 in Maschinenrichtung nachgeschaltet und dem Spinnbalken 9 und Maschinenrichtung vorgeschaltet ist. Die Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b ist somit bevorzugt und im Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Spinnbalken 8, 9 angeordnet. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist die Aufbringungs- und Einbringungseinrichtung 13a, 13b einen als Streutrichter ausgebildeten Aufbringungsteil 13a und einen Einbringungsteil 13b auf, der vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel als Einrichtung zur Erzeugung von akustischem Druck ausgebildet ist.
Die 6 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung einer Lage bzw. Spunbond-Lage für das erfindungsgemäße Vliesaggregat nach dem Spundbond-Verfahren umfassend eine Spinnerette bzw. den Spinnbalken 8 zum Erspinnen der Endlosfilamente für eine Vlieslage aus Endlosfilamenten. Die von der Spinnerette bzw. dem Spinnbalken 8 ersponnenen Endlosfilamente werden in eine Kühlvorrichtung 17 mit einer Kühlkammer 18 eingeführt. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel sind an zwei gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer 18 übereinander angeordnete Luftzufuhrkabinen 19, 20 angeordnet. Aus den übereinander angeordneten Luftzufuhrkabinen 19, 20 wird bevorzugt Luft unterschiedlicher Temperatur in die Kühlkammer 18 eingeführt.
Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel ist der Kühlvorrichtung 3 in Filamentströmungsrichtung eine Verstreckvorrichtung 21 zum Verstrecken der Endlosfilamente nachgeschaltet. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel weist die Verstreckvorrichtung 21 einen Zwischenkanal 22 auf, der die Kühlvorrichtung 17 mit einem Verstreckschacht 23 der Verstreckvorrichtung 21 verbindet. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel ist das Aggregat aus Kühlvorrichtung 17, dem Zwischenkanal 22 und dem Verstreckschacht 23 als geschlossenes Aggregat ausgebildet und außer der Zufuhr von Kühlluft in der Kühlvorrichtung 17 erfolgt keine weitere Luftzufuhr von außen in dieses Aggregat.
Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel schließt in Filamentströmungsrichtung an die Verstreckvorrichtung 21 ein Diffusor 24 an, durch den die Endlosfilamente geführt werden. Nach Durchlaufen des Diffusors 24 werden die Endlosfilamente vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel auf einer als Ablagesiebband ausgebildeten Ablageeinrichtung 12 abgelegt. Das Ablagesiebband ist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel als endlos umlaufendes Ablagesiebband ausgeführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Ablagesiebband luftdurchlässig ist, sodass eine Absaugung von Prozessluft von unten durch das Ablagesiebband möglich ist.

Claims

Vliesaggregat (1) mit zumindest einer Vlieslage (2) mit zumindest einer ersten Schicht (3) und zumindest einer zweiten Schicht (4), wobei die zweite Schicht (4) in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet ist, wobei die mittlere Porengröße von in der ersten Schicht (3) ausgebildeten Poren geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4), wobei die zweite Schicht (4) Funktionspartikel (5) aufweist, die in den Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4) eingelagert sind, wobei die erste Schicht (3) eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln (5) mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm bildet, wobei die Filamente der zweiten Schicht (4) Mehrkomponentenfilamente - insbesondere Bikomponentenfilamente - sind, wobei die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen, wobei der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht (4) mit der Maßgabe bemessen ist, dass bei einem Aufquellen der Funktionspartikel (5) - insbesondere bei einem Aufquellen von Absorptionspartikeln infolge einer Absorption von fluiden Medien - ein zumindest teilweises Aufbrechen der Bindungspunkte zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4) möglich ist und wobei hierzu der Bindekomponentenanteil der Mehrkomponentenfilamente 5 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% und insbesondere 15 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Komponenten der Mehrkomponentenfilamente - beträgt.
Vliesaggregat nach Anspruch 1, wobei zumindest eine auf der zweiten Schicht (4) aufgebrachte, insbesondere unmittelbar aufgebrachte, dritte Schicht (6) in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten vorhanden ist oder zumindest eine auf der zweiten Schicht (4) aufgebrachte, insbesondere unmittelbar aufgebrachte, zweite Vlieslage (7) aus Endlosfilamenten vorhanden ist, wobei bevorzugt diese dritte Schicht (6) oder diese zweite Vlieslage (7) eine mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten aufweist, die geringer ist als die mittlere Porengröße der Poren zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4) und wobei vorzugsweise die dritte Schicht (6) oder die zweite Vlieslage (7) eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln (5) mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm bildet.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Funktionspartikel (5) in den Poren der zweiten Schicht (4) adhäsionsmittelfrei bzw. bindemittelfrei eingelagert sind.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Funktionspartikel (5) zumindest zum Teil Absorptionspartikel, insbesondere für eine Absorption von fluiden Medien und/oder zumindest zum Teil Adsorptionspartikel sind.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Schicht (3) als Vliesschicht aus Endlosfilamenten ausgebildet ist und wobei vorzugsweise die erste Schicht (3) und/oder die zweite Schicht (4) und/oder die dritte Schicht (6) als Spunbond-Vliesschicht ausgebildet ist und/oder wobei die zweite Vlieslage (7) als Spunbond-Vlieslage ausgebildet ist.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Vlieslage bzw. die erste Schicht (3) und die zweite Schicht (4) aus lediglich einem Spinnbalken (8) bzw. aus lediglich einer Spinnerrette ausgesponnen sind.
Vliesaggregat nach Anspruch 6, wobei die dritte Schicht (6) aus dem gleichen Spinnbalken (8) bzw. aus der gleichen Spinnerrette wie die erste und die zweite Schicht (3, 4) ausgesponnen ist oder wobei die zweite Vlieslage (7) aus einem weiteren bzw. zweiten Spinnbalken (9) bzw. aus einer weiteren bzw. zweiten Spinnerrette ausgesponnen ist.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Filamente der ersten Schicht (3) und/oder die Filamente der dritten Schicht (6) bzw. der zweiten Vlieslage (7) einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht (4) und wobei vorzugsweise die Filamente der dritten Schicht (6) bzw. der zweiten Vlieslage (7) einen höheren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der ersten Schicht (3).
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Filamente der ersten Schicht (3) und/oder die Filamente der dritten Schicht (6) bzw. der zweiten Vlieslage (7) Mehrkomponentenfilamente - insbesondere Bikomponentenfilamente - sind, wobei die Mehrkomponentenfilamente zumindest eine niedrigschmelzende Bindekomponente aufweisen und wobei die Mehrkomponentenfilamente vorzugsweise gekräuselte Endlosfilamente sind.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Kräuselungsgrad der Filamente der ersten Schicht (3) und/oder der Filamente der dritten Schicht (6) bzw. zweiten Lage (7) geringer ist als der Kräuselungsgrad der Filamente der zweiten Schicht (4).
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der ersten Schicht (3) und/oder der dritten Schicht (6) bzw. zweiten Vlieslage (7) höher ist als der Anteil der niedrigschmelzenden Bindekomponente in den Mehrkomponentenfilamenten der zweiten Schicht (4).
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Mehrkomponentenfilamente der ersten Schicht (3) und/oder der dritten Schicht (6) bzw. zweiten Vlieslage (7) Mehrkomponentenfilamente mit Kern-Mantel-Konfiguration - insbesondere mit exzentrischer Kern-Mantel-Konfiguration - sind und wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform die Mehrkomponentenfilamente der zweiten Schicht (4) Mehrkomponentenfilamente mit Seite-an-Seite-Konfiguration sind.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei der Masseanteil der ersten Schicht (3) 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 20 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 45 Gew.-%, der Masseanteil der zweiten Schicht (4) 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 35 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 75 Gew.-% und der Masseanteil der dritten Schicht (6) bzw. der zweiten Vlieslage (7) 4 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 14 Gew.-%, bevorzugt 6 bis 13 Gew.-% - bezogen auf das Aggregat aus erster Schicht (3), zweiter Schicht (4) und dritter Schicht (6) bzw. zweiter Vlieslage (7) - beträgt.
Vliesaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zweite Schicht (4) zumindest zwei, vorzugsweise zwei Teilschichten (10, 11) aufweist, wobei die Filamente der ersten - vorzugsweise der ersten Schicht (3) benachbarten - Teilschicht (10) der zweiten Schicht (4) einen niedrigeren mittleren Titer haben als die Filamente der zweiten - vorzugsweise der dritten Schicht (6) oder der zweiten Vlieslage (7) benachbarten - Teilschicht (11) der zweiten Schicht (4) und/oder wobei beide Teilschichten (10, 11) Mehrkomponentenfilamente enthalten, wobei die Mehrkomponentenfilamente der ersten Teilschicht (10) einen höheren Bindekomponentenanteil aufweisen als die Mehrkomponentenfilamente der zweiten Teilschicht (11).
Verfahren zur Erzeugung eines Vliesaggregates nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zumindest eine erste Schicht (3) auf einer Ablageeinrichtung (12) - insbesondere auf einem Ablagesiebband - abgelegt wird und wobei zumindest eine zweite Schicht (4) in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten durch Ausspinnen der Endlosfilamente aus einem Spinnbalken (8) erzeugt wird und auf der ersten Schicht (3) abgelegt wird, wobei Funktionspartikel (5) auf das Aggregat aufgebracht werden, wobei die Funktionspartikel (5) zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4) eingelagert werden und wobei die erste Schicht (3) mit der Maßgabe erzeugt wird, dass sie eine Barriere gegen ein Durchdringen von Partikeln bzw. Funktionspartikeln (5) mit einer Größe größer 150 µm, vorzugsweise größer 100 µm, bevorzugt größer 50 µm, sehr bevorzugt größer 25 µm, besonders bevorzugt größer 10 µm und ganz besonders bevorzugt größer 0,5 µm bildet.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei auch die erste Schicht (3) als Vliesschicht aus Endlosfilamenten erzeugt wird und wobei die Filamente für die erste Schicht (3) und die Filamente für die zweite Schicht (4) mit demselben Spinnbalken (8) ersponnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei zumindest eine dritte Schicht (6) in Form einer Vliesschicht aus Endlosfilamenten oder zumindest eine zweite Vlieslage (7) aus Endlosfilamenten erzeugt wird und auf der zweiten Schicht (4) abgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Funktionspartikel (5) auf die dritte Schicht (6) oder die zweite Vlieslage (7) aufgebracht werden, wobei die dritte Schicht (6) oder die zweite Vlieslage (7) mit der Maßgabe erzeugt wird, dass die Funktionspartikel (5) - zumindest vor einer Verfestigung und/oder Verdichtung der dritten Schicht (6) bzw. zweiten Vlieslage (7) - die dritte Schicht (6) oder die zweite Vlieslage (7) durchdringen und zumindest zum Großteil zwischen den Filamenten der zweiten Schicht (4) eingelagert werden.
Vorrichtung zur Erzeugung eines Vliesaggregates - insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder erzeugt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18 - wobei ein Spinnbalken (8) zum Ausspinnen von Endlosfilamenten vorgesehen ist sowie eine Ablageeinrichtung (12) - insbesondere ein Ablagesiebband - für die Ablage der Filamente zu einer Vliesbahn vorhanden ist, wobei mit dem Spinnbalken (8) Filamente für zumindest eine erste Schicht bzw. erste Vliesschicht (3) erzeugbar sind und auf der Ablageeinrichtung (12) ablegbar sind, wobei mit demselben Spinnbalken (8) Filamente für zumindest eine zweite Schicht bzw. zweite Vliesschicht (4) erzeugbar sind, welche Filamente auf der ersten Schicht bzw. ersten Vliesschicht (3) ablegbar sind, wobei der Spinnbalken (8) bzw. die Spinndüsenöffnungen des Spinnbalkens (8) mit der Maßgabe eingerichtet ist/sind, dass - die Filamente der ersten Schicht (3) einen geringeren mittleren Titer aufweisen als die Filamente der zweiten Schicht (4) und/oder - die Filamente der ersten und zweiten Schicht (3, 4) als kräuselnde Mehrkomponentenfilamente ausgebildet sind und die Filamente der zweiten Schicht (4) einen höheren Kräuselungsgrad aufweisen als die Filamente der ersten Schicht (3) und/oder - die Filamente der ersten und zweiten Schicht (3, 4) als Mehrkomponentenfilamente mit niedrigschmelzender Bindekomponente ausgebildet sind und der Bindekomponentenanteil der Filamente der ersten Schicht (3) höher ist als der Bindekomponentenanteil der Filamente der zweiten Schicht (4) und wobei dem Spinnbalken (8) in Maschinenrichtung zumindest eine Aufbringungs- und/oder Einbringungseinrichtung (13a, 13b) zum Aufbringen und/oder Einbringen von Funktionspartikeln (5) auf bzw. in das Aggregat nachgeschaltet ist.