DE19604726B4

DE19604726B4 - Verfahren zum Herstellen einer mehrlagigen Bahn insbesondere als Polsterbezugsmaterial für Fahrzeugsitze

Info

Publication number: DE19604726B4
Application number: DE19604726A
Authority: DE
Inventors: Gunter Dipl.-Ing. Schmidt; Nico Fichtenthal; Peter Dr. Böttcher
Original assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: SCHMIDT, GUNTER F., DE
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2016-02-10
Also published as: DE19604726A1

Abstract

Verfahren zur fortlaufenden Herstellung einer mehrlagigen Bahn (16) aus einem außenliegenden Bezug (15) und einem darunter liegenden Vliesstoff (3') mit einem stehenden, d. h. annähernd rechtwinklig zur Vliesoberfläche angeordneten Anteil von mindestens 20% der Fasern bzw. der Faserlängenanteile und mit in den Vliesstoff (3, 3') eingelagerten Bikomponenten-Bindefasern,
– wobei zunächst in gesonderten Verfahrensanlagen (2) bei einer ersten Arbeitsgeschwindigkeit ein Vliesstoff (3) mit dem hohen stehenden Faseranteil in einem nicht zusatz-verfestigten und unkalibrierten Zustand hergestellt wird,
– wobei dieser vorgefertigte Vliesstoff (3) anschließend bei einer zweiten, höheren Arbeitsgeschwindigkeit zwischen zwei im Abstand – abgesehen von einem anfänglichen konvergierenden Spalt – planparallel und geradlinig geführten, durch Kontakt- und/oder Strahlungserwärmung beheizbaren (7) und durch Kontaktkühlung auch wieder kühlbaren (8), oberflächlich glatten Führungsbändern (5 und 6) fortlaufend geführt und dabei auf den Vliesstoff (3) Druck ausgeübt und Wärme zugeführt und durch die äußerlich schmelzenden und/oder thermoplastisch vernetzenden, in den Vliesstoff (3) eingelagerten...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Herstellung einer mehrlagigen Bahn aus einem außenliegenden Bezug und einem darunter liegenden Vliesstoff mit einem erhöhten stehenden Faseranteil.

Es ist bekannt, unterschiedliche Bahnen z. B. eine Gewebebahn einerseits und einen Vliesstoff andererseits zwischen Paaren von im Abstand parallel und geradlinig geführten, beiderseits geschlossenen, teilweise beheizbaren und teilweise kühlbaren Führungsbändern – in sog. Flachbettkaschiermaschinen – mittels Klebern zu verbinden. Verschiedene, in diesem Zusammenhang geeignete Vliesstoffarten, ihre Verwendbarkeit für Autopolsterstoffe und die Prüfmethoden sind u. a. in Beiträgen von G. Schmidt "Kaschierung von Autopolsterstoffen mit Faservliesen" in Melliand Textilberichte 6/1992, Seiten 479 bis 486 und "Abstandsgewirke ohne und mit Dekorseite für Anwendungen im Automobil" in Melliand Textilberichte 1/1993, Folgen 1 und 2, Seiten 37 bis 39 bzw. Seiten 129 bis 134 beschrieben. Auch die DE 91 16 536 U1 zeigt ein mehrlagiges, textiles Bezugsmaterial dieser Art. Danach haben also mehrlagige Bezugsmaterialien für Autopolsterstoffe, bei denen ein Oberstoff mit einem Vliesstoff in Form eines Vliesgewirkes zusammenkaschiert ist, als bekannt zu gelten.

Es ist ferner bekannt, (vgl. z. B. US 3,619,322 ), ein aus einer Fasermischung einschließlich sog. Bindefasern gebildetes Faservlies zwischen zwei im Abstand parallel und geradlinig geführten luftdurchlässigen Führungsbändern durch Druck und zwangskonvek tiv zugeführter Wärme in der Weise zu verfestigen, dass aus den freiliegenden Oberflächen des dabei gebildeten Vliesstoffes sich einzelne Fasern nicht mehr so leicht herauslösen lassen und dass diese Vliesoberflächen einigermaßen eben gestaltet sind. Bindefasern sind Fasern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem geringeren Schmelzpunkt als die übrigen Fasern des Vlieses. Von den Führungsbändern ist wenigstens eines als Sieb ausgebildet, so dass die Wärme in Form von Heißluft in das Faservlies eingeblasen oder durch es durchgeblasen werden kann. Durch dieses meist Thermofusion genannte Verfestigungsverfahren wird außerdem – wie beabsichtigt – der Vliesstoff in der Dicke gleichmäßig maßhaltig, obeflächlich weniger haftfreudig und in sich etwas biege- und schubsteifer, so dass er bei der Weiterverarbeitung zu textilen Erzeugnissen leichter handhabbar ist. Nachteilig an dem bekannten Thermofusionieren ist, dass sich die Siebstruktur auf der Vliesoberfläche plastisch abbildet. Diese Strukturierung kann durch Aufkaschieren eines Bezugsstoffes nicht vollständig ausgeglichen werden; zumindest bleibt beim Einsatz dünner Bezugsmaterialien andeutungsweise eine gewisse Reststruktur auch nach dem Kaschieren außenseitig erkennbar.

Neben den hier erwähnten Bindefasern sind auch sog. Bikomponenten-Bindefasern bekannt, die zum Beispiel in der DE 44 07 097 A1 in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen im Zusammenhang mit einem mehrlagigen textilen Verbundmaterial erwähnt sind. Die Bikomponenten-Bindefasern enthalten jeweils thermoplastische Materialien unterschiedlicher Schmelzpunkte, so dass sie beim Schmelzen der niedriger schmelzenden Komponente ihre Fasereigenschaft nicht verlieren. Auf diese Weise können Bikomponenten-Bindefasern einen stabileren textilen Verbund bilden als stofflich einheitlich aufgebaute Bindefasern, die sich nach dem Aufschmelzen in einzelne Schmelzetröpfchen zerlegen, die sich ihrerseits – wenn auch nur zum Teil – in Kreuzungspunkte der zu verbindenen Fasern anlagern.

Durch Vorschläge in der nachveröffentlichten DE 195 34 252 A1 der Anmelderin sollen die sitz- klimatischen Eigenschaften von weich hinterfütterten Bezugsmaterialien für Polstermöbel, insbesondere für Fahrzeugsitze oder z.B. Türinnenverkleidungen unter Beibehaltung des Kostenniveaus dieser Bezugsmaterialien verbessert werden. Und zwar werden danach in kostenneutraler Weise die bisher verwendeten, sitzklimatisch nicht optimalen Schaumstofflagen durch funktionsgleiche Textilbahnen mit hohem stehenden Faseranteil, meist Vliesgewirke unterschiedlicher Machart, die zwar bisher teurer, jedoch sitzklimatisch besser als Schaumstofflagen sind, ersetzt. Durch Zusammenfassung verschiedener Herstellungsschritte zu einem einzigen Verfahrensschritt wird ein Kostenvorteil in der Herstellung des Mehrlagenverbundes erreicht, der ihn unter Kostengesichtspunkten konkurrenzfähig im Vergleich zu schaum-unterfütterten Bezugsmaterialien macht. Das so auf einfache Weise herstellbare Bezugsmaterial ist aufgrund werkstofflicher Gleichheit oder Gleichartigkeit aller Komponenten gut recycelbar und außerdem können in dieses Bezugsmaterial ohne Funktionsnachteile und auf kostengünstige Weise Textilrecyclate als Reißfasern eingearbeitet werden.

In zwei verschiedenen Verfahrensvarianten werden in der genannten, älteren Patentanmeldung Teilschritte in unterschiedlicher Art kostenreduzierend zusammengefaßt. Zum einen wird von einem einfach vorverfestigten Vliesstoff als gesondert hergestelltem Vorprodukt ausgegangen und es werden die Teilschritte Zusatzverfestigen, Kalibrieren, Glätten des Vliesstoffes und das Zusammenkaschieren von Vlies- und Bezugsstoff zusammengefaßt. Zum anderen werden zumindest die Teilschritte des Herstellens eines voluminösen Vlieses sowie das Zusatzverfestigen, Kalibrieren und Glätten desselben zu einem Vliesstoff verfahrensmäßig zusammengefaßt, was z.B. durch unmittelbares aneinanderschließen der entsprechenden Maschinen für die Vliesbildung zum einen sowie das Thermofusionieren, Kalibrieren und Glätten zum anderen erfolgen kann. Dieses Vorprodukt von hohem Fertigungsgrad braucht dann lediglich noch in bekannter Weise mit dem Bezugsstoff zusammenkaschiert zu werden. Hierbei ist es ohne weiteres denkbar, daß auch dieser Schritt in einer maschinenbaulich und verfah rensmäßig einheitlichen Abfolge zusammengefasst wird, was sich weiter kostensenkend auswirken wird.

Die erste Verfahrensvariante gemäß der DE 195 34 252 A1 mit kombinierter Thermofusion des Vlieses und Kaschieren des Bezugstoffes ist insofern nicht allen Stoffkombinationen von Vliesmaterial und Bezugsstoff verfahrensfunktionell optimal, also das Thermofusionieren und das Kaschieren in ein und dem selben Flachbett und bei den gleichen Temperaturen erfolgt, was bei bestimmten Bezugsstoffen u. U. zu bleibenden Temperaturdruckstellen, Glanzstellen o. dgl. führen kann. Es lassen sich auf diese Weise nicht alle praktisch denkbaren Kombinationen von Vliesmaterialien, Bikomponenten-Bindefasern und Bezugsmaterialien verarbeiten. Vielmehr müssen hier u. U. unliebsame Kompromisse bei der Materialzusammenstellung eingegangen werden. Bei Vliesen, die bei Wärmeeinwirkung zum Schrumpfen neigen, wird der mit durch die Thermofusion hindurchlaufende Bezugsstoff in unzumutbarer Weise zu Falten geworfen. Außerdem gibt es Bezugsmaterialien, die zu dick oder zu dicht, d. h. zu stark isolierend sind, so dass der notwendige Wärmefluss mehr als notwendig verzögert würde. Unter energetischen und unter Kostengesichtspunkten ist es außerdem wenig sinnvoll, den Bezugsstoff ohne sachliche Notwendigkeit mehr als nötig aufzuheizen. Problematische Bezugsmaterialien wie TPO-Folien (TPO = thermoplastische Polyolefine) oder TPO-Schaumfolien oder auch PVC-Folien wären bei einem übermäßigen Erwärmen in jedem Fall gefährdet, insbesondere, wenn sie bereits genarbt sind. Ebenso sind dünne und/oder feine Maschentextilien als Bezugsmaterialien nur schwierig verarbeitbar, weil hier bereits kleine Schrumpfungsunterschiede von Vlies und Bezug bei der Erwärmung sich in einer sog. "Poltrigkeit" der Oberfläche oder in einer sog. "Orangenschalen"-Struktur bemerkbar machen können. Die zweite Verfahrensvariante gemäß der DE 195 34 252 A1 mit kombinierter Vliesbildung und Thermofusion desselben zum einen und anschließendem Kaschieren des Bezugsstoffes zum anderen in maschinenbaulich und verfahrensmäßig einheitlicher Abfolge hat den Nachteil, dass alle Vorgänge bei der gleichen Arbeitsge- schwindigkeit durchgeführt werden müssen und daß demzufolge bei der Wahl der Arbeitsgeschwindigkeit unzweckmäßige Kompromisse eingegangen werden müssen. Die optimale Arbeitsgeschwindigkeit für die Vliesbildung ist wesentlich geringer als die für das Thermofusionieren oder für das Kaschieren; demgemäß muß die kombinierte Anlage mit einer insgesamt nicht optimalen Arbeitsgeschwindigkeit gefahren werden, was für die Produktivität des investierten Kapitals schädlich ist. In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, daß Vliesstoffe meist in einer mehrfach größeren Breite – z.B. bis 4,8m Breite – hergestellt werden, als der späteren Verarbeitungsbreite – z.B. 1,6 bis 2m Breite beim Kaschieren – entspricht.

In der Fachzeitschrift Melliand Textilberichte 10/1994, Seiten 840 bis 850 werden unter dem Titel "Thermofusion, Thermobonding und Thermofixierung für Nonwovens" (Alfred Watzl) die theoretischen Grundlagen der thermischen Verfestigung von Vliesstoffen behandelt. Die Thermofusion wird dort als ein Verfahren definiert, bei dem Heißluft durch die Führungselemente des Vliesstoffes und durch das Vlies geführt werden und dabei pulverförmige oder an Fasern haftende Bindemittel im Vlies aufschmelzen und die Kreuzungspunkte von Fasern fixieren. Unter Thermobonding versteht man nach diesem Artikel eine Verfestigung unter Druck und Hitze, wobei die Hitze durch den Kontakt mit heißen Flächen und durch die Strahlung sowie durch die thermische Leitung innerhalb des Vlieses an die zu verfestigenden Stellen gebracht wird.

Zu den genannten Definitionen soll vermerkt werden, dass der Begriff Thermofusion (thermisch verschmelzen) den Begriff "Thermobinding" als Ausführungsform einschließt. Das Aufbringen von Druck kann auch räumlich und zeitlich begrenzt sein. Der Druck kann auch dadurch entstehen, dass man den Querschnitt des Vliestoffes kalibrierend begrenzt, so dass der innere Widerstand des Vliesstoffes die Größe des Druckes bestimmt.

Neben den genannten Definitionen werden in diesem Dokument auch die üblichen Verfahren diskutiert, wobei zur Problematik des Schmelzverhaltens des Vliesstoffes empfohlen wird, Bikomponentenfasern einzusetzen. Diskutiert werden ebenso die optimalen Verweilzeiten für die thermischen Verfestigungsverfahren.

Auch dieses Dokument kann keine Antwort darauf geben, wie bei der Herstellung mehrlagiger Bahnen aus einem Gewebe oder einem Gewirke einerseits und einem Vliesstoff andererseits die unregelmäßigen Oberflächen nach dem Kaschieren vermieden werden können.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das kostengünstig kombinierte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß zwar einerseits auch thermisch empfindliche Bezugsstoffe schädigungsfrei auf einen Vliesstoff aufkaschiert und/oder stärker zum Schrumpfen neigende Vliesstoffe ohne Faltenbildung beim Bezugsmaterial verarbeitet werden können, daß aber andererseits die installierten Anlagenteile mit verfahrensmäßig und wirtschaftlich optimaler Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. bei geringen Betriebskosten und Ausschußraten betrieben werden können.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach wird zunächst bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit ein Vliesstoff in einem nicht zusatz-verfestigten und unkalibrierten Zustand in einer separaten Vliesbildungseinrichtung hergestellt und anschließend bei höherer Arbeitsgeschwindigkeit in einem beheizbaren und ggf. kühlbaren Flachbett dieser Vliesstoff thermofusioniert und kalibriert. Im unmittelbaren Anschluß, d.h. noch vor einem Aufwickeln der Substratbahn, wird dem zusatzverfestigten und kalibrierten Vliesstoff der Bezugstoff zugeführt und dieser mittels eines zuvor aufgebrachten Klebemittels bei annähernd gleicher Arbeitsgeschwindigkeit in einer Kaschiereinrichtung auf das thermofusionierte Vlies aufka schiert. Aufgrund der unterschiedlichen Substratbahnen in der Einrichtung für das Thermofusionieren – hier ist der Vliesstoff alleine vorhanden – einerseits und in der Einrichtung für das Aufkaschieren – hier sind beide, Vlies und Bezugsstoff, vorhanden – andererseits kann jeweils mit verfahrens- und werkstoffoptimalen Temperaturen, Temperaturverläufen, Drücken und Einwirkzeiten gearbeitet werden. Aufgrund des Thermofusionierens des Vlieses zwischen oberflächlich glatten und luftundurchlässig geschlossenen, umlaufenden Bändern und einer Kontakterwärmung der Vliesstoffbahn zumindest an ihrem Oberflächenbereich ist eine ebene strukturfreie Oberfläche mit einer Oberflächenplanität innerhalb eines Wertes von etwa ± 0,1mm erzielbar.

Das erfindungsgemäß modifizierte Thermofusionieren der Vliesstoffbahn zwischen geschlossenen Bändern aufgrund einer Erwärmung auf Behandlungstemperatur durch Kontakterwärmung seitens der erwärmten Bänder ist für den Fachmann überraschend, funktioniert aber bei den hier interessierenden Vliesstoffstärken überraschend gut. Dadurch ist die strukturfrei-glatte und ebene Vliesstoffoberfläche erreichbar. Im übrigen können mit der Erfindung folgende weiteren Vorteile erzielt werden:

– Dank der hohen Oberflächengüte des thermofusionierten Vlies- stoffes können auch dünne Bezugsmaterialien aufkaschiert werden, die aus unterschiedlichen Gründen (z.B. Design, Dekorart, Preisgründe) wünschenswert sein können.
– Es lassen sich optimale Behandlungsparameter hinsichtlich der Behandlungstemperatur, dem Verlauf der Temperaturrampen, dem ausgeübten Druck, der Behandlungsdauer für das Thermofusionieren einerseits und für das Kaschieren andererseits trotz etwa gleicher Behandlungsgeschwindigkeit realisieren und bei veränderten Substratparametern auch jeweils gesondert optimal einstellen.
– Aufgrund der separaten Wahl und Einstellbarkeit optimaler Prozeßparameter für das Thermofusionieren einerseits bzw. für das Kaschieren andererseits ist der Verfahrensprozeß sicher beherrschbar, so daß Ausschuß weitgehend vermieden werden kann.
– Aufgrund der jeweils für die Verfahrensteile Thermofusionieren bzw. Kaschieren optimierbaren Prozeßparameter können auch hohe Arbeitsgeschwindigkeiten realisiert werden, die eine höhere Produktivität ermöglichen.
– Aufgrund einer isolierten Behandlung nur des Vliesstoffes beim Thermofusionieren gestaltet sich der Verfahrensablauf auch unter Energiegesichtspunkten vorteilhaft, nämlich recht ökonomisch, da die Wärme nicht durch Substratbahnteile hindurch geleitet werden muß, die diese Wärme gar nicht benötigen.
– Dadurch wird das Bezugsmaterial thermisch geschont, so daß keine Bezugsstoff-Schäden wie Druckstellen, Glanzstellen oder Farbveränderungen zu befürchten sind.
– Dieser Vorteil eröffnet für bestimmte empfindliche Materialien überhaupt erst eine Verarbeitbarkeit als Bezugsstoff für Polster und schafft so weitere gestalterische Freiräume für den Polsterdesigner.
– Nachdem die Wärmebeanspruchung des Vliesstoffes während des Thermofusionierens höher ist als beim anschließenden Kaschieren, treten etwaige thermisch bedingte Schrumpfungen des Vliesstoffes nur während des Thermofusionierens auf, wo der Vliesstoff alleine vorliegt. Thermisch bedingte Schrumpfungen des Vliesstoffes können also in beliebigem Ausmaß längs und/oder quer zugelassen werden; eine Faltenbildung auf dem Bezugsstoff ist nicht zu befürchten.
– Aufgrund der bezüglich der Verfahrensparameter jeweils separat einstellbaren Schritte des Thermofusionierens und des Kaschierens kann das aufzukaschierende Material bei einer gezielt eingeschleppten Restfeuchte im Bezugstoff und einer gezielt noch nicht trocknend wirkenden Vorheizung beim Kaschieren ein oberes Dampfpolster auf der außenliegenden Oberfläche des Bezugsmaterials gebildet werden, welches – ähnlich einer Dekatur – einen Mattierungseffekt auf die frei sichtbare Textiloberfläche ausübt, der bedarfsweise artikelspezifisch ausgenutzt werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer verfahrensmäßig und maschinenbaulich gesonderten Vliesbildung und
2 eine schematische Darstellung einer gesonderten, aber unmittelbar aufeinander folgenden und maschinenbaulich zusammengefaßten Thermofusionierung des Vliesstoffes und des Aufkaschierens des Bezugsstoffes.
Durch die in den Figuren schematisch angedeutete Verfahrensanlage soll fortlaufend eine mehrlagige Bahn 16 aus einem außenliegenden Bezug 15 und einem darunter liegenden, zusatzverfestigten und kalibrierten Vliesstoff 3' mit einem hohen stehenden Faseranteil hergestellt werden. Mit stehenden Fasern ist der Anteil von Fasern oder Faserlängen gemeint, die annähernd rechtwinklig zur Vliesstoffoberfläche angeordnet sind. Dieser stehende Faseranteil soll mindestens 20%, vorzugsweise etwa 50 bis 70% der Fasern bzw. der Faserlängenanteile betragen. Abgesehen davon sind in das Vlies Bikomponenten-Bindefasern – vorzugsweise zu etwa 15% – eingelagert, durch die der Vliesstoff 3 zusatzverfestigt und mit hoher Dickenkonstanz und Oberflächenebenheit permanent kalibriert wird.
Zur Herstellung des mehrlagigen Verbundmaterials 16 wird zunächst in einer gesonderten, an sich bekannten, in 1 schematisch dargerstellten Vliesbildungsanlage 2 bei einer ersten, relativ geringen Arbeitsgeschwindigkeit ein Vliesstoff 3 in einem nicht zusatz-verfestigten und unkalibrierten Zustand hergestellt. In der Regel wird dieser Vliesstoff bei mehrfach größeren Breiten hergestellt, als der späteren Weiterverarbeitungsbreite entspricht, d.h. die erzeugte Vliesstoffbahn wird vor der Weiterverarbeitung, u.U. sogar schon vor dem Aufwickeln (das ist jedoch nicht dargestellt) der Länge nach in mehrere schmalere Bahnen geschnitten, die dann weiterverarbeitet werden. Bereits bei diesem Herstellungsprozeß wird der hohe stehende Faseranteil in dem Vliesstoff erzeugt; auch die Bicomponenten-Bindefasern sind den Fasern des Vlieses beigemischt, ohne daß sie binden. Um diesen Vliesstoff mit einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit weiterverarbeiten zu können, muß er – abgesehen von dem Längsschneiden in geringere Weiterverarbeitungsbreiten – aufgewickelt oder sonst in geeigneter Weise raumsparend als Bahn zwischengespeichert werden.
Der vorgefertigte Vliesstoff 3 wird anschließend in einer weiteren, in 2 dargestelltem Verfahrensanlage bei einer zweiten, höheren Arbeitsgeschwindigkeit in zwei weiteren Verfahrensschritten weiterbehandelt. Zunächst wird der Vliesstoff 3 fortlaufend durch eine Thermofusionier-Einrichtung 4 geführt. Diese ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch zwei im Abstand annähernd planparallel und geradlinig geführte Führungsbänder 5 und 6 gebildet, die mittels entsprechender Heiz- (7) und Kühleinrichtungen 8 beheizbar bzw. kühlbar sind. Während des Durchlaufes durch die nach Art einer Flachbett-Kaschiereinrichtung ausgebildeten Thermofusionier-Einrichtung 4 wird in den Vliesstoff 3 Wärme zugeführt und zunehmend ein örtlich gleichmäßiger Druck auf ihn ausgeübt. Durch die äußerlich schmelzenden bzw. thermoplastisch vernetzenden, in den Vliesstoff eingelagerten Bikomponenten-Bindefasern wird der nun entstehende Vliesstoff 3' zusatzverfestigt und durch den zugleich flächig aufgebrachten Druck verdichtet, die Vliesstärke reduziert, der Vliesstoff kalibriert und die freiliegende Vliesstoffoberfläche eben und strukturfrei geglättet. Aufgrund des Thermofusionierens des Vliesstoffes zwischen oberflächlich glatten und luftundurchlässig geschlossenen, umlaufenden Bändern und einer Kontakterwärmung des Vliesstoffes zumindest an seinen Oberflächenbereich ist eine ebene strukturfreie Oberfläche mit einer Oberflächenplanität innerhalb eines Wertes von etwa ± 0,1 mm erzielbar. Durch das anschließende Abkühlen wird der erreichte Zustand stabilisiert bzw. "eingefroren".
Im unmittelbaren Anschluß an das Thermofusionieren wird noch vor dem Aufwickeln oder einem anderweitigen raumsparenden Zwischenpuffern der zu behandelnden Substratbahn bei annähernd gleicher Arbeitsgeschwindigkeit in einer innerhalb der Anlage sich an die Thermofusioniereinrichtung anschließenden Kaschiereinrichtung 9 auf den zusatzverfestigten und kalibrierten Vliesstoff 3' unter Verwendung eines aufgebrachten Klebemittels der Bezugstoff 15 auf kaschiert. Das Klebemittel kann auf unterschiedliche Weise und/oder in unterschiedlichen Phasen des Verfahrensablaufes aufgebracht werden (dazu Näheres weiter unten); in 2 ist beispielsweise der Klebemittelauftrag durch das Einlaufenlassen eines vorgefertigten, aufgewickelten, florartigen Klebefaservlieses 14 realisiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufkaschieren des Bezugsstoffes 15 auf den zusatzverfestigten und kalibrierten Vliesstoff 3' in einer gegenüber der Thermofusionier-Einrichtung 4 weitgehend selbstständigen Kaschiereinrichtung 9, die verfahrens- und anlagenmäßig in die Gesamtanlage integriert ist. Aufgrund dessen, daß die Kaschiereinrichtung 9 zumindest steuerungstechnisch selbstständig ist, lassen sich – abgesehen von der insoweit unkritischen Arbeitsgeschwindigkeit – die sonstigen für das Kaschieren relevanten Arbeitsparameter wie Druck, Temperatur, Temperaturverlauf und u.U. – nämlich über die Behandlungslänge – auch die Einwirkungszeit frei wählen bzw. separat einstellen. Im Ergebnis wird das Zusatzverfestigen, Kalibrieren und Glätten des Vliesstoffes 3' in der Thermofusionier-Einrichtung 4 gleichwohl mit dem Aufkaschieren des Bezugsstoffes 15 kostensparend zusammengefaßt. Das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Flachbett-Kaschiereinrichtung. Diese aus verschiedenen Gründen bevorzugte Art der Kaschiereinrichtung ist jedoch keineswegs allein verfahrensnotwendig. Vielmehr kann durchaus auch eine kleiner bauende und in der Regel kostengünstigere Kalander-Kaschiereinrichtung eingesetzt werden, und zwar insbesondere dann, wenn nur dünnere oder härtere Vliesstoffe verarbeitet werden sollen, oder wenn das Kaschieren im wesentlichen auf solche Paarungen von Vlies- und Bezugsstoff beschränkt ist, bei denen beim Kaschieren nur ein relativ geringer Druck ausgeübt zu werden braucht.
Rein synthetische Faserwerkstoffe können in der Regel nur sehr wenig Wasser binden. Ein daraus hergestellter Vliesstoff wird aufgrund seiner geringen Wasseraufnahme beim Erwärmen keine Feuchtigkeit abgeben. Anders verhält es sich mit natürlichen oder aus Naturstoffen gewonnenen Fassern, insbesondere mit Wollfasern, die – ohne sich feucht anzufühlen – relativ viel Wasser aufnehmen können. Zum Thermofusionieren des Vliesstoffes zwischen geschlossenen, beiderseits des Vliesstoffes anliegenden Bändern ist es daher zweckmäßig, den Vliesstoff vor Einlauf zwischen diese beiden Bänder zunächst auf etwa 105°C vorzuwärmen und zu trocknen. Solange der Vliesstoff nämlich noch Feuchtigkeit abgeben kann, ist eine Erwärmung bei Umgebungsluftdruck auf Temperaturen deutlich über 100°C nicht möglich. Aufgrund der zunächst nur unterseitigen Unterstützung des Vliesstoffes 3 im Einlaufbereich der Anlage nach 2 kann die Feuchtigkeit dort großflächig und behinderungsfrei nach oben aus dem Vlies austreten und entweichen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht dieses Vorwärmen und Trocknen der Vliesstoffbahn 3 dadurch, daß diese zunächst nur unterseitig vom unteren Band 6 der Thermofusioniereinrichtung 4 unterstützt wird und sie oberseitig durch Wärme- strahler 18 und/oder Heißluftzufuhr vorerwärmt wird. Das untere Band 6 ist zu diesem Zweck um eine gewisse Trockenstrecke 17 gegenüber dem oberen Band 5 nach vorne vorgezogen. Beim Vorwärmen kann der Vliesstoffbahn darüber hinaus Wärme zugleich auch von unten her durch Kontakt und Strahlung seitens des unteren, erwärmten Bandes 6 zugeführt werden, wobei dieses Band seinerseits z.B. durch einen Kontakt-Heizkörper 19 erwärmt werden kann.
Es ist auch eine Variante denkbar, die jedoch nicht gezeichnet ist, bei der zum Vorerwärmen und Trocknen der Vliesstoffbahn diese zunächst von einem vorgeschalteten, luftdurchlässigen, umlaufenden Band zumindest auf einer der beiden Vliesstoffseiten geführt wird und daß die für das Vorerwärmen der Vliesstoffbahn erforderliche Wärme zumindest auch zwangskonvektiv mittels in die Vliesstoffbahn einströmender Heißluft zugeführt wird. Die Sieb- oder sonstige Oberflächenstruktur dieser luftdurchlässigen Bänder zeichnet sich nicht bleibend auf der Vliesoberfläche ab, weil diese Bänder auf die bei geringeren Temperaturen (um 105°C) stattfindende Trocknung beschränkt sind, in der die im Vlies eingelagerten Klebe- oder Bindefasern zwar erwärmt sind aber noch nicht ausgelöst werden. Eine etwaige Eindrückung der Oberflächenstruktur der luftdurchlässigen Trocknerbänder in die Vliesoberfläche ist nur vorübergehender Art. Selbst wenn bei diesen Eindrückungen plastische Verformungen auftreten sollten, so werden diese bei der anschließenden, bei höheren Temperaturen und Drücken ablaufenden Thermofusionierung wieder vollständig beseitigt.
Nach dem Thermofusionieren kann in energie-ökonomischer Weise das Aufkaschieren des Bezugsstoffes 15 auf den thermofusionierten Vliesstoff 3' unter Ausnutzung der Restwärme des nur teilabgekühlten Vliesstoffes durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise wird der Vliesstoff hier im wesentlichen lediglich von der Unterseite her abgekühlt, wogegen die zu kaschierende obenliegende Seite wesentlich weniger oder auch überhaupt nicht abgekühlt wird.
Das Aufkaschieren des Bezugsstoffes 15 auf den thermofusionierten Vliesstoff 3' wird in der bereits erwähnten Flachbett-Kaschiereinrichtung 9 zwischen zwei im Abstand annähernd planparallel und geradlinig geführten Führungsbändern 10 und 11 durchgeführt, wobei die beiden Führungsbänder durch ein Paar berührend anliegender Heizeinrichtungen 12 beheizbar und durch ein Paar ähnlich wirkender Kühleinrichtungen 13 auch wieder kühlbar sind. Zum Aufkaschieren des Bezugsstoffes 15 wird dieser vor dem Aufbringen auf den thermofusionierten Vliesstoff 3' vorgewärmt, damit er keine Schockwirkung auf den Kleber ausüben kann, was eine gute Klebeverbindung beeinträchtigen könnte. Und zwar wird aus Energiespargründen gezielt die dem Vliesstoff zugekehrte Seite des Bezugsstoffes vorgewärmt, wobei hierfür beim darge stellten Ausführungsbeispiel ein Wärmestrahler 20 vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise wird der Bezugsstoff höchstens bis zu einer Temperatur, z. B. auf etwa 95°C, vorgewärmt, bei der noch keine Trockenwirkung eintritt. Die in dem aufzukaschierenden Bezugsstoff enthaltene Restfeuchte – ggf. kann auch durch Konditionieren eine bestimmte Feuchte eingestellt werden – wird dann in die Kaschierstrecke eingetragen und erst dort Verdampft. Aufgrund der weiteren Erwärmung tritt beim Kaschieren aus dem Kaschiermaterial Dampf aus, wodurch ein Dampfpolster auf der Sichtseite des Bezugsstoffes gebildet wird. Mit diesem Dampfpolster kann ein Mattierungseffekt auf die Sichtseite des Bezugsstoffes ausgeübt und ein Glättungseffekt seitens der druckausübenden Oberflächen kompensiert werden.
Wie bereits erwähnt, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Klebemittel durch Auflaufen lassen eines Vorgefertigten, von einer Vorratsrolle abgezogenen, Klebefaservlieses 14 auf die zu kaschierende Vliesstoffbahn aufgebracht, wobei durch die diesbezüglich in vollen Linien dargestellte Ausführungsvariante das Klebemittel erst nach dem Thermofusionieren der Vliesstoffbahn 3' auf diese aufgebracht und auf dieser aufliegend vorerwärmt wird, was z. B. durch einen Wärmestrahler 21 geschehen kann. Stattdessen kann es in Einzelfällen auch sinnvolll sein, das Klebemittel 14' bereits vor dem Thermofusionieren auf den Vliesstoff aufzubringen, wie dies in der strichpunktiert angedeuteten Variante realisiert ist, wodurch ein gesondertes Erwärmen des Klebemittels entbehrlich ist.
Selbstverständlich sind auch andere Auftragsformen für Klebemittel bekannt und geeignet, z. B. Aufsprühen in verflüssigter Form oder es kann ein fein granuliertes oder pulverisiertes Klebemittel beispielsweise auch aufgestreut und auf dem Vliesstoff durch Wärmeeinwirkung thermisch plastifiziert und aktiviert werden. Ferner ist es denkbar, dass das Klebemittel für das Auf kaschieren in Form von losen, auf die zu kaschierende Vliesstoffbahn in Wirrlage annähernd gleichmäßig aufgestreuten Klebefasern aufgebracht wird. Hierbei können die losen Klebefasern unmittelbar vor dem Auftragen aus einer verflüssigten Klebemasse erzeugt werden.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß der Vliesstoff 3' – je nach Bedarf – wahlweise mit seiner velourartigen Stehfaserseite oder mit seiner mechanisch verfestigten Maschenseite mit dem außenliegenden Bezug (15) zusammenkaschiert werden kann. Üblich sind Kaschierungen, bei denen der Vliesstoff so in den Mehrlagenverbund eingebracht ist, daß die Maschen- bzw. Nadelseite des Vliesstoffes die Rückseite des Mehrlagenverbundes bildet. Diese Lage des Vliesstoffes hat den Vorteil, daß der Oberstoff weich abgestützt wird, daß die Rückseite nicht so leicht abflust und daß sie ein gewirke-ähnliches Aussehen hat. Nachteilig bei manchen Anwendungen ist hierbei eine gewisse sandwichartige Steifheit des Mehrlagenverbundes, was bei engen Krümmungen des Bezugsmateriales zur Bildung von optisch unerwünschten Knick- oder Knitterfalten führen kann. Deshalb kann es im Einzelfall durchaus zweckmäßig sein, wenn man den Vliesstoff mit seiner Maschen- bzw. Nadelseite mit dem Oberstoff zusammenkaschiert, so daß die offenere Florseite mit dem stehenden Faseranteil die Rückseite des Mehrlagenverbundes bildet. Diese Art der Kaschierung hat den Vorteil, daß der Verbund biegeweicher ist und bei einer enggekrümmten Verarbeitung weniger Knick- oder Knitterfalten bildet. Auch wird der Oberstoff dadurch wirksamer ausgesteift, da die stabilere Seite des Vliesstoffes unmittelbar mit dem Oberstoff zusammenkaschiert ist. Nachteilig kann sich hier jedoch auswirken, daß der Oberstoff sich etwas härter anfühlt und daß die Rückseite des Mehrlagenverbundes u.U. leichter abflust .

Claims

Verfahren zur fortlaufenden Herstellung einer mehrlagigen Bahn (16) aus einem außenliegenden Bezug (15) und einem darunter liegenden Vliesstoff (3') mit einem stehenden, d. h. annähernd rechtwinklig zur Vliesoberfläche angeordneten Anteil von mindestens 20% der Fasern bzw. der Faserlängenanteile und mit in den Vliesstoff (3, 3') eingelagerten Bikomponenten-Bindefasern, – wobei zunächst in gesonderten Verfahrensanlagen (2) bei einer ersten Arbeitsgeschwindigkeit ein Vliesstoff (3) mit dem hohen stehenden Faseranteil in einem nicht zusatz-verfestigten und unkalibrierten Zustand hergestellt wird, – wobei dieser vorgefertigte Vliesstoff (3) anschließend bei einer zweiten, höheren Arbeitsgeschwindigkeit zwischen zwei im Abstand – abgesehen von einem anfänglichen konvergierenden Spalt – planparallel und geradlinig geführten, durch Kontakt- und/oder Strahlungserwärmung beheizbaren (7) und durch Kontaktkühlung auch wieder kühlbaren (8), oberflächlich glatten Führungsbändern (5 und 6) fortlaufend geführt und dabei auf den Vliesstoff (3) Druck ausgeübt und Wärme zugeführt und durch die äußerlich schmelzenden und/oder thermoplastisch vernetzenden, in den Vliesstoff (3) eingelagerten Bikomponenten-Bindefasern der Vliesstoff (3) thermofusioniert, d. h. zusatzverfestigt und durch den zugleich flächig aufgebrachten Druck verdichtet und kalibriert wird, wobei die Vliesstoffstärke reduziert und die freiliegenden Vliesstoffoberflächen oberflächenplan und strukturfrei geglättet wird, – und wobei im Anschluss an das Thermofusionieren und noch vor einem Aufwickeln der zu behandelnden Substratbahn dem thermofusionierten Vliesstoff (3') der Bezugsstoff (15) zugeführt und dieser mittels eines aufgebrachten Klebemittels (14) bei annähernd gleicher Arbeitsgeschwindigkeit wie beim Thermofusionieren in einer Kaschiereinrichtung (9) auf den Vliesstoff (3') aufkaschiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Thermofusionieren des Vliesstoffes (3) zwischen beiderseits anliegenden, luftundurchlässigen Bändern (5, 6) dieser zunächst auf etwa 105°C vorgewärmt und getrocknet wird.
Verfahren nach Anspurch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorwärmen und Trocknen der Vliesstoffbahn (3) diese zunächst nur unterseitig vom unteren Band (6) der Thermofusioniereinrichtung (4) unterstützt, sie zumindest oberseitig durch Wärmestrahler und/oder Heißluftzufuhr vorgewärmt und ausgetriebene Feuchtigkeit nach oben aus dem Vliesstoff entlassen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorwärmen der Vliesstoffbahn (3) dieser auch von unten her Wärme durch Kontakt und Strahlung seitens des unteren, erwärmten Bandes (6) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorwärmen und Trocknen der Vliesstoffbahn (3) diese zunächst von einem vorgeschalteten; luftdurchlässigen, umlaufenden Band zumindest auf einer der beiden Vliesstoffseiten geführt wird und dass die für das Vorwärmen der Vliesstoffbahn (3) erforderliche Wärme zumindest auch zwangskonvektiv mittels in die Vliesstoffbahn (3) einströmender Heißluft zugeführt und ausgetriebene Feuchtigkeit durch das/die luftdurchlässige(n) Band/Bänder hindurch aus dem Vliesstoff entlassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufkaschieren des Bezugsstoffes (15) auf den thermofusionierten Vliesstoff (3') unter Ausnutzung der Restwärme des nur teilabgekühlten Vliesstoffes (3') durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufkaschieren des Bezugsstoffes (15) auf den thermofusionierten Vliesstoff (3') in einer Flachbett-Kaschiereinrichtung (9) zwischen zwei im Abstand annähernd planparallel und geradlinig geführten, beheizbaren (12) und auch wieder kühlbaren (13) Führungsbändern (10, 11) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufkaschieren des Bezugsstoffes (15) dieser vor dem Aufbringen auf den thermofusionierten Vliesstoff (3') vorgewärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärmen des Bezugsstoffes (15) auf der dem Vliesstoff (3') zugekehrt liegenden Seite erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Vorwärmen des aufzukaschierenden Bezugsstoffes (15) erforderliche Wärme mittels Wärmestrahler zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärmen des Bezugsstoffes (15) höchstens bis etwa 95°C, also bis zu einer noch nicht trocknend wirkenden Temperatur erfolgt, derart, dass in dem aufzukaschierenden Bezugsstoff (15) enthaltene Restfeuchte oder durch Konditionieren eingestellte Feuchte in die Kaschierstrecke eingetragen und erst dort verdampft wird und daraus beim Kaschieren ein Dampfpolster auf der Sichtseite des Bezugsstoffes (15) gebildet wird, durch welches ein Mattierungseffekt auf die Sichtseite des Bezugsstoffes (15) ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel in Form eines vorgefertigten, von einer Vorratsrolle abgezogenen und auf die zu kaschierende Vliesstoffbahn auflaufenden Klebefaservlieses (14, 14') aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel in Form von losen auf die zu kaschierende Vliesstoffbahn in Wirrlage annähernd gleichmäßig aufgestreuten Klebefasern aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die losen Klebefasern unmittelbar vor dem Auftragen aus einer verflüssigten Klebemasse erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel (14) erst nach dem Thermofusionieren der Vliesstoffbahn (3') auf diese aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel (14) nach dem Aufbringen auf die Vliesstoffbahn (3') auf dieser vorgewärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff (3') mit seiner velourartigen Stehfaserseite mit dem außenliegenden Bezug (15) zusammenkaschiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff (3') mit seiner mechanisch verfestigten Maschenseite mit dem außenliegenden Bezug (15) zusammenkaschiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der stehenden, d. h. annähernd rechtwinklig zur Vliesoberfläche angeordneten Fasern etwa 50 bis 70% der Fasern bzw. der Faserlängenanteile des Vlieses insgesamt ausmacht.