EP4572649A1 - Verfahren zur herstellung eines mehrlagigen tuchprodukts - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines mehrlagigen tuchprodukts

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EP4572649A1
EP4572649A1 EP23757567.5A EP23757567A EP4572649A1 EP 4572649 A1 EP4572649 A1 EP 4572649A1 EP 23757567 A EP23757567 A EP 23757567A EP 4572649 A1 EP4572649 A1 EP 4572649A1
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EP
European Patent Office
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layer
fibers
cloth product
producing
product according
Prior art date
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Pending
Application number
EP23757567.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jessica Pogrzeba
Marie-Elisabeth Rehm
Kai-Uwe Pohl
Selina Schweinsberg
Mike BALLEZ
Anke Birkelbach
Mina HEIDARI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Schumacher GmbH
Original Assignee
Dr Schumacher GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/DE2022/100611 external-priority patent/WO2023025351A1/de
Application filed by Dr Schumacher GmbH filed Critical Dr Schumacher GmbH
Publication of EP4572649A1 publication Critical patent/EP4572649A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L13/00—Implements for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L13/10—Scrubbing; Scouring; Cleaning; Polishing
    • A47L13/16—Cloths; Pads; Sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B5/022—Non-woven fabric
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    • B32B2262/06—Vegetal fibres
    • B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
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    • B32B2262/06—Vegetal fibres
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    • B32B2262/065—Lignocellulosic fibres, e.g. jute, sisal, hemp, flax, bamboo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B2432/00—Cleaning articles, e.g. mops or wipes

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing multi-layer cloth products, in particular multi-layer disposable cloth products, such as disposable floor wipes.
  • cloth products are used in a wide variety of ways, particularly in the cosmetic and hygienic sectors as well as for numerous cleaning applications.
  • the cloth products can already be impregnated with a soaking agent and packaged individually or in units with a predetermined number of cloth products, or they can also be packaged in an unsaturated state and, if necessary, only after the When removed from the packaging, it can be moistened or soaked if this is desired or necessary.
  • nonwoven material Depending on the desired application of the cloth products, they comprise several layers of nonwoven material, which can have the same or different compositions.
  • this ensures sufficient stability of the wipe and can on the other hand, in the case of layers made of nonwovens with different compositions, with an appropriate choice of nonwovens, ensure that, for example, a first layer offers good liquid absorption, while a second layer offers good liquid release.
  • WO 02/36339 A2 describes such a multilayer pre-soaked wipe, the at least two layers of which contain a mixture of hydrophilic and hydrophobic fibers.
  • the wipe includes at least one cleaning layer and a layer that serves as a liquid reservoir.
  • the US 4298649 A describes a multi-layer floor wipe made of several layers of polypropylene with different appearance, the floor wipe containing surfactants.
  • WO 2018/017597 A1 describes a disposable floor wipe with at least one layer.
  • the composition of the individual layers should be completely compostable and degradable.
  • a high PLA content ensures that the individual layers can be welded together.
  • the DE 10 2021 122 041 B1 describes a multi-layer disposable floor wipe with an abrasive strip, which comprises at least one cleaning layer and a core layer, both of which contain cellulose and consist entirely of natural fibers and / or regenerated fibers, with a scratch strip on or in the cleaning layer in comparison is arranged to have increased abrasive properties in relation to the remaining cleaning layer, and wherein the scratch strip contains hemp and also consists entirely of natural fibers and / or regenerated fibers.
  • the cleaning layer and the core layer as well as optional further layers are preferably connected to one another by means of micro-entangling through movement generated by ultrasound. Task of the invention
  • the invention solves this problem with the features of the claims and in particular by providing a method for producing a multi-layer cloth product which comprises at least one cleaning layer and a core layer, each of which contains cellulose and / or consists entirely of natural fibers and / or regenerated fibers, the cleaning layer and the core layer are connected to each other using hydroentanglement.
  • one or more additional layers which also consist entirely of natural fibers and/or regenerated fibers, are also connected to the cleaning layer and/or the core layer by means of hydroentanglement.
  • a further layer can in particular be a cover layer consisting entirely of natural fibers and/or regenerated fibers, which is connected to the core layer by hydroentanglement on the side of the core layer facing away from the cleaning layer.
  • a “cleaning layer” refers to a layer with good liquid release. This is the layer that directly contacts the surface to be cleaned during application.
  • the cleaning layer can also be referred to as the “first layer,” which is why “cleaning layer” and “first layer” are used synonymously and interchangeably within the scope of the present disclosure.
  • the cleaning layer, the core layer, the optional cover layer and further optional layers contain natural fibers and/or regenerated fibers.
  • Natural fibers are all fibers of natural origin that can be used directly without further chemical conversion reactions.
  • Regenerated fibers are fibers that are made from naturally occurring, renewable raw materials using chemical processes. However, like natural fibers, regenerated fibers are also made from 100% natural materials.
  • hydroentanglement has so far only been known for the consolidation of individual or loose fibers, i.e. it is known that nonwovens can be produced using hydroentanglement.
  • hydroentanglement can also be used to connect nonwovens that have already been bonded to one another.
  • Nonwovens refers to solidified materials made of fibers in which the fibers have already formed a firm bond. Since in hydrojet bonding a loose fiber floor is normally hooked together by the water jets and thus solidified, one would not assume that hydrojet bonding can also be used to join nonwovens that have already been solidified, since there are no longer enough loose fiber ends in them are not already entangled with other fibers.
  • Needle punching is a process in which needles are inserted through the fleece, transporting the fiber from the top to the bottom. This connects the fibers to one another and mechanically strengthens the fleece.
  • the core layer was severely damaged by the needling and formed nubs on the “cut-out side”.
  • different compositions of the individual nonwoven layers were chosen, which were to be connected using needling. However, in each case either an adequate connection could not be achieved or the cloth obtained had extremely poor lubricity, which is why it was completely unsuitable for cleaning surfaces and in particular for floor wipes.
  • the method according to the invention for producing a multi-layer cloth product is therefore characterized in that the cleaning layer and the core layer and optionally one or more further layers, in particular the cover layer, are produced by independently of each other the fibers of which it consists for each of these layers. processed into a nonwoven fabric, i.e. solidified, and so the cleaning layer, the core layer and optionally one or more further layers are each obtained as a separate nonwoven fabric, and the (solidified) nonwovens obtained in this way, which are the cleaning layer, the core layer and optionally one or more further layers, in particular the cover layer, are then connected to one another by means of hydroentanglement.
  • the fibers containing the cleaning layer, the core layer and/or the further layer are connected to form a nonwoven fabric Manufacturing technologies that belong to “Web formation” technology or “Web bonding” technology.
  • Preferred processes belonging to “web formation” technology are carding, airlaid processes, wetlaid processes, meltblown processes and spunlaid processes.
  • preferred processes belonging to “web bonding” technology are calendering, hydroentanglement, spunlace, needle punch and air through bonding.
  • the cleaning layer is produced by connecting/solidifying hemp fibers and viscose fibers into a nonwoven fabric, the proportion of hemp fibers preferably being the same size as or greater than the proportion of viscose fibers.
  • the proportion of hemp fibers is approximately 50-70% by weight and the proportion of viscose fibers is approximately 30-50% by weight.
  • a preferred basis weight of the cleaning layer is 40-60 g/m 2 and particularly preferably 50 g/m 2 .
  • the core layer is produced by combining/solidifying cellulose fibers, lyocell fibers and/or pulp optionally with a bio-based binder and/or other plant fibers to form a nonwoven fabric. It is possible, for example, for only cellulose fibers as the core layer to be solidified into a nonwoven fabric using an airlaid process in the presence of a bio-based binder. In particular, this has a basis weight of approximately 120-140 g/m 2 .
  • pulp and lyocell fibers to be solidified into a nonwoven fabric in a wetlaid process, with the proportion of pulp being in particular 65-85% by weight and the proportion of lyocell fibers correspondingly being 15-35% by weight. % lies.
  • Core layers made of pulp/lyocell preferably have a basis weight of approx. 50-70 g/m 2 .
  • additional plant fibers to be used to produce the core layer. In particular, this also applies to hemp fibers, which, however, are also among the cellulose fibers already mentioned.
  • a further layer consisting exclusively of viscose fibers is produced by connecting the viscose fibers to form a nonwoven fabric.
  • This layer preferably functions as a top layer.
  • nonwoven layers with the following compositions are produced in the process according to the invention (in% by weight): Top layer: 100% viscose
  • Core layer 100% airlaid cellulose, bio-based binder
  • nonwoven layers with the following compositions are produced in the process according to the invention (in percent by weight):
  • Core layer 80% pulp, 20% lyocell
  • nonwoven layers with the following compositions are produced in the process according to the invention (in percent by weight):
  • nonwoven layers with the following compositions are produced in the process according to the invention (in percent by weight):
  • Core layer 100% airlaid cellulose, bio-based binder
  • nonwoven layers with the following compositions are produced in the process according to the invention (in percent by weight):
  • Core layer 100% airlaid cellulose, bio-based binder
  • Cellulose or viscose in the cleaning layer ensures excellent sliding properties of the cloth product, provided it has a 3D embossing.
  • a cleaning layer made of pure cellulose or viscose shows at least equivalent lubricity if the cloth product has an embossing.
  • the hydrojet bonding of the cleaning layer with the core layer and optionally one or more further layers takes place in a device which has at least two drums in which the layers to be bonded are treated with water jets, the water jets in the first drum with a lower pressure on the layers to be connected than in the second drum.
  • the water jets in the first drum preferably emerge from several nozzle strips, each nozzle strip in the first drum comprising several nozzles, the water jets emerging from each nozzle belonging to the same nozzle strip at the same pressure and the pressures of the water jets being too Nozzles belonging to different nozzle strips emerge, can be the same or different and are each between 10 and 80 bar.
  • There are preferably three nozzle strips in the first drum the pressure at which the water jets emerge from the nozzles of the first nozzle strip being preferably 10 to 30 bar
  • the pressure at which the water jets emerge from the nozzles of the second nozzle strip is preferably 30 to 60 bar
  • the pressure at which the water jets emerge from the nozzles of the third nozzle strip is preferably 60 to 80 bar.
  • the water jets in the second drum emerge from a plurality of nozzle strips, with each nozzle strip in the second drum comprising a plurality of nozzles, with the water jets emerging from each nozzle belonging to the same nozzle strip with the same pressure and with the pressures of the water jets, which emerge from nozzles belonging to different nozzle strips, can be the same or different and are each between 30 and 100 bar, preferably between 60 and 100 bar, more preferably between 90 and 100 bar.
  • the core layer and optionally one or more further layers are connected to one another and that multi-layer cloth product is obtained.
  • This is then optionally dried at temperatures above 150 °C, in particular at temperatures above 170 °C and particularly preferably at temperatures between 175 and 200 °C.
  • the drying step preferably takes place in a multi-drum dryer in which the multi-layer cloth product is not only dried but also pressed.
  • the drying step can also include the application of ultrasound to the cloth product, which is dried by the resulting kinetic energy.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die jeweils Cellulose enthalten und/oder vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei die Reinigungsschicht und die Kernschicht mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.

Description

Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tuchprodukte, insbesondere mehrlagiger Einweg-Tuchprodukte, wie zum Beispiel von Einweg- Bodenwischtüchern.
Tuchprodukte finden in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit sehr vielfältigen Einsatz, insbesondere im kosmetischen und hygienischen Bereich sowie auch für zahlreiche Reinigungsanwendungen. Je nach gewünschter Anwendung, die oftmals nass bzw. feucht erfolgt, können die Tuchprodukte bereits mit einem Tränkungsmittel imprägniert und einzeln oder zu Einheiten mit einer vorbestimmten Anzahl an Tuchprodukten verpackt sein, oder sie können auch im ungetränkten Zustand verpackt sein und ggf. erst nach der Entnahme aus der Verpackung befeuchtet oder getränkt werden, sofern dies gewünscht oder erforderlich ist.
Je nach gewünschter Anwendung der Tuchprodukte umfassen diese mehrere Schichten Vliesstoff, die gleich oder unterschiedlich zusammengesetzt sein können. Im Fall von Einweg-Wischtüchern zur Reinigung von Oberflächen ist es bekannt, dass diese mehrere Schichten Vliesstoff umfassen sollten, die in der Regel unterschiedlich zusammengesetzt sind. Dies bewirkt einerseits eine hinreichende Stabilität des Wischtuchs und kann andererseits bei Schichten aus unterschiedlich zusammengesetzten Vliesstoffen bei entsprechender Wahl der Vliesstoffe gewährleisten, dass beispielsweise eine erste Schicht eine gute Flüssigkeitsaufnahme bietet, während eine zweite Schicht eine gute Flüssigkeitsabgabe bietet.
Die WO 02/36339 A2 beschreibt beispielsweise ein solches mehrschichtiges vorgetränktes Wischtuch, dessen mindestens zwei Schichten eine Mischung aus hydrophilen und hydrophoben Fasern enthalten. Das Wischtuch umfasst dabei zumindest eine Reinigungsschicht sowie eine Schicht, die als Flüssigkeitsreservoir dient.
Ein ähnlicher Ansatz für ein mehrschichtiges Einweg-Bodenwischtuch wird in der EP 1 212 478 A1 verfolgt. Eine antimikrobielle Eigenschaft wird den Bodenwischtüchern durch das Hinzufügen von vorzugsweise Silberpartikeln verliehen.
Die US 4298649 A beschreibt ein mehrschichtiges Bodenwischtuch aus mehreren Schichten Polypropylen mit unterschiedlicher Erscheinung, wobei das Bodenwischtuch Tenside enthält.
An dieser Lösung ist nachteilhaft, dass das Bodenwischtuch aufgrund des hohen Kunststoffgehaltes als Einweg-Artikel nicht umweltfreundlich ist.
Eine umweltfreundlichere Alternative wird durch die WO 2018/017597 A1 offenbart, die ein mindestens einschichtiges Einweg-Bodenwischtuch beschreibt. Die Zusammensetzung der einzelnen Schichten soll vollständig kompostier- und abbaubar sein. Ein hoher Gehalt an PLA sorgt dabei dafür, dass die einzelnen Schichten miteinander verschweißt werden können.
Die DE 10 2021 122 041 B1 beschreibt ein mehrlagiges Einweg Bodenwischtuch mit abrasivem Streifen, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die beide Cellulose enthalten und vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei auf oder in der Reinigungsschicht ein Kratzstreifen mit im Vergleich zu der restlichen Reinigungsschicht erhöhten abrasiven Eigenschaften angeordnet ist, und wobei der Kratzstreifen Hanf enthält und ebenfalls vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern besteht. Die Reinigungsschicht und die Kernschicht sowie optionale weitere Schichten sind vorzugsweise mittels Mikro-Entangling durch mittels Ultraschall erzeugter Bewegung miteinander verbunden. Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Herstellung mehrlagiger umweltfreundlicher Tuchprodukte bereitzustellen, das die vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vorzugsweise überwindet und sich insbesondere durch eine feste und chemikalienfreie Verbindung der einzelnen Schichten miteinander auszeichnet.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die jeweils Cellulose enthalten und/oder vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei die Reinigungsschicht und die Kernschicht mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.
Optional werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich eine oder mehrere weitere Schichten, die ebenfalls vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, ebenfalls mittels Wasserstrahlverfestigung mit der Reinigungsschicht und/oder der Kernschicht verbunden. Eine weitere Schicht kann insbesondere eine vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehende Deckschicht sein, die auf der der Reinigungsschicht abgewandten Seite der Kernschicht durch Wasserstrahlverfestigung mit dieser verbunden wird.
Eine „Reinigungsschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht mit einer guten Flüssigkeitsabgabe. Dies ist die Schicht, die bei der Anwendung direkt die zu reinigende Oberfläche kontaktiert. Abstrakter kann die Reinigungsschicht jedoch auch als „erste Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Reinigungsschicht“ und „erste Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden.
Eine „Kernschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht mit einer guten Flüssigkeitsaufnahme, die als Speicherreservoir für Tränkungsmittel dient und dieses an die Reinigungsschicht weitergibt. Abstrakter kann die Kernschicht jedoch auch als „zweite Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Kernschicht“ und „zweite Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden. Eine „Deckschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht, die als Sperrschicht fungieren kann. Diese weitere Schicht kann insbesondere auf der der Reinigungsschicht abgewandten Seite der Kernschicht angeordnet sein und bewirkt dort, dass Flüssigkeit nicht nach oben, sondern ausschließlich nach unten abgegeben wird. Die Deckschicht kann auch als „dritte Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Deckschicht“ und „dritte Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden.
Erfindungsgemäß enthalten die Reinigungsschicht, die Kernschicht, die optionale Deckschicht sowie weitere optionale Schichten Naturfasern und/oder Regeneratfasern. Unter „Naturfasern“ werden alle Fasern natürlichen Ursprungs verstanden, die sich ohne weitere chemische Umwandlungsreaktionen direkt einsetzen lassen. „Regeneratfasern“ sind hingegen Fasern, die aus natürlich vorkommenden, nachwachsenden Rohstoffen über chemische Prozesse hergestellt werden. Wie Naturfasern bestehen jedoch auch Regeneratfasern zu 100 % aus Naturstoff.
Wasserstrahlverfestigung ist im Stand der Technik bislang ausschließlich zur Verfestigung einzelner bzw. loser Fasern bekannt, d.h. es ist bekannt, dass mittels Wasserstrahlverfestigung Vliesstoffe herstellbar sind. Es wurde nun jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung überraschend herausgefunden, dass sich mittels Wasserstrahlverfestigung auch bereits verfestigte Vliesstoffe miteinander verbinden lassen.
Unter „Vliesstoffen“ sind aus Fasern bestehende, verfestigte Stoffe gemeint, in denen die Fasern bereits eine feste Verbindung eingegangen sind. Da bei der Wasserstrahlverfestigung normalerweise ein lockerer Faser-Floor durch die Wasserstrahlen miteinander verhakt und so verfestigt wird, würde man nicht vermuten, dass die Wasserstrahlverfestigung auch zur Verbindung bereits verfestigter Vliesstoffe eingesetzt werden kann, da in diesen nicht mehr genügend lose Faserenden mehr vorliegen, die nicht bereits mit anderen Fasern verhakt sind.
Es wurde jedoch in Experimenten, in denen die Eignung von Ultraschallverfestigung, Vernadelung und Wasserstrahlverfestigung zur Verbindung von Schichten aus verfestigten Vliesstoffen untersucht wurde, gefunden, dass die Wasserstrahlverfestigung sogar die am besten geeignetste Methode ist.
Bei der Ultraschallverfestigung musste dem Problem begegnet werden, dass durch Ultraschallfrequenzen Hitze erzeugt wird, die zu einer thermischen Verbindung der Fasern führt. Allerdings führt diese Hitze bei Abwesenheit eines thermoplastischen Polymers nicht zu einem Schmelzvorgang und somit zu keiner Verbindung. Es wurde daher versucht, durch Befeuchten der Kernschicht eine bessere Verbindung zu ermöglich. Dies war jedoch nur teilweise erfolgreich, da zwar durch die eingebrachten Wassermoleküle Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den cellulosehaltigen Schichten eingegangen wurden, diese aber bei Kontakt mit einer Tränklösung wieder zusammenbrachen, sodass das Tuch seine strukturelle Integrität verloren hat.
Auch wurde versucht, die Reinigungsschicht, die Kernschicht und eine Deckschicht durch Vernadelung (Needle Punching) miteinander zu verbinden. Die Vernadelung ist ein Verfahren, bei dem Nadeln durch das Vlies gestochen werden, die die Faser von der Ober- zur Unterseite transportieren. Dadurch werden die Fasern miteinander verbunden und das Vlies wird mechanisch verfestigt. Im vorliegenden Fall hat sich jedoch herausgestellt, dass die Kernschicht durch die Vernadelung stark beschädigt wurde und Noppen auf der „Ausstichseite“ bildete. Dennoch wurden unterschiedliche Zusammensetzungen der einzelnen Vliesstoff-Schichten gewählt, die mittels Vernadelung verbunden werden sollten. Hier konnte jedoch jeweils entweder keine ausreichende Verbindung erzielt werden, oder das erhaltene Tuch wies eine äußerst schlechte Gleitfähigkeit auf, weshalb es für die Reinigung von Oberflächen und insbesondere für Bodenwischtücher völlig ungeeignet war.
Mit Wasserstrahlverfestigung hingegen konnten auch zwischen den bereits stark verfestigten Vliesstoffen, aus denen die einzelnen Schichten bestanden, exzellente Verbindungen mit hoher Belastbarkeit und Stabilität, auch in Kontakt mit Tränkungsmitteln, hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts zeichnet sich daher dadurch aus, dass die Reinigungsschicht und die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten, insbesondere die Deckschicht, hergestellt werden, indem für jede dieser Schichten unabhängig voneinander die Fasern, aus denen diese besteht, zu einem Vliesstoff verarbeitet, d.h. verfestigt, werden und so die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten jeweils als separater Vliesstoff erhalten werden, und wobei die auf diese Weise erhaltenen (verfestigten) Vliesstoffe, bei denen es sich um die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten, insbesondere die Deckschicht, handelt, danach mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Verbindung der Fasern, die die Reinigungsschicht, die Kernschicht und/oder die weitere Schicht enthalten, zu einem Vliesstoff durch Herstellungstechnologien, die zur „Web formation“-Technologie oder zur „Web bonding“- Technologie gehören. Bevorzugte zur „Web formation“-Technologie gehörende Verfahren sind dabei Kardieren, Airlaid-Verfahren, Wetlaid-Verfahren, Meltblown-Verfahrenund Spunlaid-Verfahren . Bevorzugte zur „Web bonding“-Technologie gehörende Verfahren sind hingegen Kalandrierung, Wasserstrahlverfestigung (Hydroentanglement, spunlace), Vernadelung (Needle punch) sowie Air through Bonding.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reinigungsschicht hergestellt, indem Hanffasern und Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden/verfestigt werden, wobei der Anteil an Hanffasern vorzugsweise gleich groß wie oder größer ist als der Anteil an Viskosefasern. Vorteilhafterweise beträgt der Anteil an Hanffasern etwa 50-70 Gew.-% und der Anteil an Viskosefasern etwa 30-50 Gew.-%. Ein bevorzugtes Flächengewicht der Reinigungsschicht beträgt 40-60 g/m2 und besonders bevorzugt 50 g/m2.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kernschicht hergestellt, indem Cellulosefasern, Lyocellfasern und/oder Pulp optional mit einem biobasierten Bindemittel und/oder weiteren Pflanzenfasern zu einem Vliesstoff verbunden/verfestigt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass als Kernschicht ausschließlich Cellulosefasern in Gegenwart eines biobasierten Bindemittels durch ein Airlaid-Verfahren zu einem Vliesstoff verfestigt werden. Dieser weist insbesondere ein Flächengewicht von ca. 120-140 g/m2 auf. Alternativ ist es z.B. auch möglich, dass in einem Wetlaid-Verfahren Pulp und Lyocellfasern zu einem Vliesstoff verfestigt werden, wobei der Anteil an Pulp insbesondere bei 65-85 Gew.-% liegt und der Anteil an Lyocellfasern entsprechend bei 15-35 Gew.-% liegt. Kernschichten aus Pulp/Lyocell weisen vorzugsweise ein Flächengewicht von ca. 50-70 g/m2 auf. Alternativ ist es z.B. auch möglich, dass weitere Pflanzenfasern zur Herstellung der Kernschicht verwendet werden. Insbesondere betrifft dies auch Hanffasern, die jedoch auch zu den bereits erwähnten Cellulosefasern zählen.
Optional wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zu der Reinigungsschicht und der Kernschicht noch eine weitere ausschließlich aus Viskosefasern bestehende Schicht hergestellt, indem die Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden werden. Diese Schicht fungiert vorzugsweise als Deckschicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.- %): Deckschicht: 100 % Viskose
Reinigungsschicht: 70 % Hanf / 30 % Viskose
Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):
Deckschicht: 100 % Viskose
Reinigungsschicht: 70 % Hanf / 30 % Viskose
Kernschicht: 80 % Pulp, 20 % Lyocell
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):
Deckschicht: 100 % Viskose
Reinigungsschicht: 100 % CAC (Carded/Airlaid/Carded)-Cellulose
Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):
Deckschicht: 100 % Viskose
Reinigungsschicht: 50 % Hanf, 50 % Viskose
Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):
Deckschicht: 100 % Viskose
Reinigungsschicht: 100 % Viskose
Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel
Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass auch Ausführungsformen mit 100%
Cellulose bzw. Viskose in der Reinigungsschicht eine hervorragende Gleitfähigkeit des Tuchprodukts bewirken, sofern dieses eine 3D-Prägung aufweist. Ohne Prägung war es bislang für eine ausreichende Gleitfähigkeit stets erforderlich, dass Hanf in der Reinigungs- schicht enthalten ist. Es wurde jedoch gefunden, dass eine Reinigungsschicht aus reiner Cellulose bzw. Viskose eine mindestens gleichwertige Gleitfähigkeit zeigt, wenn das Tuchprodukt eine Prägung aufweist.
Vorzugsweise erfolgt die Wasserstrahlverfestigung der Reinigungsschicht mit der Kernschicht und optional einer oder mehreren weiteren Schichten in einer Vorrichtung, die mindestens zwei Trommeln aufweist, in denen die zu verbindenden Schichten mit Wasserstrahlen behandelt werden, wobei die Wasserstrahlen in der ersten Trommel mit einem geringeren Druck auf die zu verbindenden Schichten treffen als in der zweiten Trommel.
Bevorzugt treten dabei die Wasserstrahlen in der ersten Trommel aus mehreren Düsenstreifen aus, wobei jeder Düsenstreifen in der ersten Trommel mehrere Düsen umfasst, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 10 und 80 bar liegen. Vorzugsweise gibt es in der ersten Trommel drei Düsenstreifen, wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des ersten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 10 bis 30 bar liegt, wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des zweiten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 30 bis 60 bar liegt, und wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des dritten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 60 bis 80 bar liegt.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Wasserstrahlen in der zweiten Trommel aus mehreren Düsenstreifen austreten, wobei jeder Düsenstreifen in der zweiten Trommel mehrere Düsen umfasst, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 30 und 100 bar liegen, vorzugsweise zwischen 60 und 100 bar, noch bevorzugter zwischen 90 und 100 bar.
Optional weist die zweite Trommel eine Noppenstruktur, insbesondere eine 2D- Noppenstruktur auf, um eine Prägung des Tuchprodukts zu erzielen, die eine verbesserte Gleitfähigkeit bewirkt.
Infolge der Wasserstrahlverfestigung der Reinigungsschicht, der Kernschicht sowie optional einer oder mehrerer weiterer Schichten werden diese miteinander verbunden und das mehrlagige Tuchprodukt wird erhalten. Dieses wird optional anschließend bei Temperaturen oberhalb von 150 °C, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 170 °C und besonders bevorzugt bei Temperaturen zwischen 175 und 200 °C getrocknet. Der Trocknungsschritt erfolgt vorzugsweise in einem Mehrtrommel-Trockner, in dem das mehrlagige Tuchprodukt nicht nur getrocknet, sondern auch gepresst wird. Alternativ oder zusätzlich zu der vorgenannten Trocknung bei Temperaturen oberhalb von 150 °C kann der Trocknungsschritt auch die Anwendung von Ultraschall auf das Tuchprodukt beinhalten, das dabei durch die entstehende Bewegungsenergie getrocknet wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Beispielen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die jeweils Cellulose enthalten und/oder vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei die Reinigungsschicht und die Kernschicht mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.
2. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere optionale weitere Schichten, die ebenfalls vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, ebenfalls mittels Wasserstrahlverfestigung mit der Reinigungsschicht und/oder der Kernschicht verbunden werden.
3. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsschicht und die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten hergestellt werden, indem für jede Schicht die Fasern, aus denen diese besteht, zu einem Vliesstoff verarbeitet und so die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten als Vliesstoff erhalten werden, und wobei die auf diese Weise erhaltenen Vliesstoffe, bei denen es sich um die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten handelt, danach mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.
4. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsschicht hergestellt wird, indem Hanffasern und Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden werden, wobei der Anteil an Hanffasern größer ist als der Anteil an Viskosefasern.
5. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht hergestellt wird, indem Cellulosefasern, Lyocellfasern und/oder Pulp optional mit einem biobasierten Bindemittel und/oder weiteren Pflanzenfasern zu einem Vliesstoff verbunden werden.
6. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Reinigungsschicht und der Kernschicht noch eine weitere ausschließlich aus Viskosefasern bestehende Schicht hergestellt wird, indem die Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden werden.
7. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Fasern, die die Reinigungsschicht, die Kernschicht und/oder die weitere Schicht enthalten, zu einem Vliesstoff durch Verfahren erfolgt, die unabhängig voneinander aus der Gruppe ausgewählt sind, die Airlaid-Verfahren, Wetlaid-Verfahren, Wasserstrahlverfestigung, Kardieren, Kalandrierung, Meltblown-Verfahren, Spunlaid- Verfahren, Air through Bonding, Vernadelung, Spunbond-Verfahren und DRC- Verfahren umfasst.
8. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlverfestigung der Reinigungsschicht mit der Kernschicht und optional einer oder mehreren weiteren Schichten in einer Vorrichtung erfolgt, die mindestens zwei Trommeln aufweist, in denen die zu verbindenden Schichten mit Wasserstrahlen behandelt werden, wobei die Wasserstrahlen in der ersten Trommel mit einem geringeren Druck auf die zu verbindenen Schichten treffen als in der zweiten Trommel.
9. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlen in der ersten Trommel aus mehreren Düsenstreifen austreten, wobei jeder Düsenstreifen in der ersten Trommel mehrere Düsen aufweist, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 10 und 80 bar liegen.
10. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlen in der zweiten Trommel aus mehreren Düsenstreifen austreten, wobei jeder Düsenstreifen in der zweiten Trommel mehrere Düsen aufweist, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 30 und 100 bar liegen. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass infolge der Wasserstrahlverfestigung die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten miteinander verbunden sind und das mehrlagige
Tuchprodukt erhalten wird. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das mehrlagige Tuchprodukt anschließend bei Temperaturen oberhalb von 150 °C und/oder durch Ultraschall getrocknet wird. Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Trocknens in einem Mehrtrommel- Trockner erfolgt, in dem das mehrlagige Tuchprodukt getrocknet und gepresst wird.
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