DE2156961A1

DE2156961A1 - Verfahren zur herstellung weicher bindemittelfreier vliesstoffe

Info

Publication number: DE2156961A1
Application number: DE2156961A
Authority: DE
Inventors: Alois Pohland
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1971-11-17
Filing date: 1971-11-17
Publication date: 1973-05-24
Also published as: JPS4861770A; ES407759A1; GB1408009A; AU470127B2; AU4806672A; AR200990A1; DE2156961B2; JPS5410670B2; CA973437A; ZA727521B

Description

Firma Carl Freudenberg 29.10.1971

Weinheim/Bergstr. Ur.Z/LE ON 592

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Verfanren zur Herstellung weicher bindemittelfreier Vliesstoffe.

Unter Vliesstoffen versteht man bekanntlich Faserflächengebilde, bei denen die Fasern an ihren Kreuzungspunkten miteinander irgendwie verfestigt sind.Dabei erhält das zunächst lose watteartige Vlies eine erhebliche Verfestigung.Am längsten bekannt ist die Imprägnierung eines losen Faservlies mit einem Latex. Beim Trocknen sammelt sich der Latex bevorzugt an den Kreuzungspunkten zweier Fasern an.Es entsteht dann eine schwimmhautähnliche Bindemittelverklebung,wie sie in Fig. ¹I der US Patentschrift 2 719 802 symbolisiert wird.Es ist aber auch die bindemittelfreie sog.thermoplastische Bindung bekannt.Einzelheiten können aus dem Buch Non Woven Fabrics,Seite 31,Kapitel h,"Thermoplastic Fiber Bonding " entnommen werden.Bei dieser Ausführungsform mischt man dem Ausgangsfaservlies thermoplastische Fasern.Dann läßt man dieses Vlies durch ein heißes Metallwalzenpaar mit glatter Oberfläche laufen.Dabei erweichen die thermoplastischen Fasern und binden so andere thermoplastische,aber auch nicht thermoplastische Fasern an sich.An den Kreuzungspunkten der Fasern findet eine Verschweißung statt, die man mit der Verschweißung' von zwei rotglühenden Drähten vergleichen kann.Nach der Abkühlung weist dieses Faserflächengebilde eine erhebliche Stabilität auf. Es fühlt sich jedoch etwas papierartig an.

Ziel der Erfindung ist nun die Herstellung eines besonders weichen thermoplastischen verschweißten Vliesstoffes.Zu diesem Zweck wird das Vlies nicht gleichförmig verschweißt,sondern an bestimmten Stellen.Man wird also eine Metallwalze verwenden,welche Erhebungen aufweist.Die erhabenen Punkte stehen aus der Walzenoberfläche mindestens etwa 0,2mm₃

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vorzugsweise aber mindestens 0,5mm hervor.Die Oberfläche

2 einer solchen Erhebung liegt vorzugsweise unter lmm ,so daß auf einen Quadratzentimeter 5-50 Verschweißungsstellen kommen. Die dazwischenliegenden Gebiete bleiben unverschweißt,wodurch das Faserflächengebxlde seine Weichheit behält.Seine Festigkeit ist aber nichtsdestoweniger erheblich,so daß es vielfachen Verwendungszwecken zugeführt werden kann.

Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren verwendet man Fasern einer Länge von mindestens lern.Auf diese Weise wird sichergestellt,daß jede Faser mindestens an zwei Stellen mit einer oder mehreren Nachbarfasern verbunden wird,so daß also zwischen den verschweißten Stellen keine unfixierten Fasern herumliegen.Hur in diesem Falle würde das Vlies beim Ziehen ausein-

■ anäergehen

Nun ist aber die thermoplastische punktförmige Hitzeverschweißung schwierig durzuführen.Je dünner das Vlies wird,desto schwieriger wird eine punktförmige Verschweißung.

Es wird daher vorgeschlagen,die thermoplastische Verschweißung unter solchen Bedingungen durzufuhren,daß gleichzeitig eine gewisse Stauchung während der Verschweißun^ erfolgt,die außerdem mehr ring-als punktförmig erfolgt.

Durch die Kombination von partieller Verschweißung und Stauchung werden neuartige Vliesstoffe erhalten,die sich durch Weichheit bei gleichzeitiger Festigkeit und Saugfähigkeit auszeichnen.

Zur Durchführung des Verfahrens benötigt man zwei Walzen.Die eine Walze besteht aus Metall und weist die punktförmigen Erhebungen auf.Sie ist heizbar.Die Gegenwalze muß elastisch sein.Man wird zweckmäßigerweise als Kern ebenfalls eine heizbare Metallwalze verwenden,die dann einen elastischen Überzug vorzugsweise aus Silikonkautschuk erhält.Um nun den Wärmeübergang zwiscnen der inneren heizbaren Kernwalze mit einem Metallnadelfilz.Ls kann dabei ein Überzug verwendet werden wie er bei Krempel-Oberflächen Verwendung findet.Es ist aber auch möglich,längere Nadeln zu verwenden.In diesen

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Fall verwendet man eine Walze,wie sie etwa aus Fig.l der englischen Patentschrift 1 176 998 ersichtlich ist.Die Zwischenräume zwischen den Nadeln werden dann mit Silikonkautschuk aus gefüllt. Auf diese Weise erstrecken sich elastische iletallnadeln vom heizbaren Walzenkern bis fast an die Oberfläche des Silikonkautschukbelages.Die Metallnadeln erhöhen die Wärmeleitfähigkeit.Gleichzeitig sorgt die Elastizität dieser Nadeln dafür,daß die Gesamtelastizität des Silikonkautschukbelages nicht beeinträchtigt wird.

Falls keine Stahlwalze mit Erhebungen zur Verfügung steht, genügt es im einfachsten Fall,die Oberfläche einer glatten Metallwalze mit einem Drahtnetz zu überziehen.Zweckmäßiger verfährt man wie folgt:

Man zieht auf die unbearbeitete Oberfläche einer Stahlwalze einer Länge von 2400mm und einem Durchmesser von 300mm ein V^A-Stahlband mit gerichteten Zähnen auf.Die Höhe des Bandes von der Grundfläche bis zum Beginn der Zahnung betrug 1,55mm. Die Höhe der Zähne selbst betrug 0,7mm.Auf einen Zentimeter Länge wies das Band ungefähr 14 Zähne auf.Die Dicke des Bandes betrug 0,7mm.

Der Draht wird hochkant um die Walze eng aufgewickelt,so daß sich die Seitenkanten berühren.

Die beiliegende Fig.l zeigt ein solches gezahntes Band.Fig.2 zeigt das Aufbringen eines solchen gezahnten Bandes auf eine glatte Walze.Fig.3 zeigt die Maße einer bevorzugten Ausführungsform.Die Fig.4 zeigt eine Vorrichtung zum anmeldungsgemäßen partiellen Verschweißen von Faservliesen.Dabei bedeutet 1 die mit Erhebung 2 versehene Metallwalze,die sich um die Achse in Pfeilrichtung dreht.Diese Walze ist heizbar.Gegen diese Walze drückt die mit Silikonkautschuk 4 versehene Gegenwalze 5. Die Bezugs ziffer¹ 6 zeigt die Nadeln,die sich vom Walzenkern durch den Silikonkautschukbelag 4 erstrecken.Wichtig ist nun daia die Walze 5 so stark gegen die Metallwalze 1 gedruckt wird, daß eine gewisse Deformation auf der Silikonkautschukoberfleiche erfolgt.Läuft nun von links das zu verfestigende thermoplastische Fasern enthaltende Vlies 7 gegen den V/alzenspalt,so erfolgt

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^⁰ ORIGINAL

infolge der Einbeulung der Silikonkautschukoberfläche ein Stau.Gleichzeitig wird beim Durchgang das Vlies an den Stellen verfestigt,an denen heiße' Erhebungen 2 aus der Walze hervorstehen.

Genau genommen entsteht dort,wo ein Zahn in das Vlies eindruckt zunächst nur ein Loch.An den Rändern dieses Loches findet aber bevorzugt die Verschweißung der Fasern stattjwenn man ein Thermoplastfaservlies zwischen glatten heißen Walzen drückt, dann findet die Verschweißung bevorzugt immer an den Kreuzungspunkten der Fasern statt,wie dies durch die Fig.5 symbolisiert wird.Die tief schwarz eingezeichneten Punkte sind die Verschweißungsstellen.Beim Arbeiten gemäß der Erfindung hingegen findet bevorzugt zunächst eine Verschweißung an den Rändern der durch die Zähne der einen Walze in das Vlies eingedrückten Löcher statt.

Die Fig.6 zeigt schematisch diese Verhältnisse.Im Endprodukt sind diese Löcher jedoch nicht sichtbar,dadurch die Stauchung Fasern über die Löcher wieder geschoben werden.Man erhält also ein gleichförmig aussehendes Vlies,das sich durch besonders Weichheit und Saugfähigkeit auszeichnet.

Während des Durchgangs durch den Walzenspalt soll auf das Vlies ein Liniendruck von 10-45kg/cm einwirken.Die Temperatur der Oberfläche der mit Erhebungen versehenen Stahlwalze und der Silikonkautschukwalze hängt von der Zusammensetzung des zu verschweißenden Vlieses ab.Bei Fasern mit niedrigem Erweichungspunkt genügt u.U schon eine Oberflächentemperatur von 150⁰C,während bei hochschmelzenden Polyamidfasern die Temperatur bis fast 300°C steigen soll.

Beisgiel

Man bereitet zunächst eine Fasermischung aus 20% unverstreckten Polyesterfasern einer Länge von 40-60 mm und einem Titer von l,8den.Der Rest besteht aus Zellulosefasern.Das Fasergemisch läßt man derart über eine übliche Krempel laufen,daß ein Klies mit einem Gewicht von 50 g/m resultiert.Dieses Vlies führt man einem Walzenpaar zu,bei dem jede Walze einem Durchmesser von 30cm aufweist.Die Stahlwalze trägt dabei ein

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punktförmiges Muster gemäß der Fig.3 dieser Anmeldung.Die Gegenwalze weist einen 10 mm dicken Silikonkautschukbelag auf,der von elastischen Nadeln durchdrungen ist.Beide Walzen werden durch innere Wärmezufuhr auf 22O°C aufgeheizt.Dann stellt man einen Liniendruck von 30kg/Cm ein.Daj Vlies wird dann mit einer Geschwindigkeit von 3m/Min. durch den Walzenspalt geschickt, Man erhält sofort einen festen saugfähigen Vliesstoff.

Die beiliegenden Photos zeigen den so/Kergestellten Vliesstoff Fig.7 zeigt einen verticalen Schnitt in dreizigfacher Vergrößerung Man erkennt die bauchigen Steifen,die nicht gedrückt wurden. An den Rändern ist die Vepschweißung zu erkennen.Ebenfalls die durch Stauchung überscüobenen Fasern.

Fig.8 stellt die Pj?m>e in fünffacher Vergrößerung unter Auflicht-Betrachtung und^Tig.9 bei Durchlicht-Betrachtung in ebenfalls fünffacher Vergrößerung dar. Qy,\*. % ^i'f· Ql. θ. Λ. ^ ^ ^\.\

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Claims

Patentansprüche. A

1) Verfahren zur Herstellung weicher bindemittelfreier Vliesstoffe dadurch gekennzeichnet, daß man ein thermoplastische Pasern enthaltenden Vlies zwischen dem Spalt eines aufgeheizten Walzenpaares einlaufen läßt, bei dem die eine Walze aus Metall besteht und Erhebungen aufweist, während die Gegenwalze elastisch ist.

\2) »Weicher bindemittelfreier Vliesstoff, bei dem die Pasern bevorzugt längs ringförmige Figuren an ihren Kreuzungspunkten miteinander verschweigt sind.

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