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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vlies, dessen Fasern zumindest
an der Oberfläche
ein Polyethylen aufweisen, wobei die Fasern thermobondiert sind.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses unter
Nutzung eines Polyethylen enthaltenden Polymers sowie ein Verfahren
zur Herstellung eines Vlieses, dessen Fasern zumindest teilweise
an ihrer Oberfläche
Polyethylen aufweisen, beansprucht.
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Vliese
weisen aufgrund ihrer vielfältigen
Anwendbarkeit verschiedenste Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften
sind aufgrund vielfältiger
Einflußparameter
oftmals nur durch aufwendige Versuche zu ermitteln, wobei neben
den Einflüssen
durch das verwendete Polymermaterial ebenso Einflüsse der
Maschinen, der Umgebungsbedingungen wie auch anderer Parameter zu
beachten sind. Beispielsweise geht aus der WO 02/31245 A2 ein Vlies
hervor, welches besonders weich sein soll. Aus den vielfältigen Versuchsparametern wurde
ein Vlies ermittelt, welches mit einer Verdichtungsfläche von
mindestens 30% der Vliesfläche
und mit einem Abriebwert von weniger als 0,30 mg/cm2 herstellbar
sein soll. Um ein derartiges Material zu ermöglichen, wird ein vorgeprägtes Vlies
durch einen ersten und einen zweiten Kalander geführt, wobei
in beiden Kalandern eine Thermobondierung ausgeführt wird. In einem anschließend angeordneten
Kalander wird das so doppelt verprägte Material im wesentlichen
in CD-Richtung gedehnt, bevor es anschließend aufgerollt und zur weiteren
Verarbeitung transportiert wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vlies zur Verfügung zu
stellen, das einerseits einen weichen Eindruck vermittelt, zum anderen
eine Robustheit aufweist, die für
vielfältige
Anwendungen genügt,
wobei die Herstellung des Vlieses möglichst unaufwendig erfolgen
soll.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Vlies mit den Merkmalen des Anspruches 1,
mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 13 sowie
mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 34 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen
Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Vlies vorgeschlagen, dessen Fasern zumindest an der Oberfläche ein
Polyethylen aufweisen, wobei die Fasern thermobondiert sind, und
das Vlies einen Abrieb von weniger als 0,5 mg/cm2 aufweist,
insbesondere von weniger als 0,4 mg/cm2,
und einen Prägeflächenanteil
von weniger als 23%, insbesondere von weniger als 20%, hat. Gemäß einer
Weiterbildung kann ein Vlies mit einem Abrieb von weniger als 0,3
mg/cm2 hergestellt werden, vorzugsweise
sogar von weniger als 0,2 mg/cm2 und insbesondere von
weniger als 0,1 mg/cm2. Auch gelingt es,
den Prägeflächenanteil
auf unter 18%, insbesondere auch auf unter 16% einstellen zu können.
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Der
Abrieb wird dabei wie folgt bestimmt:
Der Abrieb bei Vliesstoffen
wird mit Hilfe eines Sutherland Inc.-Rubb-Testers bestimmt, einem
Standardgerät aus
der Papierindustrie. Dieses Gerät
ist beispielsweise über
die Firma Richard Schmitt, In der Einsteinstraße 20, 64668 Rimbach, zu erhalten.
Beschrieben wird der Tester prinzipiell auch in der
US 2,734,375 . Das Meßprinzip
sieht vor, daß eine
Oberfläche
des Vliesstoffes unter definierten Bedingungen mit Sandpapier behandelt
und der Abrieb gravimetrisch bestimmt wird. Der Abrieb wird dabei
wie folgt definiert: Gravimetrisch bestimmte Masse von losen Fasern
pro Einheitsfläche
[mg/cm
2].
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Zur
Durchführung
der Abriebsbestimmung wird ein Sutherland Inc.-Rubb-Tester mit 1
kg Auflagegewicht (AGS) mit einem Halter für das Sandpapier, eine analytische
Waage mit einer Genauigkeit von +/– 0,0001 g, ein Stanzeisen
und eine Stanze sowie ein 2 kg-Handroller benötigt. Als Material wird benötigt:
Sandpapier
(Aluminiumoxid), 320er Körnung,
Breite 50,8 mm; doppelseitiges Klebeband von 3 m, Artikel Nr. 9195,
im folgenden mit Tape 1 bezeichnet; zum Aufsammeln der Fasern ein
Klebeband von 3 m, Artikel Nr. 3126c, im folgenden Tape 2 genannt;
Silikonpapier; Metallbleche zum Aufkleben der Vliese.
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Zur
Durchführung
des Testes wird eine Probenvorbereitung ausgeführt. Dafür wird ein Stück Vliesstoff mit
den Abmessungen 20 cm × 5
cm mit Hilfe eines Stanzeisens ausgestanzt. Dabei muß beachtet
werden, ob der Vliesstoff in Produktionsrichtung (MD) oder quer
zur Produktionsrichtung (CD) getestet werden soll. Soll zum Beispiel
die Vliesprobe in MD getestet werden, muß MD parallel zur längeren Seite
der Vliesprobe ausgerichtet sein. Im Prüfbericht ist anzugeben, ob
in MD oder CD getestet worden ist. Beim Umgang mit der Vliesstoffprobe
ist dabei zu beachten, daß diese
nicht mit bloßen
Händen
angefaßt
werden darf, um eine Kontaminatian der Oberfläche zu vermeiden. Das Tape
1 hat zwei unterschiedlich stark haftende Klebeseiten. Die stärker haftende
Seite ist die Seite, die beim Abrollen bedeckt bleibt. Auf sie muß das Vlies
geklebt werden. Hierfür wird
die Seite, die beim Abrollen des Tapes frei wird, mit Silikonpapier
beklebt und das Tape in 15 cm lange Stücke geschnitten. Das Silikonpapier
von der stärker
haftenden Seite des Tape 1 wird entfernt und das Vlies mit der nicht
zu testenden Seite auf das Tape 1 geklebt. Bei der Testung der Vliese
muß darauf
geachtet werden, daß der
Vliesstoff zwei unterschiedliche Seiten aufweist: Eine Glatt- und
eine Prägeseite.
Daher kann beim gleichen Vliesstoff je nach Seite ein unterschiedlicher
Abrieb bestimmt werden. Nachdem die Proben präpariert worden sind, ist der
so präparierte
Vliesstoff zweimal mit dem 2 kg-Handroller zu überrollen. Dabei wird keine
zusätzliche
Kraft ausgeübt.
Die so vorbereitete Probe wird anschließend mit Hilfe der Stanze auf
eine Größe von 4
cm × 11
cm ausgestanzt.
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Die
Testdurchführung
erfolgt mit den folgenden Schritten: Der Sutherland Inc.-Rubb-Tester
wird auf 20 Testzyklen eingestellt, wobei die Geschwindigkeitsstufe
1 am Gerät
ausgewählt
wird. Dieses entspricht einer Anzahl von 42 Zyklen pro Minute. Anschließend wird
ein Stück
Sandpapier mit einer Länge
von 20 cm abgeschnitten. Das Sandpapier wird am AGS des Sutherland
Inc.-Rubb-Testers befestigt, wobei das Sandpapier derart fest eingespannt
wird, daß es
sich nicht mehr bewegen läßt. Es ist
zu beachten, daß für jeden
Test ein neues Stück
Sandpapier verwendet wird. Anschließend wird das Abziehpapier
von der zweiten Seite vom Tape 1 entfernt und der Verbund aus Tape
1 und Vliesstoffverbund auf das dafür vorgesehene Metallblech geklebt. Der
Verbund muß dabei
bündig
in die markierte Fläche
auf dem Metallblech geklebt werden. Anschließend wird der Vliesstoff zweimal
mit dem 2 kg-Handroller überrollt.
Dabei soll keine zusätzliche
Kraft aufgewendet werden. Die Masse von Metallblech und Tape 1/Vliesstoffverbund
wird mit Hilfe einer analytischen Waage auf vier Nachkommastellen
genau bestimmt und notiert (G1). Anschließend wird das AGS in die Halterung
des Sutherland Inc.-Rubb-Testers eingehangen. Dabei ist zu beachten,
daß die
Oberfläche
der zu testenden Vliesprobe nicht beschädigt und kein unnötiger Druck
auf diese ausgeübt
wird. Nach Durchführung
der Messung wird das AGS vorsichtig entfernt. Anschließend wird
ein 20 cm langer Streifen von Tape 2 abgeschnitten und lose auf
die Probe gelegt. Dabei ist sicherzustellen, daß die Klebefläche von
Tape 2 nicht mit den bloßen
Händen
in Berührung
kommt. Anschließend
wird einmal mit dem 2 kg-Handroller über das aufgeklebte Tape 2
gefahren. Dabei wird keine zusätzliche
Kraft aufgewendet. Anschließend
wird das Tape 2 von der Oberfläche
der Vliesprobe abgezogen. Die Vliesprobe wird mit Probenhalter auf
+/– 0,0001
g genau gewogen. Die bestimmte Masse wird als "Vliesstoffgesamtgewicht" (G2) festgehalten.
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Der
Abrieb läßt sich
wie folgt berechnen:
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Bei
der Auswertung ist zu beachten, daß sich Unterschiede ergeben,
wenn die Glattseite bzw. die Prägeseite
des Vlieses untersucht wird. Weiterhin können Unterschiede dadurch auftreten,
daß einmal
die Probe in MD und das andere Mal die Probe in CD ausgerichtet
ist. Um ein einheitliches Messergebnis zu haben, muß darauf
geachtet werden, daß einheitliche
Testbedingungen vorliegen. Bei einer Mehrfachbestimmung des Abriebes
wird aus den Einzelwerten der Mittelwert und die Standardabweichung
berechnet. Zusätzlich
wird der minimale und der maximale Wert des berechneten Abriebes
angegeben. Die Meßgenauigkeit
des berechneten Abriebes wird auf drei Nachkommastellen genau angegeben.
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Vorzugsweise
weist das Vlies auf einer Prägeseite
des Vlieses einen Abrieb von weniger als 0,3 mg/cm2 auf.
Gemäß einer
anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein Unterschied des Abriebes
zwischen der Prägeseite
und der Glattseite weniger als 70% beträgt. Insbesondere ist vorgesehen,
daß der
Abrieb auf der Prägeseite
höchstens
50%, insbesondere weniger als 30% des Abriebes auf der Glattseite
des Vlieses beträgt.
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Insbesondere
kann die geprägte
Fläche
des Vlieses gegenüber
der glatten Fläche
des Vlieses als Außenlage
eines Produktes dienen. Durch die geringe Abriebneigung des Materials
wird ermöglicht,
das Vlies insbesondere in Bereichen einsetzen zu können, bei
denen eine starke Fusselneigung zu unerwünschten Begleiterscheinungen
führen
könnte.
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Gemäß einem
weiteren Gedanken der Erfindung, der insbesondere unabhängig vom
obigen Gedanken verwirklicht werden kann, wird ein Vlies zur Verfügung gestellt,
dessen Fasern Polyethylen an der Oberfläche aufweisen, wobei das Vlies
einen dynamischen Reibungskoeffizienten (COF: Coefficient of Friction) zwischen
0,19 und 0,5 aufweist. Vorzugsweise beträgt der dynamische Reibungskoeffizient
zwischen 0,25 und 0,35. Weist das Vlies einen Reibungskoeffizienten
in diesem Bereich auf, gelingt es, dieses Vlies dort einzusetzen,
wo es darauf ankommt, möglichst
ohne hohe Reibungswirkung das Vlies verwenden zu können.
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Der
dynamische Reibungskoeffizient, CoF, wird mit einem Meßprinzip
bestimmt, bei dem ein Schlitten mit einer Vliesprobe bespannt wird
und über
eine ebenfalls mit dem selben Vlies bedeckten Ebene definiert gezogen
wird. Die dabei auftretenden Kräfte
werden von einer Zugprüfmaschine
aufgezeichnet. Als Norm ist hierbei heranzuziehen die TEFO-Methode
18-66. Der dynamische
Reibungskoeffizient ist dabei wie folgt definiert:
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Der
dynamische Reibungskoeffizient ist somit dimensionslos. Als Fmittek wird die mittlere Kraft in Newton
als Ergebnis der Messung eingesetzt. Der Wert W gibt das Gewicht
der Vliesprobe WVlies, die um den Schlitten
gewickelt ist, addiert mit dem Gewicht des Schlittens WSchlitten an.
Das Gewicht des Schlittens beträgt
195,3 g. Weiterhin wird der Begriff "Reibkörper" als Schlitten mit befestigter Vliesprobe
und der Begriff "Reibtisch" als Plattform mit
aufgebrachtem Vliesstoff definiert.
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Zur
Durchführung
der Prüfmethode
wird eine Zugprüfmaschine
wie beispielsweise eine Zwick 2.5 benötigt, ein Schlitten mit einem
Nylonfaden sowie einen Adapter für
die Prüfmaschine,
eine Plattform mit einer Umlenkrolle sowie eine Waage. Die zu prüfende Probe
wird wie folgt vorbereitet: Eine Vliesprobe 1 wird mit den Maßen 65 × 100 mm
und eine zweite Vliesprobe 2 mit den Maßen 140 × 285 mm zugeschnitten. Hierbei ist
darauf zu achten, daß die
langen Seiten entweder in MD oder in CD zugeschnitten werden. Bei
der Durchführung
der Prüfmethode
wird die Plattform an der Zugprüfmaschine
befestigt. Es wird eine 100 N-Meßdose in die Zugprüfmaschine
eingebaut. Anschließend
wird die Vliesprobe 1 auf 0,001 g genau gewogen und das Gewicht
WVlies festgehalten. Anschließend wird
die Vliesprobe 1 an einer der Schmalseiten mittig 3 cm tief eingeschnitten
und mit Klebeband am Schlitten befestigt. Dabei ist darauf zu achten,
daß sich
das Klebeband nicht auf der Reibseite der Vliesprobe befinden darf.
Weiterhin ist darauf zu achten, daß eine Orientierung des Vlieses,
das heißt
eine Glatt- bzw. Prägeseite
beachtet werden muß.
Zu beachten ist für
die spätere
Auswertung, daß angegeben
werden soll, welche Seite bei dem Test verwendet wurde.
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Die
Vliesprobe 2 wird auf der Plattform mit doppelseitigem Klebeband
befestigt. Auch hierbei ist darauf zu achten, daß sich das Klebeband nicht
im Reibbereich der Vliesprobe befinden darf. Die Vliesprobe muß faltenfrei
auf der Plattform aufliegen, mit der längeren Seite parallel zur Längsseite
der Plattform. Auch hierbei ist für die spätere Auswertung zu beachten,
welche Orientierung des Vlieses, ob die Glatt- bzw. Prägeseite
vorliegt. Nachdem die Zugprüfmaschine
genullt wurde, wird der Reibkörper
auf die Plattform gelegt. Die Nylonschnur, die mit dem Reibkörper verbunden
ist, wird um die Umlenkrolle geführt
und mit der Zugprüfmaschine verbunden.
Der Nylonfaden ist dabei ausreichend straff gespannt, wenn die Zugprüfmaschine
eine Kraft von 0,03 N anzeigt. Anschließend wird die Kraftmeßdose der
Zugprüfmaschine
wieder auf Null gesetzt. Dann kann die Messung am Zugprüfgerät gestartet
und der Reibkörper über den
Reibtisch gleiten. Dabei wird für
jede Probe die mittlere Kraft Fmittel sowie
der Reibungskoeffizient ermittelt. Die gemessene Kraft wird dabei
auf 0,01 N genau bestimmt, wobei der berechnete dynamische Reibungskoeffizient
mit zwei Nachkommastellen angegeben wird.
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Gemäß einem
weiteren Gedanken der Erfindung, der mit den beiden obigen Gedanken
kombiniert, aber auch unabhängig
davon weiter verfolgt werden kann, ist ein Vlies vorgesehen, dessen
Fasern zumindest an der Oberfläche
Polyethylen aufweisen, wo bei das Vlies eine Biegesteifigkeit in
MD-Richtung in einem Bereich von 0,03 bis 0,23 mN/cm und in CD-Richtung
in einem Bereich zwischen 0,01 und 0,15 mN/cm hat. Über die
Biegesteifigkeit lässt
sich beispielsweise die Weichheit des Vlieses beeinflussen. Als
vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn ein Vlies eine Mindest- und
eine Höchstbiegesteifigkeit
aufweist, da beispielsweise bei Nutzung des Vlieses, zum Beispiel
bei einer Konturanpassungen wie bei Medikal- und Hygieneartikeln,
ein zu steifes Material unerwünscht
ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Vlies Fasern aufweist,
die einen Titer kleiner als 3 dtex haben, insbesondere kleiner als
2,8 dtex. Auf diese Weise läßt sich
zusätzlich
der Abrieb beeinflussen. Auch kann dadurch eine weitere Eigenschaft
wie beispielsweise Durchlässigkeit
für Flüssigkeit
und/oder Gas beeinflußt
werden.
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Vorzugsweise
weist das Vlies eine Reißfestigkeit
in CD-Richtung von
mindestens 3 N, vorzugsweise von mindestens 8 N, insbesondere 12
N und in MD-Richtung von mindestens 5 N, insbesondere von mindestens
10 N, vorzugsweise von mindestens 15 N auf. Insbesondere weist das
Vlies eine Reißfestigkeit
in CD-Richtung in Höhe
von mindestens 20 N und in MD-Richtung in Höhe von mindestens 25 N auf.
Die Reißkraft
wird dabei gemäß der Norm
DIN/EN 29073-3, Ausgabe Juni 1992 bestimmt. Bei der Bestimmung wird jedoch
folgende Abweichung vorgenommen: Die Distanz zwischen den Klemmen
beträgt
100 mm anstatt 200 mm, wie es in der Norm festgehalten ist. Die
Geschwindigkeit, mit der ein Querhaupt der Meßmaschine bewegt wird, beträgt 200 mm/min
anstatt 100 mm/min, wie es in der Norm definiert ist. Die Probengröße beträgt 50 mm
in der Breite und 200 mm in der Länge. Beim Einspannen der Probe
ist darauf zu achten, daß die
Spannung, die auf dem eingespannten Vlies wirkt, zwischen 0 und
0,5 N liegt. Der Test wird so lange durchgeführt, bis die Probe reißt. Aus
der so ermittelten Kraft-Dehnungskurve können die Maximalkraft und damit
die maximale Reißfestigkeit
in Newton, die Dehnung bei Maximalkraft in Prozent, die Deh nung
bei 5 N und bei 10 N in Prozent sowie die Reißfestigkeit bei 5% Dehnung
in Newton ermittelt werden. Die ermittelte Kraft wird mit einer Genauigkeit
von 0,1 N und die Dehnung mit einer Genauigkeit von 0,1% bestimmt.
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Das
Vlies weist gemäß einer
Ausgestaltung ein Flächengewicht
auf, welches zwischen 13 gsm und 30 gsm beträgt. Gemäß einer Ausgestaltung weist
das Flächengewicht
einen Wert zwischen 15 und 20 gsm auf. Mit einem entsprechendem
Verprägen
können
bei einem derartigen Flächengewicht
ausreichende Reißkräfte für insbesondere
Anwendungen in Hygienebereichen zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Vlies eine Softness aufweist,
die vorzugsweise größer 2,1
ist. Insbesondere ist angestrebt, daß die Softness einen Wert von
größer 3,1
hat.
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Weiterhin
ist gemäß einer
Ausgestaltung vorgesehen, daß zumindest
ein Teil der Fasern, vorzugsweise alle Fasern, eine Kern-Mantel-Struktur
aufweisen. Diese Kern-Mantel-Struktur wird vorzugsweise durch unterschiedliche
Polymere verursacht. Beispielsweise weist der Mantel ein Polyethylen
auf, während
der Kern ein Polypropylen aufweist. Insbesondere können hierbei
auch Polymermischungen genutzt werden, die im Kern eine unterschiedliche
Zusammensetzung aufweisen gegenüber
der Polymerzusammensetzung des Mantels. Eine weitere Ausgestaltung
sieht vor, daß die
Kern-Mantel-Struktur eine leichte Oxidationsoberfläche aufweist.
Insbesondere kann diese Oxidationsoberfläche zusätzlich vorhanden sein. Mittels
der Oxidationsoberfläche
gelingt es, die Bonding-Eigenschaften bei einem späteren Thermobondierungsschritt
zu verbessern. Vorzugsweise weist ein Polypropylen an der Oberfläche die
Oxidationsschicht auf.
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Weiterhin
kann die Kern-Mantel-Struktur derart sein, daß beispielsweise ein Mehrkomponentenmaterial
vorliegt, insbesonde re ein Bikomponentenmaterial, wobei der Mantel
nicht regelmäßig, sondern
unregelmäßig um den
Kern angeordnet ist. Beispielsweise kann die Anordnung in Form von
Verdickungen wie auch Verdünnungen
erfolgen. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann die Mantelanordnung auch zumindest teilweise
unterbrochen sein, so daß der
Kern in zumindest einigen Abschnitten zum Vorschein kommt.
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Neben
einer Kern-Mantel-Struktur in Form einer Bikomponentenfaser kann
auch eine exzentrische Kern-Mantel-Struktur vorliegen. Auch können Segmentfasern
gebildet werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, daß zumindest ein Teil der Fasern
einen nicht-runden Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt der Fasern
kann insbesondere oval, abgeflacht, trilobal oder in sonstiger, die
Oberfläche
vergrößernder
Weise ausgestaltet sein. Neben einer besonders großen Oberfläche kann
auf diese Weise ein Auftrag auf die Faseroberfläche aufgrund der vergrößerten Oberfläche eine
bessere Haftung erzielen. Vorzugsweise kann die Faser einen sternförmigen Querschnitt
aufweisen, wobei zwischen zwei radial sich nach außen erstreckenden
Abschnitten ein Zwickel gebildet wird. In diesem Zwickel läßt sich
beispielsweise ein Wirkmaterial anordnen.
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Die
Faser kann zumindest teilweise oder vollständig mit einem zusätzlichen
Auftrag versehen sein. Der Auftrag kann vollflächig auf das Vlies aufgegeben
werden. Hierzu sind beispielsweise Schaumaufträge, Sprühaufträge, Benetzungsverfahren, Aufdampfungsverfahren,
Ionisierungsverfahren und/oder Tauchbadverfahren wie auch andere
Möglichkeiten
einsetzbar. Der Auftrag kann off-line wie auch on-line erfolgen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumindest ein Teil der Fasern
des Vlieses, vorzugsweise alle Fasern des Vlieses, einen Hohlkern
aufweisen. Auf diese Weise gelingt es, einerseits eine Gewichtsreduktion
zu erzielen.
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Auf
der anderen Seite kann der Hohlkern zur Erzielung bestimmter Eigenschaften
ausgenutzt werden. Beispielsweise kann der Hohlkern eine verbesserte
Flüssigkeitsaufnahme
zur Verfügung
stellen. Auch kann der Hohlkern ein Wirkmittel aufweisen, was sukzessive
nach außen
abgegeben werden kann. Gemäß einer Weiterbildung
ist vorgesehen, daß zumindest
ein Teil der Fasern, insbesondere alle Fasern des Vlieses, gekräuselt sind.
Eine Kräuselung
läßt sich
beispielsweise durch spezielle Wärmebehandlung
unter Ausnutzung verschiedener Polymere, die in einer Vliesfaser
enthalten sind, erzielen. Auch kann über ein Verstrecken des Vlieses
bzw. der Vliesfaser eine Kräuselung
erzielt werden. Vorzugsweise wird die Kräuselung durch einen Bearbeitungsschritt
vor, während
und/oder nach einem Verdichtungsvorgang, insbesondere Thermobondierungsvorgang
zur Verbindung der Vliesfasern untereinander ausgeführt. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Vlies ein thermobondiertes
Spinnvlies ist. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß das Vlies
ein kardiertes Vlies ist.
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Gemäß einem
weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Vlieses unter Nutzung eines Polyethylen enthaltenden Polymers
mit einer Abzugseinrichtung vorgeschlagen, die unterhalb einer Spinnplatte
ein Abziehen des Polyethylens bewirkt, wobei die Spinnplatte ein
Verhältnis
L/D zwischen 4 und 9 aufweist. Hierbei gibt der Wert L eine Länge einer
Spinnplattenbohrung an, durch die das Polymer hindurchgeführt wird,
um nach Austritt einen Spinnfaden zu generieren. Der Wert D wiederum
gibt einen Durchmesser der Spinnplattenbohrung wieder.
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Gemäß einer
Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Verhältnis L/D zwischen 6 und 8
beträgt.
Gemäß einer
anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Verhältnis L/D zwischen 4 und 6
beträgt.
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Insbesondere
besteht die Möglichkeit,
daß über eine
Anpassung eines MFI-Wertes an das Verhältnis L/D ein hoher Spinndurch satz
erzielt werden kann. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung wird die Spinnplattentemperatur und gemäß einer
Weiterbildung auch die Polymertemperatur vor dem Durchgang in die
Spinnplatte auf das Verhältnis
L/D im Zusammenspiel mit dem Polymermaterial abgestimmt.
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Weiterhin
kann die Spinnplatte unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen.
Beispielsweise kann der Durchmesser D zumindest entlang der überwiegenden
Länge L
gleichmäßig sein.
Dabei kann die Gleichmäßigkeit
konstant wie aber auch stetig fallend oder steigend sein. Auch kann
der Durchmesser D in einem Ausgangsbereich eine Verengung aufweisen,
während
er im übrigen
Bereich annähernd
konstant ist. Die Länge
L wiederum ist vorzugsweise derart, daß sie eine kürzeste Verbindung
von einer Seite der Spinnplatte zur gegenüberliegenden Seite der Spinnplatte
darstellt. Gemäß einer
anderen Ausgestaltung sind zumindest ein Teil der Spinnplattenbohrungen
in einem nichtsenkrechten Winkel zu zumindest einer Seite der Spinnplatte
angeordnet, in der sie münden.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, daß benachbarte Löcher in
der Spinnplatte in parallelen Reihen zueinander entlang einer Breite
und einer Länge
der Spinnplatte angeordnet sind.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß benachbarte Löcher in
der Spinnplatte versetzt zueinander angeordnet sind. Dieses erlaubt,
daß die
aus den Spinnplattenbohrungen austretenden Polymerfäden mit
einem Quench-Medium angeströmt,
dabei abgekühlt
und verstreckt werden können.
Insbesondere kann die Spinnplattengeometrie und die Geometrie der
darin angeordneten Spinnplattenbohrungen auf die Anströmung des
Quench-Mediums angepaßt
sein.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, daß eine
Abzugseinrichtung für
das Polyethylen und die Spinnplatte eingehaust sind. Insbesondere
ist vorgesehen, daß die
Einhausung durchgängig
zumindest im Bereich der Abzugseinrichtung ist. Gemäß einer
Wei terbildung ist vorgesehen, daß sich die Einhausung zumindest
teilweise in Richtung einer Ablagevorrichtung für die Polymerfäden hin
erstreckt. Auf diese Weise können
gezielt Umwelteinflüsse
bedingt durch die Umgebungsbedingungen an der Vorrichtung vermindert
werden und somit eine Konditionierung des Abzugs der Polymerfäden und
damit Abkühlung
und Verstreckung gezielt eingestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung als Einhausung
eine Kabine aufweist. Die Kabine weist vorzugsweise einen Kabinendruck
auf, der zwischen 10 mbar und 50 mbar eingestellt ist. Auf diese
Weise läßt sich
ein besonders gutes Verstrecken der Polymerfäden erzielen. Gemäß einer weiteren
Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine zumindest einseitige
Quenchluft-Beaufschlagung unterhalb der Spinnplatte angeordnet ist.
Weiterhin kann auch eine zweiseitige Quenchluft-Beaufschlagung vorgesehen sein.
Die Quenchluft kann dabei senkrecht und/oder in einem Winkel auf
die Polymerfäden
zuströmen.
Insbesondere kann die Quenchluft konditioniert sein. Das bedeutet,
zumindest ihre Temperatur wie aber beispielsweise auch ihre Luftfeuchtigkeit,
ihre Geschwindigkeit und damit der Druck sowie der Volumenstrom
und/oder andere Parameter sind gezielt einstellbar.
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Eine
Weiterbildung sieht vor, daß unterhalb
der Spinnplatte ein geteilter Quench angeordnet ist. Dabei wird
in einem ersten Abschnitt unterhalb der Spinnplatte mit einer ersten
Quenchluft ein Abschrecken der Polymerfäden und Verstrecken derselben
ausgeführt.
Auch kann vorgesehen sein, dass mit dem ersten Quench eine Verstreckung
dadurch optimiert wird, dass die Quenchluft aufgeheizt ist, dadurch
die Faser nicht zu schnell abkühlt
sondern sich länger
verstrecken lässt.
Ein anschließend
angeordneter Quench weist eine gegenüber dem ersten Quench unterschiedlich
konditionierte Quenchluft auf. Diese Konditionierung ist an den vorverstreckten
und abgekühlten
Zustand der dann vorhandenen Polymerfäden angepaßt. Dabei kann die Konditionierung
vorsehen, daß der
zweite Quench eine höhere
Temperatur, einen höheren
Volumenstrom, eine höhere
Geschwindigkeit und/oder eine andere Anströmung als der erste Quench aufweist.
Gemäß einer anderen
Rusgestaltung weist der zweite Quench niedrige Konditionierungsparameter
auf als der erste Quench. Daher weist die Vorrichtung vorzugsweise
in einem Bereich von unterhalb der Spinnplatte bis zu einer Ablage,
insbesondere einem Siebband, zumindest zwei Bereiche auf, in denen
unterschiedliche Abzugsparameter einstellbar sind. Hierbei kann
auch ein mehrfach unterschiedlicher Quench eingesetzt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung derart ist,
daß eine
Abzugsgeschwindigkeit in einem Bereich zwischen 900 m/min und 6000
m/min einstellbar ist. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche
Verfahrensparameter und Polymerfäden
sowie Polymerzusammensetzungen zu einem Vlies verarbeiten. Beispielsweise
können
ein oder mehrere Verdichter vorgesehen sein, die in der Lage sind, unterschiedliche
Abzugsgeschwindigkeiten zu realisieren. Auch kann ein Düsensystem
vorgesehen sein, mittels dem unterschiedliche Abzugsgeschwindigkeiten
einstellbar sind. Beispielsweise ist hierfür eine Düsengeometrie einstellbar veränderbar.
Auch kann über
unterschiedliche Temperierung und Druckeinstellungen einer Quenchluft
eine Abzugsgeschwindigkeit eingestellt werden. Dieses kann insbesondere
im Zusammenspiel mit einer veränderbaren
oder unterschiedlichen Düsengeometrie
ausgeführt
werden. Gemäß einer
Weiterbildung ist beispielsweise vorgesehen, daß eine Entspannung von druckaufgeladener
Quenchluft vorgesehen ist. Die Druckentspannung kann unterschiedlich
ausgeführt
werden, so daß dadurch
unterschiedliche Abzugsgeschwindigkeiten eingestellt werden können.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß unterhalb der Spinnplatte
eine Düsenanordnung
zum Durchfluß von
Polymerfäden
aus der Spinnplatte angeordnet ist, die zuerst eine Verengung, dann
einen vergleichmäßigten Durchmesser
und anschließend
eine Erweiterung aufweist. Die Düsenanord nung
kann dabei ein- oder mehrstückig
sein. Auch kann die Düsenanordnung
Unterteilungen aufweisen. Vorzugsweise ist die Düsenanordnung durchgängig, das
heißt,
daß sie
eine Abschirmung der Polymerfäden gegenüber der
unmittelbaren Umgebung der Vorrichtung ermöglicht. Vorzugsweise ist die
Düsenanordnung derart,
daß erst
unmittelbar vor der Ablage auf beispielsweise einem Siebband die
Polymerfäden
mit der unmittelbaren Umgebung der Vorrichtung in Berührung geraten.
Zuvor sind die Polymerfäden
allein unter einem konditionierten Zustand, der durch in die Düsenanordnung
zugeführte
Quenchluft und/oder andere Medien eingestellt wird.
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Weiterhin
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wen die Spinnplatte
eine Lochanzahl von mindestens 4500 Löcher/m aufweist, insbesondere
mehr als 6000 Löcher/m,
vorzugsweise mehr als 7000 Löcher/m aufweist.
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Spinnplatte eine Lochdichte
zwischen 4,5 bis 6,3 Löcher/cm2 aufweist. Hierbei können die Spinnlöcher in
der Spinnplatte eine Verjüngung
aufweisen. Auf diese Weise läßt sich
ein Düseneffekt
und insbesondere eine Beschleunigung des Polymermaterials innerhalb
der Spinnplatte erzielen. Dadurch gelingt es, daß das Polymermaterial in dünne Polymerfäden verspinnt werden
kann.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, daß eine
Bohrung zum Durchfluß des
Polymers in der Spinnplatte einen Durchmesser größer 0,4 mm aufweist. Eine derartige
Größe erlaubt
es, einerseits einen hohen Durchsatz an Polymermaterial durch die
Spinnplatte zu erzielen. Zum anderen kann mit einer derartigen Bemaßung eine ausreichende
Feinheit der Vliesfasern erzielt werden, die vorzugsweise kleiner
3 dtex, insbesondere kleiner als 2,8 dtex beträgt.
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Auch
erlaubt ein Bohrungsdurchmessser von mindestens 0,4 mm, daß mit dem
polyethylenhaltigen Material Durchsätze von mehr als 100kg/h/m
und mehr als 120 kg/h/m, insbesondere von mehr als 150 kg/h/m, und
vorzugsweise von mehr als 180 kg/h/m erzielt werden können. Insbesondere
sind Durchsätze
von polyethylenhaltigem Polymermaterial erzielbar, die über 200
kg/h/m betragen und ein Vlies mit einem dtex von weniger als 3 sowie
einen Abrieb von weniger als 0,4 mg/cm3 bei
einem Prägeflächenanteil
von weniger als 20% ermöglichen.
Vorzugsweise weisen dabei die Bohrungen in der Spinnplatte einen
Durchmesser auf, der in einem Bereich zwischen 0,4 mm und 0,7 mm
liegt. Vorzugsweise beträgt
der Bohrungsdurchmesser 0,6 mm. Auch können mit einer Spinnvliesanlage
Durchsätze
in einem Bereich zwischen 220 und 240 kg/h/m erzielt werden.
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Eine
Unterstützung
des Verspinnens des polyethylenhaltigen Polymermaterials wird dadurch
erzielt, daß die
Spinnplatte eine Beschichtung aufweist. Die Beschichtung kann beispielsweise
eine Verchromung sein. Sie kann jedoch auch eine PTFE aufweisen.
Auch andersartige Beschichtungen, die insbesondere ein Anhaften
von Polymermaterial vermindern, gleichzeitig jedoch einen Wärmedurchgang
nicht behindern, sind anwendbar.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung einen heizbaren
Kalander aufweist, der an die Vorrichtung angeschlossen ist. Der
Kalander hat vorzugsweise zumindest eine Glattwalze und eine Prägewalze.
Gemäß einer
ersten Ausgestaltung sind die Glattwalze und die Prägewalze
jeweils unterschiedlich beheizt. Vorzugsweise weist die Glattwalze
eine niedrigere Temperatur auf als die Prägewalze. Mit dem beheizbaren
Kalander wird eine Thermobondierung des Vliesmaterials ausgeführt, um
einen Prägeflächenanteil
von vorzugsweise weniger als 23%, insbesondere von weniger als 20%,
insbesondere in einem Bereich zwischen 13% und 18% einzustellen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß nach
dem Ablegen der Vliesfasern die Erzielung der Verprägung in
einem einzigen Arbeitsschritt, insbesondere allein durch den einen
beheizbaren Kalander erzeugt wird. Eine weitere Verdichtung des
Vliesmaterials erfolgt gemäß dieser
Ausgestaltung nicht.
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Ein
Thermobondierungsschritt kann weiterhin unterstützt werden, indem zumindest
eine der Kalanderwalzen eine Beschichtung aufweist. Vorzugsweise
ist die Beschichtung derart, daß ein
Ankleben, insbesondere Anhaften des durch den Thermoboniderungsschritt
erhitzten Polymermaterials vermieden wird. Beispielsweise kann die
Kalanderwalze eine PTFE-Beschichtung aufweisen.
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Die
Beheizung der Kalanderwalze erfolgt vorzugsweise über eine
innere Beheizung, wie sie beispielsweise über einen Flüssigkeitskreislauf
sichergestellt werden kann. Auch kann eine Kalanderwalze mittels
gasförmiger
Medien beheizt werden. Vorzugsweise sind unterschiedliche Heizkreisläufe vorgesehen,
so daß eine unterschiedliche
Beheizung von zwei gegenüberliegenden
Kalanderwalzen möglich
ist. Vorzugsweise ist ein Temperaturunterschied von 2°C einstellbar,
insbesondere ein Temperaturunterschied von bis zu 10°C. Auch können beide
Kalanderwalzen auf die gleiche Temperatur aufgeheizt eingestellt
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung eine Anordnung
aufweist, mit der eine Kern-Mantel-Struktur
herstellbar ist. Vorzugsweise weist dafür die Vorrichtung eine Spinnplatte
zur Erzeugung einer Kern-Mantel-Struktur
auf, wobei die Vorrichtung den Mantel mit einem ein Polyethylen
enthaltendes Polymer und den Kern mit einem ein Polypropylen enthaltendes
Polymer erzeugt. Die Spinnplatte wie auch die übrigen, zur Vorrichtung zugehörigen Bauteile sind
an die jeweils für
die unterschiedlichen Polymere notwendigen Verfahrensparameter eingestellt.
Das bedeutet beispielsweise, daß unterschiedliche
Temperaturen, unterschiedliche Leitungsdurchmesser wie auch verschiedene
Polymerextruder zur Verfügung
gestellt werden können.
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Gemäß einem
weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines Vlieses, dessen Fasern zumindest teilweise an ihrer an ihrer
Oberfläche
Polyethylen aufweisen, zur Verfügung
gestellt, wobei nach Abzug mit einer Geschwindigkeit von mindestens
650 m/min, insbesondere 1500 m/min, von einer Spinnplatte die Fasern
weiterverarbeitet werden, wobei das Polymer im Extruder in einem
Bereich zwischen 200°C
und 250°C
aufgeheizt und mit dieser Temperatur durch die auf eine Temperatur
zwischen 190°C
und 240°C
aufgeheizte Spinnplatte hindurchgeführt wird, wobei das Polymer
in mindestens über
4500 Löcher/m pro
Spinnplatte zu einzelnen Polymerfäden aufgeteilt wird, wobei
die Polymerfäden
jeweils entlang eines Weges durch die Spinnplatte hindurchfließen, der
mindestens vier mal so lang ist wie ein Durchmesser der Polymerfäden. Hierbei
wird der Durchmesser der Polymerfäden herangezogen, wie er sich
unmittelbar nach Austritt aus der Spinnplatte ergibt.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, daß die
Polymerfäden
mit einer Abzugsgeschwindigkeit zwischen 3000 m/min und 4000 m/min
verstreckt werden.
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Das
Polyethylen wird vorzugsweise mit einem anderen Polymer als Dry-Blend
gemischt, bevor es dem Extruder zugeführt wird. Dieses hat bei der
Verarbeitung besonders vorteilhafte Effekte ergeben, da sich damit eine
Durchsatzerhöhung
auf mehr als 160 kg/h/m erzielen ließ.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Polymerfäden auf
einem Siebband abgelegt werden und anschließend mittels eines Kalanders
verdichtet werden, wobei dessen Walzen unterschiedlich aufgeheizt
sind. Die Verdichtung erfolgt als ein Thermobondierungsschritt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Polymerfäden in einem
Temperaturbereich zwischen 112°C
und 130°C
mit einem Prägeflächenanteil
unter 23% thermobondiert werden. Insbesondere beträgt ein Liniendruck
im Kalander nur zwischen 40 und 60 N/mm.
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Gemäß einer
Ausgestaltung wird ein Mono-Polyethylen in einem Temperaturbereich
bondiert, der bis zu 140°C
reichen kann. In einer anderen Ausgestaltung wird ein Bico-Material
in einem Temperaturbereich bondiert, der bis zu 150°C betragen
kann.
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Insbesondere
vorteilhaft läßt sich
das Vlies in einer Anwendung nutzen, bei der es als Außenseite
eines Produktes als Abdeckung dient.
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Als
Polymermaterial ist ein Polyethylen allein oder in Mischung einsetzbar.
Hierbei ist als Polymermaterial auch ein Polymercompound zu verstehen,
welches durch Mischung von einem oder mehreren Monomeren herstellbar
ist. Eine Mischung kann auch als Dry-Blend hergestellt werden. Insbesondere
weist der Begriff "Polymer" auch Homopolymere
sowie auch Interpolymere auf, das heißt, ein Polymer, welches durch
Polymerisation von zumindest zwei Monomeren entstanden ist. Das
heißt,
das Polymermaterial kann ein Copolymer, ein Terpolymer oder ähnliches
sein. Das Polyethylen-Polymer ist beispielsweise ein LDPE, ein LLDPE und/oder
ein HDPE. Diese können
durch Homopolymerisation von Ethylen oder Interpolymerisation, beispielsweise
Copolymerisation von Ethylen mit einem oder mehreren Vinyl- oder
Dien-basierenden Comonomeren ausgeführt werden. Beispielsweise
kann ein Alpha-Polyolephin mit drei bis zwanzig Kohlenstoffatomen
verwendet werden oder eine Vinylester, eine Vinylsäure oder
eine Steren-basiertes Monomer, sowie andere Copolymerisationsreaktionen
genutzt werden.
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Das
einsetzbare Polyethylen kann beispielsweise eine homogene Verkettung
oder aber eine inhomogene Verkettung der Moleküle aufweisen. Neben dem Einsatz
von langkettigem, im wesentlichen linearen Polyethylen können auch
kurzkettige Polyethylenpolymere eingesetzt werden. Weiterhin kann
LLDPE wie auch HDPE zum Einsatz kommen. Vorzugsweise weist das Polyethylen
eine bimodale Molekulargewichtsverteilung auf. Auch kann das Polymer
bzw. Copolymer eine unimodale Molekulargewichtsverteilung haben.
Bevorzugt ist ein Polyethylen mit Octen, insbesondere ein Metallocen-LLDPE
mit Octen.
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Überraschenderweise
wurde herausgefunden, das polyethylenhaltiges Material allein oder
in Mischungen mit anderem Polymermaterial zur Herstellung von Vliesfasern
einsetzbar ist, das bisher nur im Spritzgussbereich, im Folienbereich
oder anderen Kunststoffverarbeitungsbereichen Verwendung fand, nicht jedoch
im Vliesfaserbereich.
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Beispielsweise
kann ein Polymermaterial eine Polyethylenmischung allein oder als
teilweisen Bestandteil aufweisen, wie sie in der U.S. 2003/0149180
beschrieben wird. Auch können
Homo- wie auch Copolymere und Polymermischungen mit beispielsweise
Polypropylen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise aus der
EP 260 974 A1 hervorgehen.
Bezüglich
der zur Herstellung von Vliesfasern benötigten Polymere, deren Herstellung
und Zusammensetzung wird im Rahmen dieser Erfindung auf diese beiden
Dokumente verwiesen, deren Inhalt zur Offenbarung dieser Beschreibung
gehören.
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weiterhin
sind Polymermischungen und Polymere einsetzbar, insbesondere zumischbar,
wie sie beispielsweise aus der U.S. 2002/0144384, aus der U.S. 2001/0051267,
aus der U.S. 2002/0132923 und aus der U.S. 2002/0019490 hervorgehen.
Der diesbezügliche
Inhalt dieser Dokumente gehört
ebenfalls im Rahmen der Offenbarung der Erfindung zu dieser Beschreibung.
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Ein
im wesentlichen lineares Polyethylen kann beispielsweise über einen
kontinuierlichen Prozeß hergestellt
werden mit zumindest einem Reaktor. Derartiges wird beispielsweise
in der WO 93/07187, WO 93/07188 und in der WO 93/07189 beschrieben,
deren Inhalt im Rahmen dieser Offenbarung in die Beschreibung mit
aufgenommen werden. Auch kann eine Mehrfach-Reaktoranordnung genutzt werden, wie
sie beispielsweise aus
US 3,914,342 hervorgeht.
Die dortige Offenbarung wird hiermit ebenfalls in diese Beschreibung
mit aufgenommen.
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Das
Polyethylen kann beispielsweise mittels einer Ziegler-Natta – oder einer
Kaminsky-Sinn-Polymerisationsreaktion hergestellt werden. Weiterhin
kann das Polyethylen auch über
einen Metallocen-Prozess hergestellt sein. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit,
daß Polymermischungen
dadurch hergestellt werden, daß die
jeweiligen Anteile der Mischungen getrennt hergestellt und erst
anschließend
miteinander vermischt werden. Dieses hat den Vorteil einer besonders
variablen Einstellmöglichkeit
durch Veränderung
der jeweiligen Anteile zueinander. Eine andere Möglichkeit sieht vor, daß ein Reaktor
entsprechend dem gewünschten,
ein Polyethylen enthaltendes Polymer eingestellt wird und kontinuierlich
mit diesem Verhältnis
läuft.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung wird vorzugsweise ein LDPE genutzt, welches
eine Dichte vorzugsweise zwischen 0,9 und 0,945 g/cc aufweist. Gemäß einer
anderen Ausgestaltung kann beispielsweise auch ein ULDPE bzw. ein
VLDPE eingesetzt werden, deren Dichte in einem Bereich zwischen
0,87 g/cc bis etwa 0,91 g/cc liegt. Auch kann ein HDPE mit einer
Dichte von beispielsweise 0,941 g/cc bis etwa 0,965 g/cc eingesetzt
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung wird ein Polyethylenmaterial eingesetzt,
welches beispielsweise in einem Bereich von MW/MN zwischen 2 und 4, insbesondere zwischen
2,6 und 3,2 liegt. Das Material weist vorzugsweise ein Molekulargewicht
zwischen 40.000 g/mol bis 55.000 g/mol auf, insbesondere zwischen 46.000
g/mol und 52.000 g/mol. Eine Dichte wird vorzugsweise zwischen 0,85
g/cc und 0,93 g/cc eingestellt. Ein MFI liegt vorzugsweise zwischen
10 und 30 g/10 min bei 190° C/2.16
kg. Insbesondere können
auch zwei oder mehr Polymere miteinander gemischt werden, beispielsweise
als Dry-Blend oder als Compound. Gemäß einer Ausgestaltung weist
zumindest ein ein Polyethylen enthaltendes Polymer einen hohen MFI
auf, beispielsweise 30 g/10 min bei 190° C/2.16 kg, mit einer hohen
Dichte, und ein zweites Polyethylen mit einem niedrigeren MFI, zum
Beispiel 10, und einer niedrigeren Dichte als das andere Polymer.
Vorzugsweise sind die Polymere unimodal. Eine weitere Ausgestaltung
sieht vor, dass ein Polyethylenhaltiges Polymer verwendet wird, dessen
Dichte 0,955 g/cc beträgt
und das einen MFI von 29 g/10 min bei 190° C/2.16 kg aufweist.
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Neben
dem Polyethylen kann zumindest ein weiteres thermoplastisches Material
mit dem Polyethylenmaterial vermischt werden oder benachbart dazu
angeordnet werden. Beispielsweise kann das thermoplastische Material
ein Polyolephin wie beispielsweise ein Polypropylen sein, ein Polylaktit,
ein alkenylaromatisches Polymer, ein thermoplastisches Polyurethan,
ein Polycarbonat, ein Polyamid, ein Polyether, ein Polyvinylchlorid
und/oder ein Polyester sowie weitere Polymermaterialien wie Blockpolymere
und Elastomere. Diese Aufzählung
ist aber nicht abschließend
zu verstehen.
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Weiterhin
kann eine Vliesfaser weitere Materialanteile aufweisen, wie beispielsweise
Additive. Diese können
als Masterbatch und/oder bei der Compoundierung beigegeben werden.
Beispielsweise können
Antioxidantien und/oder andere Additive eingesetzt werden. Eine
Eigenschaft des Vlieses kann dadurch wie auch durch Beaufschlagen
des Vlieses mit einem Fluid, zum Beispiel durch Auftragen, Besprühen, Diffusion
oder ähnlichem,
beeinflusst werden.
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Als
Additive können
beispielsweise flammenhemmende Additive eingesetzt werden. Ebenso
besteht die Möglichkeit,
das Vlies gegenüber
der Sonnenstrahlung oder anderer Strahlung, z. B. Wärmestrahlung,
zu stabilisieren. Dazu können
als Additive thermische und/oder ultraviolette Stabilisierer verwendet
werden (z. B. HALS (hindered amine light stabilizers). Auch besteht
die Möglichkeit,
z. B. opalescente Pigmente einzusetzen. Auch können Farbzusätze beigegeben
werden, beispielsweise in Form von Pigmenten. Ebenso besteht die
Möglichkeit,
Zusätze
("clarifying agents") zu verwenden und/oder
Nukleosierungszusätze,
optische Aufheller, Duftstoffe wie zum Beispiel Parfums, Aromazusätze wie
beispielsweise von Gewürzen
wie vanille, hydrophil wirkende Additive, hydrophob wirkende Additive,
Füllstoffe,
Titanoxid, Antistatik.
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Weiterhin
können
Zusätze
oder Aufträge
eingesetzt werden, die einen antimikrobiellen Effekt haben, z. B.
biostatische ("biostatic") oder biocidale
("biocidal") Zusätze, je
nach gewünschter
Verwendung der Erfindung. Beispiele von Substanzen, die eine antimikrobielle
Aktivität
aufweisen, sind z. B. Irgaguard B 1000 von Ciba Specialty Chemicals
oder eine Vielzahl von kommerziell erhältlichen Produkten, die Silberionen enthalten (z.
B. AlphaSan RC 5000 von Milliken Chemical), Auch können Geruchskontrollzusätze wie
zum Beispiel Zeolithe hinzugegeben werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung wird beispielsweise ein Polyethylen verwendet, das
ein MFI von 15 g/10 min bei 190° C/2.16
kg, gemessen nach ISO 1133 aufweist. Das Material hat eine Dichte
von 0,935 nach ISO 1183 und einen Schmelzpunkt von 127°C. Der Vikarerweichungspunkt
liegt bei 111°C,
gemessen nach ISO 306 (Methode A/120). Die Kristallisationstemperatur
liegt bei 107°C,
gemessen mit DSC. Dieses Polyethylen kann als Homopolymer wie aber
auch in Verbindung mit anderem Polymermaterial versponnen werden.
Ein weiteres Polyethylenmaterial, welches allein bzw. auch in Mischung
versponnen werden konnte, weist einen MFI von 27 g/10 min bei 190°C/2,16 kg
nach ISO 1133 auf. Die Dichte beträgt 0,941 g/cm3 nach
ASTN D-792. Die DSC Schmelztemperatur beträgt 126°C. Ein anderes Polyethylenmaterial,
welches versponnen werden konnte, weist einen MFI von 30 g/10 min
bei 190°C/2,16
kg nach ISO 1133 auf. Die Dichte beträgt 0,955 g/cm3 nach
ASTN D-792. Die DSC Schmelztemperatur beträgt 132°C. Diese beispielhaft angegebenen
Polymere sind in einigen Versuchen als Homopolymer und in anderen
Versuchen als Polymermischungen mit anderen thermoplastischen Materialien
versponnen worden. Vorzugsweise weisen diese wie auch andre ein
Molekulargewicht zwischen 20.000 und 70.000 g/mol auf, bevorzugt
in einem Bereich zwischen 40.000 und 70.000 g/mol. Auch sind die
Polymere insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 190°C und 240°C verarbeitbar.
Nachfolgend wird noch näher
auf weitere vorteilhafte Polymermaterialien eingegangen.
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Beispielsweise
hat sich als positiv herausgestellt, wenn unterschiedliche Polyethylenmaterialien
miteinander gemischt werden. Dieses kann als Dry-Blend durchgeführt werden
wie a ber auch in einer entsprechenden Compoundierung. Vorteilhafterweise
weist dabei das Polyethylen eine andere Dichte und einen anderen
MFI aus als das zumindest zweite Polyethylenmaterial. Insbesondere
vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn ein MFI des zu verspinnenden
Materials > 20 ist.
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Weiterhin
kann vorgesehen werden, daß verschiedene
Polyethylenmaterialien miteinander vermischt werden und zusätzlich ein
oder weitere Polymere ebenfalls hinzugefügt werden. Beispielsweise können zwei oder
mehr Polyethylenmaterialien in einem Mischungsverhältnis stehen,
welches in einer Bandbreite zwischen 80 zu 20 und 20 zu 80 liegt.
Diesem Material kann beispielsweise ein Polypropylen zugegeben werden.
Das Polypropylen kann beispielsweise isotaktisch wie auch syndiotaktisch
oder ataktisch sein. Als besonders bevorzugt hat sich herausgestellt,
wenn der MFI des zu verspinnenden Materials größer 25, insbesondere in einem
Bereich zwischen 28 und 35 g/10 min nach ASTN D-1238 liegt. Insbesondere
hat es sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dichte
des zu verspinnenden Materials eine Dichte aufweist, die in einem Bereich
zwischen 0,935 g/cc und 0,975 g/cc liegt.
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Weiterhin
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß ein MFI-Wert von über 20 für das zu verspinnende Material
angestrebt wird, vorzugsweise ein MFI-Wert zwischen 20 und 30. Auf
diese Weise gelingt es, daß eine Spinntemperatur
eingestellt konnte, die in einem Bereich beispielsweise zwischen
190° C und
225°C liegt.
Insbesondere konnte dadurch auch ein Liniendruck im nachfolgenden
Kalander in einem Bereich eingestellt werden, der sehr niedrig ist.
Vorzugsweise konnte der Kalanderliniendruck einen Wert aufweisen,
der zwischen 40 N/mm und 70 N/mm liegt, insbesondere zwischen 40
N/mm und 60 N/mm, und dabei ein stabiles Prägeergebnis erreichen. Insbesondere
ermöglichte
dieses einen dauerhaften Prozeß,
der mehrstündig
mit gleichbleibendem Faser- bzw. Vliesergebnis mit gleichbleibendem
Faser- bzw. Vliesergebnis laufen konnte. Weiterhin hat es sich beim
Kalander als vorteilhaft erwiesen, wenn dieser eine Rauhigkeit RZ von etwa 35 bis 50 μm, insbesondere 40 μm aufweist.
Die Rauhigkeit an der Oberfläche
kann jedoch auch größer oder
geringer sein. wird beispielsweise eine Beschichtung verwendet,
weist diese vorteilhafter Weise eine Schichtdicke zwischen 100 μm bis 200 μm auf. Beispielsweise
kann eine Polymerbeschichtung vorgesehen werden.
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Weiterhin
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei dem verwendeten Polymermaterial
eine Breite der Molekulargewichtsverteilung MW/MN zwischen 2 und 3,5 vorliegt. Auch hat sich
es als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einigen Polyethylenen bzw.
polyethylenhaltige Mischungen ein Masterbatch hinzugegeben wird,
welches einen Stabilisator aufweist. Der Anteil des Masterbatches
kann dabei beispielsweise bis zu 5 Gewichts-% des zu verspinnenden
Materials betragen. Vorzugsweise wurde in einigen Versuchen festgestellt,
daß auch eine
Zugabe an Masterbatch in einem Bereich zwischen 0,1 und 1,5 Gewichts-%
mit einem entsprechenden geringem Stabilisatoranteil ausreichend
war.
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Weiterhin
kann dem Polyethylen oder dem Polyethylencopolymer beispielsweise
ein Fluorelastomer beigegeben werden. Das Fluorelastomer bewirkt,
daß eine
Vercrackung der Spinnplatte vermieden wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung
ist vorgesehen, daß dem
Polymermaterial ein Gleitmittel beigefügt wird. Das Gleitmittel kann
dabei in einem Dry-Blend zugegeben sein oder mitcompoundiert worden
sein. Als Gleitmittel kann beispielsweise ein inneres oder auch
ein äußeres Gleitmittel
beigegeben werden. Durch das Gleitmittel wird erreicht, dass ein
Titer der Faser weiter verringert werden kann. Als Gleitmittel ist
beispielsweise Fettsäure
einsetzbar z.B. Monoamidfettsäure,
carbonisierte Fettsäure
wie auch Fettsäuregemi sche.
Weiterhin können
Polyethylenwachs, Montanwachs wie auch Wachsemulsionen eingesetzt
werden. Insbesondere als inneres Gleitmittel hat sich Hydrokarbonwachs
als vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung wird ein Polyethylenmaterial verwendet, dessen
MFI-Wert zwischen 15 und 20 g/10 min bei 190° C/2.16 kg für das zu verspinnende Material
beträgt.
Auf diese Weise gelingt es, dass eine Temperatur an der Spinnplatte
eingestellt werden kann, die in einem Bereich beispielsweise zwischen
190° C und
250°C liegt.
Insbesondere kann auch ein Liniendruck im nachfolgenden Kalander
in einem Bereich eingestellt werden, der sehr niedrig ist. Vorzugsweise
kann der Kalanderliniendruck einen Wert aufweisen, der zwischen
40 N/mm und 60 N/mm beträgt.
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Weiterhin
kann ein Extrudertemperaturprofil derart aufgebaut sein, dass in
einem Einlaßbereich
höhere
Temperaturen vorliegen als in einem Auslassbereich. Auch kann das
Temperaturprofil derart sein, dass eine Temperatur im Einlassbereich
niedriger ist als eine Temperatur im Auslassbereich. Auch kann über die
Länge des
Extruders beispielsweise die Temperatur zuerst ansteigen und anschließend wieder
abfallen.
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Im
folgenden werden beispielhaft Versuchsanordnungen sowie Versuchsergebnisse
angegeben. Diese sind jedoch nicht beschränkend auszulegen sondern stellen
nur einen Ausschnitt der durchgeführten Versuche dar.
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Im
folgenden wird beispielsweise die Konfiguration dargestellt, mit
der einige der Spinnversuche zur Herstellung von Bikomponenten-Fasern
ausgeführt
wurden. Die Versuche wurden auf einem Reifenhäuser-III Balken ausgeführt. Dabei
wurden zwei separate Extruder und Spinnpumpensysteme eingesetzt.
Der erste Extruder weist eine Schraube mit 150 mm Durchmesser mit
unterschiedlichen Siebpaketen der Größenordnung 60, 180 und 250
Mesh auf (0,16; 0,05; 0,04 mm). Der zweite Extruder weist eine Schraube
mit 80 mm Durchmesser auf und Siebpakete der Größenordnung 50, 120 Mesh (0,2;
0,08 mm) auf. Verwendet wurde ein Spinnpaket mit einer Spinnplatte,
welche 5.297 Löcher
aufwies (4.414 Löcher
je Meter). Jedes dieser Löcher
wies einen Durchmesser von 0,6 mm und ein Verhältnis L/D von 4 auf. Der Kalander
wies eine Glattwalze und eine Prägewalze
auf, die beide beheizt wurden. Die Prägewalze wies ein ovales Prägemuster
auf, wobei ein Anteil der Prägefläche 16,19%
betrug. Die Prägepunkte
wiesen Abmessungen von 0,83 mal 0,5 mm auf sowie eine Tiefe von
0,84 mm. Die Temperierung jeder einzelnen Walze konnte separat geregelt
werden. Der Liniendruck im Kalander konnte ebenfalls eingestellt
werden. Weiterhin wurden bei diesem wie auch bei anderen Kalandern
in anderen Versuchen unterschiedliche Prägemuster eingesetzt. Dabei
wurden ellipsenförmige,
runde, rautenförmige,
stäbchenförmige, U-förmige Muster
eingesetzt, deren Prägeflächenanteile
zwischen 14,5% und 25% betrugen.
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Die
Extruder wurden beispielsweise wie folgt eingestellt: Der erste
Extruder wies eine Ausgangstemperatur zwischen 210°C und 228°C am Extruderkopf
auf. Der zweite Extruder wurde in einem Temperaturbereich zwischen
210°C und
230°C am
Extruderkopf gefahren. Dabei konnte die Temperatur des zweiten Extruders
von der des ersten Extruders unterschiedlich sein. Beispielsweise
wurde ein Temperaturunterschied am Extruderkopf gefahren, der zwischen
5°C und
15°C betrug.
Auch konnte mit gleichem Austrittstemperaturen für gewisse Bico-Materialien
gute Ergebnisse erzielt werden.
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Die
Temperatur des Spinnblockes wurde zwischen 220°C und 240°C eingestellt. Es wurde ein
Druck zwischen 30 bar und 50 bar an den Spinnblock angelegt. Der
Kabinendruck wurde zwischen 13 mbar und 20 mbar verändert. Ein
Quench wurde mit einer Temperatur zwischen 16,5°C und 24°C ausgeführt. Diese Parameter sind jedoch
nur beispielhaft angegeben. Beispielsweise kann der Kabinendruck
auch Werte bis zu 50 mbar und darüber aufweisen. Auch kann die
Quenchtemperatur über
oder auch unter dem angegebenen Bereich liegen.
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Weitere
Versuche wurden beispielsweise an einer Fourne-Anlage ausgeführt. Dabei
kam zum Einsatz eine Spinneplatte, welche 162 Löcher mit jeweils 0,4 mm Durchmesser
bei den Kapillarbohrungen aufwies. Hierbei wurde die Schmelztemperatur
wie auch die Düsenblocktemperatur
variiert, wobei sich besonders gute Ergebnisse in einem Bereich
zwischen 205°C
und 220°C
einstellten. Weiterhin kamen beispielsweise zum Einsatz ein Spinnpaket
mit einer Spinnplatte mit 105 Löchern
sowie einem Kapillardurchmesser von 0,6 mm. Das Verhältnis L/D
betrug 8.
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Weiterhin
wurden der erste und der zweite Extruder auch bei der Herstellung
von Vliesen aus Monomaterial genutzt. Das bedeutet, es wurde ein
einheitliches Material verwendet. Dabei konnten beide Extruder gleichzeitig
wie auch nur einer der beiden Extruder genutzt werden. Wurden beide
Extruder gleichzeitig eingesetzt, waren deren Parameter wie insbesondere
Temperaturprofile zumindest annähernd
gleich eingestellt. Diese Parameter konnten sich dabei in den gleichen
Bereichen bewegen, die oben einerseits für den ersten und andererseits
für den
zweiten Extruder angegeben sind.
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Weiterhin
wurde beispielsweise eine Lurgi-Docan-Anlage eingesetzt, um Versuche
durchzuführen. Beispielsweise
wurde ein Spinnpaket mit 2.268 Löchern/m
in der Spinplatte verwendet.
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Dabei
wurden Temperaturen zwischen 175°C
und 269°C
eingestellt.
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Nachfolgend
werden einige der Versuchsergebnisse dargestellt. Die Versuchsergebnisse
sind beispielhaft und sollen nicht als beschränkende Beispiele verstanden
werden. Zusammenstellung
von Versuchergebnissen mit einem Bikomaterial PE/PP
Zusammenstellung
von Versuchsergebnissen 1 mit einem Polyethylenmaterial
Zusammenstellung
von Versuchsergebnissen 2 mit einem Polyethylenmaterial
-
Weiterhin
kann das hergestellte Vlies allein oder im Verbund mit anderen Vliesen
oder Materialien wie beispielsweise Filmen eingesetzt werden. Insbesondere
kann es zu einem Lagenmaterial mit dem anderen Material verbunden
werden. Das Mono- oder
Multilagenvlies kann nach Herstellung somit weiter zusätzlich geprägt, gebondet,
laminiert und/oder mechanisch behandelt werden, insbesondere mit
einem anderen Material verbunden werden. Dieses kann beispielsweise
physikalisch, chemisch, kraft- und/oder formschlüssig erfolgen. Beispielsweise
können
thermische und/oder ultrasonische Verbindungsmöglichkeiten eingesetzt werden. Auch
kann ein Kleber eingesetzt werden.
-
Vorzugsweise
wird das hergestellte Vlies in einem SM oder SMS Material eingesetzt,
wie es beispielsweise aus der
US
5,178,931 und der
US
5,188,885 bekannt ist bzw. mit einem Meltblown-Material,
wie es beispielsweise aus der
US
3,704,198 und
US 3,849,241 bekannt
ist. Auch können
Multilagen gebildet werden, wie sie beispielsweise aus der WO 96/19346
bekannt sind. Auf diese oben angegebenen Dokumente wird jeweils
im Rahmen dieser Offenbarung der Erfindung verwiesen bezüglich des
Materials, des Herstellungsprozesses und/oder der Anwendungen. Auch
können
Bikomponenten-Materialien
hergestellt werden, wie sie beispielsweise aus der
US 5,336,552 , aus der
US 5,382,490 , der
US 5,759,926 und der
US 5,783,503 und den darin genannten
Dokumenten bekannt sind. Auch können
co-geformte Fasern, wie sie aus der
US
4,100,324 und
US 4,818,464 bekannt
sind, hergestellt werden.
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Weiterhin
kann das Vlies allein oder im Verbund mit zumindest einer weiteren
Lage gestreckt werden. Dabei kann das Material elastische Eigenschaften
aufweisen. Eine Streckkraft kann dabei in CD und/oder in MD gerichtet
sein. Methoden und Parameter eines derartigen Verstreckens gehen
beispielsweise aus der
EP 0
259 128 B1 , der
US 5,296,184 ,
der
EP 0 309 073 und
der
US 5,770,531 hervor.
Auf diese wird bezüglich
der Streckmöglichkeiten
verwiesen.
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Das
Vlies läßt sich
aufgrund seiner Beschaffenheit in unterschiedlichsten Anwendungen
einsetzen, die hier nur exemplarisch ohne Anspruch auf Vollständigkeit
wiedergegeben werdens Im medizinischen Bereich, beispielsweise bei
einem Stoma-Bag, bei Abdeckungen, Kitteln, Gesichtsmasken, bei Damen-
und Baby-Hygiene-Artikeln, beispielsweise "Backsheet" oder auch als "Topsheet", welches beispielsweise auch einen
Auftrag aufweisen kann, bei Binden, Inkontinenz-Artikeln, als Bedruckungsauflage,
als Schutzoberfläche,
als Verpackungsmaterial, als Separator, als dampfdurchlässiges aber
wasserdichtes Material, als Haftmaterial beispielsweise in der Verwendung
von Mikroschlaufen und Verhakungsmitteln, als Befestigungsmaterial
bei Verschlußsystemen,
als Kontaktfläche
für ein
Klebemittel, als Kontaktmittel zwischen zwei Oberflächen beispielsweise
einem Bett und einer Bettauflage, als Teil eines Wandbehanges oder
Tapete oder Flurmaterials, als Reinigungs- oder Poliermittel, in
Schutzbekleidung beispielsweise bei einem Overall, bei hautnahen
Anwendungen. Als Öl-
und/oder Schmierfettaufnehmer und/oder Reinigungsmittel, in Sportbekleidung,
Sportaccessoires und/oder Sportgeräten bzw. Schuhen, in Bekleidung
wie beispielsweise in Handschuhen, in Jacken, oder ähnlichem,
als Verpackung beispielsweise bei Flaschen, in CD-Hüllen, als Ummantelung, als
Dekoration, im Automobilbereich, im Armaturenbereich, als Verkleidungsmaterial
zur Umhüllung
eines Gegenstandes, als Beschichtung, in Dachmaterial, als Geräusch- und/oder
Wärmeisolierung,
als Filtermittel, als Sedimentationsmittel, als Identifikationsmittel
beispielsweise als Eincremetuch, als Einlagerungsmittel von Substanzen,
die später
bei Gebrauch langsam oder schlagartig freigesetzt werden, beispielsweise
durch Diffusionsfreigabe, als Brillenputztuch, als Beladungsmaterial
für Körner und/oder
Pulver, als Zwischenlage in einem Hygieneartikel, im Sanitärbereich,
z.B. in einem Handtuch, in einer Badekappe, als Drainagemittel,
als Farbmarkierung, als Signalmarkierung, als Schonbezug, als Wundabdeckmaterial,
in Elastikbinden, als Zigarettenfilter, als Oberflächematerial
in einem Wegwerf- oder Einmalartikel, als Abdeckmaterial bei Streich-,
Beschichtungs- oder
anderen Arbeiten, zur Züchtung
von Zellkulturen, bei elastischen Materialien, beispielsweise bei
Hygieneartikeln als sogenannte „sidebands" (Seitenabschlüsse), „wastebands" und/oder auch elastische
Verschlüsse,
in Saugpads, wie auch in anderen Anwendungen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen beispielsweise
aus der nachfolgenden Zeichnung hervor. Die dort dargestellten Bespiele
sind jedoch nicht beschränkend
auszulegen. Vielmehr sind die dort beschriebenen Merkmale mit den
oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpfbar. Es
zeigen:
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1:
Ein erstes Spinnsystem, welches nach einem Lurgi-Docan-Verfahren arbeitet,
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2:
eine zweite Vorrichtung zur Herstellung eines Spinnvlieses,
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3:
eine erste Spinnplatte in einer Aufsicht,
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4:
eine zweite Spinnplatte in einer Aufsicht,
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5:
einen Querschnitt durch eine Spinnplatte,
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6:
einen Ausschnitt aus einem ersten Produkt,
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7:
einen weiteren Ausschnitt aus einem zweiten Produkt,
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8:
einen Querschnitt durch eine Vliesfaser und
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9, 10 und 11:
einen Querschnitt durch Bikomponentenfasern.
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1 zeigt
eine erste Vorrichtung 1 zur Herstellung von Vliesfasern 2. Über einen
Extruder 3 wird Polymer, das dem Extruder 3 zugeführt wird,
aufgeschmolzen und durch einen Extruderkopf 4 einem Spinnpaket 5 zugeführt. Der
Extruderkopf 4 wie auch das Spinnpaket 5 sind
jeweils getrennt voneinander beheizbar. Im Spinnpaket 5 ist
eine Spinnplatte 6 angeordnet. Durch die Spinnplatte 6 wird
das vom Extruder kommende Polymer 7 hindurchgedrückt. Nach
Austritt aus der Spinnplatte 6 wird das Polymer 7 in
einzelne Fäden
weitergeführt
und über
eine Quencheinrichtung 8 abgekühlt und verstreckt. Die Quencheinrichtung
sieht vor, daß ein Quenchmedium 9,
welches durch die Pfeile angedeutet ist, die aus der Spinnplatte 6 abgezogenen
Polymerfäden 10 abkühlt. Nach
Durchschreiten dieses einteiligen Quenchabschnitts 11 werden
die Polymerfäden 10 in
einen Spaltbereich 12 geführt. Im Spaltbereich 12 wird
zuerst zur Beschleunigung ein Treibmedium 13 zugeführt. Hierbei
kann es sich insbesondere um Treibluft handeln. Beabstandet davon
wird ein Spreizmedium 14 zugeführt, welches dazu dient, die
Polymerfäden 10 in
einem anschließenden
Diffusorbereich 15 aufzuspreizen. Die dermaßen verstreckten
und auf gespreizten Vliesfasern 16 können sodann auf einer nicht
näher dargestellten
Ablageeinrichtung abgelegt und weiterverarbeitet werden. Mit der
dargestellten Vorrichtung und ausgewählten Parametern ist es möglich, ein
Vlies herzustellen, wie es oben beschrieben worden ist. Hierzu wird
der ersten Vorrichtung 1 eine Bondierungseinrichtung, insbesondere
eine Kalandereinrichtung nachgeschaltet, so daß in einem Ablauf von der Polymeraufschmelze,
der Weiterverarbeitung zu Vliesfasern bis zum Verfestigen durch
die Kalandereinrichtung das Vlies ohne zusätzliche Schritte herstellbar
ist.
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2 zeigt
eine zweite Vorrichtung 17, die einen Extruder 18 aufweist.
Der Extruder 18 hat einen ersten Abschnitt 19,
einen zweiten Abschnitt 20, einen dritten Abschnitt 21,
einen vierten Abschnitt 22 und einen fünften Abschnitt 23.
Die Abschnitte 19 bis 23 sind jeweils unterschiedlich
beheizbar. Weiterhin weist der Extruder 18 einen beheizten
Extruderkopf 24 auf. Über
den Extruderkopf wird das aufgeschmolzene Polymer unter konditionierten
Bedingungen zum Spinnpaket 25 geführt. Über das Spinnpaket 25 und über die
im Spinnpaket 25 enthaltene Spinnplatte 26 wird
das unter Druck stehende Polymer 27 in eine Kammer 28 eingeführt. Die
Kammer 28 weist ein dem Spinnpaket 25 gegenüber angeordneten
Ausgang auf. Der Ausgang kann insbesondere spaltförmig so
wie dargestellt ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Spaltbreite 29 einstellbar verändert werden.
Der Ausgang 28 mündet
vorzugsweise in eine Umhausung 30, die vorzugsweise einen
Diffusorbereich 31 aufweist. Der Diffusorbereich 31 erlaubt
ein Auf spreizen der Vliesfasern 32, wenn diese abgelegt
werden. Zum Diffusorbereich benachbart und insbesondere vorzugsweise
auch abdichtend angeordnet sind ein erster 33 und ein zweiter
Rollenbereich 34 angeordnet. Die Rollenbereiche 33, 34 sind
vorzugsweise derart, daß eine
verbesserte Absaugung eines Quenchmediums durch die Ablagevorrichtung 35 ermöglicht wird.
Insbe sondere kann unterhalb eines Siebbandes 36 der Ablagevorrichtung 35 eine
Absaugung 37 angeordnet sein. Die Absaugung 37 kann
dabei vorzugsweise mit unterschiedlichen Abzugsvolumina eingestellt werden
durch Veränderung
einer Absaugeinrichtung 38. Die abgelegte Vliesfasern 32 werden
anschließend über einen
Kalander 39 verdichtet, insbesondere thermobondiert. Dazu
weist der Kalander 39 eine Prägewalze 40 und eine
Glattwalze 41 auf. Zwischen der Prägewalze 40 und der
Glattwalze 41 wird ein Prägespalt 42 gebildet,
wobei der darin herrschende Liniendruck einstellbar ist. Über eine
anschließende
Aufwicklungsvorrichtung 43 kann das Vlies aufgewickelt
und als Trommel gelagert bzw. weiterverarbeitet werden.
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Auf
das Siebband 36 kann der zweiten Vorrichtung 17 vorgelagert
beispielsweise ein nicht näher
dargestellter Abwickler oder auch eine andere Lagenherstellungseinrichtung
angeordnet sein. Beispielsweise kann somit in einem In-line-Prozeß eine Unterlage 44 zugeführt werden,
auf die das Spinnvlies abgelegt und anschließend bondiert wird.
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3 zeigt
eine erste Spinnplatte 45 in einer schematischen Ansicht.
Die Bohrungen 46 in der Spinnplatte 45 sind in
parallelen Reihen und Zeilen angeordnet, die senkrecht zueinander
stehen. Insbesondere können
nur die Bohrungen oder auch die gesamte Spinnplatte eine Beschichtung 47 aufweisen.
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4 zeigt
eine zweite Spinnplatte 48 in einer schematischen Ansicht.
Die Bohrungen 49 sind dabei versetzt zueinander angeordnet.
Dabei können
die Abstände
so wie dargestellt mit einem Versatz von 50% sein. Sie können aber
auch andere Abstände
aufweisen, beispielsweise 1/3, 1/4 oder auch 1/5.
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5 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Spinnplatte. In
dieser sind vereinfacht dargestellt unter schiedliche Bohrungsgeometrien
dargestellt, die verwendet werden können. Aus dem Querschnitt lässt sich
weiterhin das Verhältnis
L/D entnehmen. Ändert
sich der Durchmesser D über
die Länge
L, so wird der mittlere Durchmesser ermittelt. Dieser ergibt sich
aus der Summe aller Teildurchmesser multipliziert mit ihrer jeweiligen
Teillängen
und anschließender
Teilung der Summe durch die Gesamtlänge L.
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6 zeigt
einen Ausschnitt aus einem ersten Produkt 51. Das Produkt 51 weist
ein erfindungsgemäßes Polyethylenvlies 52 an
seiner Oberfläche 53 auf.
Das Produkt kann beispielsweise ein zweilagiges Material so wie
dargestellt aufweisen. Dieses Laminat kann beispielsweise ein Film-Vlies-Laminat
sein.
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7 zeigt
einen Ausschnitt aus einem zweiten Produkt 54. Das zweite
Produkt 54 ist beispielsweise ein SMS-Material, dessen
Lagen untereinander thermobondiert sind. Vorzugsweise sind die Lagen
in einem einzigen Arbeitsgang nicht nur miteinander sondern auch
jeweils selbst verprägt
worden. Zumindest eine der Spinnvlieslagen ist dabei ein erfindungsgemäßen Vlies
mit einer Polyethylenoberfläche.
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8 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vliesfaser 55. Sie weist einen
Kern 56 auf, der vorzugsweise Polypropylen enthält. Eine
Oberfläche 57 der
Vliesfaser weist zumindest teilweise Polyethylen auf. Das Polyethylen
kann vollflächig,
insbesondere mit sich ändernder
Oberflächengeometrie,
wie auch unterbrochen den Kern 56 als Mantel 58 überziehen.
Sind Unterbrechungen vorhanden, können diese beispielsweise für eine Thermobondierung
vorteilhafterweise mit einer Oxidationsschicht versehen sein.
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9, 10 und 11 zeigen
jeweils unterschiedliche Querschnitte durch Bikomponentenfasern. Neben
einer vollflächigen
Faser aus Polyethylenmaterial bietet die Bikomponentenfaser den
Vorteil, durch gezielte Auswahl der anderen Polymere gewünschte Eigenschaften
des Vlieses wie beispielsweise Zugfestigkeit beeinflussen zu können. Das
Polyethylen bildet bei den dargestellten Vliesfasern zumindest teilweise,
insbesondere vollständig
die Oberfläche.