DE4115190A1

DE4115190A1 - Vlies aus filamenten

Info

Publication number: DE4115190A1
Application number: DE19914115190
Authority: DE
Inventors: Henricus J M Van De Ven; Adriaan A Schaap
Original assignee: Akzo NV
Current assignee: Akzo Nobel NV
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1992-11-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Vlies aus Filamenten mit einem Flächengewicht von 250 bis 950 g/m² sowie ein Verfahren zum Herstellen des Vlieses.

Das Vlies nach der Erfindung weist eine derart gleichmäßige Masseverteilung auf, daß, wenn die lokale Masseregel mäßigkeit durch Messung der Verteilung der Grauwerte von durchleuchteten Vliesproben ermittelt und nach Beer-Lambert ausgewertet wird, indem an jeweils 10 Vliesproben mit den Abmessungen 25 mm×36,4 mm von jeder Seite her (also aufgrund von insgesamt 20 Messungen) die gemittelte Masse und die dazugehörende Unregelmäßigkeit bestimmt werden, die gemittelte Unregelmäßigkeit im Vlies in Abhängigkeit vom Flächengewicht mit einer statistischen Sicherheit von 99,9% in einem Bereich liegt, der in etwa bestimmt ist durch:

ω_i = 0,19 + b,

wobei
ω_i die gemittelte Vliesunregelmäßigkeit in g/m²,
die gemittelte Vliesmasse in g/m²,
b eine Konstante, die Werte zwischen 55 und 90 g/m² aufweist,

ist.

Die Obergrenze des erfindungsgemäßen Bereichs ergibt sich somit zu

ω_i = 0,19 + 90,

die Untergrenze zu

ω_i = 0,19 + 55.

Bevorzugt kann das Vlies durch Vernadeln verfestigt sein und/oder können die Filamente aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Besonders günstige Unregelmäßigkeiten erreicht man mit Filamenten mit einem Durchmesser von bis zu 50 µm, wobei auch Filamente mit unterschiedlichen Filamentdurchmessern verwendet werden können.

So können die Filamente des Vlieses aus Glas, Polyamid, aromatischem Polyamid, Polyester, Polypropylen und/oder anderen Materialien bestehen, wobei sie auch als Bi- oder Mehrkomponenten-Filamente vorliegen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Vlieses werden erfindungsgemäß Filamente und/oder Filament bündel, die durch Luftdüsen in Einzelfilamente aufge schlossen (geöffnet) wurden, äußerst gleichmäßig auf eine bewegte Fläche abgelegt, wonach das so gebildete Filament gelege durch Vernadeln verfestigt wird.

Die zur Herstellung des Vlieses verwendeten Filamente bzw. Filamentbündel können beispielsweise aus Glas, Polyamid, aromatischem Polyamid, Polyester, Polypropylen und/oder anderen Polymeren bestehen, wobei sie auch als Bi- oder Mehrkomponenten-Filamente ausgebildet sein können.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Vlieses mit Fila menten aus unterschiedlichen Materialien kann in vorteil hafter Weise dadurch erfolgen, daß durch mehrere nachein ander angeordnete Reihen von Luftdüsen unterschiedliche Filamente gleichzeitig geblasen werden. Diese Anordnung der Spinndüsen kann natürlich auch dann verwendet werden, wenn die Filamente nicht aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.

Die Bestimmung der lokalen Masseregelmäßigkeit und die Ermittlung der gemittelten Unregelmäßigkeit im Vlies erfolgt mit der nachfolgend ausführlich beschriebenen Methode.

Bestimmung der lokalen Masseregelmäßigkeit eines Vlieses.

Die lokale Masseregelmäßigkeit eines Vlieses wird durch die Messung der Lichtdurchlässigkeit ermittelt. Hierfür wird eine Vliesprobe auf eine Leuchtplatte mit einer Weißlicht-Quelle gelegt, woraufhin von 10 Vliesproben mit den Abmessungen 25 mm×36,4 mm die Intensität des durchgelassenen Lichts von beiden Seiten her gemessen wird. Dies erfolgt mit Hilfe einer CCD Kamera mit einer Bildpunktzahl von 512 mal 512, wobei die Intensitäten zu Werten digitalisiert werden, die zwischen 0 (schwarz) bis einschl. 255 (weiß) liegen.

Bei der Einstellung der Lichtquelle, der Kamera (Linse) und des Umgebungslichtes müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:

- Wenn eine Aufnahme gemacht wird, muß dafür gesorgt werden, daß das Umgebungslicht nicht signifikant zu der zu messenden Lichtintensität beiträgt.
- Es muß dafür gesorgt werden, daß die vollständige Ver teilung eingelesen wird. Dies bedeutet, daß sowohl die stark deckenden Teile (schwarz) als auch die "Löcher" im Vlies (weiß) sich innerhalb des Intensitätsbereich von 0 bis einschl. 255 befinden müssen.
- Das Bild wird digital gespeichert und bearbeitet, so daß kaum alle Intensitätswerte gebraucht werden. Um den maximalen Unterschied zwischen den verschiedenen Inten sitäten zu erhalten, muß die Intensität des kommenden Lichts so hoch wie möglich sein, wobei der hellste (lichteste) Teil des Vlieses einen Intensitätswert zwischen 200 und 255 haben sollte.
- Die beiden Seiten des Vlieses müssen gleich häufig ge messen werden. Sowohl die Oberseite als auch die Unter seite des Vlieses sollen 10 mal gemessen werden.

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird das Bild einge lesen und die ermittelten Intensitäten wie folgt in lokale Vliesmassen umgerechnet:

Gemäß der Beer-Lambert-Gleichung ist

wobei:
I₀ = Intensität des eintreffenden Lichtes,
α = Absorptionskoeffizient in m²/g,
w_(xy) = Vliesmasse pro m² bei Position xy in g,
I_t(xy) = Intensität des austretenden Lichts bei Position xy

ist.

Hieraus ergibt sich, daß eine Aufnahme ohne das Vlies gemacht werden muß, um die gemittelte Intensität des ein tretenden Lichtes festzustellen (=I₀).

Beim Messen der Intensität folgt also für die lokale Masse:

wobei die Größe des Absorptionskoeffizienten α sich aus:

ergibt.

Hierbei werden alle durchgeführten Bestimmungen des Vlieses für die Berechnung der Summe der Logarithmen des durchfallen den Lichtes gebraucht. Die gemittelte Vliesmasse wird durch das Wiegen des Vlieses bestimmt.

Von den einzelnen Vliesproben (mit den Abmessungen 25 mm×36,4 mm) wird nun die gemittelte Masse und die dazu gehörende Unregelmäßigkeit bestimmt. Diese Unregelmäßigkeit ω_i im Teilbild i wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

Innerhalb des Vliesmassenbereichs von 250 bis 950 Gramm pro Quadratmeter wird eine Unregelmäßigkeit erreicht, wie in der folgenden Abbildung angegeben:

Die beiden gestrichelten Linien (b, b′) geben den beidseitigen Intervallbereich für den Mittelwert (durchgezogene Linie a) an, innerhalb dessen mit einer statistischen Sicherheit von 99,9% die gemessenen Werte der Vliesunregelmäßigkeit in Abhängigkeit der Vliesmasse liegen. Ein Vlies weist die erfindungsgemäß geforderte Unregelmäßig keit auf, wenn die gemittelte Unregelmäßigkeit im Vlies bei 20 Messungen mit einer statistischen Sicherheit von 99,9% Werte in einem Bereich aufweist, der durch die vier Gleichungen:

= 250
ω_i = 0,19 + 55
= 950
ω_i = 0,19 + 90

bestimmt ist, wobei
ω_i die gemittelte Vliesunregelmäßigkeit in g/m² und
die gemittelte Vliesmasse (Flächengewicht g/m²)

ist.

Als Beispiel wurden zwei Vliese zur Bestimmung verwendet, wobei Vlies A ein erfindungsgemäßes Vlies und Vlies B ein im Handel erhältliches Vlies war.

Vlies A: _A = 430 g/m², Unregelmäßigkeit _A = 164 g/m² mit Standardabweichung = 9 g/m² bei n = 20
Vlies B: _B = 566 g/m², Unregelmäßigkeit _B = 236 g/m² mit Standardabweichung = 12 g/m² bei n = 20

Die Fehlergrenzen der gefundenen Mittelwerte (99,9% zweiseitig) dieser beiden Vliese werden wie folgt berechnet:

wobei t für 19 Freiheitsgrade bei α=99,9%, zweiseitig gleich 3.883 ist. Für die drei Vliese werden demnach folgende Werte gefunden:

Vlies A liegt innerhalb des gegebenen Bereiches, während B weit außerhalb dieses Bereiches liegt.

Claims

1. Vlies aus Filamenten mit einem Flächengewicht von 250 bis 950 g/m², gekennzeichnet durch eine derart gleichmäßige Masseverteilung, daß, wenn die lokale Masseregelmäßigkeit durch Messung der Verteilung der Grauwerte von durchleuchteten Vliesproben ermittelt und nach Beer-Lambert ausgewertet wird, indem durch 20 Messungen an Vliesproben mit den Abmessungen 25 mm×36,4 mm die gemittelte Masse und die dazuge hörende Unregelmäßigkeit bestimmt werden, die gemittelte Unregelmäßigkeit im Vlies in Abhängigkeit vom Flächengewicht mit einer statischen Sicherheit von 99,9% in einem Bereich liegt, der in etwa bestimmt ist durch: ω_i = 0,19 w + b,wobei
ω_i die gemittelte Vliesunregelmäßigkeit in g/m²,
die gemittelte Vliesmasse in g/m²,
b eine Konstante, die Werte zwischen 55 und 90 g/m² aufweist,ist.

2. Vlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Vernadeln verfestigt ist.

3. Vlies nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente aus unter schiedlichen Materialien bestehen.

4. Vlies nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente einen Durchmesser von bis zu 50 µm aufweisen.

5. Verfahren zum Herstellen des Vlieses nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Filamente und/oder Filamentbündel, die durch Luftdüsen in Einzelfilamente aufgeschlossen (geöffnet) wurden, äußerst gleichmäßig auf eine bewegte Fläche abgelegt werden, wonach das Filamentgelege durch Vernadeln verfestigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß über mehrere nacheinander angeordnete Reihen von Luft düsen Filamente aus unterschiedlichen Materialien und/oder Dicke gleichzeitig aufgeschlossen und abgelegt werden.