EP1396567B2 - Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Bikomponenten-Filamenten - Google Patents

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EP1396567B2 EP02017894A EP02017894A EP1396567B2 EP 1396567 B2 EP1396567 B2 EP 1396567B2 EP 02017894 A EP02017894 A EP 02017894A EP 02017894 A EP02017894 A EP 02017894A EP 1396567 B2 EP1396567 B2 EP 1396567B2
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a spunbonded web of bicomponent filaments.
  • - Bicomponent filaments means filaments made of two different thermoplastics. The cross-sectional area of such a filament is partially formed by a first thermoplastic material and partly by at least one second thermoplastic material. This distribution of the different plastics usually extends over the entire length of the filament.
  • spunbonded nonwoven webs often result, which are not very useful with regard to the desired properties, and so far many of these processes are characterized by a disadvantageously high rejection rate.
  • the invention addresses the technical problem of providing a method of the type mentioned, can be made with the spunbonded webs or spunbonded nonwovens, which have excellent mechanical properties, especially a high bulkiness and with these properties are very reproducible above all adjustable.
  • the invention teaches a method for producing a spunbonded web of bicomponent filaments according to claim 1.
  • Filaments means in the context of the invention continuous filaments of thermoplastic material, which are stored to the spunbonded web. In principle, however, shorter fibers can also be used for producing the spunbonded nonwoven web within the scope of the invention. In that regard, the term filaments according to one embodiment also means shorter fibers.
  • the bicomponent filaments consist of two different thermoplastic materials with different properties, in particular with different expansion behavior or shrinkage behavior. Bicomponent filaments have proven particularly useful for the process of the invention.
  • bicomponent filaments with side-by-side structure are used.
  • part of the filament surface is formed by a first polymer and the other part of the filament surface by a second polymer.
  • the bicomponent filaments are produced with a suitable nozzle head or with a suitable spinnerette. It is within the scope of the invention that the exiting filaments are cooled. It is also within the scope of the invention that the filaments are drawn. Advantageously, the filaments are deposited on a trained as endless circulating Ablitissiebband storage for spunbonded web.
  • the spunbonded web is then subjected to a heat treatment to activate filament crimping. Due to the different shrinkage behavior of the polymers that make up the bicomponent filaments, a crimping is produced by the heat treatment or thermal treatment.
  • the heat treatment is carried out as a hot air treatment.
  • the crimping of the filaments in the spunbonded web is thus activated by means of hot air.
  • Hot air treatment means in particular a treatment with air at a temperature above 60 ° C.
  • the invention is based on the finding that with the method according to the invention optimum mechanical properties, in particular a high bulkiness of the spunbonded nonwoven web, can be achieved and adjusted. Of particular importance is the combination of hydroentanglement on the one hand and downstream hot air treatment on the other.
  • bicomponent filaments with side-by-side structure have proven particularly useful.
  • the invention is based on the finding that with a hydroentanglement according to the invention very reliable function and targeted large free filament lengths can be adjusted. Already in this respect, the method according to the invention differs from other known from the prior art solidification measures.
  • the filament crimp is then activated in the downstream hot air treatment, which comes about due to the different expansion properties of the polymers. Due to the targeted and reproducible setting of the free filament lengths of the bicomponent filaments possible during the hydroentanglement, the filament crimp can then be activated during the heat treatment in such a way that a nonwoven with surprisingly high bulkiness is obtained.
  • free filament length means the length of a filament section between two solidification points.
  • Fig. 1 shows a preferably used in the context of the method according to the invention bicomponent filament with side-by-side structure.
  • the polymer A forms half of the cross-sectional area of the filament and the polymer B forms the other half of this cross-sectional area.
  • This arrangement preferably extends over the entire length of the filament. It is understood that the polymer A or the polymer B can also occupy a larger part of the Filamentqueritess simulation.
  • Fig. 1 In this respect, only one possible embodiment of a bicomponent filament with side-by-side structure is shown.
  • the polymers A and B expediently have different shrinkage properties or expansion properties.
  • Fig. 2 shows very schematically a device for carrying out the method according to the invention.
  • the filaments 1 are placed on a trained as endless circulating Ablegesiebband 2 filing the spunbonded web 5.
  • the spunbonded web 5 is moved on the Ablegesiebband 1 in the direction of arrow C.
  • a web consolidation takes place by water jet treatment or by treatment with high-pressure water jets.
  • the filament crimp is activated in a heat treatment device 4, in which the spunbonded web 5 is acted upon by hot air.
  • the device was in Fig. 2 shown very simplified and it is understood that further procedural measures and device components may be provided or interposed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Bikomponenten-Filamenten. - Bikomponenten-Filamente meint Filamente, die aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen bestehen. Die Querschnittsfläche eines solchen Filamentes wird dabei teilweise von einem ersten thermoplastischen Kunststoff gebildet und zum Teil von zumindest einem zweiten thermoplastischen Kunststoff. Diese Verteilung der unterschiedlichen Kunststoffe erstreckt sich in der Regel über die gesamte Länge des Filamentes.
  • Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen bzw. von Spinnvliesbahnen aus Mehrkomponenten-Filamenten sind aus der Praxis bekannt. US 2002/0074697 offenbart hydraulisch angeordnete Vliesgewebe und ein Verfahren zur ihrer Herstellung. US 5,418,045 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Polymer -Vliesstoffes. WO 00/20178 offenbart auftrennbare elastische Mehrkomponentenfasern. Diese bekannten Verfahren weisen aber oftmals den Nachteil auf, dass die damit hergestellten Spinnvliese im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften und insbesondere im Hinblick auf ihre Bauschigkeit zu wünschen übrig lassen. Ein besonderer Nachteil dieser bekannten Verfahren liegt darin, dass sich die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Bauschigkeit der hergestellten Spinnvliese nicht reproduzierbar einstellen lässt. Deshalb resultieren häufig Spinnvliesbahnen, die im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften wenig brauchbar sind und insoweit zeichnen sich viele dieser Verfahren durch eine nachteilhaft hohe Ausschussrate aus. Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Spinnvliesbahnen bzw. Spinnvliese hergestellt werden können, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bauschigkeit aufweisen und mit dem diese Eigenschaften vor allem sehr reproduzierbar einstellbar sind.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Bikomponenten-Filamenten, nach Anspruch 1.
  • Filamente meint im Rahmen der Erfindung Endlosfäden aus thermoplastischem Kunststoff, die zur Spinnvliesbahn abgelegt werden. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung aber auch kürzere Fasern zur Herstellung der Spinnvliesbahn eingesetzt werden. Insoweit meint der Begriff Filamente nach einer Ausführungsform auch kürzere Fasern.
  • Die Bikomponenten-Filamente bestehen aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichem Ausdehnungsverhalten bzw. Schrumpfverhalten. Bikomponenten-Filamente haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren besonders bewährt.
  • Es werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Bikomponenten-Filamente mit Seite-an-Seite-Struktur eingesetzt. Dabei wird entlang der Länge der Filamente ein Teil der Filamentoberfläche von einem ersten Polymer gebildet und der andere Teil der Filamentoberfläche von einem zweiten Polymer. Der Einsatz von Bikomponenten-Filamenten in Seite-an-Seite-Anordnung hat sich im Hinblick auf die Lösung des technischen Problems besonders bewährt und zu überraschenden, weiter unten noch genannten Vorteilen geführt.
  • Die Bikomponenten-Filamente werden mit einem geeigneten Düsenkopf bzw. mit einer geeigneten Spinnerette hergestellt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die austretenden Filamente gekühlt werden. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass die Filamente verstreckt werden. Zweckmäßigerweise werden die Filamente auf einer als endlos umlaufendes Ablegesiebband ausgebildeten Ablage zur Spinnvliesbahn abgelegt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Verfestigung der abgelegten Spinnvliesbahn durch Wasserstrahlbehandlung. Bei dieser Wasserstrahlverfestigung verfestigen feine, sehr schnelle Wasserstrahlen den Vliesstoff. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die erfindungsgemäße Verfestigung durch Wasserstrahlbehandlung wesentlich zur Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems beiträgt.
  • Im Anschluss an die Wasserstrahlbehandlung wird die Spinnvliesbahn anschließend zur Aktivierung einer Filamentkräuselung einer Wärmebehandlung unterzogen. Aufgrund des unterschiedlichen Schrumpfverhaltens der Polymere, aus denen die Bikomponenten-Filamente bestehen, entsteht durch die Wärmebehandlung bzw. thermische Behandlung eine Kräuselung. Im Rahmen der Erfindung, wird die Wärmebehandlung als Heißluftbehandlung durchgeführt. Die Kräuselung der Filamente in der Spinnvliesbahn wird dabei also mit Hilfe von Heißluft aktiviert. Heißluftbehandlung meint insbesondere eine Behandlung mit Luft einer Temperatur über 60 °C.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren optimale mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bauschigkeit der Spinnvliesbahn erzielt und eingestellt werden kann. Besondere Bedeutung kommt dabei der Kombination von Wasserstrahlverfestigung einerseits und nachgeschalteter Heißluftbehandlung andererseits zu. Besonders bewährt haben sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Bikomponenten-Filamente mit Seite-an-Seite-Struktur. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit einer erfindungsgemäßen Wasserstrahlverfestigung sehr funktionssicher und gezielt große freie Filamentlängen eingestellt werden können. Bereits insoweit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren von anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfestigungsmaßnahmen. Nach der Verfestigung mit gezielter Einstellung der freien Filamentlängen wird dann bei der nachgeschalteten Heißluftbehandlung, die Filamentkräuselung aktiviert, die aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungseigenschaften der Polymere zustande kommt. Aufgrund der bei der Wasserstrahlverfestigung möglichen gezielten und reproduzierbaren Einstellung der freien Filamentlängen der Bikomponenten-Filamente kann dann bei der Wärmebehandlung die Filamentkräuselung so aktiviert werden, dass ein Vlies mit überraschend hoher Bauschigkeit erhalten wird. Freie Filamentlänge meint im Übrigen die Länge eines Filamentabschnittes zwischen zwei Verfestigungspunkten. Bei der erfindungsgemäßen Kombination von Wasserstrahlverfestigung und anschließender Heißluftbehandlung, kann ein überraschend hoher Kräuselungseffekt erzielt werden und vor allem gezielt eingestellt werden. Im Ergebnis können deshalb mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoffe mit hoher Bauschigkeit ohne weiteres reproduzierbar hergestellt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch ein Bikomponenten-Filament und
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Fig. 1 zeigt ein im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt eingesetztes Bikomponenten-Filament mit Seite-an-Seite-Struktur. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet das Polymer A die Hälfte der Querschnittsfläche des Filamentes und das Polymer B bildet die andere Hälfte dieser Querschnittsfläche. Diese Anordnung erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Filamentes. Es versteht sich, dass das Polymer A oder das Polymer B auch einen größeren Teil der Filamentquerschnittsfläche einnehmen kann. Fig. 1 zeigt insoweit nur eine mögliche Ausführungsform eines Bikomponenten-Filamentes mit Seite-an-Seite-Struktur. Die Polymere A und B weisen zweckmäßigerweise unterschiedliche Schrumpfungseigenschaften bzw. Ausdehnungseigenschaften auf.
  • Fig. 2 zeigt ganz schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Filamente 1 werden auf einer als endlos umlaufendes Ablegesiebband 2 ausgebildeten Ablage zur Spinnvliesbahn 5 abgelegt. Die Spinnvliesbahn 5 wird auf dem Ablegesiebband 1 in Richtung des Pfeiles C bewegt. In einer Verfestigungsvorrichtung 3 erfolgt eine Vliesverfestigung durch Wasserstrahlbehandlung bzw. durch Behandlung mit Hochdruckwasserstrahlen. Im Anschluss daran wird die Filamentkräuselung in einer Wärmebehandlungsvorrichtung 4 aktiviert, in der die Spinnvliesbahn 5 mit Heißluft beaufschlagt wird. Die Vorrichtung wurde in Fig. 2 sehr vereinfacht dargestellt und es versteht sich, dass weitere Verfahrensmaßnahmen und Vorrichtungskomponenten vorgesehen bzw. zwischengeschaltet sein können.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Bikomponenten-Filamenten,
    wobei die Bikomponenten-Filamente auf einer Ablage zur Spinnvliesbahn abgelegt werden,
    wobei im Anschluss daran die Spinnvliesbahn als einzelne Vliesbahn durch Wasserstrahlbehandlung mit Hochdruckwasserstrahlen verfestigt wird,
    wobei die Spinnvliesbahn nach der Wasserstrahlverfestigung zur Aktivierung einer Filamentkräuselung einer Heißluftbehandlung unterzogen wird
    und wobei Bikomponenten-Filamente mit einer Seite-an-Seite-Struktur eingesetzt werden.
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