DE4024252C2 - Anwendung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Verbinden von zumindest zwei Vliesbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Verbinden von zumindest zwei Vliesbahnen aus Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff mit Hilfe einer in Bahnrichtung längslaufenden Überlappungsnaht, welche Vliesbahnen aus einer Vliesproduktionsanlage oder von einem Vliesbahn-Coil abgezogen und im Verbindungsbereich mit einer Überlappung aus Überlappungsrandstreifen geführt werden. Die Filamente bestehen im allgemeinen aus Polyäthylen oder aus Polypropylen. Diese Kunststoffe lassen sich bekanntlich nicht leicht klebend verbinden. Filamente bezeichnet im Rahmen der Erfindung Endlosfasern und Stapelfasern.

Bei einem aus der Praxis bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Verbinden von zumindest zwei Vliesbahnen wird als Verbindungsmittel ein in bezug auf den Kunststoff, aus dem die Filamente bestehen, fremder Kleber auf Kunstharzbasis zumeist in Form eines Zweikomponentenklebers oder eines Heißschmelzklebers eingesetzt. Üblicherweise werden Kleber eingesetzt, deren Schmelzpunkt niedriger als derjenige der Filamente der Vliesbahnen ist. Der Kleber wird angemacht, d. h. für den Klebvorgang aufbereitet und mit Hilfe geeigneter Einrichtungen aufgestrichen. Nach dem Anmachen steht nur eine bestimmte Verarbeitungszeit zur Verfügung. Die Geschwindigkeit des kontinuierlichen Verfahrens zum Verbinden der beiden Vliesbahnen und damit die Produktionsgeschwindigkeit der entsprechenden Anlage müssen aufeinander eingestellt werden. Zumeist muß darüber hinaus eine besondere Kühlstrecke in die Anlage eingebaut werden. Die hergestellte Klebverbindung genügt häufig nicht den Anforderungen. Der Kleber durchdringt die Vliesbahn. Nichtsdestoweniger ist die Festigkeit der Verbindung unter Scherbeanspruchung verbesserungsbedürftig. Der erhärtete Kleber bewirkt im Bereich der Überlappung eine Versteifung der verbundenen Vliesbahnen, die gleichsam eine Sollbruchstelle darstellt. Der Kleber ist ein Fremdstoff, der Rezirkulationsprobleme auslöst.

Bei dem aus der US 3008862 bekannten Verfahren werden kompakte Bahnen aus Folien oder Filmen aus thermoplastischem Kunststoff oder anderen Materialien, wie Papier, durch Einbringen eines plastifizierten extrudierten thermoplastischen Materials, vorzugsweise Polyethylen, in einen Überlappungsbereich und durch Preßdruck mittels Walzen eine Haftverbindung hergestellt.

Das aus der US 3008862 bekannte Verfahren zum Verbinden von flächigen Bahnen kompakter Struktur ist bisher nie auf Vliesbahnen aus Filamenten aus thermoplastischen Kunststoffen angewendet worden, da die Zerstörung der Substanz der Vliesbahnen durch Einbringen heißer aufgeschmolzener thermoplastischer Materialien sehr viel größer ist als die Möglichkeit des Erzielens von einwandfreien Verbindungsnähten. Es ist nämlich relativ einfach, auf eine kompakte Fläche, wie eine Papierbahn oder einen Kunststoffilm, heißes thermoplastifiziertes Kunststoffmaterial aufzubringen, da hierbei nicht die Gefahr besteht, daß das plastifizierte Material durch den Film oder das Papier auf die andere Seite hindurchdringt und beispielsweise an der Abzugswalze klebenbleibt oder die Struktur der Bahn in diesem Bereich vollständig verändert.

Aus diesem Grunde sind bisher Vliesbahnen aus Filamenten aus thermoplastischen Kunststoffen üblicherweise mittels Klebstoffen verbunden worden, die mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen auf die Vliesoberfläche aufgestrichen werden können, um auch ein Anschmelzen der Filamente der Vliese und damit eine Zerstörung des Vlieses zu vermeiden.

Eine weitere Möglichkeit der Verbindung von Vliesbahnen mit Berücksichtigung der luftigen Struktur von Vliesen wird nach dem DE-GM 72 17 075 vorgeschlagen, wobei ein Schweißband aus dem gleichen Vliesmaterial wie die miteinander zu verbindenden Vliese vorgesehen wird. Zum Herstellen der Verbindung zwischen den Vliesbahnen und dem Faser-Schweißband werden dann mittels Heißluft sowohl die Oberflächen der zu verschweißenden Vliesbahnen als auch die des Faser-Schweißbandes erwärmt und dann die Teile durch Walzendruck miteinander verpreßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den Anforderungen genügende Verbindung der Vliesbahnen ohne störende Versteifungen zu erzielen, wobei auch Recyclingprobleme vermieden werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Anwendung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Verbinden von zwei Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff gemäß Patentanspruch für das Verbinden von Vliesbahnen aus Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff vorgeschlagen.

Die auf diese Weise hergestellte Schweißnaht hat den Charakter einer sogenannten Haftschweißung. - Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Verbindung zwischen den beiden Vliesbahnen als eine stoffschlüssige Verbindung nach Art einer Schweißverbindung durchgeführt werden kann, wobei der Verbindungsstrang aus dem thermoplastifizierten Kunst­ stoff, aus dem auch die Filamente bestehen, zugleich Schweißwerkstoff ist und ein Anschmelzen der Filamente so wie damit die stoffschlüssige Verbindung bewirkt. Die Geo­ metrie des Verbindungsstranges und damit der Mengenstrom dieses Kunststoffes sowie die Temperatur und der Verbin­ dungsdruck lassen sich unschwer so einstellen, daß die Ver­ bindung allen Anforderungen genügt. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn nach der Ausführungsform der Erfindung der thermoplastifizierte Kunststoff als Verbin­ dungsstrang von linsenförmigem bis rechteckigem Quer­ schnitt, der eine Breite von einigen Millimetern, vorzugs­ weise von etwa 5 mm, aufweist, zwischen dem Überlappungs­ streifen angeordnet wird. Bei vorgegebenem Mengenstrom des mit dem Verbindungsstrang zugeführten Kunststoffes können die Temperatur des thermoplastifizierten Kunststoffes in dem Verbindungsstrang sowie der Verbindungsdruck zwischen den Walzen so eingerichtet werden, daß der thermoplastifi­ zierte Kunststoff durchdringungsfrei in beide Überlappungs­ randstreifen eindringt.

Die Temperatur des thermoplastifizierten Kunststoffes in dem Verbindungsstrang sowie der Verbindungsdruck zwischen den Walzen werden so eingerichtet, daß der thermoplastifizierte Kunststoff sich in die praktisch ungestörte Struktur der Filamente in den Vliesbahnen, randseitig dünner werdend, einnistet und auch im Anordnungsbereich des Stranges ein ausreichend unmittelbarer Kontakt der Filamente in den Vliesbahnen erfolgt.

Die Erfindung läßt sich mit Anlagen, deren Breite der Vliesbahnbreite entspricht, verwirklichen, wenn die Vliesbahnen als ebene Vliesbahnen sowie einander überdeckend dem Verbindungswalzenpaar zugeführt werden. Werden die so längs eines Randes verbundenen aufeinanderliegenden Vliesbahnen ausgelegt, so richtet sich die Überlappungsnaht gleichsam auf. Zu einer flachliegenden Überlappungsnaht kommt man, wenn eine der Vliesbahnen als ebene Vliesbahn, die andere der Vliesbahnen als ebene Vliesbahn mit nach Maßgabe des Überlappungsrandstreifens umgelegten Rand, einander überdeckend, dem Verbindungswalzenpaar zugeführt werden. Die so hergestellte Überlappungsnaht hat im ausgelegten Zustand der Vliesbahn bei Querzug lediglich Scherbeanspruchungen aufzunehmen. Sie richtet sich nicht auf.

Es kann eine Temperatursteuerung oder Temperaturregelung der Temperatur des Kunststoffes in dem Verbindungsstrang zum Zwecke der Beeinflussung der Qualität der Schweißverbindung zweckmäßig sein. Dazu wird der Kunststoff, aus dem der Verbindungsstrang gebildet wird, in einer Kunststoffschneckenpresse (Extruder) thermoplastifiziert und dabei die Schmelzetemperatur gesteuert und/oder geregelt. Die Temperatur des aus der Extrusionsdüse ausgetretenen Verbindungsstranges wird dazu durch eine Veränderung des Abstandes der Extrusionsdüse vom Walzenspalt des Verbindungswalzenpaares variiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Vliesbahnen,

Fig. 2 ein Schema einer Anlage für die Verbindung von vier Vliesbahnen,

Fig. 3 einen Schnitt durch vier überdeckend geführte Vliesbahnen nach dem Verbinden,

Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 3 und

Fig. 5 entsprechend der Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsform der Überlappungsnaht.

Die in der Fig. 1 dargestellte Anlage dient zur Durchfüh­ rung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Zur Anlage gehört eine Abzugseinrichtung 1 für die Vliesbahnen 2, 3, die zumindest zwei gegeneinander arbeitende Abzugswalzen 4 aufweist sowie eine Aufwickeleinrichtung 5 für die ver­ bundenen Vliesbahnen 2, 3 zu einem Coil 6. Dabei ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 7 angeordnet, mit der die Abzugsgeschwindigkeit der Abzugseinrichtung 1 einer­ seits und die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickelein­ richtung 5 andererseits aufeinander abstimmbar sind.

Der Verbindungsstrang 8 wird in einem Extruder 9 aufberei­ tet und über die Extrusionsdüse 10 extrudiert. Man erkennt, daß die Abzugswalzen 4 zugleich als Verbindungswalzen ein­ gesetzt sind und daß die Extrusionsdüse 10 an die Schnecken­ strangpresse 9 für die Thermoplastifizierung des Kunst­ stoffes für den Verbindungsstrang 8 angeschlossen ist. Diese Schneckenstrangpresse 9 ist bezüglich ihres Durch­ satzes oder Ausstoßes über die Steuer- und Regeleinrich­ tung 7 an die Abzugsgeschwindigkeit bzw. Aufwickelgeschwin­ digkeit anpaßbar. Ein Doppelpfeil 11 in der Fig. 1 deutet an, daß der Abstand der Extrusionsdüsen 10 von dem Walzen­ spalt S eingestellbar ist.

In der Fig. 2 sind Anordnungen dargestellt, die verwirk­ licht werden, wenn es sich nicht um die Verbindung von zwei Vliesbahnen 2, 3 mit Hilfe einer Überlappungsnaht 12, son­ dern um die Verbindung von vier Vliesbahnen 2, 3, 13, 14 handelt. Die schon zur Fig. 1 erläuterten Bezugszeichen sind eingetragen. Die in Fig. 1 zusätzlich gezeichneten Aggregate sind bezüglich jeder Extrusionsdüse 10 zu ergän­ zen.

Im Ergebnis wird erreicht, daß als Verbindungsmittel der thermoplastische Kunststoff eingesetzt wird, aus dem die Filamente der Vliesbahnen 2, 3, 13, 14 bestehen. Dieser Kunststoff wird in thermoplastifizierter Form mit Hilfe der Extrusionsdüse 10 als bandförmiger Verbindungsstrang 8 im Bereich des Walzenspaltes S zwischen den Überlappungs­ randstreifen 15 angeordnet. Temperatur und Verbindungsdruck zwischen den Verbindungswalzen oder Abzugswalzen 4 sind anpaßbar. Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung stets so getroffen, daß die Vliesbahnen 2, 3, 13, 14 einander überdeckend dem Verbindungsspalt s zugeführt werden. Dabei ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Anordnung so getroffen, daß die Vliesbahnen 2, 3, 13, 14 als ebene Vlies­ bahnen sowie einander überdeckend dem Verbindungswalzen­ paar 4 zugeführt werden. Auf diese Weise entsteht eine Über­ lappungsnaht 12, wie sie in Fig. 4 dargestellt worden ist. Demgegenüber ist in Fig. 5 die Anordnung so getroffen, daß eine der Vliesbahnen 13, 14 als ebene Vliesbahn 13, die andere der Vliesbahnen als ebene Vliesbahn 14 mit nach Maß­ gabe des Überlappungsrandstreifens 15 umgelegtem Rand 16, einander überdeckend, dem Verbindungswalzenpaar 4 zuge­ führt worden sind. In dem Fall der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 richtet sich die Überlappungsnaht 12 beim Auslegen auf. Anders liegen die Verhältnisse bei der Fig. 5. Hier liegt die Überlappungsnaht 12 flach in der ausge­ legten Vliesbahn.

Claims (1)

1. Anwendung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Verbinden von zumindest zwei Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff, mit Hilfe einer in Bahnrichtung längslaufenden Überlappungsnaht, welche Bahnen aus einer Produktionsanlage oder von einem Bahn-Coil abgezogen und im Verbindungsbereich mit einer Überlappung aus Überlappungsrandstreifen durch zumindest ein Verbindungswalzenpaar geführt werden, wobei zwischen den Überlappungsrandstreifen ein Verbindungsmittel aus dem thermoplastischen Kunststoff eingesetzt wird, aus dem die Bahnen bestehen, und dieser Kunststoff in thermoplastifizierter Form mit Hilfe einer Extrusionsdüse als bandförmiger Verbindungsstrang im Bereich des Walzenspaltes zwischen den Überlappungsrandstreifen zugeführt und angeordnet wird und die Temperatur des thermoplastifizierten Kunststoffs in dem Verbindungsstrang sowie der Verbindungsdruck zwischen den Verbindungswalzen so eingerichtet werden, daß der thermoplastifizierte Kunststoff das Anschmelzen der mit dem Verbindungsstrang in Verbindung stehenden Bahnseiten sowie damit eine stoffflüssige Verbindung bewirkt für Vliesbahnen aus Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff als zu verbindende Bahnen, wobei der thermoplastifizierte Verbindungsstrang in beide Überlappungsstreifen eindringt und das Anschmelzen der Filamente bewirkt und wobei der thermoplastifizierte Verbindungsstrang einen linsenförmigen bis rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von einigen Millimetern aufweist.