EP3417098A1 - Vliesstoff mit gepraegtem netzmuster - Google Patents

Vliesstoff mit gepraegtem netzmuster

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EP3417098A1
EP3417098A1 EP16825393.8A EP16825393A EP3417098A1 EP 3417098 A1 EP3417098 A1 EP 3417098A1 EP 16825393 A EP16825393 A EP 16825393A EP 3417098 A1 EP3417098 A1 EP 3417098A1
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EP
European Patent Office
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nonwoven fabric
embossing
fibers
pattern
grooves
Prior art date
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EP16825393.8A
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English (en)
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EP3417098B1 (de
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Norbert Weis
Christoph RIEGER
Klaus SCHWOEBEL
Dieter Philipp
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Filing date
Publication date
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    • D04H1/48—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres in combination with at least one other method of consolidation
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    • D04H1/5418—Mixed fibres, e.g. at least two chemically different fibres or fibre blends
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C23/00—Making patterns or designs on fabrics
    • D06C23/04—Making patterns or designs on fabrics by shrinking, embossing, moiréing, or crêping
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C2700/00—Finishing or decoration of textile materials, except for bleaching, dyeing, printing, mercerising, washing or fulling
    • D06C2700/31—Methods for making patterns on fabrics, e.g. by application of powder dye, moiréing, embossing

Definitions

  • the invention relates to a nonwoven fabric with embossed mesh pattern.
  • the invention further relates to a method for producing such a nonwoven fabric and its use as a wipe for the household, the commercial sector and / or as a wiping material in a mop.
  • State of the art relates to a nonwoven fabric with embossed mesh pattern.
  • the invention further relates to a method for producing such a nonwoven fabric and its use as a wipe for the household, the commercial sector and / or as a wiping material in a mop.
  • Textile fabrics in the form of nonwovens are widely used as wipes and as wiping material in mops.
  • the fibers in such nonwoven fabrics are typically either thermally bonded by fusing existing thermoplastic fibers or by bonding or incorporating the fibers through applied or bonded chemical binder systems.
  • Baby wipes are provided with partial embossing to increase the strength of the material, but in the known methods and patterns leads to an increase in the bending moment and thus to an undesirable stiffness of the towels. Nevertheless, in order to obtain moist disposable wipes meeting the requirements of softness, bulkiness, absorbency and mechanical strength, it is proposed in the cited document to set a distance of at least half of the nominal fiber length between discrete embossed regions. In addition, the embossed area should be between 4% and 8% of the total area.
  • Nonwovens For use as reusable wipes or as wiping material in mops, the compromises of softness and strength to be achieved by embossing according to the prior art are unacceptable, so that they differ from those in the area of moist
  • the invention is based on the object of specifying a nonwoven which at the same time has high requirements
  • the nonwoven should be characterized by sufficient absorption properties and in particular allow the production of wipes and wiping materials in mops with the aforementioned properties.
  • Embossed grooves are not significantly reduced.
  • Embodiment of the Invention relates to a nonwoven fabric comprising framework fibers and an at least partially fused thermoplastic material, in particular at least partially fused thermoplastic
  • Binder fibers wherein at least the skeleton fibers are staple fibers, wherein the nonwoven fabric has a thermally embossed mesh pattern of a plurality of intersecting embossing grooves, between which a plurality of
  • Embossing surveys is arranged, wherein the equivalent diameter of the embossing projections is smaller than 50% of the fiber length of the scaffold fibers, wherein the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossments is less than or equal to 4/5 and wherein the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing grooves 0.5 to 2.
  • An essential aspect of the nonwoven fabric according to the invention is the
  • a thermally embossed network pattern of a plurality of intersecting embossing grooves is between the Embossing grooves arranged a variety of embossing surveys.
  • the nonwoven fabric is compacted in comparison to the embossing elevations and the thermoplastic material is at least partially fused, whereby the embossed structure is stabilized.
  • the net pattern also has a positive effect on the stability and durability of the nonwoven as a whole.
  • the pattern may be formed over the whole area or only on partial areas of the nonwoven fabric.
  • the mesh pattern is formed to at least 60%, preferably 70% to 100% and in particular 80% to 100% of the surface of the nonwoven fabric.
  • embossing grooves are arranged and dimensioned such that the equivalent diameter of the embossing elevations is smaller than 50% of the fiber length of the framework fibers.
  • equivalent diameter of the embossment reliefs means the diameter of the smallest circle that circumscribes (ie, draws around and / or includes) the entire embossment elevation
  • equivalent symbol diameters were determined as shown below in the Test Methods section ,
  • Another essential aspect of the nonwoven fabric according to the invention is that the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing elevations is less than or equal to 4/5 and the ratio the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing grooves of 0.5 to 2.
  • the width of the embossing grooves is defined as the distance between two turning points W of the transitions of an embossing groove in the adjacent
  • Embossing elevations For the purposes of the present invention, the width of the embossing grooves was determined as shown below in the Test Methods section. Further, the thickness of the nonwoven fabric was in the range of
  • Abrasion resistance and high absorbency and flexibility of the nonwoven fabric can be achieved, which is advantageous for use as a wipe and / or wiping material in a mop.
  • the special arrangement and dimensioning of the embossing grooves in relation to the fiber length allows a high proportion of multiple, for example doubly bonded framework fibers, d. H. Scaffold fibers that are at least two different locations in the compacted area of
  • Embossed grooves are tied off. Thereby, the durability and strength of the nonwoven fabric can be improved and a small fiber loss can be achieved in the use and washing of the nonwoven fabric.
  • the nonwoven fabric according to the invention is surprisingly characterized by a high degree of flexibility, or a low bending moment, which gives the nonwoven fabric a high level of conformability and, as a result, a pleasant hand feeling gives.
  • the specific mesh pattern gives the nonwoven fabric a good cleaning performance, even for coarser dirt particles.
  • thermoplastic material in the embossing utes strongly connected together in a three-dimensional structure, and thus limited in their mutual position and movement, but the embossing grooves are just so far apart that the embossed areas can serve as a kind of joints and thus the flexibility of Nonwoven fabric is increased.
  • Embossing elevations of 4/5 to 1/5 more preferably from 4/5 to 1/3 and in particular from 2/3 to 1/3. It has also proved to be particularly favorable if the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the area of the embossing grooves is from 0.5 to 1.5 and in particular from 0.75 to 1.25.
  • the proportion of the surface of the embossing bumps on the overall surface of the nonwoven fabric can be adjusted depending on the desired properties of the nonwoven fabric. Basically, with an increase in the proportion of the surface of the embossing bumps on the entire surface of the nonwoven fabric, the fluffiness and absorbency of the nonwoven fabric can be increased.
  • the total surface area of the embossing elevations is set to more than 50%, preferably from 55% to 85%, more preferably from 60% to 80%, based on the total surface area of the nonwoven fabric.
  • Partial regions of the nonwoven fabric is present, it is considered for the determination of the proportion of the surface of the embossing surveys only provided with the mesh pattern portion as the total surface of the nonwoven fabric.
  • the overall surface area of the nonwoven fabric can increase the durability, strength, and dimensional stability of the nonwoven fabric.
  • the total surface area of the nonwoven fabric is preferably more than 15%, for example, from 15% to 45%, more preferably from 20% to 40%.
  • the mesh pattern is present only on partial areas of the nonwoven fabric, so is for determining the proportion of the surface of the embossing grooves only with the network pattern provided partial area considered as the total surface of the nonwoven fabric.
  • the proportion of the surface of the embossing grooves on the total surface of the nonwoven fabric can also be determined by coloring the embossing surveys and optical evaluation as described in the section below
  • the nonwoven fabric contains an at least partially fused thermoplastic material, in particular thermoplastic binder fibers.
  • the framework fibers can be solidified in the nonwoven fabric.
  • the thermoplastic material may comprise thermoplastic binder particles, in particular binder powders, and / or binder fibers. Bonding fibers are preferred according to the invention, since they are particularly easy to process and can be distributed homogeneously in the nonwoven fabric.
  • the melting point of the thermoplastic material is advantageously at least 30 ° C
  • At least partially fused thermoplastic materials include polyolefin, in particular polypropylene and / or polyethylene, and polyester, polyamide, polylactide, and / or
  • the nonwoven fabric contains framework fibers. These are according to their function as scaffold fibers preferably either not fused or at least compared to the at least partially fused thermoplastic material significantly less fused.
  • the framework fibers are selected from non-thermoplastic materials, for example natural fibers, preferably cellulosic fibers, in particular viscose or cotton fibers and / or mixtures thereof.
  • thermoplastic fibers as scaffold fibers, provided that their melting point has a sufficient distance from the melting point of the at least partially fused thermoplastic material.
  • thermoplastic fibers are suitable for this purpose
  • Polyester, polyamide, polylactide fibers and / or mixtures thereof are particularly preferred according to the invention.
  • Particularly preferred according to the invention is the use of mixtures of non-thermoplastic and thermoplastic fibers as scaffold fibers, since in this way a particularly good property profile for use as a wipe and / or wiping material in a mop can be achieved.
  • the framework fibers are staple fibers. Staple fibers, in contrast to filaments, which at least theoretically have an unlimited length, defined lengths.
  • the average length of the framework fibers is preferably 15 mm to 85 mm, more preferably 20 mm to 60 mm, in particular 25 mm to 55 mm. It has been proven by the
  • the average titer of the framework fibers is preferably between 0.1 dtex and 2.6 dtex, more preferably from 0.3 dtex to 2.4 dtex, in particular from 0.6 dtex to 2.2 dtex. If a mixture of fibers of different titers is present, fiber titres greater than 6.7 dtex are not taken into account for the determination of the average titer. It has been shown that fibers with the aforementioned
  • Fiber tweeters on the one hand a high cleaning line and on the other hand to allow a good hand feeling.
  • the basis weight of the nonwoven fabric is preferably in the range between 50 g / m 2 and 300 g / m 2 , more preferably from 100 g / m 2 to 250 g / m 2 ,
  • the volume weight of the area of the nonwoven fabric compressed by the embossing grooves may be calculated from the thickness of the nonwoven fabric in the area of the embossing grooves and the basis weight of the nonwoven fabric, and is preferably less than 0.0005 g / mm 3 , more preferably 0.00015 g / mm 3 to 0.00045 g / mm 3
  • the nonwoven fabric In the area of the embossing elevations, the nonwoven fabric has a lower density than in the area of the embossing grooves and is therefore more voluminous and absorbent than in the area of the embossing grooves.
  • the volume weight of the area of the nonwoven fabric not compressed by the embossing grooves can be calculated from the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing elevations and the basis weight of the nonwoven fabric, and is preferably less than 0.00015 g / mm 3 , more preferably from
  • the nonwoven fabric according to the invention As explained above, the nonwoven fabric according to the invention
  • a low bending moment at least in one direction. This bending moment is preferably lower than that
  • the bending moment of a nonwoven fabric according to the invention is in at least one direction preferably less than 90%, more preferably between 70% and 90%, in particular between 75% and 85% of a nonwoven fabric of the same construction without embossing.
  • the nonwoven fabric may be at least partially over
  • the fused thermoplastic material is thermally consolidated.
  • the partially fused thermoplastic material lies at least in the Areas of the embossed grooves.
  • the at least partially fused thermoplastic material is additionally also present in the areas of the embossing elevations, which allows a further stabilization of the nonwoven fabric.
  • the formation of the at least partially fused regions can, as explained above, be carried out by the embossing process. However, it may also be advantageous to carry out an additional thermal consolidation in which the thermoplastic material at least partially melts.
  • the nonwoven fabric can also be
  • Binder for solidification wherein advantageously at least a portion of the fibers is bound with a binder. Anything that is usual for chemical bonding of textile materials can be used
  • Binders are used, wherein the binder is preferably selected from the group consisting of an aqueous copolymer dispersion of vinyl acetate and ethylene.
  • nonwoven fabric is additionally solidified by needling.
  • the shape of the embossing grooves can be linear or non-linear, for example
  • the embossing grooves have interruptions and form, for example, dashed and / or dotted grooves. This can have an advantageous effect on the absorbency of the nonwoven fabric.
  • the mesh pattern is formed as a diamond pattern, honeycomb pattern, fish scale pattern, waffle pattern, linen pattern, and / or butterfly pattern.
  • the fish scale pattern shown by way of example in FIGS. 2 and 4 to 6 is preferred.
  • the mesh pattern is aligned so that the embossing grooves are diagonal to the machine direction. As a result, a homogenization of the strength values
  • the special embodiment of the nonwoven fabric according to the invention allows a homogeneous property profile. So the MD / CD ratio is the
  • Maximum tensile force preferably more than 0.65, for example from 0.65 to 0.95, more preferably from 0.75 to 0.95. At these ratios, the nonwoven fabric according to the invention shows a homogeneous strength profile, which proves to be favorable in the application.
  • the nonwoven fabric can be constructed in one or more layers. Preferably, it is single-layered. This allows the embossed mesh pattern in one
  • Process step can be formed on both sides of the nonwoven fabric. Furthermore, delamination is difficult.
  • the nonwoven fabric according to the invention is outstandingly suitable as a wiping cloth for the household and / or the commercial sector and / or as a wiping material in a mop.
  • the nonwoven fabric according to the invention can be produced, for example, by a process comprising the following process steps:
  • a batt comprising staple fibers as scaffold fibers and a thermoplastic material, in particular thermoplastic binder fibers; Solidifying the batt by needling, bonding and / or thermal loading;
  • the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing elevations is less than or equal to 4/5, the ratio of the width of the embossing grooves to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing grooves is from 0.5 to 2.
  • the thermal embossing can be done in a simple manner, for example by the use of heated embossing rollers.
  • the solidification preferably takes place by means of at least
  • the specific network pattern can be obtained by suitable choice of the embossing paths on the embossing rollers.
  • FIG. 1 is a schematic view of a section of the cross section of a nonwoven fabric according to the invention
  • FIG. 3 shows a CT photograph of a section from the cross section of a nonwoven fabric according to the invention
  • FIG. 6 shows a further CT photograph of a detail from the top view of a nonwoven fabric according to the invention.
  • Figure 1 shows the schematic view of a section of the cross section of a nonwoven fabric 1 according to the invention with an embossing groove 2, which has a width of 3.
  • the nonwoven fabric 1 has a thickness 4.
  • Left and right of the embossing groove 2 border two embossing elevations 5 and 5 ' at.
  • the nonwoven fabric 1 has a thickness 6 in each case.
  • Figure 2 shows the schematic view of the top view of a
  • Nonwoven fabric 1 comprising a plurality of
  • Diameter of this circle is the equivalent diameter 7 of these
  • FIG. 3 shows a CT photograph of a section from the cross section of a nonwoven fabric 1 according to the invention.
  • FIG. 4 shows a CT photograph of a detail from the top view of a nonwoven fabric 1 according to the invention.
  • FIG. 5 shows an SEM photograph at 50 ⁇ magnification of a detail from the top view of a nonwoven fabric 1 according to the invention.
  • FIG. 6 shows a further CT photograph of a detail from the top view of a nonwoven fabric 1 according to the invention
  • Embossing survey 5 rewrites.
  • the diameter of this circle is the equivalent diameter 7 of this embossment elevation 5.
  • the equivalent diameter of the embossing bumps is determined as follows: As a basis, a computer tomographic image of the top view of the nonwoven fabric with the entire pattern repeat unit is used.
  • the embossing surveys in the mesh pattern use a circular template to measure the diameter of the smallest circle that can rewrite the complete embossed elevations (ie, draw around and enclose them can) (as described above with respect to the definition of the equivalent diameter of the embossing bumps).
  • the measurement should be accurate within +/- 0.6 mm.
  • the diameter of the circumscribed circle is the equivalent diameter of the embossing elevations.
  • the numerical value of the diameters is taken as the mean value of at least five individual measurements.
  • any very small embossing surveys ie embossing surveys with an equivalent diameter of less than 5% of the fiber length are not taken into account. Thickness of the nonwoven fabric in the area of the embossing grooves and width of the
  • At least five embossing grooves are used to visually determine the thinnest areas (in the present case using Volume Graphics VG Studio Max), and the mean value is formed. This gives the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing grooves.
  • the thickness of the nonwoven fabric is determined. This corresponds to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossing elevations.
  • the resulting value corresponds to the thickness of the nonwoven fabric in the region of the inflection points W, which can now be optically drawn in the computer tomographic image. Measuring the shortest distance between two inflection points W bounding the same groove results in the width of this embossing groove. This measurement will last for at least five
  • Colored embossed elevations This sample can then be scanned or photographed and evaluated using image processing software (in the present case using Adobe Photoshop). By means of the color difference of the colored areas to the non-colored area, the proportion of embossing elevations on the total surface can be determined pixel-based. There is at least a triple determination.
  • the thickness of the nonwoven fabric is measured with a precision thickness gauge with 25 cm 2 test surface and 0.5 kPa pre-pressure. At least ten points of the sample are measured and then the mean value is formed.
  • the individual fiber length measurement is carried out depending on the fiber type with the one- or two-tweezers method based on DIN 53808-1: 03.
  • n 50.
  • thermoplastic material The determination of the melting point of the thermoplastic material is determined according to the test specification DIN EN ISO 11357-3: 2013. Determination of tensile strength
  • the maximum tensile force is determined according to the test specification DIN EN ISO 9073-3: 1992. Determination of the bending length
  • the bending length is determined on the basis of the test specification DIN EN ISO 9073-7: 1998.
  • the sample size is 250 x 50 mm. Three individual measurements are carried out and the mean value is formed in mm. The smaller the bending length fails, the lower the flexural rigidity.
  • the production takes place in the dry-laying process.
  • a fiber blend of 50% viscose (1, 7 dtex, 50 mm), 30% polyester fibers (0.9 dtex, 38 mm) and 20% polypropylene melt adhesive fibers (2.2 dtex, 40 mm) is homogeneously mixed and laid over a carding machine to a pile.
  • consolidation by needling takes place before this nonwoven fabric is additionally heat-set in an oven.
  • a nonwoven stretch is interposed.
  • the subsequent embossing process shapes a net pattern in fish scale look on the nonwoven fabric.
  • a design pressure can be applied to the nonwoven fabric before or after the embossing unit.
  • the nonwoven fabric according to the invention has a basis weight of 145 g / m 2 , the thickness in the region of the embossing elevations is 1, 4 mm, the thickness in the region of the embossing grooves 0.7 mm.
  • the fibers are thermally set on average at at least two points.
  • the ratio of the width of the embossing uten and thickness of the nonwoven fabric in the region of the embossment elevations is 1/2, which has a positive effect on the bending stiffness of the Nonwoven fabric affects, as well as the ratio of width of the embossing grooves and thickness of the nonwoven fabric in the embossing grooves, which assumes a value of 1 in this advantageous embodiment.
  • a computer tomographic 3D model of the nonwoven fabric was produced. The determination of the thickness of the nonwoven fabric in the

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff, umfassend Gerüstfasern und ein zumindest teilweise verschmolzenes thermoplastisches Material, insbesondere zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische Bindefasern, wobei zumindest die Gerüstfasern Stapelfasern sind und wobei der Vliesstoff ein thermisch eingeprägtes Netzmuster aus einer Vielzahl sich kreuzender Prägenuten aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von Prägeerhebungen angeordnet ist, wobei - der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen (7) kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern; - das Verhältnis der Breite der Prägenuten (3) zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen (6) kleiner oder gleich 4/5 ist und - das Verhältnis der Breite der Prägenuten (3) zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten (4) von 0,5 bis 2 beträgt.

Description

Anmelderin: Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim
Vliesstoff mit geprägtem Netzmuster Beschreibung
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff mit geprägtem Netzmuster. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Vliesstoffs sowie seine Verwendung als Wischtuch für den Haushalt, den gewerblichen Bereich und/oder als Wischmaterial in einem Wischmop. Stand der Technik
Textile Flächengebilde in Form von Vliesstoffen werden weit verbreitet als Wischtücher und als Wischmaterial in Wischmops eingesetzt. Zum Erzielen einer höheren Haltbarkeit werden die Fasern in solchen Vliesstoffen in der Regel entweder thermisch gebunden durch Verschmelzen vorhandener thermoplastischer Fasern oder durch Verkleben beziehungsweise Einbinden der Fasern durch auf- oder eingebrachte chemische Bindersysteme.
Zur weiteren Erhöhung der Bindung und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wird beispielsweise in der JP 60-194160 ein thermisches Zusammenpressen mittels beheizter Walzen beschrieben. Das Ergebnis dieser vollflächigen Verpressung sind allerdings dünne, wenig flexible, papierartige und wenig absorbierende Flächengebilde. Wie in der EP 1 322 806 B1 beschrieben, können auch feuchte
Babypflegetücher mit partieller Prägung versehen werden, um die Festigkeit des Materials zu erhöhen, was aber bei den bekannten Verfahren und Mustern zu einer Erhöhung des Biegemoments und damit zu einer unerwünschten Steifheit der Tücher führt. Um dennoch feuchte Einwegtücher zu erhalten, die die Anforderungen an Weichheit, Voluminität, Absorption und mechanischer Festigkeit erfüllen, wird in der genannten Schrift vorgeschlagen, zwischen diskreten (einzelnen unzusammenhängenden) geprägten Bereichen einen Abstand von mindestens der Hälfte der Nennfaserlänge einzustellen. Zudem soll der geprägte Bereich zwischen 4 % und 8 % der Gesamtfläche betragen.
Flexibilität und Festigkeit sind nach dem beschriebenen Stand der Technik gegenläufige Eigenschaften von thermisch verpressten (kalandrierten)
Vliesstoffen. Für den Einsatz als mehrfach verwendbare Wischtücher oder als Wischmaterial in Wischmops sind die nach dem Stand der Technik durch Prägung zu erzielenden Kompromisse aus Weichheit und Festigkeit nicht akzeptabel, so dass sich diese anders als im Bereich von feuchten
Einwegtüchern bisher nicht durchsetzen konnten.
Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Vliesstoff anzugeben, welcher zugleich hohe Anforderungen bezüglich
Weichheit, Flexibilität und Haltbarkeit erfüllt. Zudem soll sich der Vliesstoff durch ausreichende Absorptionseigenschaften auszeichnen und insbesondere die Herstellung von Wischtüchern und Wischmaterialien in Wischmops mit den vorgenannten Eigenschaften ermöglichen. Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Es wurde erkannt, dass bei einer bestimmten Anordnung und Dimensionierung von Prägenuten im Verhältnis zur Faserlänge sowohl die Haltbarkeit eines Vliesstoffs als auch seine Weichheit und Flexibilität erhöht werden kann und dabei die Absorptionsfähigkeit des Vliesstoffs durch die eingebrachten
Prägenuten nicht erheblich verringert wird.
Ausführung der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vliesstoff, umfassend Gerüstfasern und ein zumindest teilweise verschmolzenes thermoplastisches Material, insbesondere zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische
Bindefasern, wobei zumindest die Gerüstfasern Stapelfasern sind, wobei der Vliesstoff ein thermisch eingeprägtes Netzmuster aus einer Vielzahl sich kreuzender Prägenuten aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von
Prägeerhebungen angeordnet ist, wobei der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern, wobei das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen kleiner oder gleich 4/5 ist und wobei das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten 0.5 bis 2 beträgt.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Vliesstoffs ist das
Vorhandensein eines thermisch eingeprägten Netzmusters aus einer Vielzahl sich kreuzender Prägenuten. In diesem Netzmuster ist zwischen den Prägenuten eine Vielzahl von Prägeerhebungen angeordnet. Im Bereich der Prägenuten ist der Vliesstoff im Vergleich zu den Prägeerhebungen verdichtet und das thermoplastische Material liegt zumindest teilweise verschmolzen vor, wodurch die eingeprägte Struktur stabilisiert wird. Das Netzmuster wirkt sich zudem positiv auf die Stabilität und Haltbarkeit des Vliesstoffs als Ganzes aus. Das Muster kann vollflächig oder lediglich auf Teilbereichen des Vliesstoffs ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Netzmuster auf mindestens 60 %, vorzugsweise 70 % bis 100 % und insbesondere 80 % bis 100 % der Oberfläche des Vliesstoffs ausgebildet.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Vliesstoffs besteht darin, dass die Prägenuten so angeordnet und dimensioniert sind, dass der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern.
Mit dem Begriff„äquivalenter Durchmesser der Prägeerhebungen", wie hierin verwendet, ist der Durchmesser des kleinsten Kreises gemeint, der die gesamte Prägeerhebung umschreibt (d. h. darum gezeichnet werden und/oder diese einschließen kann). Umschreiben des Symbols bedeutet, dass mindestens zwei Punkte der Prägeerhebung den Kreis tangential berühren und kein Abschnitt der Prägeerhebung den Kreis nach außen schneidet. Natürlich muss für ein Umschreiben kein wirklicher Kreis auf dem Vliesstoff gezeichnet oder markiert werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wurden äquivalente Symboldurchmesser bestimmt wie unten im Abschnitt über die Testverfahren gezeigt.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Vliesstoffs besteht darin, dass das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen kleiner oder gleich 4/5 ist und das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten von 0.5 bis 2 beträgt.
Die Breite der Prägenuten ist dabei definiert als der Abstand zwischen zwei Wendepunkten W der Übergänge einer Prägenut in die angrenzenden
Prägeerhebungen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wurde die Breite der Prägenuten bestimmt wie unten im Abschnitt über die Testverfahren gezeigt. Ferner wurde die Dicke des Vliesstoffs im Bereich der
Prägeerhebungen nach der DIN EN ISO 9073-2:1997 gemessen und die Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten wie unten im Abschnitt über die Testverfahren gezeigt.
Es wurde gefunden, dass bei dieser speziellen Anordnungen und
Dimensionierung der Prägenuten in Abstimmung mit der Faserlänge der Gerüstfasern ein sehr gutes Eigenschaftsprofil aus hoher Festigkeit und
Abriebbeständigkeit sowie hohem Absorptionsvermögen und Flexibilität des Vliesstoffs erzielt werden kann, was sich vorteilhaft für die Anwendung als Wischtuch und/oder Wischmaterial in einem Wischmop auswirkt. Insbesondere ermöglicht die spezielle Anordnung und Dimensionierung der Prägenuten im Verhältnis zur Faserlänge einen hohen Anteil an mehrfach, beispielsweise zweifach abgebunden Gerüstfasern, d. h. Gerüstfasern, die an mindestens zwei verschiedenen Stellen im verdichteten Bereich der
Prägenuten abgebunden sind. Dadurch kann die Haltbarkeit und Festigkeit des Vliesstoffs verbessert und ein geringer Faserverlust bei der Benutzung und Wäsche des Vliesstoffs erzielt werden. Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Vliesstoff überraschenderweise durch eine hohe Flexibilität, beziehungsweise ein niedriges Biegemoment, aus, was dem Vliesstoff eine hohe Anschmiegsamkeit und damit einhergehend ein angenehmes Handgefühl verleiht. Ferner verleiht das spezifische Netzmuster dem Vliesstoff eine gute Reinigungsleistung auch für gröbere Schmutzpartikel.
Ohne sich an die Theorie binden zu wollen wird angenommen, dass bei der spezifischen erfindungsgemäßen Anordnung und Dimensionierung der
Prägenuten und Faserlängen die einzelnen Gerüstfasern durch das
thermoplastische Material in den Prägen uten zwar stark miteinander in einer dreidimensionalen Struktur verbunden, und damit in ihrer gegenseitigen Lage und Bewegungsmöglichkeit eingeschränkt sind, aber die Prägenuten gerade noch so weit auseinander liegen, dass die geprägten Bereiche gewissermaßen als Gelenke dienen können und dadurch die Flexibilität des Vliesstoffs erhöht wird.
Durch diesen Effekt wird die Tendenz, dass ein Prägevorgang üblicherweise das Biegemoment der Materialien dramatisch erhöht, überkompensiert.
Dennoch wird aufgrund der intensiven Verbindung der Gerüstfasern eine hohe Beständigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilität bei Benutzung und beim Waschen erreicht. In praktischen Versuchen hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen 5 % bis 50 %, noch
bevorzugter 5 % bis 40 %, noch bevorzugter 7 % bis 40 % und insbesondere 8 % bis 30 % der Faserlänge der Gerüstfasern beträgt. Ferner hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der
Prägeerhebungen von 4/5 bis 1/5, noch bevorzugter von 4/5 bis 1/3 und insbesondere von 2/3 bis 1/3 beträgt. Als ebenfalls besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten von 0,5 bis 1 ,5 und insbesondere von 0,75 bis 1 ,25 beträgt. Der Anteil der Oberfläche der Prägeerhebungen an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffs kann in Abhängigkeit der erwünschten Eigenschaften des Vliesstoffs eingestellt werden. Grundsätzlich kann mit einer Erhöhung des Anteils der Oberfläche der Prägeerhebungen an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffs die Flauschigkeit und Saugfähigkeit des Vliesstoffs gesteigert werden. Als vorteilhaft hat sich vor diesem Hintergrund erwiesen, die Gesamtoberfläche der Prägeerhebungen auf mehr als 50 %, vorzugsweise von 55 % bis 85 %, noch bevorzugter von 60 % bis 80 %, bezogen auf die Gesamtoberfläche des Vliesstoffs einzustellen. Für den Fall, dass das Netzmuster lediglich auf
Teilbereichen des Vliesstoffs vorliegt, so wird für die Bestimmung des Anteils der Oberfläche der Prägeerhebungen lediglich der mit dem Netzmuster versehene Teilbereich als Gesamtoberfläche des Vliesstoffs angesehen.
Dabei kann der Anteil der Oberfläche der Prägeerhebungen an der
Gesamtoberfläche des Vliesstoffs mittels Einfärbung der Prägeerhebungen und anschließender optischer Auswertung bestimmt werden wie unten im Abschnitt über die Testverfahren gezeigt.
Durch ein Erhöhen des Anteils der Oberfläche der Prägenuten an der
Gesamtoberfläche des Vliesstoffs kann wiederum die Beständigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilität des Vliesstoffs gesteigert werden. Vor diesem
Hintergrund beträgt der Anteil der Oberfläche der Prägen uten an der
Gesamtoberfläche des Vliesstoffs vorzugsweise mehr als 15 %, beispielsweise von 15 % bis 45 %, noch bevorzugter von 20 % bis 40 %. Für den Fall, dass das Netzmuster lediglich auf Teilbereichen des Vliesstoffs vorliegt, so wird für die Bestimmung des Anteils der Oberfläche der Prägenuten lediglich der mit dem Netzmuster versehene Teilbereich als Gesamtoberfläche des Vliesstoffs angesehen.
Der Anteil der Oberfläche der Prägenuten an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffs kann ebenfalls mittels Einfärbung der Prägeerhebungen und optischer Auswertung bestimmt werden wie unten im Abschnitt über die
Testverfahren gezeigt.
Erfindungsgemäß enthält der Vliesstoff ein zumindest teilweise verschmolzenes thermoplastisches Material, insbesondere thermoplastische Bindefasern.
Hierdurch können die Gerüstfasern im Vliesstoff verfestigt werden. Das thermoplastische Material kann thermoplastische Bindepartikel, insbesondere Bindepulver, und/oder Bindefasern umfassen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Bindefasern, da diese besonders leicht verarbeitbar sind und sich homogen im Vliesstoff verteilen lassen.
Um ein einfaches Aufschmelzen des thermoplastischen Materials bei der Herstellung des Vliesstoffs zu ermöglichen, liegt der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials vorteilhafterweise mindestens 30 °C,
beispielsweise von 30 °C bis 150 °C, noch bevorzugter mindestens 40 °C beispielsweise von 40 °C bis 150 °C und insbesondere mindestens 45 °C beispielsweise von 45 °C bis 130 °C unterhalb des Schmelzpunkts oder Ze rsetzu ngsp u n kts der Gerüstfasern. Durch das zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische Material kann, wie oben erläutert, eine Stabilisierung des geprägten Netzmusters und des Vliesstoffs insgesamt erzielt werden. Das Aufschmelzen dieses Materials bei der Herstellung des Vliesstoffs kann auf einfache Weise, beispielsweise durch die Verwendung beheizter Prägewalzen, erfolgen. Erfindungsgemäß besonders bevorzugte zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische Materialien enthalten Polyolefin, insbesondere Polypropylen- und/oder Polyethylen, sowie Polyester, Polyamid, Polylactid, und/oder
Gemische und Co-Polymere hiervon.
Um eine ausreichende Stabilisierung des Netzmusters und des Vliesstoffs insgesamt zu erhalten, hat es sich für zweckmäßig erwiesen, den Anteil des zumindest teilweise verschmolzenen thermoplastischen Materials auf mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, noch bevorzugter von 15 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Vliesstoffs, einzustellen. Eine Einstellung auf mehr als 30 % ist nachteilig, da hierbei die Flexibilität des Vliesstoffs in unerwünschter Weise eingeschränkt wird. Als weitere Komponente enthält der Vliesstoff Gerüstfasern. Diese liegen entsprechend ihrer Funktion als Gerüstfasern vorzugsweise entweder nicht verschmolzen oder zumindest im Vergleich zu dem zumindest teilweise verschmolzenen thermoplastischen Material deutlich weniger verschmolzen vor. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Gerüstfasern ausgewählt aus nicht-thermoplastischen Materialien, beispielsweise natürlichen Fasern, vorzugsweise cellulosischen Fasern, insbesondere Viskose- oder Baumwollfasern und/oder Gemischen hiervon.
Ebenfalls denkbar ist jedoch auch die Verwendung von thermoplastischen Fasern als Gerüstfasern, sofern deren Schmelzpunkt einen ausreichenden Abstand zum Schmelzpunkt des zumindest teilweise verschmolzenen thermoplastischen Materials aufweist. Hierfür eignen sich insbesondere
Polyester-, Polyamid-, Polylactidfasern und/oder Gemische hiervon. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist die Verwendung von Gemischen aus nicht-thermoplastischen und thermoplastischen Fasern als Gerüstfasern, da hierdurch ein besonders gutes Eigenschaftsprofil für den Einsatz als Wischtuch und/oder Wischmaterial in einem Wischmop erzielt werden kann.
Erfindungsgemäß sind die Gerüstfasern Stapelfasern. Stapelfasern weisen im Unterschied zu Filamenten, die zumindest theoretisch eine unbegrenzte Länge haben, definierte Längen auf. Die mittlere Länge der Gerüstfasern beträgt vorzugsweise 15 mm bis 85 mm, noch bevorzugter 20 mm bis 60 mm, insbesondere 25 mm bis 55 mm. Es hat sich gezeigt, dass es durch die
Kombination der vorgenannten Faserlängen und dem spezifischen Netzmuster möglich ist, eine doppelte Faserabbindung zu erzielen und dennoch
ausreichend ungebundene Faseroberfläche und freie Faserenden zu gewährleisten, um eine hohe Reinigungsleistung des Vliesstoffs zu erreichen.
Der mittlere Titer der Gerüstfasern liegt vorzugsweise zwischen 0,1 dtex und 2,6 dtex, noch bevorzugter von 0,3 dtex bis 2,4 dtex, insbesondere von 0,6 dtex bis 2,2 dtex. Liegt eine Mischung aus Fasern unterschiedlicher Titer vor, so werden für die Bestimmung des mittleren Titers Fasertiter größer 6,7 dtex nicht berücksichtigt. Es hat sich gezeigt, dass Fasern mit den vorgenannten
Fasertitern zum einen eine hohe Reinigungsleitung und zum anderen ein gutes Handgefühl ermöglichen.
Das Flächengewicht des Vliesstoffs liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 50 g/m2 und 300 g/m2, noch bevorzugter von 100 g/m2 bis 250 g/m2,
insbesondere von 20 g/m2 bis 220 g/m2. Es hat sich gezeigt, dass bei den vorgenannten Flächengewichten einerseits, aufgrund eines ausreichend vorliegenden Volumens, eine hohe Absorptionsfähigkeit und andererseits eine zufriedenstellende und angenehme Flexibilität des Vliesstoffs erzielt werden kann. Das Volumengewicht des durch die Prägenuten verdichteten Bereichs des Vliesstoffs kann aus der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten und aus dem Flächengewicht des Vliesstoffs berechnet werden und beträgt vorzugsweise weniger als 0,0005 g/mm3, noch bevorzugter von 0,00015 g/mm3 bis 0,00045 g/mm3
Im Bereich der Prägeerhebungen weist der Vliesstoff eine geringere Dichte als im Bereich der Prägenuten auf und ist daher voluminöser und saugfähiger als im Bereich der Prägenuten.
Das Volumengewicht des nicht durch die Prägenuten verdichteten Bereichs des Vliesstoffs kann aus der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen und dem Flächengewicht des Vliesstoffs berechnet werden und beträgt vorzugsweise weniger als 0,00015 g/mm3, noch bevorzugter von
0,00008 g/mm3 bis 0,00012 g/mm3.
Wie oben erläutert, weist der erfindungsgemäße Vliesstoff
überraschenderweise ein geringes Biegemoment zumindest in einer Richtung auf. Dieses Biegemoment ist dabei vorzugsweise geringer als das
Biegemoment eines Vliesstoffs gleichen Aufbaus ohne Prägenuten.
Das Biegemoment eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs liegt in mindestens einer Richtung vorzugsweise bei weniger als 90 %, noch bevorzugter zwischen 70 % und 90 %, insbesondere zwischen 75 % und 85 % eines Vliesstoffs gleichen Aufbaus ohne Prägung.
Wie oben erläutert kann der Vliesstoff über das zumindest teilweise
verschmolzene thermoplastische Material thermisch verfestigt vorliegen. Dabei liegt das teilweise verschmolzene thermoplastische Material zumindest in den Bereichen der Prägenuten vor. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische Material zusätzlich auch in den Bereichen der Prägeerhebungen vor, was eine weitere Stabilisierung des Vliesstoffs ermöglicht. Die Ausbildung der zumindest teilweise verschmolzenen Bereiche kann, wie oben erläutert, durch den Prägevorgang erfolgen. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, eine zusätzliche thermische Verfestigung durchzuführen, bei der das thermoplastische Material zumindest anteilig verschmilzt. Zusätzlich zur thermischen Verfestigung kann der Vliesstoff auch ein
Bindemittel zur Verfestigung aufweisen, wobei vorteilhafterweise zumindest ein Teil der Fasern mit einem Bindemittel gebunden vorliegt. Es kann dabei jegliches für eine chemische Verfestigung textiler Materialien übliches
Bindemittel eingesetzt werden, wobei das Bindemittel vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer wässrigen Copolymer-Dispersion aus Vinylacetat und Ethylen.
Ebenfalls denkbar ist, dass der Vliesstoff zusätzlich auch durch Vernadelung verfestigt vorliegt.
Die Form der Prägenuten kann linear oder nichtlinear, beispielsweise
wellenförmig oder zickzackförmig ausgeführt sein sofern hierdurch ein
Netzmuster gebildet wird. Ebenfalls denkbar ist, dass die Prägenuten Unterbrechungen aufweisen und beispielsweise gestrichelte und/oder gepunktete Nuten bilden. Dies kann sich vorteilhaft auf das Absorptionsvermögen des Vliesstoffs auswirken. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Netzmuster als Rautenmuster, Bienenwabenmuster, Fischschuppenmuster, Waffelmuster, Leinenmuster, und/oder Schmetterlingsmuster ausgebildet. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das exemplarisch in den Figuren 2 und 4 bis 6 gezeigte Fischschuppenmuster. Vorzugsweise wird das Netzmuster so ausgerichtet, dass die Prägenuten diagonal zur Maschinenlaufrichtung verlaufen. Hierdurch kann eine Homogenisierung der Festigkeitswerte
(gemessen als Höchstzugkraft) in Längs- und Querrichtung erzielt werden.
Die spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vliesstoffs ermöglicht ein homogenes Eigenschaftsprofil. So beträgt das MD/CD-Verhältnis der
Höchstzugkraft vorzugsweise mehr als 0,65, beispielsweise von 0,65 bis 0,95, noch bevorzugter von 0,75 bis 0,95. Bei diesen Verhältnissen zeigt der erfindungsgemäße Vliesstoff ein homogenes Festigkeitsprofil, was sich bei der Anwendung als günstig erweist.
Der Vliesstoff kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein. Vorzugsweise ist er einlagig aufgebaut. Hierdurch kann das geprägte Netzmuster in einem
Prozessschritt auf beiden Seiten des Vliesstoffs ausgebildet werden. Ferner ist eine Delamination erschwert.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff eignet sich hervorragend als Wischtuch für den Haushalt und/oder den gewerblichen Bereich und/oder als Wischmaterial in einem Wischmop.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff kann beispielweise durch ein Verfahren, umfassend folgende Verfahrensschritte, hergestellt werden:
- Bereitstellen eines Faserflors umfassend Stapelfasern als Gerüstfasern und ein thermoplastisches Material, insbesondere thermoplastische Bindefasern; Verfestigen des Faserflors mittels Vernadelung, Bindemittel und/oder thermischer Beaufschlagung;
Thermisches Einprägen eines Netzmusters unter zumindest teilweisem Verschmelzen des thermoplastischen Materials wobei das Netzmuster eine Vielzahl sich kreuzender Prägenuten aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von Prägeerhebungen angeordnet ist, der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern,
das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen kleiner oder gleich 4/5 ist, das Verhältnis der Breite der Prägenuten zur Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten von 0,5 bis 2 liegt.
Das thermische Einprägen kann auf einfache Weise, beispielsweise durch die Verwendung beheizter Prägewalzen, erfolgen.
Erfindungsgemäß bevorzugt erfolgt das Verfestigen zumindest mittels
Vernadelung und ggf. zusätzlich mittels Bindemittel und/oder thermischer Beaufschlagung, beispielsweise mit einem Kalander oder einem Ofen.
Vorteilhaft bei der Vernadelung ist, dass diese eine Umorientierung der Fasern im Vliesstoff herbeiführen kann und somit eine weitere Einstellung des
Eigenschaftsprofils des Vliesstoffs ermöglicht.
Dabei kann das spezifische Netzmuster durch geeignete Wahl der Prägestege auf den Prägewalzen erhalten werden. Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigt:
Fig.1 die schematische Ansicht eines Ausschnitts aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs,
Fig.2 die schematische Darstellung der Draufsicht eines
erfindungsgemäßen Vliesstoffs, sowie die vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts hiervon,
Fig.3 eine CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs,
Fig.4 eine CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs,
Fig.5 eine REM-Aufnahme eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs,
Fig.6 eine weitere CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt die schematische Ansicht eines Ausschnitts aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1 mit einer Prägenut 2, die eine Breite 3 aufweist. Im Bereich der Prägenut 2 weist der Vliesstoff 1 eine Dicke 4 auf. Links und rechts an die Prägenut 2 grenzen zwei Prägeerhebungen 5 und 5' an. Im Bereich der Prägeerhebungen 5 und 5', weist der Vliesstoff 1 jeweils eine Dicke 6 auf.
Figur 2 zeigt die schematische Ansicht der Draufsicht eines
erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1 umfassend eine Vielzahl von
Prägeerhebungen 5. Exemplarisch ist an einer Prägeerhebung 5 der kleinste Kreis dargestellt, der die gesamte Prägeerhebung 5 umschreibt. Der
Durchmesser dieses Kreises ist der äquivalente Durchmesser 7 dieser
Prägeerhebung 5.
Figur 3 zeigt eine CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1.
Figur 4 zeigt eine CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1.
Figur 5 zeigt eine REM-Aufnahme in 50-facher Vergrößerung eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1. Figur 6 zeigt eine weitere CT-Aufnahme eines Ausschnitts aus der Draufsicht eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs 1. Exemplarisch ist an einer
Prägeerhebung 5 der kleinste Kreis dargestellt, der die gesamte
Prägeerhebung 5 umschreibt. Der Durchmesser dieses Kreises ist der äquivalente Durchmesser 7 dieser Prägeerhebung 5. Prüfverfahren
Grundsätzlich ist bei der Auswahl der für die Prüfverfahren herangezogenen Bereiche darauf zu achten, dass jeweils repräsentative Ausschnitte mit dem vorherrschenden Muster gewählt werden.
Äquivalenter Durchmesser der Prägeerhebungen
Der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen wird wie folgt bestimmt: Als Grundlage wird eine computertomografische Aufnahme der Draufsicht des Vliesstoffes mit der gesamten Muster-Wiederholungseinheit verwendet.
In der Auswertung (im vorliegenden Fall mittels Volume Graphics VG Studio Max), wird für die Prägeerhebungen im Netzmuster eine Kreisschablone verwendet, um den Durchmesser des kleinsten Kreises zu messen, der die vollständige Prägeerhebungen umschreiben kann (d.h. der darum herum gezeichnet werden und diese einschließen kann) (wie oben mit Bezug auf die Definition des äquivalenten Durchmessers der Prägeerhebungen beschrieben). Die Messung sollte innerhalb von +/- 0,6 mm genau sein. Der Durchmesser des Umschreibungskreises ist der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen.
Nach Bestimmung der äquivalenten Durchmesser der Prägeerhebungen im Netzmuster wird der numerische Wert der Durchmesser als Mittelwert von mindestens fünf Einzelmessungen genommen.
Dabei werden gegebenenfalls vorhandene sehr kleine Prägeerhebungen, d. h. Prägeerhebungen mit einem äquivalenten Durchmesser von unter 5 % der Faserlänge nicht berücksichtigt. Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten und Breite der
Prägenuten
Zur Bestimmung der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten wird eine computertomografische Aufnahme des Vliesstoffs im Querschnitt
herangezogen.
Es werden von mindestens fünf Prägenuten die dünnsten Stellen optisch bestimmt (im vorliegenden Fall mittels Volume Graphics VG Studio Max), und der Mittelwert gebildet. Hierdurch erhält man die Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten.
Zur Bestimmung der Breite der Prägenuten wird zunächst die Dicke des Vliesstoffs bestimmt. Diese entspricht der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen.
Aus der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten und der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen wird anschließend das
arithmetische Mittel berechnet. Der resultierende Wert entspricht der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Wendepunkte W, die in der computertomografischen Aufnahme nun optisch eingezeichnet werden können. Misst man den kürzesten Abstand zweier die gleiche Nut begrenzender Wendepunkte W, so ergibt sich die Breite dieser Prägenut. Diese Messung wird für mindestens fünf
Prägenuten wiederholt und der Mittelwert gebildet. Bestimmung des Anteils der Prägeerhebungen und der Prägenuten an der
Gesamtoberfläche
Zur Bestimmung des Anteils der Prägeerhebungen an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffs wird selbiger auf eine Metallplatte gleicher Abmessung (8 x 4 cm) und einem Gesamtgewicht von 1 14 g ± 10 g flächig geklebt und ohne zusätzlichen Druck über ein handelsübliches Stempelkissen kreisend (zehnmal im und zehnmal gegen den Uhrzeigersinn) bewegt. Dadurch werden die
Prägeerhebungen eingefärbt. Diese Probe kann anschließend eingescannt oder fotografiert und mittels Bildbearbeitungssoftware (im vorliegenden Fall mittels Adobe Photoshop) ausgewertet werden. Über den Farbunterschied der eingefärbten Flächen zur nicht eingefärbten Fläche kann dazu der Anteil der Prägeerhebungen an der Gesamtoberfläche pixelbasiert bestimmt werden. Es erfolgt mindestens eine Dreifachbestimmung.
Die Differenzmessung aus Gesamtoberfläche und anteiliger Fläche der
Prägeerhebungen ergibt den Anteil der Fläche der Prägenuten an der
Gesamtfläche des Vliesstoffs.
Dicke des Vliesstoffs
Angelehnt an die Prüfvorschrift DIN EN ISO 9073-2:1997 wird die Dicke des Vliesstoffs mit einem Präzisionsdickenmessgerät mit 25 cm2 Prüffläche und 0,5 kPa Vordruck gemessen. Es werden mindestens zehn Stellen der Probe vermessen und anschließend der Mittelwert gebildet. Flächengewicht
Angelehnt an die Prüfvorschrift DIN EN ISO 9073-1 :1989 werden für die Bestimmung des Flächengewichts mindestens zehn Proben mit einer
Probengröße von 100 mm x 100 mm ausgestanzt, diese Proben gewogen und die Messwerte mit 100 multipliziert. Aus diesen Einzelwerten wird der Mittelwert gebildet. Länge der Stapelfasern
Die Einzelfaserlängenmessung erfolgt je nach Fasertype mit dem Ein- oder mit dem Zwei-Pinzetten-Verfahren in Anlehnung an die DIN 53808-1 :03.
Abweichend zur Prüfnorm beträgt die Anzahl der Messungen n = 50.
Es ist darauf zu achten, dass die Fasern bei der Entnahme aus dem Vliesstoff nicht eingekürzt werden. Dies gilt speziell für thermisch verfestigte und geprägte Vliesstoffe. Bestimmung des Schmelzpunkts
Die Bestimmung des Schmelzpunkts des thermoplastischen Materials wird nach der Prüfvorschrift DIN EN ISO 11357-3:2013 bestimmt. Bestimmung der Zugfestigkeit
Die Bestimmung der Höchstzugkraft erfolgt nach der Prüfvorschrift DIN EN ISO 9073-3:1992. Bestimmung der Biegelänge
Die Bestimmung der Biegelänge erfolgt in Anlehnung an die Prüfvorschrift DIN EN ISO 9073-7:1998. Die Probengröße beträgt 250 x 50 mm. Es werden drei Einzelmessungen durchgeführt und der Mittelwert in mm gebildet. Je geringer die Biegelänge ausfällt, desto geringer ist die Biegesteifigkeit.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert.
Beispiel
Bei einem beispielhaften erfindungsgemäßen Vliesstoff erfolgt die Herstellung im Trockenlegeverfahren. Bei dieser Ausführung wird eine Fasermischung aus 50 % Viskosefasern (1 ,7 dtex, 50 mm), 30 % Polyesterfasern (0,9 dtex, 38 mm) und 20 % Polypropylen-Schmelzklebefasern (2,2 dtex, 40 mm) homogen durchmischt und über eine Krempelmaschine zu einem Flor gelegt. Nach Doublierung der Florlagen erfolgt eine Verfestigung durch Vernadelung, ehe dieser Vliesstoff in einem Ofen zusätzlich thermofixiert wird. Ferner wird eine Vliesstreckung zwischengeschaltet. Der anschließende Prägeprozess prägt ein Netzmuster in Fischschuppenoptik auf den Vliesstoff. Zusätzlich kann vor oder nach der Prägeeinheit ein Designdruck auf den Vliesstoff aufgebracht werden.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff weist ein Flächengewicht von 145 g/m2 auf, die Dicke im Bereich der Prägeerhebungen beträgt 1 ,4 mm, die Dicke im Bereich der Prägenuten 0,7 mm. Der äquivalente Durchmesser einer
Netzmustereinheit liegt bei 6,5 mm. Dies führt dazu, dass die Fasern im Mittel an mindestens zwei Punkten thermisch abgebunden werden. Ferner liegt das Verhältnis aus der Breite der Prägen uten und Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen bei 1/2, was sich positiv auf die Biegesteifigkeit des Vliesstoffs auswirkt, wie auch das Verhältnis von Breite der Prägenuten und Dicke des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten, welches bei dieser vorteilhaften Ausführung einen Wert von 1 annimmt. Zur Messung und Berechnung der Dimensionen der Prägeerhebungen und Prägenuten wurde ein computertomografisches 3D-Modell des Vliesstoffs erzeugt. Die Bestimmung der Dicke des Vliesstoffs im Bereich der
Prägeerhebungen, die Messung des Flächengewichts des Vliesstoffs sowie dessen Festigkeit und Biegesteifigkeit erfolgte nach oben genannten
Prüfvorschriften.
Die besondere Ausgestaltung des Netzmusters, welche 30 % der
Gesamtoberfläche abdeckt (gemessen mittels Einfärbung der erhabenen Bereiche und softwaregestützter, pixelbasierter Auswertung), führt zu einer Homogenisierung der Zugfestigkeiten in Längs- und Querrichtung und zum anderen zu einer Verringerung der Biegelänge in zumindest einer Richtung (gemessen in Anlehnung an die Prüfvorschrift DIN EN ISO 9073-7:1998) auf unter 10 mm des Vliesstoffs. Durch das Aufbringen des spezifischen Netzmusters wird der Vliesstoff stabiler und flexibler zugleich und eignet sich daher hervorragend als Wischtuch und/oder Wischmaterial in Wischmops.

Claims

Patentansprüche
Vliesstoff (1), umfassend Gerüstfasern und ein zumindest teilweise verschmolzenes thermoplastisches Material, insbesondere zumindest teilweise verschmolzene thermoplastische Bindefasern, wobei zumindest die Gerüstfasern Stapelfasern sind und wobei der Vliesstoff (1) ein thermisch eingeprägtes Netzmuster aus einer Vielzahl sich kreuzender Prägenuten (2) aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von
Prägeerhebungen (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der äquivalente Durchmesser (7) der Prägeerhebungen (5) kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern;
das Verhältnis der Breite (3) der Prägenuten (2) zur Dicke (6) des
Vliesstoffs im Bereich der Prägeerhebungen (5) kleiner oder gleich 4/5 ist und
das Verhältnis der Breite (3) der Prägenuten (2) zur Dicke (4) des Vliesstoffs im Bereich der Prägenuten (2) 0,5 bis 2 beträgt.
Vliesstoff (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Oberfläche der Prägenuten (2) an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffs (1) mehr als 15 % der Gesamtfläche des Vliesstoffs (1 ) umfasst.
Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerüstfasern eine mittlere Länge von 15 mm bis 85 mm aufweisen.
4. Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerüstfasern einen Titer zwischen 0,1 dtex und 2,6 dtex aufweisen. Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Flächengewicht zwischen 50 g/m2 und 300 g/m2
Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des zumindest teilweise verschmolzenen thermoplastischen Materials von 5 Gew.-% bis
30 Gew.-% beträgt.
7. Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Gerüstfasern vernadelt und/oder mit einem Bindemittel gebunden vorliegt. 8. Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägenuten (2) Unterbrechungen aufweisen.
9. Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einlagig aufgebaut ist.
10 Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Netzmuster als Rautenmuster, Bienenwabenmuster, Fischschuppenmuster, Waffelmuster,
Leinenmuster und/oder Schmetterlingsmuster ausgebildet ist.
11 Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein MD/CD-Verhältnis der Höchstzugkraft von größer als 0,65. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoff (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden
Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Faserflors umfassend Stapelfasern und ein thermoplastisches Material, insbesondere thermoplastische Bindefasern;
Verfestigen des Faserflors mittels Vernadelung, Bindemittel und/oder thermischer Beaufschlagung;
- thermisches Einprägen eines Netzmusters unter zumindest
teilweisen Verschmelzen des thermoplastischen Materials, wobei das Netzmuster
eine Vielzahl sich kreuzender Prägenuten (3) aufweist, zwischen denen eine Vielzahl von Prägeerhebungen (7) angeordnet ist,
der äquivalente Durchmesser der Prägeerhebungen (7) kleiner ist als 50 % der Faserlänge der Gerüstfasern;
das Verhältnis der Breite der Prägenuten (3) zur Dicke des Vliesstoffs (1) im Bereich der Prägeerhebungen (6) kleiner oder gleich 4/5 ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verfestigen zumindest mittels Vernadelung und ggf. zusätzlich mittels Bindemittel und/oder thermischer Beaufschlagung, beispielsweise mit einem Kalander oder einem Ofen, erfolgt.
Verwendung eines Vliesstoffs (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche als Wischtuch für den Haushalt und/oder den gewerblichen Bereich und/oder als Wischmaterial in einem Wischmop.
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