WO2023001847A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines vliesstoffes aus fasern - Google Patents

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WO2023001847A1
WO2023001847A1 PCT/EP2022/070253 EP2022070253W WO2023001847A1 WO 2023001847 A1 WO2023001847 A1 WO 2023001847A1 EP 2022070253 W EP2022070253 W EP 2022070253W WO 2023001847 A1 WO2023001847 A1 WO 2023001847A1
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air
short
flow
filament
fiber
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PCT/EP2022/070253
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Hans-Georg Geus
Raphael Hermes
Markus Jansen
Norbert Terlau
Markus Wüscht
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Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik
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    • D04H1/40—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
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a nonwoven fabric from fibers, with continuous filaments made of thermoplastic material being produced by at least two meltblown spinnerets, with short pulp fibers also being produced from solid pulp by at least one defibration device, with the pulp short fibers being produced in the defibration device at least one short-fiber air stream is generated, with the continuous filaments flowing from the meltblown spinning nozzles as filament-air streams and with the continuous filaments and the pulp short fibers being deposited in a depositing area on a depositing screen belt to form the nonwoven or nonwoven web.
  • the invention also relates to a device for producing a nonwoven fabric from fibers.
  • the term fibers means both continuous filaments and short fibers.
  • continuous filaments differ from short fibers, which have significantly shorter lengths of, for example, 0.1 mm to 60 mm.
  • a nonwoven fabric containing at least continuous filaments or meltblown continuous filaments and short fibers or short pulp fibers can be produced.
  • Nonwovens based on short pulp fibers are characterized by a very high liquid absorbency and are used, for example, for liquid-absorbing cloths, such as wipes.
  • the liquid can in particular be water or aqueous liquids.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a method of the type mentioned at the outset, with which a nonwoven fabric can be produced from continuous filaments or meltblown continuous filaments and short fibers or pulp short fibers, which is characterized by an optimal compromise between strength and stability and liquid absorbency, and in particular, high uniformity of distribution of continuous filaments and pulp short fibers.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a device for the production of such a nonwoven fabric.
  • the invention teaches a method for producing a nonwoven fabric from fibers, wherein continuous filaments made of thermoplastic material, in particular made of at least one polyolefin, are produced by at least two meltblown spinnerets, each of which has a large number of nozzle openings arranged in a row , wherein the meltblown spinning nozzles each have at least two air inflow gaps running parallel to the row of nozzle openings on both sides and inclined in the direction of the nozzle openings, from which blown air emerges, short pulp fibers also being produced from solid pulp by at least one defibration device, wherein in the defibration device at least one short-fiber air flow is generated from the pulp short fibers, which is accelerated in an outlet channel, in particular accelerated by a blower of the defibration device, and which then exits the outlet channel and with an initial vo lumen flow V1 and a flow direction S1 in the direction of an air-permeable depositing screen belt, with the flow direction S
  • a2 are each greater than 10°, preferably greater than 20°, particularly preferably greater than 25°, and wherein secondary air is sucked in in the spaces between the filament air streams and the short fiber air stream, the filament air Streams and the short-fiber-air stream are combined in a contact zone above the depositing sieve belt and deposited as a continuous filament-short-fiber mixture in a depositing area on the depositing sieve belt to form the nonwoven or nonwoven web, with the fibers or the endless filament short-fiber being deposited in the depositing area Mixed air or process air is sucked with a volume flow V4 from below through the sieve belt and the volume flow V4 is greater than the sum of the volume flows V1, V2 and V3.
  • the plastic melt or the molten plastic filaments are extruded from the nozzle openings of the meltblown spinneret, which are arranged in a row, into a fast blown air stream.
  • the blown air is in particular warm or hot blown air.
  • the fact that the at least two meltblown spinnerets each have a plurality of nozzle openings arranged in a row means in particular that the meltblown spinnerets each have only a single row of—preferably round or circular—nozzle openings.
  • Such meltblown spinnerets are also referred to as single-row nozzles.
  • each of these meltblown spinnerets has at least two, in particular two, air inflow gaps, which run parallel to the row of nozzle openings on both sides.
  • the parallel course of the air inflow gaps on both sides means in particular that the longitudinal extent of the air inflow gaps runs parallel to the longitudinal extent of the row of nozzle openings.
  • the air inflow gaps are inclined in the direction of the nozzle openings or the row of nozzle openings.
  • the angle of attack of the blown air in relation to the direction of flow of the endless filaments produced is preferably less than 30°, preferably less than 20°. It is preferred that the continuous filaments from the two air inflow gaps of the meltblown spinnerets are uniformly or symmetrically subjected to blowing air.
  • the continuous filaments may be impinged on the continuous filaments by the two air inflow gaps of the meltblown spinnerets that is uneven or asymmetrical with regard to the temperature and/or the volume flow of the blown air.
  • endless filaments are produced from thermoplastic material, in particular from at least one polyolefin.
  • the at least one polyolefin is recommended to be polypropylene and/or polyethylene, preferably polypropylene.
  • the endless filaments can also be made from other thermoplastics such as polyesters, for example polyethylene terephthalate, or polyamide, and also from mixtures of the thermoplastics mentioned above. It is recommended that the continuous filaments or meltblown continuous filaments have an average filament diameter of between 0.2 and 15 ⁇ m, preferably between 0.5 and 12 ⁇ m, preferably between 0.5 and 10 ⁇ m.
  • pulp means in particular a fibrous material based on pulp or cellulose.
  • solid pulp refers in particular to a dry material based on cellulose or
  • a web of solid pulp is preferably used and defibrated into short pulp fibers by the at least one defibration device.
  • the pulp used in the context of the invention is preferably conditioned.
  • the short pulp fibers produced in the at least one defibration device preferably have a length or average length of 0.05 to 5 mm, preferably 0.1 to 4 mm, particularly preferably 0.1 to 3 mm.
  • the defibrating device is a sawmill.
  • a short-fiber-air flow is generated from the short pulp fibers in the shredding device and is accelerated in an outlet channel.
  • the fiberizing device has a blower for this purpose, which supplies air to the fiberizing device. It is within the scope of the invention that the air flow for generating the short-fiber air flow in the defibering device is generated by the defibration process and/or by the blower.
  • the air flow for generating the short-fiber air flow is preferably generated by the grinding process in the sawmill and/or by the blower.
  • the accelerated short-fiber air flow emerges from the outlet channel with an initial volume flow V1.
  • the outlet channel is expediently part of the fiberizing device or is connected to the fiberizing device.
  • initial volume flow V1 means the volume flow of the short fiber/air mixture directly or immediately after it emerges from the outlet channel.
  • the fact that the direction of flow S1 of the short-fiber air flow is perpendicular or essentially perpendicular to the surface of the air-permeable depositing sieve belt means, in the context of the invention, in particular that the flow vector of the short-fiber air flow is perpendicular or essentially perpendicular to the flat extension of the Screen belt surface runs.
  • the terms flow direction and flow vector mean in particular the mean flow directions or flow vectors of the respective streams.
  • the air-permeable sieve belt is a continuously movable and air-permeable sieve belt, in particular an endlessly circulating sieve belt.
  • Initial volume flow V2 or V3 means in particular the volume flow of the respective filament-air flow present directly or immediately below the meltblown spinnerets after the continuous filaments have been subjected to blowing air.
  • the filament-air streams flow from the meltblown spinnerets with regard to their flow direction S2 or S3, at least in certain areas or sections, at an angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short-fiber air stream and in the direction of the short-fiber air stream.
  • the two filament air flows thus flow towards the short fiber air flow.
  • the fact that the filament air streams flow at an angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short fiber air stream with regard to their flow direction S2 or S3 means in particular that the flow vector of the filament
  • the filament-air streams flow with regard to their flow direction S2 or S3 at least in or shortly before the contact zone at the angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short-fiber air stream.
  • the angles a1 and a2 then mean, in particular, the angles of inclination at which the filament-air flows meet the short-fiber-air flow in the contact zone.
  • the two filament-air streams flow in terms of their flow direction along the entire flow path - in particular in a straight line or essentially in a straight line - from the respective meltblown spinneret to the contact zone at the angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short fiber air stream.
  • the angles a1 and a2 are each greater than 10°.
  • the angles a1 and a2 are preferably greater than 20° and particularly preferably greater than 25°. It is within the scope of the invention that the angle a1 and/or the angle a2 is greater than 30°, preferably greater than 35°, for example greater than 40°. It is recommended that at least one of the angles a1 and a2, preferably both angles a1 and a2, has a value in the range from 10° to 75°, preferably between 20° and 70°, particularly preferably between 25° and 65° and very particularly preferably between 30° and 65°, for example between 35° and 60°.
  • angles a1 and a2 have the same value, so that the two filament-air flows in the contact zone hit the central short-fiber-air flow symmetrically on both sides.
  • angles a1 and a2 it is also within the scope of the invention for the angles a1 and a2 to have different values.
  • the filament-air-flows and/or the short-fiber-air-flow are guide-free
  • secondary air is sucked in in the spaces between the filament air streams and the short fiber air stream.
  • the secondary air is in particular sucked in with a volume flow Vse k , where Vse k is expediently the total volume flow of the secondary air sucked in as a whole.
  • the expression secondary air means, in particular, additional air sucked in by the flow movement of the filament air streams and/or the short fiber air stream, which is not the blown air of the meltblown spinnerets and not the one with the pulp short fibers from the Outlet duct corresponds to escaping air, meant.
  • the blown air of the meltblown spinning nozzles and the air emerging from the outlet channel with the short pulp fibers is referred to in particular as primary air within the scope of the invention.
  • the term air also includes air-like gas or fluid mixtures.
  • air or process air is sucked through the depositing sieve belt in or at least in the depositing area of the fibers or the mixture of continuous filaments and short fibers.
  • at least one suction device or one suction fan is expediently arranged below the depositing sieve belt, in particular below the depositing area.
  • the volume flow V4 which is sucked through the sieve belt, is greater than the sum of the volume flows V1, V2 and V3, so that the following applies: V4>(V1+V2+V3).
  • the volume flow V4 corresponds to between 1.05 and 30 times, preferably between 5 and 25 times, preferably between 10 and 20 times the sum of the volume flows V1, V2 and V3. It is further preferred that: V4>(V1+V2+ V3+V sek ) . In this context, it is recommended that V4
  • the invention has recognized that due to the special flow conditions according to the invention and in particular due to the combination of the flow of the filament air flows angled on both sides to a central short fiber air flow and the special ratio of the initial volume flows V1, V2 and V3 to the through volume flow V4 sucked into the deposit sieve belt, a method can be provided with which a nonwoven fabric can be produced from continuous filaments and short pulp fibers, which is characterized by a very high uniformity of the distribution of continuous filaments and short pulp fibers and in particular by an optimal compromise between stability and Excellent strength and liquid absorbency.
  • the mixture of continuous filaments and short fibers deposited on the sieve belt is preferably a matrix of continuous filaments in which the short pulp fibers are embedded.
  • the endless filaments of at least one filament-air stream preferably the filament-air streams between the meltblown spinneret and the depositing sieve belt, in particular on the side of the filament-air stream remote from the short-fiber air stream stream, sprayed with water.
  • one or one water nozzle is preferably provided, which is arranged in particular on the side of the respective filament-air flow facing away from the short-fiber-air flow.
  • the at least one water nozzle or nozzles are expediently located
  • the water nozzles are thus on the outside of the filament-air flow or the filament-air flows. It is within the scope of the invention that the water nozzle is assigned to the respective meltblown spinneret and is preferably arranged below, in particular directly below, the meltblown spinneret in the direction of filament flow.
  • the continuous filaments are thus sprayed with water after, in particular immediately after, exiting the meltblown spinneret. In this way, a targeted cooling of the endless filaments produced can be achieved.
  • the short fiber-air stream with a proportion of 0.0138 to 0.0833 kg, preferably from 0.0222 to 0.0694 kg, preferably from 0.0277 to 0.05 kg of the pulp short fibers per kg of air exiting the outlet duct. It is recommended that the short-fiber-air stream exits the outlet duct with a proportion of pulp short fibers of greater than 0.0138 kg, preferably greater than 0.0222 kg, preferably greater than 0.0277 kg per kg of air .
  • the proportion of pulp short fibers per kg of air is expediently controllable and/or adjustable by means of the speed of the defibration device, in particular controllable and/or adjustable by the feed speed of the defibration device.
  • At least one filament-air stream preferably the filament-air streams, with a proportion of 0.002 kg to 0.5 kg, preferably 0.01 kg to 0.25 kg, preferably 0.015 kg up to 0.12 kg, particularly preferably from 0.018 kg to 0.1 kg of the continuous filaments per kg of air exits or exit from the meltblown spinnerets. It is recommended that the at least one filament-air stream, preferably the filament-air streams (each) with a proportion of greater than 0.002 kg, preferably greater than 0.01 kg, preferably greater than 0.015 kg, particularly preferably greater than 0.018 kg of continuous filaments per kg of air exiting the meltblown spinnerets. it lies
  • the two filament-air streams emerge from the meltblown spinnerets with the same proportion of continuous filaments per kg of air.
  • the two filament-air streams exit the meltblown spinnerets with a different proportion of endless filaments per kg of air.
  • the proportion of continuous filaments with which the filament-air flows per kg of air emerge from the meltblown spinnerets can be controlled and/or regulated by controlling and/or regulating the mass flow of the thermoplastic material and/or that from the air inflow gaps of the meltblown -Adjust the blowing air exiting the spinnerets.
  • the proportion of continuous filaments in the deposited nonwoven fabric is between 10 and 35% by weight, preferably between 15 and 30% by weight, preferably between 20 and 28% by weight.
  • the stream of short fibers and air is accelerated in an outlet channel by a blower of the defibration device and then exits from the outlet channel. It is within the scope of the invention that the air sucked in by the blower of the defibering device is conditioned.
  • the conditioned air sucked in by the blower preferably has a relative humidity of more than 65% at 28.degree.
  • a very particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the sucked-in quantity of secondary air can be controlled and/or regulated by adjusting the height of the outlet channel in relation to the surface of the sieve belt.
  • the height of the outlet channel is recommended to be set in the context of the method according to the invention in such a way that:
  • the distance a between an outlet channel end of the outlet channel and the screen belt surface is in particular between 200 and 1000 mm, preferably between 300 and 750 mm, preferably between 400 and 600 mm, particularly preferably between 460 and 530 mm.
  • the end of the outlet channel means in particular the end of the outlet channel facing the sieve belt.
  • the walls of the outlet channel in the region of the end of the outlet channel are preferably designed in such a way that the end of the outlet channel has a constant or divergent or convergent internal cross section. In this way, the subsequent mixing of the continuous filaments and the short pulp fibers in the contact zone can be influenced in particular.
  • the distance a between the end of the outlet channel and the screen belt surface is measured in particular perpendicularly to the screen belt surface.
  • the controllability and/or regulatability of the sucked-in quantity of secondary air makes it possible to influence the flow conditions in a functionally reliable manner, in particular with regard to the secondary air supply.
  • the position of the contact zone can also be adjusted or regulated within the scope of the invention—in particular in combination with the angles cd and a2.
  • the mixing of the continuous filaments and the short pulp fibers can be advantageously influenced, especially in combination with the design of the walls of the outlet channel in the area of the
  • Outlet channel end and preferably by a constant internal cross-section design of the walls of the outlet channel in the area of
  • the filament air streams and the short fiber air stream are brought together in a contact zone above the sieve belt. In this contact zone, it is recommended that the mixing takes place
  • the mixture of continuous filaments and short fibers flows from the contact zone to the sieve belt as a homogeneous or essentially homogeneous mixture.
  • an optimal mixing and distribution of the pulp short fibers and the endless filaments can take place within the scope of the invention, so that after the contact zone a homogeneous or An essentially homogeneous mixture of continuous filaments and short fibers flows to the sieve belt and is deposited on the non-woven fabric or non-woven web. It is also advantageous if the continuous filament-short-fiber mixture flows from the contact zone to the sieve belt or to the deposition area perpendicularly or essentially perpendicularly to the sieve belt surface with regard to its flow direction.
  • the short-fiber-air flow in relation to the width of the sieve belt should be at least 50 (kg/h)/m, in particular at least 75 (kg/h)/m, preferably at least 100 (kg/h) / m, particularly preferably at least 200 (kg / h) / m of pulp short fibers leads or promotes.
  • the width of the sieve belt means in particular the greatest width of the sieve belt transversely, in particular perpendicular to the longitudinal extension or to the conveying direction of the sieve belt.
  • At least two, in particular at least three, preferably at least four defibration devices, preferably with the associated blowers and/or outlet channels, are arranged along the width of the sieve belt.
  • a width of at least 1 m, in particular at least 2 m, preferably at least 3 m, preferably at least 4 m can be
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the nonwoven or the nonwoven web is consolidated by at least one calender, with an embossing pattern preferably being introduced into the nonwoven or the nonwoven web by the at least one calender. It is preferred that the solidification takes place “inline” by the at least one calender. In the context of the invention, this means in particular that the consolidation by the at least one calender takes place after the continuous filament/short-fiber mixture has been deposited to form the nonwoven fabric or nonwoven web. According to an alternative preferred embodiment of the method according to the invention, the nonwoven fabric or the nonwoven web is consolidated by the at least one calender “offline”.
  • the at least one calender has at least one pair of calender rollers through which the nonwoven or the nonwoven web is preferably guided under a contact pressure. It is recommended that one of the calender rolls of the calender is a smooth roll with a smooth outer surface and/or that one of the calender rolls of the calender has an embossed pattern on its outer surface. According to a preferred embodiment of the invention, the calender or the pair of calender rolls is temperature-controlled. In the context of the invention, the temperature of the calender rolls is preferably below the melting point of the thermoplastic
  • the calender roll temperature in the process according to the invention is preferably between 50.degree. C. and 150.degree. It is also within the scope of the invention that the linear pressure of the calender roll or calender rolls is between 10 and 120 daN/cm.
  • an embossing pattern is introduced into the nonwoven or into the nonwoven web by the at least one calender. It is particularly preferred that the embossing pattern is formed without interruption. In this context, uninterrupted means in particular that the embossed pattern consists of a large number of repeating elements connected to one another.
  • the basic pattern geometry of the embossing pattern has a pressing area in the range from 20 to 50 mm 2 , preferably from 25 to 45 mm 2 , preferably from 30 to 40 mm 2 and particularly preferably from 32.5 to 37.5 mm 2 .
  • Basic pattern geometry means in particular the underlying geometry of a repeating element of the embossed pattern.
  • the basic pattern geometry or the repeating element is preferably the same size or essentially the same size, so that the resulting embossed pattern is a regular embossed pattern.
  • the uninterrupted embossing pattern is a honeycomb structure whose basic pattern geometry or repeating element is expediently a hexagon or a regular hexagon.
  • the embossed pattern then preferably consists of a large number of regular hexagons of equal size that are adjacent to one another, with the inner surface of the hexagon preferably forming the non-pressed part of the embossed pattern.
  • the embossing pattern has and consists of interruptions
  • the elements are expediently distributed uniformly on the surface of the non-woven fabric or the non-woven web and are preferably each at the same distance from one another. It has proven itself that the elements each have a pressing surface of less than 2 mm 2 , preferably less than 1.5 mm 2 , preferably less than 1.1 mm 2 , particularly preferably less than 0.55 mm 2 . It is also possible within the scope of the invention for an uninterrupted embossing pattern to be combined with an embossing pattern having interruptions.
  • the height of the basic pattern geometry or of the elements of the embossing pattern is between 0.3 and 2.0 mm, preferably between 0.4 and 1.8 mm, preferably between 0.5 and 1.6 mm.
  • the height of the basic pattern geometry means the height difference or average height difference between the pressing surface and the non-pressed areas of the embossing pattern.
  • the proportion of the pressing surface of the embossing pattern to be between 2.5% and 25%, preferably between 5% and 15%, preferably between 5.25% and 12.5% of the total surface of the nonwoven fabric or nonwoven web % amounts to.
  • the corresponding roll of the pair of calender rolls which has the embossing pattern has a complementary embossing pattern on its outer surface.
  • the calender or the calender roll has in particular a pressing surface proportion or a pressing surface of 2.5% to 25%, preferably 5% to 15% and preferably 5.25% to 12.5%.
  • the invention also teaches a device for producing a nonwoven fabric from fibers, in particular by a method as described above, the device having at least two meltblown spinnerets, each with a large number of nozzle openings arranged in a row for producing continuous filaments made of thermoplastic material wherein the meltblown spinning nozzles each have at least two air inflow gaps running parallel to the row of nozzle openings on both sides and inclined in the direction of the nozzle openings, wherein furthermore at least one defibration device for producing short pulp fibers from solid pulp and an outlet channel for guiding and accelerating the pulp -Short fibers or a short-fiber-air flow is present, with at least one air-permeable depositing screen belt for depositing the pulp short fibers and the continuous filaments as a continuous filament short-fiber mixture into a nonwoven fabric or into a fleece web is present, with a first meltblown spinneret being arranged in front of the outlet channel in the conveying direction of the sieve belt and a second melt
  • the at least two meltblown spinnerets are arranged at an angle of inclination to the outlet channel.
  • the angle of inclination between the meltblown spinnerets and the outlet channel is (each) at least 30°, particularly preferably at least 35°, for example at least 40°. It is recommended that at least the angle of inclination between a meltblown spinneret and the outlet channel, preferably between both meltblown spinnerets and the outlet channel, is (each) between 10° and 75°, preferably between 20° and 70°, particularly preferably between 25° and 65° and very particularly preferably between 30° and 65°, for example between 35° and 60°.
  • streams of continuous filament air can flow from the meltblown spinning nozzles in the direction of the depositing screen belt at an angle a1 or a2 to the direction of flow of the short-fiber air stream and in the direction of the short-fiber air stream. It is recommended that the angle of inclination between the meltblown spinning nozzles and the outlet channel is respectively adjustable or adjustable.
  • the outlet channel is adjustable in height in relation to the screen belt surface of the depositing screen belt. It has proven that the distance a between the outlet channel end and the screen belt surface can be adjusted in a range between 200 and 1000 mm, preferably between 300 and 750 mm, preferably between 400 and 600 mm, particularly preferably between 460 and 530 mm.
  • the defibration device has at least one blower for accelerating the pulp short fibers or the short fiber air flow in the outlet channel.
  • the invention further teaches a nonwoven fabric made from a continuous filament short fiber blend produced according to the method described above
  • the non-woven fabric is recommended to have a thickness in the range from 0.1 to 3 mm, preferably from 0.2 to 2 mm and preferably from 0.3 to 1.5 mm.
  • the thickness of the nonwoven fabric means in particular the greatest thickness of the nonwoven fabric across, in particular perpendicularly or essentially perpendicularly, to its planar extension and in particular after a preferably provided strengthening or calendering step.
  • the invention is based on the finding that the method according to the invention can be used to produce a nonwoven fabric from continuous filaments and short pulp fibers which satisfies all requirements both in terms of stability and strength and in terms of its liquid absorbency.
  • the measures according to the invention make it possible to achieve an optimal compromise between the strength of the nonwoven fabric and the ability to absorb liquids.
  • the flow conditions according to the invention and the arrangement according to the invention of the meltblown spinnerets or the outlet channel for the short pulp fibers, as well as the design of the walls of the outlet channel in the area of the end of the outlet channel, enable in particular an optimal mixture of the continuous filaments and the short pulp fibers, so that a nonwoven fabric with a very even distribution of the continuous filaments and the short pulp fibers.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a device according to the invention for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a view from below of a meltblown spinneret according to the invention
  • FIG. 3 shows a vertical section through a meltblown nozzle according to the invention.
  • FIG. 4A shows a plan view of a section of a nonwoven fabric according to the invention with an embossed pattern
  • Fig. 4B is a cross section along A-A of Fig. 4A.
  • thermoplastic 1 shows a device according to the invention for the production of a nonwoven fabric 1 from fibers.
  • Endless filaments made of thermoplastic material are produced by two meltblown spinnerets 2, 3.
  • the thermoplastic may be polypropylene.
  • the meltblown spinning nozzles 2, 3 each have a large number of nozzle openings 17 arranged in a row, from which the molten plastic filaments are extruded in the context of the method according to the invention.
  • Two air inflow gaps 18 run parallel to the row of nozzle openings 17 on both sides. This can be seen in particular in FIGS. Blown air emerges from the air inflow gaps 18 .
  • the plastic filaments extruded from the nozzle openings 17 are extruded into the blown air flow.
  • spinnerets 2, 3 have only a single row of nozzle openings 17 and are in this respect designed as single-row nozzles.
  • the fact that the air inflow gaps 18 run parallel on both sides to the row of nozzle openings 17 means in particular that the longitudinal extent of the air inflow gaps 18 runs parallel to the longitudinal extent of the row of nozzle openings 17 (FIG. 2).
  • the air inflow gaps 18 are inclined in the direction of the nozzle openings 17 or in the direction of the row of nozzle openings 17, as can be seen in particular in FIG.
  • the blown air exiting from the air inflow gaps 18 or the planar blown air stream impinges on the extruded endless filaments from the side at an angle of attack (FIG. 3).
  • short pulp fibers are produced from solid pulp 19 by at least one defibration device 4 .
  • the defibration device 4 is expediently and in the exemplary embodiment a sawmill.
  • at least one short-fiber air flow 5 is produced from the short pulp fibers in the defibrating device 4 and is accelerated in an outlet channel 6 .
  • the short-fiber air flow 5 is accelerated in the outlet channel 6 by a blower 7 of the defibrating device 4, which is particularly preferred for the defibrating device 4 and supplies air in the exemplary embodiment according to the figures.
  • the air flow for generating the short-fiber air flow 5 from the grinding process is generated in the defibrating device 4 or the saw mill and by the blower 7 .
  • the accelerated short-fiber air flow 5 emerges from the outlet channel 6 with an initial volume flow V1. initial flow rate
  • V1 means in particular the volume flow of the short-fiber air flow directly or immediately after exiting the outlet channel 6.
  • the short-fiber air flow 5 flows with a flow direction S1 that is perpendicular or essentially perpendicular to the screen belt surface air-permeable sieve belt 8 is directed in the direction of the sieve belt 8.
  • the continuous filaments produced by the meltblown spinnerets 2, 3 flow as filament air flows 9, 10 with an initial volume flow V2 or V3 from the meltblown spinnerets 2, 3 in the direction of the short-fiber air flow 5.
  • Initial volume flow V2 or V3 means in particular the volume flow of the filament-air flows 9, 10 directly or immediately below the meltblown spinnerets 2, 3 after the continuous filaments have been subjected to blowing air.
  • a first filament-air stream 9 flows in the conveying direction F of the sieve belt 8 before the short-fiber air stream 5.
  • the filament-air stream 9 flows with respect to its flow direction S2 at an angle a1 to the flow direction S1 of the short-fiber air Stream 5.
  • the second filament-air stream 10 flows in the conveying direction F of the depositing sieve belt 8 behind the short-fiber air stream 5. With regard to its flow direction S3, this second filament-air stream 10 flows at an angle a2 to the flow direction S1 of the short-fiber Air stream 5.
  • the filament air streams 9, 10 thus flow towards the short fiber air stream 5 from both sides of the central short fiber air stream 5 at angles a1 and a2, respectively.
  • angles a1 and a2 are preferably greater than 20°, particularly preferably greater than 25°. In the exemplary embodiment according to the figures, the angles a1 and a2 may each be approximately 30°. Preferably and within the scope of the exemplary embodiment
  • angles a1 and a2 have the same value or substantially the same value.
  • the filament-air streams 9, 10 and the short-fiber-air stream 5 are brought together above the depositing sieve belt 8 in a contact zone 11 and as a continuous filament-short-fiber mixture 12 in a depositing area 13 on the depositing sieve belt 8 to form the nonwoven 1 or nonwoven web filed.
  • the filament-air streams 9, 10 flow in the area or just before the contact zone 11 with regard to their flow direction S2 or S3 at the angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short-fiber air stream 5.
  • angles a1 and a2 mean in particular the angles of inclination at which the filament-air flows 9, 10 meet the short-fiber-air flow 5 in the contact zone 11.
  • the two filament-air streams 9, 10 flow along the entire flow path from the respective meltblown spinneret 2, 3 to the contact zone 11 with regard to their flow direction S2 or S3 at the angle a1 or a2 to the flow direction S1 of the short fiber air stream 5.
  • the filament air streams 9, 10 flow in a straight line or essentially in a straight line.
  • the filament-air flows 9, 10 also flow symmetrically towards the short-fiber-air flow 5 and meet the short-fiber-air flow 5 symmetrically in the contact zone 11.
  • the two filament Air streams 9, 10 and the short-fiber air stream 5 flow preferably and in the exemplary embodiment without guide means from the meltblown spinnerets 2, 3 or from the outlet channel 6 to the contact zone 11.
  • secondary air is sucked in in the spaces between the filament air streams 9 , 10 and the short fiber air stream 5 .
  • volume flow V sec is expediently the total volume flow of the secondary air sucked in as a whole.
  • V sec is expediently the total volume flow of the secondary air sucked in as a whole.
  • air or process air is sucked through the depositing sieve belt 8 from below with a volume flow V4 .
  • a suction device 16 or a suction fan is provided below the sieve belt 8 for deposit, in particular below the deposit area 13 .
  • the volume flow V4 is greater than the sum of the volume flows V1, V2 and V3. More preferably, the volume flow V4 is greater than or equal to the sum of the volume flows V1, V2, V3 and Vsek-
  • a water nozzle 20 is provided in each case, which is expediently and in the exemplary embodiment arranged on the side of the respective filament-air flow 9, 10 facing away from the short-fiber air flow 5.
  • the water nozzles 20 are recommended and are therefore in the exemplary embodiment on the outside of the filament-air streams 9, 10 and are particularly preferably arranged below or directly below the meltblown spinnerets 2, 3 in the filament flow direction.
  • the sucked-in quantity of secondary air can be controlled and/or regulated within the scope of the method according to the invention or with the device according to the invention, preferably by adjusting the height of the outlet channel 6 or the outlet channel end 14 in relation to the screen belt surface of the depositing screen belt 8 .
  • the height of the outlet channel 6 is recommended to be such
  • the outlet channel 6 is preferably designed to be adjustable in height in relation to the screen belt surface of the depositing screen belt 8 .
  • the distance a between an outlet channel end 14 and the screen belt surface is expediently between 200 and 1000 mm, preferably between 300 and 750 mm. Within the scope of the invention, the distance a is measured between the outlet channel end 14 and the screen belt surface perpendicular to the screen belt surface.
  • the walls of the outlet duct 6 in the region of the outlet duct end 14 are preferred and in the exemplary embodiment are designed in such a way that the outlet duct end 14 is designed to be divergent in the internal cross section.
  • the position of the contact zone 11 can be adjusted or regulated within the scope of the invention, particularly in combination with the selection of the angles cd and a2, by the height adjustability or height adjustment of the outlet channel 6 and the design of the walls of the outlet channel 6 or the outlet channel end 14 .
  • the mixing of the continuous filaments and the short pulp fibers can also be advantageously influenced.
  • the mixture of continuous filaments and short fibers 12 flows from the contact zone 11 to the sieve belt 8 as a homogeneous or essentially homogeneous mixture.
  • the homogeneous mixture of continuous filaments and short fibers 12 is then expediently deposited in the depositing area 13 on the depositing sieve belt 8 to form the nonwoven 1 or to form the nonwoven web.
  • the continuous filament short-fiber mixture 12 flows from the contact zone 11 to the depositing sieve belt 8 or to the depositing area 13 with respect to its flow direction perpendicular or essentially perpendicular to the sieve belt surface.
  • the nonwoven fabric 1 is bonded by at least one calender 15 .
  • the at least one calender 15 expediently and in the exemplary embodiment has at least one pair of calender rollers, through which the nonwoven fabric 1 is preferably guided under a contact pressure. It is also preferred that an embossing pattern is introduced into the nonwoven 1 or into the nonwoven web by the at least one calender 15 .
  • at least one of the calender rolls of the calender 15 can have an embossed pattern on its outer surface.
  • the calender rolls of the calender 15 are expediently temperature-controlled within the scope of the invention.
  • FIG. 4A shows a top view of a section of a nonwoven fabric 1 according to the invention with an embossed pattern.
  • Figure 4B shows a cross-section through the article of Figure 4A along A-A.
  • the embossing pattern is designed without interruption.
  • the basic pattern geometry or the repeating element of the embossed pattern is a regular hexagon, so that the embossed pattern preferably consists of a large number of adjacent regular hexagons of the same size and is in this respect designed in particular as a honeycomb-shaped embossed pattern.
  • the inner hexagon surface expediently forms the non-pressed part of the embossing pattern.
  • the flea h of the basic pattern geometry or the elements of the embossed pattern is between 0.3 and 2.0 mm.
  • the fleas of the basic pattern geometry or of the regular hexagons may be approximately 1.5 mm.
  • the fleas h of the pattern basic geometry is in particular the difference between fleas
  • the proportion of the pressing surface of the embossing pattern on the total surface of the nonwoven fabric is between 2.5% and 25%, preferably between 5% and 15%. It is also understood that the corresponding roll of the pair of calender rolls which has the embossing pattern has a complementary embossing pattern on the outer surface.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern, wobei durch zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen, die jeweils eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen aufweisen, Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt werden. Fernerhin werden aus festem Pulp durch zumindest eine Zerfaserungseinrichtung Pulp-Kurzfasern erzeugt. In der Zerfaserungseinrichtung wird aus den Pulp-Kurzfasern zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom erzeugt. Die Endlosfilamente strömen von den Meltblown- Spinndüsen als Filament-Luft-Ströme in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes. Die Endlosfilamente und die Pulp-Kurzfasern werden in einem Ablagebereich auf einem Ablagesiebband zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern, wobei durch zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt werden, wobei fernerhin aus festem Pulp durch zumindest eine Zerfaserungseinrichtung Pulp-Kurzfasern erzeugt werden, wobei in der Zerfaserungseinrichtung aus den Pulp-Kurzfasern zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom erzeugt wird, wobei die Endlosfilamente von den Meltblown-Spinndüsen als Filament-Luft-Ströme strömen und wobei die Endlosfilamente und die Pulp-Kurzfasern in einem Ablagebereich auf einem Ablagesiebband zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern. Im Rahmen der Erfindung sind mit dem Begriff Fasern sowohl Endlosfilamente als auch Kurzfasern gemeint. Endlosfilamente unterscheiden sich aufgrund ihrer quasi endlosen Länge von Kurzfasern, die deutlich geringere Längen von beispielsweise 0,1 mm bis 60 mm aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Vliesstoff, der zumindest Endlosfilamente bzw. Meltblown- Endlosfilamente und Kurzfasern bzw. Pulp-Kurzfasern enthält, hergestellt werden.
Verfahren und Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art sind aus der Praxis in unterschiedlichen Ausführungsformen grundsätzlich bekannt. Vlies stoffe auf Basis von Pulp-Kurzfasern zeichnen sich durch eine sehr hohe Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit aus und werden beispielsweise für flüssigkeits absorbierende Tücher, etwa für Wischtücher verwendet. Bei der Flüssigkeit kann es sich insbesondere um Wasser bzw. um wässrige Flüssigkeiten handeln. Bei der Herstellung von Vliesstoffen, die Pulp-Kurzfasern enthalten, hat sich allerdings gezeigt, dass ein Zielkonflikt zwischen einer hohen
Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit und einer ausreichenden Stabilität bzw. Festigkeit des Vliesstoffes besteht. Zur Stabilisierung bzw. mechanischen Stabilisierung der Vliesstoffe ist es bekannt, Mischungen aus Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern für die Vliesstoffe einzusetzen. Dabei sind die Endlosfilamente im Wesentlichen für die Festigkeit bzw. Stabilität des Vliesstoffes verantwortlich, während die Pulp-Kurzfasern die Flüssigkeits absorptionsfähigkeit sicherstellen. Bei diesen Vliesstoffen aus Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern besteht nichtsdestoweniger im Hinblick auf einen optimalen Kompromiss zwischen Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit und mechanischer Festigkeit weiterhin Verbesserungsbedarf. Zudem hat sich gezeigt, dass bei den aus der Praxis bekannten Verfahren die Gleichmäßigkeit der Verteilung von Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern in dem Endprodukt zu wünschen übrig lässt. Auch insoweit besteht Verbesserungsbedarf, da bei einer sehr gleichmäßigen Verteilung von Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern mit einem verhältnismäßig geringen Anteil von Endlosfilamenten ein zufriedenstellender Kompromiss zwischen mechanischer Festigkeit und Flüssigkeits absorptionsfähigkeit des Vliesstoffes erreicht werden könnte.
Der Erfindung liegt demgegenüber das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein Vliesstoff aus Endlosfilamenten bzw. Meltblown-Endlosfilamenten und Kurzfasern bzw. Pulp- Kurzfasern hergestellt werden kann, der sich durch einen optimalen Kompromiss zwischen Festigkeit bzw. Stabilität und Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit auszeichnet und bei dem insbesondere eine hohe Gleichmäßigkeit der Verteilung von Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern vorliegt. Darüber hinaus liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Fierstellung eines solchen Vliesstoffes anzugeben.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern, wobei durch zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen, die jeweils eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen aufweisen, Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus zumindest einem Polyolefin, erzeugt werden, wobei die Meltblown-Spinndüsen jeweils zumindest zwei beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen verlaufende und in Richtung der Düsenöffnungen geneigte Luftzuströmspalte aufweisen, aus denen Blasluft austritt, wobei fernerhin aus festem Pulp durch zumindest eine Zerfaserungseinrichtung Pulp-Kurzfasern erzeugt werden, wobei in der Zerfaserungseinrichtung aus den Pulp-Kurzfasern zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom erzeugt wird, der in einem Auslasskanal beschleunigt wird, insbesondere durch ein Gebläse der Zerfaserungseinrichtung beschleunigt wird, und der anschließend aus dem Auslasskanal austritt und mit einem Anfangsvolumenstrom V1 und einer Strömungsrichtung S1 in Richtung eines luftdurchlässigen Ablagesiebbandes strömt, wobei die Strömungsrichtung S1 senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche gerichtet ist, wobei die Endlosfilamente von den Meltblown-Spinndüsen als Filament-Luft- Ströme mit einem Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 in Richtung des Kurzfaser- Luft-Stromes strömen, wobei ein erster Filament-Luft-Strom in Förderrichtung des Ablagesiebbandes vor dem Kurzfaser-Luft-Strom und hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S2 zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel cd zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes strömt und wobei ein zweiter Filament-Luft-Strom in Förderrichtung des Ablagesiebbandes hinter dem Kurzfaser-Luft-Strom und hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S3 zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel a2 zur Strömungsrichtung des Kurzfaser-Luft-Stromes strömt, wobei die Winkel cd und
a2 jeweils größer als 10°, bevorzugt größer als 20°, besonders bevorzugt größer als 25°, sind und wobei in den Zwischenräumen zwischen den Filament-Luft- Strömen und dem Kurzfaser-Luft-Strom Sekundärluft angesaugt wird, wobei die Filament-Luft-Ströme und der Kurzfaser-Luft-Strom oberhalb des Ablagesiebbandes in einer Kontaktzone zusammengeführt werden und als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch in einem Ablagebereich auf dem Ablagesiebband zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden, wobei im Ablagebereich der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser- Gemisches Luft bzw. Prozessluft mit einem Volumenstrom V4 von unten durch das Ablagesiebband gesaugt wird und wobei der Volumenstrom V4 größer als die Summe der Volumenströme V1 , V2 und V3 ist.
Aus den in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen der Meltblown- Spinndüsen wird die Kunststoffschmelze bzw. werden die schmelzflüssigen Kunststofffilamente im Rahmen der Erfindung in einen schnellen Blasluftstrom extrudiert. Bei der Blasluft handelt es sich insbesondere um warme bzw. heiße Blasluft. Dass die zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen jeweils eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen aufweisen, meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass die Meltblown-Spinndüsen jeweils lediglich eine einzige Reihe von - vorzugsweise runden bzw. kreisrunden - Düsenöffnungen aufweisen. Derartige Meltblown-Spinndüsen werden auch als Single-Row-Düsen bezeichnet. Erfindungsgemäß weist jede dieser Meltblown- Spinndüsen zumindest zwei, insbesondere zwei Luftzuströmspalte auf, die beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen verlaufen. Mit dem beidseitig parallelen Verlauf der Luftzuströmspalte ist im Rahmen der Erfindung insbesondere gemeint, dass die Längserstreckung der Luftzuströmspalte parallel zur Längserstreckung der Reihe der Düsenöffnungen verläuft. Darüber hinaus
sind die Luftzuströmspalte erfindungsgemäß in Richtung der Düsenöffnungen bzw. der Reihe der Düsenöffnungen geneigt. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die aus den Luftzuströmspalten austretende Blasluft bzw. der aus den Luftzuströmspalten austretende flächige Blasluftstrom den Vorhang der extrudierten Endlosfilamente von der Seite bzw. von gegenüberliegenden Seiten in einem Anströmwinkel beaufschlagt. Der Anströmwinkel der Blasluft in Bezug auf die Strömungsrichtung der erzeugten Endlosfilamente beträgt vorzugsweise weniger als 30°, bevorzugt weniger als 20°. Es ist bevorzugt, dass die Endlosfilamente aus den beiden Luftzuströmspalten der Meltblown-Spinndüsen gleichmäßig bzw. symmetrisch mit Blasluft beaufschlagt werden. Grundsätzlich ist aber auch eine hinsichtlich der Temperatur und/oder des Volumenstromes der Blasluft ungleichmäßige bzw. unsymmetrische Beaufschlagung der Endlosfilamente durch die beiden Luftzuströmspalte der Meltblown-Spinndüsen möglich.
Erfindungsgemäß werden Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus zumindest einem Polyolefin erzeugt. Bei dem zumindest einen Polyolefin handelt es sich empfohlenermaßen um Polypropylen und/oder Polyethylen, bevorzugt um Polypropylen. Grundsätzlich können die Endlos filamente auch aus anderen thermoplastischen Kunststoffen wie Polyestern, beispielsweise Polyethylenterephtalat, oder Polyamid, sowie aus Mischungen der vorstehend genannten thermoplastischen Kunststoffe hergestellt werden. Es empfiehlt sich, dass die Endlosfilamente bzw. Meltblown-Endlosfilamente einen mittleren Filamentdurchmesser zwischen 0,2 und 15 pm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 12 pm, bevorzugt zwischen 0,5 und 10 pm aufweisen.
Mit dem Begriff Pulp ist im Rahmen der Erfindung insbesondere ein faseriges Material auf Basis von Zellstoff bzw. Zellulose gemeint. Mit dem Begriff fester Pulp ist insoweit insbesondere ein trockenes Material auf Basis von Zellstoff bzw.
Zellulose gemeint. Im Rahmen der Erfindung wird vorzugsweise eine Bahn aus festem Pulp eingesetzt und durch die zumindest eine Zerfaserungseinrichtung in Pulp-Kurzfasern zerfasert. Der im Rahmen der Erfindung eingesetzte Pulp ist vorzugsweise konditioniert. Die in der zumindest einen Zerfaserungseinrichtung erzeugten Pulp-Kurzfasern haben vorzugsweise eine Länge bzw. mittlere Länge von 0,05 bis 5 mm, bevorzugt von 0,1 bis 4 mm, besonders bevorzugt von 0,1 bis 3 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zerfaserungs einrichtung eine Sägemühle. Erfindungsgemäß wird in der Zerfaserungsein richtung aus den Pulp-Kurzfasern ein Kurzfaser-Luft-Strom erzeugt, der in einem Auslasskanal beschleunigt wird. Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Zerfaserungseinrichtung dazu ein Gebläse auf, das der Zerfaserungseinrichtung Luft zuführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Luftstrom zur Erzeugung des Kurzfaser-Luft-Stromes in der Zerfaserungs einrichtung durch den Zerfaserungsvorgang und/oder durch das Gebläse erzeugt wird. Wenn es sich gemäß bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der zumindest einen Zerfaserungs einrichtung um eine Sägemühle handelt, wird der Luftstrom zur Erzeugung des Kurzfaser-Luft-Stromes vorzugsweise durch den Mahlvorgang in der Sägemühle und/oder durch das Gebläse erzeugt. Der beschleunigte Kurzfaser-Luft-Strom tritt erfindungsgemäß aus dem Auslasskanal mit einem Anfangsvolumenstrom V1 aus. Der Auslasskanal ist zweckmäßigerweise Teil der Zerfaserungseinrichtung bzw. ist an die Zerfaserungseinrichtung angeschlossen. Anfangsvolumenstrom V1 meint im Rahmen der Erfindung den Volumenstrom des Kurzfaser-Luft-Gemisches direkt bzw. unmittelbar nach dem Austritt aus dem Auslasskanal.
Dass die Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche des luftdurchlässigen Ablagesiebbandes gerichtet ist, meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass der Strömungsvektor des Kurzfaser-Luft-Stromes senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur flächigen Erstreckung der Siebbandoberfläche verläuft. Mit den Begriffen Strömungsrichtung und Strömungsvektor sind im Rahmen der Erfindung insbesondere die mittleren Strömungsrichtungen bzw. Strömungsvektoren der jeweiligen Ströme gemeint.
Das luftdurchlässige Ablagesiebband ist gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung ein kontinuierlich bewegbares und luftdurchlässiges Ablagesiebband, insbesondere ein endlos umlaufendes Ablagesiebband.
Die erzeugten Endlosfilamente strömen erfindungsgemäß von den Meltblown- Spinndüsen als Filament-Luft-Ströme mit einem Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes. Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 meint dabei insbesondere den direkt bzw. unmittelbar unterhalb der Meltblown- Spinndüsen vorliegenden Volumenstrom des jeweiligen Filament-Luft-Stromes nach der Beaufschlagung der Endlosfilamente mit Blasluft.
Erfindungsgemäß strömen die Filament-Luft-Ströme von den Meltblown- Spinndüsen hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung S2 bzw. S3 jeweils zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes und in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes. Die beiden Filament-Luft-Ströme strömen somit im Rahmen der Erfindung auf den Kurzfaser-Luft-Strom zu. Dass die Filament-Luft- Ströme hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung S2 bzw. S3 in einem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes strömen meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass der Strömungsvektor der Filament-
Luft-Ströme zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung S1 bzw. zum Strömungsvektor des Kurzfaser- Luft-Stromes verläuft.
Es ist bevorzugt, dass die Filament-Luft-Ströme hinsichtlich ihrer Strömungs richtung S2 bzw. S3 zumindest in bzw. kurz vor der Kontaktzone in dem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes strömen. Mit den Winkeln a1 und a2 sind dann insbesondere die Neigungswinkel gemeint, in denen die Filament-Luft-Ströme in der Kontaktzone auf den Kurzfaser-Luft-Strom treffen. Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung strömen die beiden Filament-Luft-Ströme hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung entlang des gesamten Strömungsweges - insbesondere geradlinig bzw. im Wesentlichen geradlinig - von der jeweiligen Meltblown-Spinndüse bis zu der Kontaktzone in dem Winkel a1 bzw. a2 zu der Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes. Erfindungsgemäß sind die Winkel a1 und a2 jeweils größer als 10°. Bevorzugt sind die Winkel a1 und a2 größer als 20° und besonders bevorzugt größer als 25°. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Winkel a1 und/oder der Winkel a2 größer als 30°, vorzugsweise größer als 35°, beispielsweise größer als 40° ist. Es empfiehlt sich, dass zumindest einer der Winkel a1 und a2, vorzugsweise beide Winkel a1 und a2 einen Wert im Bereich von 10° bis 75°, bevorzugt zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 25° und 65° und ganz besonders bevorzugt zwischen 30° und 65°, beispielsweise zwischen 35° und 60° aufweisen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Winkel a1 und a2 den gleichen Wert aufweisen, sodass die beiden Filament-Luft-Ströme in der Kontaktzone insbesondere beidseitig symmetrisch auf den zentralen Kurzfaser- Luft-Strom treffen. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass die Winkel a1 und a2 unterschiedliche Werte aufweisen. Es ist im Übrigen bevorzugt, dass die Filament-Luft-Ströme und/oder der Kurzfaser-Luft-Strom führungsmittelfrei
von den Meltblown-Spinndüsen bzw. von dem Auslasskanal zu der Kontaktzone strömen.
Erfindungsgemäß wird in den Zwischenräumen zwischen den Filament-Luft- Strömen und dem Kurzfaser-Luft-Strom Sekundärluft angesaugt. Die Sekundärluft wird dabei insbesondere mit einem Volumenstrom Vsek angesaugt, wobei Vsek zweckmäßigerweise der Gesamtvolumenstrom der insgesamt angesaugten Sekundärluft ist. Mit dem Ausdruck Sekundärluft ist im Rahmen der Erfindung insbesondere zusätzlich durch die Strömungsbewegung der Filament- Luft-Ströme und/oder des Kurzfaser-Luft-Stromes angesaugte Luft, die nicht der Blasluft der Meltblown-Spinndüsen und nicht der mit den Pulp-Kurzfasern aus dem Auslasskanal austretenden Luft entspricht, gemeint. Die Blasluft der Meltblown-Spinndüsen und die aus dem Auslasskanal mit den Pulp-Kurzfasern austretende Luft wird im Rahmen der Erfindung insbesondere als Primärluft bezeichnet. Der Begriff Luft schließt im Rahmen der Erfindung im Übrigen auch Luft-ähnliche Gas- bzw. Fluidgemische ein.
Erfindungsgemäß wird in bzw. zumindest in dem Ablagebereich der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches Luft bzw. Prozessluft durch das Ablagesiebband gesaugt. Dazu ist zweckmäßigerweise zumindest eine Absaugeinrichtung bzw. ein Absauggebläse unterhalb des Ablagesiebbandes, insbesondere unterhalb des Ablagebereiches, angeordnet. Erfindungsgemäß ist der Volumenstrom V4, der durch das Ablagesiebband gesaugt wird, größer als die Summe der Volumenströme V1 , V2 und V3, sodass gilt: V4 > (V1 + V2 + V3). Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Volumenstrom V4 zwischen 1,05 und 30 mal, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mal, bevorzugt zwischen 10 und 20 mal der Summe der Volumenströme V1, V2 und V3. Es ist weiterhin bevorzugt, dass gilt: V4 > (V1+V2+V3+VSek). Es empfiehlt sich in diesem Zusammenhang, dass V4
zwischen 1 und 30 mal, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mal, bevorzugt zwischen 10 und 20 mal der Summe der Volumenströme V1, V2, V3 und Vsek entspricht.
Die Erfindung hat erkannt, dass durch die speziellen erfindungsgemäßen Strömungsverhältnisse und insbesondere durch die Kombination aus der zu einem zentralen Kurzfaser-Luft-Strom beidseitig gewinkelten Strömung der Filament-Luft-Ströme und des speziellen Verhältnisses der Anfangs volumenströme V1 , V2 und V3 zu dem durch das Ablagesiebband gesaugten Volumenstrom V4 ein Verfahren bereitgestellt werden kann, mit dem ein Vliesstoff aus Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern hergestellt werden kann, der sich durch eine sehr hohe Gleichmäßigkeit der Verteilung von Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern und insbesondere durch einen optimalen Kompromiss zwischen Stabilität bzw. Festigkeit und Flüssigkeits absorptionsfähigkeit auszeichnet.
Das auf dem Ablagesiebband abgelegte Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch ist vorzugsweise eine Matrix aus Endlosfilamenten, in die die Pulp-Kurzfasern eingebettet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Endlosfilamente zumindest eines Filament-Luft-Stromes, vorzugsweise der Filament-Luft-Ströme zwischen der Meltblown-Spinndüse und dem Ablagesiebband, insbesondere auf der dem Kurzfaser-Luft-Strom abgewandten Seite des Filament-Luft-Stromes, mit Wasser besprüht. Zur Besprühung der Endlosfilamente mit Wasser ist vorzugsweise eine bzw. jeweils eine Wasserdüse vorgesehen, die insbesondere auf der dem Kurzfaser-Luft- Strom abgewandten Seite des jeweiligen Filament-Luft-Stromes angeordnet ist. Zweckmäßigerweise befindet sich die zumindest eine Wasserdüse bzw. befinden
sich die Wasserdüsen somit auf der Außenseite des Filament-Luft-Stromes bzw. der Filament-Luft-Ströme. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Wasserdüse der jeweiligen Meltblown-Spinndüse zugeordnet ist und bevorzugt in Filamentströmungsrichtung unterhalb, insbesondere direkt unterhalb der Meltblown-Spinndüse angeordnet ist. Die Endlosfilamente werden somit nach, insbesondere unmittelbar nach dem Austritt aus der Meltblown-Spinndüse mit Wasser besprüht. Auf diese Weise kann eine gezielte Abkühlung der erzeugten Endlosfilamente erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass der Kurzfaser-Luft-Strom mit einem Anteil von 0,0138 bis 0,0833 kg, vorzugsweise von 0,0222 bis 0,0694 kg, bevorzugt von 0,0277 bis 0,05 kg der Pulp-Kurzfasern pro kg Luft aus dem Auslasskanal austritt. Es empfiehlt sich, dass der Kurzfaser-Luft-Strom mit einem Anteil der Pulp- Kurzfasern von größer als 0,0138 kg, vorzugsweise von größer als 0,0222 kg, bevorzugt von größer als 0,0277 kg pro kg Luft aus dem Auslasskanal austritt. Der Anteil der Pulp-Kurzfasern pro kg Luft ist zweckmäßigerweise mittels der Geschwindigkeit der Zerfaserungseinrichtung steuerbar und/oder regelbar, insbesondere durch die Geschwindigkeit des Einzuges der Zerfaserungs einrichtung steuerbar und/oder regelbar.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass zumindest ein Filament-Luft-Strom, vorzugsweise die Filament-Luft-Ströme, mit einem Anteil von 0,002 kg bis 0,5 kg, vorzugsweise von 0,01 kg bis 0,25 kg, bevorzugt von 0,015 kg bis 0,12 kg, besonders bevorzugt von 0,018 kg bis 0,1 kg der Endlosfilamente pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen austritt bzw. austreten. Es empfiehlt sich, dass der zumindest eine Filament-Luft-Strom, vorzugsweise die Filament-Luft-Ströme (jeweils) mit einem Anteil von größer als 0,002 kg, vorzugsweise größer als 0,01 kg, bevorzugt größer als 0,015 kg, besonders bevorzugt größer als 0,018 kg der Endlosfilamente pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen austreten. Es liegt
im Rahmen der Erfindung, dass die beiden Filament-Luft-Ströme mit dem gleichen Anteil der Endlosfilamente pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen austreten. Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens treten die beiden Filament-Luft-Ströme mit einem unterschiedlichen Anteil der Endlosfilamente pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen aus. Der Anteil der Endlosfilamente, mit dem die Filament-Luft-Ströme pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen austreten, lässt sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch Steuerung und/oder Regelung des Massestromes des thermoplastischen Kunststoffes und/oder der aus den Luftzuströmspalten der Meltblown-Spinndüsen austretenden Blasluft einstellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Anteil der Endlosfilamente in dem abgelegten Vliesstoff zwischen 10 und 35 Gew-%, vorzugsweise zwischen 15 und 30 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 und 28 Gew- %.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kurzfaser-Luft-Strom durch ein Gebläse der Zerfaserungseinrichtung in einem Auslasskanal beschleunigt und tritt anschließend aus dem Auslasskanal aus. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die durch das Gebläse der Zerfaserungseinrichtung angesaugte Luft konditioniert ist. Bevorzugt weist die durch das Gebläse angesaugte, konditionierte Luft eine relative Luftfeuchtigkeit von größer als 65 % bei 28 °C auf.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Sekundär luftmenge durch Höhenverstellung des Auslasskanals in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes steuerbar und/oder regelbar ist. Empfohlenermaßen wird die Höhe des Auslasskanals im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens derart eingestellt, dass gilt:
V4 > (V1+V2+V3+Vsek). Der Abstand a zwischen einem Auslasskanalende des Auslasskanals und der Siebbandoberfläche beträgt insbesondere zwischen 200 und 1000 mm, vorzugsweise zwischen 300 und 750 mm, bevorzugt zwischen 400 und 600 mm, besonders bevorzugt zwischen 460 und 530 mm. Auslasskanalende meint im Rahmen der Erfindung insbesondere das dem Ablagesiebband zugewandte Ende des Auslasskanals. Bevorzugt sind die Wandungen des Auslasskanals in dem Bereich des Auslasskanalendes derart ausgestaltet, dass das Auslasskanalende im Innenquerschnitt konstant oder divergent oder konvergent ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich insbesondere die spätere Durchmischung der Endlosfilamente und der Pulp- Kurzfasern in der Kontaktzone beeinflussen. Der Abstand a zwischen dem Auslasskanalende und der Siebbandoberfläche wird im Rahmen der Erfindung insbesondere senkrecht zu der Siebbandoberfläche gemessen. Durch die Steuerbarkeit und/oder Regelbarkeit der angesaugten Sekundärluftmenge ist eine funktionssichere Beeinflussung der Strömungsverhältnisse, insbesondere in Bezug auf die Sekundärluftzufuhr, möglich. Mittels der Höhenverstellung bzw. Höhenverstellbarkeit des Auslasskanals bzw. des Auslasskanalendes ist im Rahmen der Erfindung - insbesondere in Kombination mit den Winkeln cd und a2 - im Übrigen auch die Lage der Kontaktzone einstellbar bzw. regelbar. Dadurch lässt sich die Durchmischung der Endlosfilamente und der Pulp- Kurzfasern vorteilhaft beeinflussen, insbesondere in Kombination mit der Ausgestaltung der Wandungen des Auslasskanals im Bereich des
Auslasskanalendes und bevorzugt durch eine im Innenquerschnitt konstante Ausgestaltung der Wandungen des Auslasskanals im Bereich des
Auslasskanalendes.
Erfindungsgemäß werden die Filament-Luft-Ströme und der Kurzfaser-Luft- Strom oberhalb des Ablagesiebbandes in einer Kontaktzone zusammengeführt. In dieser Kontaktzone findet empfohlenermaßen die Durchmischung der
Filament-Luft-Ströme und des Kurzfaser-Luft-Stromes statt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung strömt das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch von der Kontaktzone zu dem Ablagesiebband als homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Gemisch. Durch die Zusammenführung des Kurzfaser-Luft-Stromes und der Filament-Luft-Ströme unter den erfindungsgemäßen Strömungsverhältnissen und Winkeln kann im Rahmen der Erfindung eine optimale Durchmischung und Verteilung der Pulp-Kurzfasern und der Endlosfilamente erfolgen, sodass im Anschluss an die Kontaktzone ein homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Endlosfilament-Kurzfaser- Gemisch zu dem Ablagesiebband strömt und zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt wird. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Endlosfilament-Kurzfaser- Gemisch von der Kontaktzone zu dem Ablagesiebband bzw. zu dem Ablagebereich hinsichtlich seiner Strömungsrichtung senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche strömt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Kurzfaser-Luft-Strom in Bezug auf die Breite des Ablagesiebbandes mindestens 50 (kg/h)/m, insbesondere mindestens 75 (kg/h)/m, bevorzugt mindestens 100 (kg/h)/m, besonders bevorzugt mindestens 200 (kg/h)/m der Pulp-Kurzfasern führt bzw. fördert. Breite des Ablagesiebbandes meint im Rahmen der Erfindung insbesondere die größte Breite des Ablagesiebbandes quer, insbesondere senkrecht zur Längserstreckung bzw. zur Förderrichtung des Ablagesiebbandes. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, bevorzugt zumindest vier Zerfaserungseinrichtungen, bevorzugt mit den zugehörigen Gebläsen und/oder Auslasskanälen, entlang der Breite des Ablagesiebbandes angeordnet sind. Auf diese Weise kann auch bei Ablagesiebbändern einer Breite von zumindest 1 m, insbesondere von zumindest 2 m, vorzugsweise von zumindest 3 m, bevorzugt von zumindest 4 m eine
besonders gleichmäßige Zufuhr der Pulp-Kurzfasern bzw. des Kurzfaser-Luft- Stromes über die gesamte Breite des Ablagesiebbandes erfolgen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff bzw. die Vliesbahn durch zumindest einen Kalander verfestigt wird, wobei vorzugsweise durch den zumindest einen Kalander ein Prägemuster in den Vliesstoff bzw. in die Vliesbahn eingebracht wird. Es ist bevorzugt, dass die Verfestigung durch den zumindest einen Kalander “Inline“ erfolgt. Dies meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass die Verfestigung durch den zumindest einen Kalander im Anschluss an die Ablage des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn erfolgt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Verfestigung des Vliesstoffes bzw. der Vliesbahn durch den zumindest einen Kalander “Offline“. Dies meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass der Vliesstoff bzw. die Vliesbahn nach der Ablage auf dem Ablagesiebband von dem Ablagesiebband abgenommen und aufgewickelt wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgewickelt und dem zumindest einen Kalander zugeführt wird.
Empfohlenermaßen weist der zumindest eine Kalander zumindest ein Kalander walzenpaar auf, durch das der Vliesstoff bzw. die Vliesbahn bevorzugt unter einem Anpressdruck durchgeführt wird. Es empfiehlt sich, dass eine der Kalanderwalzen des Kalanders eine Glattwalze mit einer glatten Außenober fläche ist und/oder dass eine der Kalanderwalzen des Kalanders ein Prägemuster auf ihrer Außenoberfläche aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kalander bzw. das Kalanderwalzenpaar temperiert. Die Temperatur der Kalanderwalzen liegt im Rahmen der Erfindung vorzugsweise unterhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen
Kunststoffes der Endlosfilamente. Bevorzugt beträgt die Kalanderwalzen temperatur im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen 50 °C und 150 °C. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass der Liniendruck der Kalanderwalze bzw. der Kalanderwalzen zwischen 10 und 120 daN/cm beträgt.
Gemäß bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch den zumindest einen Kalander ein Prägemuster in den Vliesstoff bzw. in die Vliesbahn eingebracht. Es ist besonders bevorzugt, dass das Prägemuster unterbrechungsfrei ausgebildet ist. Unterbrechungsfrei meint in diesem Zusammenhang insbesondere, dass das Prägemuster aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Wiederholungselementen besteht. Empfohlener maßen weist die Mustergrundgeometrie des Prägemusters eine Pressfläche im Bereich von 20 bis 50 mm2, vorzugsweise von 25 bis 45 mm2, bevorzugt von 30 bis 40 mm2 und besonders bevorzugt von 32,5 bis 37,5 mm2 auf. Mustergrund geometrie meint insbesondere die einem Wiederholungselement des Präge musters zugrundeliegende Geometrie. Es versteht sich in diesem Zusammen hang, dass die Mustergrundgeometrie bzw. das Wiederholungselement bevorzugt jeweils gleich groß bzw. im Wesentlichen gleich groß ist, sodass das sich ergebende Prägemuster ein regelmäßiges Prägemuster ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das unterbrechungsfreie Prägemuster eine wabenförmige Struktur ist, dessen Mustergrundgeometrie bzw. dessen Wiederholungselement zweckmäßigerweise ein Sechseck bzw. ein regelmäßiges Sechseck ist. Das Prägemuster besteht dann vorzugsweise aus einer Vielzahl von gleich großen, aneinander angrenzenden regelmäßigen Sechsecken, wobei die Sechseckinnenfläche vorzugsweise den nicht gepressten Teil des Prägemusters bildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Prägemuster Unterbrechungen auf und besteht
insbesondere aus einer Vielzahl von nicht miteinander verbundenen Elementen, vorzugsweise aus Punkten und/oder Strichen. Die Elemente sind zweckmäßigerweise gleichmäßig auf der Oberfläche des Vliesstoffes bzw. der Vliesbahn verteilt und weisen bevorzugt jeweils gleiche Abstände zueinander auf. Es hat sich bewährt, dass die Elemente jeweils eine Pressfläche von kleiner als 2 mm2, vorzugsweise kleiner als 1,5 mm2, bevorzugt kleiner als 1,1 mm2, besonders bevorzugt kleiner als 0,55 mm2 aufweisen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass ein unterbrechungsfreies Prägemuster mit einem Unterbrechungen aufweisenden Prägemuster kombiniert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Höhe der Mustergrundgeometrie bzw. der Elemente des Prägemusters zwischen 0,3 und 2,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 und 1,8 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 1,6 mm. Höhe der Mustergrundgeometrie meint dabei den Höhenunterschied bzw. mittleren Höhenunterschied zwischen der Pressfläche und den nicht gepressten Bereichen des Prägemusters.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Anteil der Pressfläche des Prägemusters an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffes bzw. der Vliesbahn zwischen 2,5 % und 25 %, vorzugsweise zwischen 5 % und 15 %, bevorzugt zwischen 5,25 % und 12,5 % beträgt.
Es versteht sich bezüglich der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung des Prägemusters im Übrigen, dass die entsprechende Walze des Kalanderwalzenpaares, die das Prägemuster aufweist, ein komplementäres Prägemuster auf ihrer Außenoberfläche aufweist. Der Kalander bzw. die Kalanderwalze weist insbesondere einen Pressflächenanteil bzw. eine Pressfläche von 2,5 % bis 25 %, vorzugsweise 5 % bis 15 % und bevorzugt von 5,25 % bis 12,5 % auf.
Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern, insbesondere durch ein vorstehend beschriebenes Verfahren, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen mit jeweils einer Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen zur Erzeugung von Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, wobei die Meltblown-Spinndüsen jeweils zumindest zwei beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen verlaufende und in Richtung der Düsenöffnungen geneigte Luftzuströmspalte aufweisen, wobei fernerhin zumindest eine Zerfaserungseinrichtung zur Erzeugung von Pulp-Kurzfasern aus festem Pulp und ein Auslasskanal zur Führung und Beschleunigung der Pulp-Kurzfasern bzw. eines Kurzfaser-Luft-Stromes vorhanden ist, wobei zumindest ein luftdurchlässiges Ablagesiebband für die Ablage der Pulp- Kurzfasern und der Endlosfilamente als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch zu einem Vliesstoff bzw. zu einer Vliesbahn vorhanden ist, wobei eine erste Meltblown-Spinndüse in Förderrichtung des Ablagesiebbandes vor dem Auslasskanal und eine zweite Meltblown-Spinndüse in Förderrichtung des Ablagesiebbandes hinter dem Auslasskanal angeordnet ist, und wobei zumindest eine Absaugeinrichtung vorhanden ist, mit der im Ablage bereich der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches Luft bzw. Prozessluft durch das Ablagesiebband saugbar ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zumindest zwei Meltblown- Spinndüsen in einem Neigungswinkel zu dem Auslasskanal angeordnet sind. Der Neigungswinkel zwischen den Meltblown-Spinndüsen und dem Auslasskanal
beträgt zweckmäßigerweise zumindest 10°, vorzugsweise zumindest 20° und besonders bevorzugt zumindest 25°. Es ist weiter bevorzugt, dass der Neigungswinkel zwischen den Meltblown-Spinndüsen und dem Auslasskanal (jeweils) zumindest 30°, besonders bevorzugt zumindest 35°, beispielsweise zumindest 40°, beträgt. Es empfiehlt sich, dass zumindest der Neigungswinkel zwischen einer Meltblown-Spinndüse und dem Auslasskanal, vorzugsweise zwischen beiden Meltblown-Spinndüsen und dem Auslasskanal (jeweils) zwischen 10° und 75°, bevorzugt zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 25° und 65° und ganz besonders bevorzugt zwischen 30° und 65°, beispielsweise zwischen 35° und 60°, beträgt. Auf diese Weise können aus den Meltblown-Spinndüsen Endlosfilament-Luft-Ströme in Richtung des Ablagesieb bandes in dem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung des Kurzfaser-Luft- Stromes und in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes strömen. Es empfiehlt sich, dass der Neigungswinkel zwischen den Meltblown-Spinndüsen und dem Auslasskanal jeweils einstellbar bzw. verstellbar ist.
Es ist bevorzugt, dass der Auslasskanal in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes höhenverstellbar ausgebildet ist. Es hat sich bewährt, dass der Abstand a zwischen dem Auslasskanalende und der Siebbandober fläche in einem Bereich zwischen 200 und 1000 mm, vorzugsweise zwischen 300 und 750 mm, bevorzugt zwischen 400 und 600 mm, besonders bevorzugt zwischen 460 und 530 mm einstellbar ist.
Gemäß bevorzugter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Zerfaserungseinrichtung zumindest ein Gebläse zur Beschleunigung der Pulp-Kurzfasern bzw. des Kurzfaser-Luft-Stromes in dem Auslasskanal auf.
Die Erfindung lehrt weiterhin einen Vliesstoff aus einem Endlosfilament- Kurzfaser-Gemisch, der gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren
und/oder mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung hergestellt ist. Der Vliesstoff weist empfohlenermaßen eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 2 mm und bevorzugt von 0,3 bis 1 ,5 mm auf. Dicke des Vliesstoffes meint im Rahmen der Erfindung insbesondere die größte Dicke des Vliesstoffes quer, insbesondere senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung und insbesondere nach einem vorzugsweise vorgesehenen Verfestigungs- bzw. Kalandrierungsschritt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vliesstoff aus Endlosfilamenten und Pulp-Kurzfasern hergestellt werden kann, der sowohl hinsichtlich der Stabilität bzw. Festigkeit als auch im Hinblick auf seine Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit allen Anforderungen genügt. Es ist insoweit durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein optimaler Kompromiss zwischen der Festigkeit des Vliesstoffes und der Flüssigkeits absorptionsfähigkeit möglich. Die erfindungsgemäßen Strömungsverhältnisse und die erfindungsgemäße Anordnung der Meltblown-Spinndüsen bzw. des Auslasskanals für die Pulp-Kurzfasern, sowie die Ausgestaltung der Wandungen des Auslasskanals im Bereich des Auslasskanalendes ermöglichen insbe sondere eine optimale Mischung der Endlosfilamente und der Pulp-Kurzfasern, sodass ein Vliesstoff mit einer sehr gleichmäßigen Verteilung der Endlosfilamente und der Pulp-Kurzfasern resultiert. Auf diese Weise kann mit einem relativ geringen Anteil von Endlosfilamenten ein Vliesstoff bereitgestellt werden, der allen Anforderungen genügt. Es ist außerdem zu betonen, dass die erfindungsgemäßen Maßnahmen wenig aufwendig sind und sich das erfindungsgemäße Verfahren somit durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Dies gilt auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen Meltblown-Spinndüse Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Meltblown- Düse.
Fig. 4A eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Vliesstoff mit einem Prägemuster
Fig. 4B einen Querschnitt entlang A-A gemäß Fig. 4A.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fierstellung eines Vliesstoffes 1 aus Fasern. Durch zwei Meltblown-Spinndüsen 2, 3, werden Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt. Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel mag es sich bei dem thermoplastischen Kunststoff um Polypropylen handeln. Die Meltblown-Spinndüsen 2, 3 weisen jeweils eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen 17 auf, aus denen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die schmelzflüssigen Kunststofffilamente extrudiert werden. Beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen 17 verlaufen jeweils zwei Luftzuströmspalte 18. Dies ist insbesondere in den Figuren 2 und 3 zu erkennen. Aus den Luftzuströmspalten 18 tritt Blasluft aus. Die aus den Düsenöffnungen 17 extrudierten Kunststofffilamente werden in den Blasluftstrom extrudiert. Die Meltblown-
Spinndüsen 2, 3 weisen im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel lediglich eine einzige Reihe von Düsenöffnungen 17 auf und sind insoweit als Single-Row-Düsen ausgebildet. Dass die Luftzuström spalte 18 beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen 17 verlaufen meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass die Längserstreckung der Luftzuströmspalte 18 parallel zur Längserstreckung der Reihe der Düsenöffnungen 17 verläuft (Fig. 2).
Die Luftzuströmspalte 18 sind erfindungsgemäß in Richtung der Düsenöffnungen 17 bzw. in Richtung der Reihe der Düsenöffnungen 17 geneigt, wie insbesondere in der Fig. 3 zu erkennen ist. Die aus den Luftzuströmspalten 18 austretende Blasluft bzw. der flächige Blasluftstrom beaufschlagt die extrudierten Endlosfilamente dann von der Seite in einem Anströmwinkel (Fig. 3).
In der Fig. 1 ist zu erkennen, dass aus festem Pulp 19 durch zumindest eine Zerfaserungseinrichtung 4 Pulp-Kurzfasern erzeugt werden. Bei der Zerfaser ungseinrichtung 4 handelt es sich zweckmäßigerweise und im Ausführungs beispiel um eine Sägemühle. In der Zerfaserungseinrichtung 4 wird erfindungsgemäß aus den Pulp-Kurzfasern zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom 5 erzeugt, der in einem Auslasskanal 6 beschleunigt wird. Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel wird der Kurzfaser-Luft-Strom 5 in dem Auslasskanal 6 durch ein Gebläse 7 der Zerfaserungseinrichtung 4 beschleunigt, das der Zerfaserungseinrichtung 4 besonders bevorzugt und im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren Luft zuführt. Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel wird der Luftstrom zur Erzeugung des Kurzfaser- Luft-Stromes 5 aus dem Mahlvorgang in der Zerfaserungseinrichtung 4 bzw. der Sägemühle und durch das Gebläse 7 erzeugt.
Der beschleunigte Kurzfaser-Luft-Strom 5 tritt erfindungsgemäß aus dem Auslasskanal 6 mit einem Anfangsvolumenstrom V1 aus. Anfangsvolumenstrom
V1 meint im Rahmen der Erfindung insbesondere den Volumenstrom des Kurzfaser-Luft-Stromes direkt bzw. unmittelbar nach dem Austritt aus dem Auslasskanal 6. Der Kurzfaser-Luft-Strom 5 strömt mit einer Strömungsrichtung S1 , die senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche eines luftdurchlässigen Ablagesiebbandes 8 gerichtet ist, in Richtung des Ablagesieb bandes 8. Das luftdurchlässige Ablagesiebband 8 ist zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel als endlos umlaufendes Ablagesiebband 8 ausgebildet.
Die von den Meltblown-Spinndüsen 2, 3 erzeugten Endlosfilamente strömen erfindungsgemäß als Filament-Luft-Ströme 9, 10 mit einem Anfangsvolumen strom V2 bzw. V3 von den Meltblown-Spinndüsen 2, 3 in Richtung des Kurzfaser- Luft-Stromes 5. Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 meint insbesondere den direkt bzw. unmittelbar unterhalb der Meltblown-Spinndüsen 2, 3 nach der Beaufschlagung der Endlosfilamente mit Blasluft vorliegenden Volumenstrom der Filament-Luft-Ströme 9, 10.
Ein erster Filament-Luft-Strom 9 strömt in Förderrichtung F des Ablagesieb bandes 8 vor dem Kurzfaser-Luft-Strom 5. Der Filament-Luft-Strom 9 strömt hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S2 in einem Winkel a1 zur Strömungs richtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 5. Der zweite Filament-Luft-Strom 10 strömt in Förderrichtung F des Ablagesiebbandes 8 hinter dem Kurzfaser-Luft- Strom 5. Dieser zweite Filament-Luft-Strom 10 strömt hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S3 in einem Winkel a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 5. Die Filament-Luft-Ströme 9, 10 strömen somit von beiden Seiten des zentralen Kurzfaser-Luft-Stromes 5 in den Winkeln a1 bzw. a2 auf den Kurzfaser-Luft-Strom 5 zu. Im Rahmen der Erfindung sind die Winkel a1 und a2 bevorzugt größer als 20°, besonders bevorzugt größer als 25°. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren mögen die Winkel a1 und a2 jeweils etwa 30° betragen. Bevorzugt und im Rahmen des Ausführungsbeispiels weisen
die Winkel a1 und a2 den gleichen Wert bzw. im Wesentlichen den gleichen Wert auf.
Die Filament-Luft-Ströme 9, 10 und der Kurzfaser-Luft-Strom 5 werden oberhalb des Ablagesiebbandes 8 in einer Kontaktzone 11 zusammengeführt und als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 12 in einem Ablagebereich 13 auf dem Ablagesiebband 8 zum Vliesstoff 1 bzw. zur Vliesbahn abgelegt. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel strömen die Filament-Luft- Ströme 9, 10 im Bereich bzw. kurz vor der Kontaktzone 11 hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung S2 bzw. S3 in dem Winkel a1 bzw. a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 5. Mit den Winkeln a1 und a2 sind dann im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel insbesondere die Neigungswinkel gemeint, in denen die Filament-Luft-Ströme 9, 10 in der Kontaktzone 11 auf den Kurzfaser-Luft-Strom 5 treffen. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel strömen die beiden Filament-Luft-Ströme 9, 10 entlang des gesamten Strömungsweges von der jeweiligen Meltblown-Spinndüse 2, 3 bis zu der Kontaktzone 11 hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung S2 bzw. S3 in dem Winkel a1 bzw. a2 zu der Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 5. Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel strömen die Filament-Luft- Ströme 9, 10 dabei geradlinig bzw. im Wesentlichen geradlinig.
Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 strömen die Filament-Luft-Ströme 9, 10 zudem symmetrisch auf den Kurzfaser-Luft-Strom 5 zu und treffen in der Kontaktzone 11 symmetrisch auf den Kurzfaser-Luft-Strom 5. Die beiden Filament-Luft-Ströme 9, 10 und der Kurzfaser-Luft-Strom 5 strömen vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel führungsmittelfrei von den Meltblown- Spinndüsen 2, 3 bzw. von dem Auslasskanal 6 zu der Kontaktzone 11.
Erfindungsgemäß wird in den Zwischenräumen zwischen den Filament-Luft- Strömen 9, 10 und dem Kurzfaser-Luft-Strom 5 Sekundärluft angesaugt. Die
Sekundärluft wird dabei insbesondere mit einem Volumenstrom Vsek angesaugt, wobei Vsek zweckmäßigerweise der Gesamtvolumenstrom der insgesamt angesaugten Sekundärluft ist. Darüber hinaus wird in bzw. zumindest in dem Ablagebereich 13 der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches 12 Luft bzw. Prozessluft mit einem Volumenstrom V4 von unten durch das Ablagesiebband 8 gesaugt. Dazu ist im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel eine Absaugeinrichtung 16 bzw. ein Absauggebläse unterhalb des Ablagesiebbandes 8, insbesondere unterhalb des Ablagebereiches 13, vorgesehen. Erfindungsgemäß ist der Volumenstrom V4 größer als die Summe der Volumenströme V1 , V2 und V3. Weiter bevorzugt ist der Volumenstrom V4 größer gleich der Summe der Volumenströme V1 , V2, V3 Und Vsek-
Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel werden die Filament-Luft- Ströme 9, 10 zwischen der Meltblown-Spinndüse 2, 3 und dem Ablagesiebband 8 auf der dem Kurzfaser-Luft-Strom 5 abgewandten Seite des Filament-Luft- Stromes 9, 10 mit Wasser besprüht. Dazu ist jeweils eine Wasserdüse 20 vorgesehen, die zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel auf der dem Kurzfaser-Luft-Strom 5 abgewandten Seite des jeweiligen Filament-Luft-Stromes 9, 10 angeordnet ist. Die Wasserdüsen 20 befinden sich empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel somit auf der Außenseite der Filament-Luft-Ströme 9, 10 und sind besonders bevorzugt in Filamentströmungsrichtung unterhalb bzw. direkt unterhalb der Meltblown-Spinndüsen 2, 3 angeordnet. Die angesaugte Sekundärluftmenge ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt durch Höhenverstellung des Auslasskanals 6 bzw. des Auslasskanalendes 14 in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes 8 steuerbar und/oder regelbar. Empfohlenermaßen wird die Höhe des Auslasskanals 6 derart
eingestellt, dass gilt: V4 > (V1+V2+V3+Vsek). Der Auslasskanal 6 ist vorzugsweise in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes 8 höhenverstellbar ausgebildet. Der Abstand a zwischen einem Auslasskanalende 14 und der Siebbandoberfläche beträgt zweckmäßigerweise zwischen 200 und 1000 mm, bevorzugt zwischen 300 und 750 mm. Der Abstand a wird im Rahmen der Erfindung zwischen dem Auslasskanalende 14 und der Siebbandoberfläche senkrecht zu der Siebbandoberfläche gemessen. Die Wandungen des Auslasskanals 6 im Bereich des Auslasskanalendes 14 sind bevorzugt und im Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass das Auslasskanalende 14 im Innenquerschnitt divergent ausgebildet ist. Durch die Höhenverstellbarkeit bzw. Höhenverstellung des Auslasskanals 6 und die Ausgestaltung der Wandungen des Auslasskanals 6 bzw. des Auslasskanalendes 14 lässt sich im Rahmen der Erfindung - insbesondere in Kombination mit der Wahl der Winkel cd und a2 - die Lage der Kontaktzone 11 einstellen bzw. regeln. Dadurch lässt sich auch die Durchmischung der Endlosfilamente und der Pulp-Kurzfasern vorteilhaft beeinflussen.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 12 von der Kontaktzone 11 zu dem Ablagesiebband 8 als homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Gemisch strömt. Das homogene Endlosfilament- Kurzfaser-Gemisch 12 wird anschließend zweckmäßigerweise in dem Ablagebereich 13 auf dem Ablagesiebband 8 zum Vliesstoff 1 bzw. zur Vliesbahn abgelegt. Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel strömt das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 12 von der Kontaktzone 11 zu dem Ablagesiebband 8 bzw. zu dem Ablagebereich 13 hinsichtlich seiner Strömungsrichtung senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche.
Der Vliesstoff 1 wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und im Ausführungsbeispiel “Inline“ durch zumindest einen Kalander 15 verfestigt. Der zumindest eine Kalander 15 weist zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel zumindest ein Kalander walzenpaar auf, durch das der Vliesstoff 1 vorzugsweise unter einem Anpressdruck durchgeführt wird. Es ist weiterhin bevorzugt, dass durch den zumindest einen Kalander 15 ein Prägemuster in den Vliesstoff 1 bzw. in die Vliesbahn eingebracht wird. Dazu kann zumindest eine der Kalanderwalzen des Kalanders 15 ein Prägemuster auf ihrer Außenoberfläche aufweisen. Die Kalanderwalzen des Kalanders 15 sind im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise temperiert.
Die Fig. 4A zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffes 1 mit einem Prägemuster. Die Fig. 4B zeigt einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 4A entlang A-A. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4A ist das Prägemuster unterbrechungsfrei ausgebildet. Die Mustergrundgeometrie bzw. das Wiederholungselement des Prägemusters ist ein regelmäßiges Sechseck, sodass das Prägemuster bevorzugt und im Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von gleich großen, aneinander angrenzenden regelmäßigen Sechsecken besteht und insoweit insbesondere als wabenförmiges Prägemuster ausgebildet ist. In der Fig. 4B ist zu erkennen, dass die Sechseckinnenfläche zweckmäßigerweise den nicht gepressten Teil des Prägemusters bildet.
Es empfiehlt sich, dass die Flöhe h der Mustergrundgeometrie bzw. der Elemente des Prägemusters zwischen 0,3 und 2,0 mm beträgt. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4A und 4B mag die Flöhe der Mustergrundgeometrie bzw. der regelmäßigen Sechsecke etwa 1,5 mm betragen. Mit der Flöhe h der Mustergrundgeometrie ist dabei insbesondere der Flöhenunterschied zwischen
der Pressfläche und den nicht-gepressten Bereichen des Prägemusters gemeint. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass der Anteil der Pressfläche des Prägemusters an der Gesamtoberfläche des Vliesstoffes zwischen 2,5 % und 25 %, vorzugsweise zwischen 5 % und 15 % beträgt. Es versteht sich im Übrigen, dass die entsprechende Walze des Kalanderwalzenpaares, die das Prägemuster aufweist, ein komplementäres Prägemuster auf der Außenoberfläche aufweist.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes (1) aus Fasern, wobei durch zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen (2, 3), die jeweils eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen (17) aufweisen, Endlosfilamente aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus zumindest einem Polyolefin, erzeugt werden, wobei die Meltblown-Spinndüsen (2, 3) jeweils zumindest zwei beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen (17) verlaufende und in Richtung der Düsenöffnungen (17) geneigte Luftzuströmspalte (18) aufweisen, aus denen Blasluft austritt, wobei fernerhin aus festem Pulp (19) durch zumindest eine Zerfaserungs einrichtung (4) Pulp-Kurzfasern erzeugt werden, wobei in der Zerfaserungsein richtung (4) aus den Pulp-Kurzfasern zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom (5) erzeugt wird, der in einem Auslasskanal (6) beschleunigt wird, insbesondere durch ein Gebläse (7) der Zerfaserungseinrichtung (4) beschleunigt wird, und der anschließend aus dem Auslasskanal (6) austritt und mit einem Anfangs volumenstrom V1 und einer Strömungsrichtung S1 in Richtung eines luftdurchlässigen Ablagesiebbandes (8) strömt, wobei die Strömungsrichtung S1 senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche gerichtet ist, wobei die Endlosfilamente von den Meltblown-Spinndüsen (2, 3) als Filament- Luft-Ströme (9, 10) mit einem Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes (5) strömen, wobei ein erster Filament-Luft-Strom (9) in Förderrichtung (F) des Ablagesiebbandes (8) vor dem Kurzfaser-Luft-Strom (5) und hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S2 zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel cd zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser- Luft-Stromes (5) strömt und wobei ein zweiter Filament-Luft-Strom (10) in Förderrichtung (F) des Ablagesiebbandes (8) hinter dem Kurzfaser-Luft-Strom (5) und hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S3 zumindest bereichsweise in einem Winkel a2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes (5) strömt, wobei die Winkel a1 und a2 jeweils größer als 10°, bevorzugt größer als 20°, besonders bevorzugt größer als 25°, sind und wobei in den Zwischenräumen zwischen den Filament-Luft-Strömen (9, 10) und dem Kurzfaser-Luft-Strom (5) Sekundärluft angesaugt wird, wobei die Filament-Luft-Ströme (9, 10) und der Kurzfaser-Luft-Strom (5) oberhalb des Ablagesiebbandes (8) in einer Kontaktzone (11) zusammengeführt werden und als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (12) in einem Ablagebereich (13) auf dem Ablagesiebband (8) zum Vliesstoff (1) bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden, wobei im Ablagebereich (13) der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser- Gemisches (12) Luft bzw. Prozessluft mit einem Volumenstrom V4 von unten durch das Ablagesiebband (8) gesaugt wird und wobei der Volumenstrom V4 größer als die Summe der Volumenströme V1 , V2 und V3 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Endlosfilamente zumindest eines Filament-Luft-Stromes (9, 10), vorzugsweise der Filament-Luft-Ströme (9, 10), zwischen der Meltblown-Spinndüse (2, 3) und dem Ablagesiebband (8), insbesondere auf der dem Kurzfaser-Luft-Strom (5) abgewandten Seite des Filament-Luft-Stromes (9, 10), mit Wasser besprüht werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Kurzfaser-Luft-Strom (5) mit einem Anteil von 0,0138 bis 0,0833 kg, vorzugsweise von 0,0222 bis 0,0694 kg, bevorzugt von 0,0277 bis 0,05 kg der Pulp-Kurzfasern pro kg Luft aus dem Auslasskanal (6) austritt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein Filament- Luft-Strom (9, 10), vorzugsweise die Filament-Luft-Ströme (9, 10), mit einem Anteil von 0,002 kg bis 0,5 kg, vorzugsweise von 0,01 kg bis 0,25 kg, bevorzugt von 0,015 kg bis 0,12 kg, besonders bevorzugt von 0,018 kg bis 0,1 kg der Endlosfilamente pro kg Luft aus den Meltblown-Spinndüsen (2, 3) austritt bzw. austreten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die durch das Gebläse (7) angesaugte Luft konditioniert ist und insbesondere eine relative Luftfeuchtigkeit von größer als 65% bei 28°C aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die angesaugte Sekundärluftmenge durch Höhenverstellung des Auslasskanals (6) in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes (8) steuerbar bzw. regelbar ist, wobei der Abstand (a) zwischen einem Auslasskanalende (14) des Auslasskanals (6) und der Siebbandoberfläche insbesondere zwischen 200 und 1000 mm, vorzugsweise zwischen 300 und 750 mm, bevorzugt zwischen 400 und 600 mm, besonders bevorzugt zwischen 460 und 530 mm beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Endlosfilament- Kurzfaser-Gemisch (12) von der Kontaktzone (11) zu dem Ablagesiebband (8) als homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Gemisch strömt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kurzfaser-Luft-Strom (5) in Bezug auf die Breite des Ablagesiebbandes (8) mindestens 50 (kg/h)/m, insbesondere mindestens 75 (kg/h)/m, bevorzugt mindestens 100 (kg/h)/m und besonders bevorzugt mindestens 200 (kg/h)/m der Pulp-Kurzfasern führt bzw. fördert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Vliesstoff (1) bzw. die Vliesbahn durch zumindest einen Kalander (15) verfestigt wird, wobei vorzugsweise durch den zumindest einen Kalender (15) ein Prägemuster in den Vliesstoff (1) bzw. in die Vliesbahn eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Prägemuster unterbrechungsfrei ausgebildet ist und wobei die Mustergrundgeometrie des Prägemusters eine Pressfläche im Bereich von 20 bis 50 mm2, vorzugsweise von 25 bis 45 mm2, bevorzugt von 30 bis 40 mm2, besonders bevorzugt von 32,5 bis 37,5 mm2 aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Prägemuster Unterbrechungen aufweist und insbesondere aus einer Vielzahl von nicht miteinander verbundenen Elementen, vorzugsweise aus Punkten und/oder Strichen, besteht, wobei die Elemente zweckmäßigerweise jeweils eine Pressfläche von kleiner als 2 mm2, vorzugsweise kleiner als 1 ,5 mm2, bevorzugt kleiner als 1 ,1 mm2, besonders bevorzugt kleiner als 0,55 mm2 aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Volumenstrom V4 zwischen 1,05 und 30 mal, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mal, bevorzugt zwischen 10 und 20 mal größer als die Summe der Volumenströme V1 , V2 und V3 ist.
13. Vorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Meltblown-Spinndüsen (2, 3) mit jeweils einer Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Düsenöffnungen (17) zur Erzeugung von Endlos filamenten aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, wobei die Meltblown- Spinndüsen (2, 3) jeweils zumindest zwei beidseitig parallel zu der Reihe der Düsenöffnungen (17) verlaufende und in Richtung der Düsenöffnungen (17) geneigte Luftzuströmspalte (18) aufweisen, wobei fernerhin zumindest eine Zerfaserungseinrichtung (4) zur Erzeugung von Pulp-Kurzfasern aus festem Pulp (19) und ein Auslasskanal (6) zur Führung und Beschleunigung der Pulp-Kurzfasern bzw. eines Kurzfaser-Luft-Stromes (5) vorhanden ist, wobei zumindest ein luftdurchlässiges Ablagesiebband (8) für die Ablage der Pulp-Kurzfasern und der Endlosfilamente als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (12) zu einem Vliesstoff (1 ) bzw. zu einer Vliesbahn vorhanden ist, wobei eine erste Meltblown-Spinndüse (2) in Förderrichtung des Ablage siebbandes (8) vor dem Auslasskanal (6) und eine zweite Meltblown-Spinndüse (3) in Förderrichtung des Ablagesiebbandes (8) hinter dem Auslasskanal (6) angeordnet ist, und wobei zumindest eine Absaugeinrichtung (16) vorhanden ist, mit der im Ablagebereich (13) der Fasern bzw. des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches (12) Luft bzw. Prozessluft durch das Ablagesiebband (8) saugbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Auslasskanal (6) in Bezug auf die Siebbandoberfläche des Ablagesiebbandes (8) höhenverstellbar ausgebildet ist, wobei der Abstand (a) zwischen dem Auslasskanalende (14) und der Siebbandoberfläche in einem Bereich zwischen 200 und 1000 mm, vorzugsweise zwischen 300 und 750 mm, bevorzugt zwischen 400 und 600 mm, besonders bevorzugt zwischen 460 und 530 mm einstellbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Zerfaserungseinrichtung (4) zumindest ein Gebläse (7) zur Beschleunigung der Pulp-Kurzfasern bzw. des Kurzfaser-Luft-Stromes (5) in dem Auslasskanal (6) aufweist.
16. Vliesstoff (1) aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (12), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20060004336A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Xiaomin Zhang Stretchable absorbent composite with low superaborbent shake-out
US20120053547A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Karyn Clare Schroeder Absorbent Composite With A Resilient Coform Layer

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