DE19859782C1 - Verfahren zur Herstellung eines mechanisch verfestigten Vliesstoffes mit thermischer Zusatzverfestigung - Google Patents

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, einen mechanisch verfestigten Vliesstoff, bei dem bindefaserähnliche Elemente für eine zusätzliche thermische Verfestigung eingebracht und verteilt sind, wirtschaftlicher herzustellen, wird dadurch gelöst, daß ein streifenförmiges Bindeelement direkt in Bereichen der mechanischen Flor- bzw. Vliesbildung als flächige Bindeschicht eingebracht wird, die bei der nachfolgenden Vliesverfestigung in bindefaserähnliche Elemente aufgelöst und im Vliesquerschnitt verteilt werden. Als streifenförmiges Bindeelement werden vorzugsweise splittfähige Polymermischfolien oder thermoplastische Klebefolien oder Klebevliese eingesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt die Herstellung von Bindefasern und deren Mischung mit konventionellen Fasern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mechanisch verfestigten Faservliesstoffes, insbesondere eines Nadel-, Nähwirk- oder Wirbelvliesstoffes, mit für eine thermische Zusatzverfestigung enthaltenen Bindefaserelementen, der vorzugsweise in technischen Einsatzgebieten verwendet werden soll.

Es ist bereits bekannt, Faservliesstoffe mit einem massebezogenen Anteil von 5 bis 50% sogenannter Bindefasern herzustellen. Diese Bindefasern bestehen vollständig oder teilweise aus einem niedrig schmelzenden Polymer und ergeben bei entsprechender Hitzeeinwirkung im Flor, Vlies oder Vliesstoff an den Berührungsstellen untereinander oder mit den anderen Fasern feste Kleb- oder Verbindungspunkte. Die Bindefasern werden bei der Vliesstoff­ herstellung im Bereich der Faserauflösung und Fasermischung mit den anderen Fasern vermischt. Über die Arbeitsstufen der Florbildung, Vlieslegung und/oder mechanische Verfestigung durch Nadeln, Nähwirken oder Verwirbeln mit Luft- oder Wasserstrahlen bewirkt der Bindefasereinsatz bei nachfolgender thermischer Behandlung eine Zusatz­ verfestigung oder der Flor bzw. das Vlies wird direkt einer thermischen Behandlung in Form der sogenannten Thermobondierung zugeführt und damit zum Vliesstoff verfestigt. Nachteilig sind bei diesem Bindefasereinsatz der materielle und zeitliche Aufwand für die Herstellung der Bindefasern selbst und für die zusätzlichen Vermischungspassagen. Außerdem hat diese klassische Bindefaserzumischung eine Grenze in der verarbeitbaren Faserfeinheit, die bei höchstens 1 dtex liegt.

Bekannt sind auch thermoplastische Klebeflächen in Form von Folien oder Vlies, die zur flächigen Verklebung von z. B. Vliesstoffen untereinander eingesetzt werden. So wird beispielsweise in dem Gebrauchsmuster DE 297 01 077 U1 ein Nähwirkvliesstoff mit oberflächlich eingebundenem Klebevlies für die Verbindung mit Leder für Dekorteile in der Autoinnenausstattung beschrieben. Allerdings sind hiermit keine thermischen Vlies­ verfestigungseffekte innerhalb des Vliesquerschnittes erreichbar.

In dem Patent DD 128 958 wird die Herstellung eines textilen Verbundstoffes aus spaltbarer Folie und einem Vliesstoff beschrieben, wobei beide Komponenten durch Vernadeln verbunden sind. Dabei ist infolge der sandwichartigen Anordnung der splittfähigen Folie trotz des Nadelverbundes kein Bindefasereffekt erzielbar. Gleiches gilt für den in DD 128 959 beschriebenen Verbundstoff.

Weiterhin ist aus der DE 25 19 493 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer nichtgewebten Bahn aus mehreren Stapelfaserschichten bekannt, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Bahn liegen und jede Faserschicht Eigenschaften aufweist, die sich von den Eigenschaften der benachbarten Faserschicht oder Faserschichten unterscheiden. Nach diesem Verfahren wird eine Ausgangsmatte hergestellt und zu einer Kreuzlegevorrichtung geführt, die eine hin- und hergehende Zuführstelle und eine Sammeloberfläche aufweist, welche sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Hin- und Herbewegungsrichtung der Zuführstelle vorwärtsbewegt und die Ausgangsmatte kreuzweise legt, wobei die Vorschubstrecke der Sammeloberfläche während eines Hin- und Herbewegungszyklus der Zuführstelle kleiner ist als die Breite der schmalsten Zonen. Dieses Verfahren dient zur Herstellung eines mehrschichtigen Vliesstoffes, bei dem ein streifenförmiger Bereich durch das Hin- und Herlegen zur mittleren Schicht eines Vlieses erzielt wird, wobei diese mittlere Schicht jedoch keine flächige Bindeschicht enthält, die bei der mechanischen Verfestigung zu faserähnlichen Bindeelementen aufgelöst und über den Vliesquerschnitt verteilt wird.

Erfindungsgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, unter Beseitigung der vorgenannten Nachteile einen mechanisch verfestigten Vliesstoff, bei dem bindefaserähnliche Elemente für eine zusätzliche thermische Verfestigung eingebracht und verteilt sind, auf einfache Art und Weise kostensparend herzustellen.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird beim Quertäfeln des Faserflores zum Faservlies der mit einem endlosen streifenförmigen Bindeelement bedeckte Faserflor durch Hin- und Herlegen über die gesamte Vliesbreite in 90° zur Florbildungsrichtung fortlaufend in Falten gelegt. Die Breite des aufgelegten Bindeflächenstreifens zur Erzeugung einer ganzflächigen Anordnung im Vliesquerschnitt ist dabei mindestens 1 cm breiter als die abgezogene Länge einer Krempelflorfalte. Der Bindeflächenstreifen besteht aus thermoplastischer Klebefolie, Klebevlies oder splittfähiger Polymermischungsfolie. Beim nachfolgenden mechanischen Verfestigen des Faservlieses wird die mittig oder nahe an einer Oberfläche im Vliesquerschnitt erzeugte Bindefläche in faserähnliche Bindeelemente aufgelöst und diese faserförmigen Bindeelemente im Vliesquerschnitt verteilt angeordnet. Dabei erfolgt die Ausbildung der Bindeelemente und deren gleichmäßige Verteilung im Querschnitt erfindungsgemäß mittels durchstechender Widerhaken- oder Schiebernadeln bzw. mit durchdringenden flüssigen oder gasförmigen Medienstrahlen hohen Druckes und kleinen Durchmessers.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann beim Einsatz einer splittfähigen Klebefolie auch eine Vorfibrillierung des Bindeflächenstreifens in zusammenhängende faserförmige Bindeelemente direkt bei der Bildung des Faserflores, z. B. auf einer Krempel oder in einem separaten Fibrillieraggregat, vor dem Auflegen des Bindeflächenstreifens auf den Faserflor erfolgen. Damit entfällt die Vorfibrillierung beim Verfestigen des Faservlieses durch Vernadeln oder Verwirbeln.

Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß die Arbeitsschritte für die Mischung von Bindefasern mit konventionellen Fasern entfallen. Außerdem ermöglicht die Erfindung, die Bindeelemente gezielt, bezogen auf die Menge und räumliche Anordnung, im Faservliesquerschnitt anzuordnen. Damit lassen sich thermisch verfestigte Vliesstoffe mit unterschiedlichen Querschnittsbereichen hinsichtlich Festigkeit und Struktur herstellen, was für die verschiedensten technischen Einsatzgebiete von Bedeutung ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung der Faservliesbildung durch Querlegen eines Faserflors mit mittig aufgelegtem streifenförmigem Bindeelement,

Fig. 2 den Querschnitt eines Faservlieses mit einer mittig angeordneten Bindefläche,

Fig. 3 den Querschnitt eines mittels Nadeln verfestigten Faservlieses mit verteilten bindefaserähnlichen Elementen,

Fig. 4 den Querschnitt eines Faservlieses mit zwei angeordneten Bindeflächen.

Fig. 1 zeigt die Bildung eines Faservlieses, das mittels einer Vliesbildungsvorrichtung mit Florbildner und Querleger hergestellt wird. Auf das mittels Florbildner hergestellte Faserflor 1 wird mittig ein von einer geeigneten Abrolleinrichtung endlos zugeführtes streifenförmiges Bindeelement 2 aufgelegt. Durch das Hin- und Herlegen des Faserflors 1 mittels Querlegerwalzenpaar 3 wird der Faserflor 1 bei gleichzeitigem Abzug um 90° zur Florbildungseinrichtung zu einem Quervlies 4 so abgelegt, daß das streifenförmige Bindeelement 2 die Mittelschicht des Quervlieses 4 als flächige Bindeschicht 5 bildet (Fig. 2). Damit die von den auf dem Faserflor 1 aufgelegten streifenförmigen Bindeelemente 2 gebildete flächige Bindeschicht 5 keine Leerstellen über die gesamte Faservliesfläche aufweist, ist die Breite "b" der auf die Floroberfläche aufgelegten Bindeflächenstreifen 2 mindestens einen Zentimeter größer als die Länge des während einer Hin- und Herlegung des Faserflores 1 über die Vliesbreite "a" abgezogenen Quervlieses 4. Als Bindeelement werden vorzugsweise splittfähige Polymermischfolien oder thermoplastische Klebefolien oder Klebevliese eingesetzt. Je nach gewünschtem bzw. erforderlichem Anteil an faserähnlichen Bindeelementen kann das streifenförmige Bindeelement 2 beispielsweise auch an den Randbereichen des Faserflores 1 bzw. in beliebigen Abständen zur Faserflormitte aufgelegt werden. Bei dieser Verfahrensweise wird eine sandwichartige Anordnung der Bindeschicht 5, 5' im Vliesquerschnitt erzielt, wie in Fig. 4 dargestellt.

Außerdem besteht die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere streifenförmige Bindeelemente 2 nebeneinander in gleichen oder unterschiedlichen Abständen zueinander mit dem Faserflor 1 vorzulegen. Die einzelnen streifenförmigen Bindeelemente 2 können dabei gleich oder unterschiedlich breit sein. Des weiteren können die eingesetzten streifenförmigen Bindeelemente 2 aus gleichen oder unterschiedlichem Materialarten, wie beispielsweise Klebefolie oder Klebevlies, aus gleichen oder unterschiedlichen Polymeren in gleicher oder unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden. Dies ermöglicht die Anordnung verschiedener Bindeflächen 5, 5' in unterschiedlichen Mengenanteilen im Vliesquerschnitt, so daß bei der nachträglichen thermischen Verfestigung unterschiedliche Querschnittsprofile und -festigkeiten im Vliesstoff erzielt werden, die für spezielle Einsatzgebiete, beispielsweise bei der Verarbeitung zu Formteilen, von Bedeutung sind.

Zur Verfestigung des Faservlieses wird das gebildete Quervlies 4 mit eingelagerter Bindeschicht 5 anschließend einer Vliesverfestigungsanlage, beispielsweise einer Nadelmaschine zugeführt. Dabei wird das Faservlies 4 von einer Vielzahl Nadeln, die beispielsweise mit Widerhaken ausgestattet sind, ein- oder beidseitig vertikal durchstochen. Beim Ein- bzw. Durchstechen der Nadeln in die im Vliesquerschnitt angeordnete flächige Bindeschicht 5 wird diese zu faserähnlichen Bindeelementen 6 aufgelöst, die im Vliesquerschnitt gleichmäßig verteilt angeordnet werden, so wie in Fig. 3 dargestellt.

Durch die Anzahl bzw. Anordnung der eingesetzten Nadeln kann die Verteilung bzw. Anordnung der faserähnlichen Bindeelemente 6 im Vliesstoffquerschnitt so variiert werden, daß je nach Einstichtiefe der Nadeln in das Faservlies 4 Querschnittsbereiche mit unterschiedlichen Anteilen von faserähnlichen Bindeelementen 6 vorhanden sind. So kann beispielsweise der mittlere Vliesstoffquerschnitt stärker verfestigt werden, als die an der Oberfläche befindlichen Vliesstoffschichten, wenn nur ein geringer Anteil an faserähnlichen Bindeelementen 6 in die außenliegenden Randzonen von den Nadeln verteilt wird. Bei einem relativ lockeren Kernquerschnitt und verhältnismäßig festen Vliesstoffoberflächen werden dagegen entsprechend viele faserähnliche Bindeelemente 6 in den oberflächennahen Schichten des Vliesquerschnittes angeordnet.

Realisierbar ist auch die Möglichkeit des Aufbringens des streifenförmigen Bindeelementes 2 direkt bei der Faserauflösung und Florbildung, z. B. in einer Krempel. Dabei wird das streifenförmige Bindeelement 2 durch die zahnförmigen Arbeitsorgane des Florbildners vorgesplittet und es entsteht im Faserflor 1 eine flächige Bindeschicht 5 aus zusammen­ hängenden faserförmigen Bindeabschnitten. Die Zuführung eines vorgesplitteten faserähnlichen Bindeelementes 2 auf dem Faserflor 1 ist ebenfalls möglich. Dabei wird das streifenförmige Bindeelement 2 zunächst auf einem Fibrillator mittels Nadelwalze in ein geschlossenes Netzwerk oder in einzelne Flachfäden geteilt und in breiter Form direkt auf den Faserflor 1 aufgelegt. Dies kann vor der Querlegung des Faserflores 1 oder auch in Arbeitsrichtung der Vliesbildungsmaschine vor der Nadelmaschine erfolgen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines mechanisch verfestigten Vliesstoffes mit im Vliesstoffquerschnitt eingelagerten faserförmigen Bindeelementen für eine thermische Zusatzverfestigung, gekennzeichnet dadurch, daß ein mit einem streifenförmigen Bindeelement (2) bedeckter Faserflor (1) durch Hin- und Herlegen über die gesamte Vliesbreite in 90° zur Florbildungsrichtung fortlaufend in Falten gelegt wird, wobei die Breite des streifenförmigen Bindeelementes (2) mindestens 1 cm breiter ist als die abgezogene Länge einer Faserflorfalte, so daß das streifenförmige Bindeelement (2) im Querschnitt des erzeugten Faservlieses (4) eine flächige Bindeschicht (5) bildet, aus der bei der mechanischen Verfestigung des Faservlieses (4) faserähnliche Bindeelemente (6) gebildet und im Vliesstoffquerschnitt verteilt angeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Faserflor (1) aufgelegte streifenförmige Bindeelement (2) aus einer splittfähigen Polymermischungsfolie, einer thermoplastischen Klebefolie oder einem thermoplastischen Klebevlies besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Faserflor (1) aufgelegte streifenförmige Bindeelement (2) bei der Faserflorbildung vorfibrilliert wird und zusammenhängende faserförmige Bindeelemente gebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Faserflor (1) aufgelegte streifenförmige Bindeelement (2) bereits vorfibrilliert ist und aus zusammen­ hängenden faserförmigen Bindeelementen besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Bindeelement (2) in der Faserflormitte aufgelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Bindeelement (2) ein- oder beidseitig in den Randbereichen des Faserflores (1) aufgelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere gleiche oder unterschiedliche streifenförmige Bindeelemente (2) bezüglich Form, Polymerart, Breite und Dicke nebeneinander auf dem Faserflor (1) zugeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Bindeelement (2) endlos zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der flächigen Bindeschicht (5) zu faserähnlichen Bindeelementen (6) und deren Verteilung im Faservliesquerschnitt mittels ein- und/oder beidseitig einstechender Widerhaken- und/oder Schiebernadeln erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der flächigen Bindeschicht (5) zu faserähnlichen Bindeelementen (6) und deren Verteilung im Faservliesquerschnitt mittels Luft- oder Wasserstrahlen erfolgt, die ein- oder beidseitig in das Faservlies (4) eindringen.