DE102004053805B3 - Verfahren zur Herstellung eines Teils eines mechanischen Befestigungssystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Material, vorzugsweise ein Teil eines mechanischen Befestigungssystems, mit einem Träger und darauf mittels eines Air-Laid-Verfahrens angeordneten und mit dem Träger verbundenen Fasern, von denen wenigstens ein Teil Ösen bildet. Die Erfindung betrifft ferner ein Produkt, vorzugsweise ein Hygieneprodukt, das aus dem erfindungsgemäßen Material besteht oder ein solches Material aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Teils eines mechanischen Befestigungssystems.
• Als Klett-Verschluss bekannte mechanische Befestigungssysteme finden weite Verbreitung. Die Befestigungssysteme bestehen üblicherweise aus zwei Teilen, von denen der eine Teil hakenförmige Elemente und der andere Teil ösenförmige Elemente aufweist, die im Befestigungszustand ineinander greifen und nur unter Kraftaufwand wieder voneinander gelöst werden können. Derartige Befestigungssysteme sind beispielsweise aus dem Bekleidungsbereich sowie aus dem Bereich der Hygieneprodukte, wie z.B. bei Babywindeln bekannt.
• Es ist bekannt, den die ösenförmigen Elemente tragenden Teil aus einer Deckschicht aus gestricktem oder gewebtem Material herzustellen, die auf eine Tragschicht vorzugsweise durch Verkleben laminiert wird. Die Tragschicht besteht häufig aus einem filmförmigen Material, das dem Laminat die erforderliche mechanische Stabilität verleiht. In zahlreichen Anwendungen ist die Tragschicht bedruckt, wenn dies für das optische Erscheinungsbild des Produktes gewünscht ist. Derartige Befestigungssysteme haben den Nachteil, dass die Geschwindigkeit bei deren Herstel lung, insbesondere bei der Herstellung der gestrickten oder gewebten Deckschicht gering ist, was zu entsprechend hohen Preisen dieser Befestigungssysteme führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein Aufdruck aufgrund der Struktur der die ösenförmigen Elemente tragenden Deckschicht nicht oder nicht zufriedenstellend möglich ist, so dass üblicherweise die Tragschicht mit dem Aufdruck versehen wird. Diese Vorgehensweise bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass der Aufdruck durch die auf die Tragschicht aufgeklebte Deckschicht verdunkelt wird, so dass sich das optische Erscheinungsbild des Druckes entsprechend verschlechtert.
• Ein mechanisches Befestigungssystem mit aus einem aus Vliesmaterial bestehenden Träger ragenden ösenförmigen Elementen ist aus der EP 1 279 348 A1 bekannt. Unterhalb des Trägers befindet sich eine Schicht aus Fasern, von denen einige durch den Träger hindurchtreten und auf dessen Oberseite die ösenförmigen Elemente bilden.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass die Herstellkosten verringert werden und ein auf dem Produkt befindlicher Aufdruck gut sichtbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Teil eines mechanischen Befestigungssystems umfasst einen Träger und darauf mittels eines Air-Laid-Verfahrens angeordnete und mit dem Träger verbundene Fasern, von denen wenigstens ein Teil Ösen bildet. Unter einem „Air-Laid-Verfahren" wird ein Verfahren verstanden, bei dem die Fasern mit Luft oder einem sonstigen fluiden Medium gemischt werden und das Trägermaterial mit dieser Mischung derart beaufschlagt wird, dass zumindest ein Teil der Fasern auf dem Trägermaterial positioniert wird.
• Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Trägermaterial für Luft oder das genannte sonstige fluide Medium durchlässig ist, so dass die Luft bzw. das fluide Medium durch das Trägermaterial hindurchströmen kann, wobei die Fasern auf der Oberfläche des Trägermaterials abgeschieden werden.
• Im Anschluss daran erfolgt die Fixierung der noch losen Fasern auf dem Träger mittels eines geeigneten Verbindungsverfahrens. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Fasern mit dem Träger derart verbunden wird, dass die Fasern Ösen bilden. Das auf diese Weise hergestellte Teil kann als ein Bestandteil eines Klett-Befestigungssystems verwendet werden.
• Im Unterschied zu vorbekannten Verfahren kann das erfindungsgemäß hergestellte Material schnell und günstig hergestellt werden, wodurch sich ein entsprechend geringerer Preis des erhaltenen Produktes erzielen lässt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Oberfläche des hergestellten Produktes direkt bedrucken lässt, wodurch das optische Erscheinungsbild des Aufdruckes gegenüber vorbekannten Lösungen erheblich verbessert wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Teil der Fasern an wenigstens zwei Punkten mit dem Träger verbunden und der zwischen den Befestigungspunkten liegende ösenförmige Bereich der Fasern steht von dem Träger ab. Dadurch lässt sich die Wirksamkeit des erhaltenen Materials als Bestandteil eines Befestigungssystems verbessern, da die abstehenden ösenförmigen Bereiche der Fasern einen besseren Eingriff durch hakenförmige Elemente ermöglichen, als wenn die ösenförmigen Bereiche teilweise oder vollständig mit dem Träger in Verbindung stehen. Um einen besonders leichten Eingriff der hakenförmigen Elemente in die ösenförmigen Bereiche zu ermöglichen, besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die ösenförmigen Bereiche senkrecht oder im wesentlichen senkrecht von dem Träger abstehen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen Träger und den Fasern mittels eines geeigneten Verbindungsverfahrens, insbesondere mittels Kalandrieren, durch chemische Verbindung, mittels Ultraschall, mittels Infrarotstrahlung, durch Spunlacing oder mittels Air-Through-Bonding hergestellt wird. Grundsätzlich sind beispielsweise beliebige thermische Verbindungsverfahren einsetzbar. Die chemische Verbindung kann beispielsweise mittels eines Harzes/Latex hergestellt werden. Unter dem Air-Through-Bonding ist ein Verbindungsverfahren zu verstehen, bei dem heiße Luft oder ein sonstiges heißes Fluid durch das Material geführt wird, wodurch es zu einer Verbindungsbildung der Fasern mit dem Träger kommt.
• Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verbindung mittels Kalandrieren hergestellt wird, weil sich auf diese Weise ein bestimmtes Verbindungsmuster realisieren lässt, dessen Linien die Verbindungsbereiche zwischen Träger und Fasern darstellen, wie dies unten noch näher erläutert wird.
• Bei den Verfahren der chemischen Verbindung, der Anwendung von Infrarotstrahlung, durch Spunlacing oder mittels Air-Through-Bonding besteht ein Nachteil darin, dass die gesamte Trägerschicht betroffen ist bzw. als Verbindungsbereich mit den Fasern in Betracht kommt, so dass die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung der von dem Träger abstehenden ösenförmigen Bereiche entsprechend verringert ist.
• Bei der Methode der Verbindungsbildung durch Ultraschall ist eine lokale Anwendung möglich, jedoch können keine durchgehenden Verbindungslinien erhalten werden, wie dies beim Kalandrieren der Fall ist. Somit besteht ggf. das Risiko, dass Bereiche des Trägers nicht erfasst werden und die in diesen Bereichen befindlichen Fasern somit auch nicht mit dem Träger verbunden werden.
• Dennoch sind auch die vorgenannten Verfahren grundsätzlich anwendbar.
• Wie oben erwähnt, besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die Verbindungsbereiche zwischen Träger und den Fasern durch Linien gebildet werden, die zur Verbindung zwischen dem Träger und den Fasern ein Verbindungsmuster bilden. Der Abstand benachbarter Linien des Verbindungsmusters wird vorzugsweise so gewählt, dass er die Länge der Fasern unterschreitet, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Fasern an wenigstens zwei Punkten mit dem Träger verbunden werden.
• Das Verbindungsmuster kann aus sich wiederholenden geschlossenen oder annähernd geschlossenen Einheiten bestehen, deren Dimensionierung derart gewählt wird, dass der größte Abstand der Linien der Einheiten unter der Länge der Fasern liegt. Unter annähernd geschlossenen Einheiten sind beispielsweise Einheiten zu verstehen, deren Begrenzungslinien keine vollständig geschlossene Einheit ergeben oder mit Unterbrechungen ausgeführt sind. Wie oben erwähnt, ergibt sich aus der genannten Dimensionierung der Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit dafür erhöht wird, dass die Fasern in wenigstens zwei Bereichen mit dem Träger eine Verbindung eingehen, so dass die Fasern die gewünschten ösenförmigen Bereiche bilden können.
• Die Form der geschlossenen oder annähernd geschlossenen Bereiche ist beliebig. In Betracht kommen z.B. sich wiederholende geometrische Figuren, insbesondere Polygone, wie Dreiecke, Quadrate, Fünfecke oder Sechsecke. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die geschlossenen oder annähernd geschlossenen Einheiten gerade und/oder gekrümmte Begrenzungslinien aufweisen.
• Eine besonders kostengünstige Ausführung der Erfindung ergibt sich daraus, dass der Träger aus einem Vliesmaterial, insbesondere aus einem Vliesmaterial mit Spundbond- (S) und/oder Spunmeltfasern (M) besteht. Das Vliesmaterial kann mehrschichtig sein, wobei die Schichten Spunbond- oder Spunmeltfasern enthalten. Es ist möglich, dass zwischen zwei oder mehr als zwei Spunbondfaserschichten eine oder mehr als eine Spunmeltfaserschicht angeordnet wird. Möglich ist es ebenfalls, dass die mehrschichtige Struktur nur Schichten eines Typs, beispielsweise nur Schichten mit Spunbondfasern aufweisen. Denkbar sind somit Vliese der Struktur S, SS, SSS etc.
• Die aus Spunbondfasern bestehenden Vliese haben den Vorteil, dass sie eine vergleichsweise offene Struktur aufweisen, die der Durchströmung mit einem Fluid, beispielsweise mit Luft einen geringen Widerstand entgegensetzt. Dies ist vorteilhaft in dem Air-Laid-Verfahrensschritt, wenn Luft oder ein sonstiges Fluid durch das Vlies geführt werden muss. Ein Nachteil besteht allerdings darin, dass beim Aufkle ben des Materials auf einen Untergrund, wie beispielsweise ein Hygieneprodukt, ein Durchtritt des Klebstoffes durch das Trägermaterial denkbar ist, der den optischen Eindruck auf der sichtbaren Seite des Trägers verschlechtert.
• Will man den letztgenannten Nachteil vermeiden, bietet sich der Einsatz von mehrschichtigen Vliesen an, von denen wenigstens eine Schicht Spunmeltfasern aufweist. Denkbar sind z.B. Strukturen der Abfolge SMS, SMMS, SSMMS etc. Bei diesen Trägern ist der Durchtritt von Klebstoff nicht oder kaum festzustellen, allerdings ergibt sich der Nachteil einer geringeren Luftdurchlässigkeit, was das Air-Laid-Verfahren erschwert, jedoch nicht unmöglich macht.
• Das Flächengewicht des Vlieses beträgt vorzugsweise 15 bis 50 g/m².
• Die Fasern können aus synthetischen Polymeren oder aus Naturstoffen, wie z. B. Wolle oder Baumwolle bestehen. Als Polymere kommen z.B. Polypropylen, Polyethylen, Polyester sowie andere Polymere in Frage. Die Fasern können Ein-, Zwei- oder Mehrkomponentenfasern sein. Denkbar ist z.B. dass die Fasern Polypropylen und Polyester aufweisen.
• Die Fasern weisen vorzugsweise eine Länge im Bereich zwischen 4 und 60 mm auf. Grundsätzlich sind auch davon abweichende Faserlängen einsetzbar.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der größte Abstand der Linien der geschlossenen Einheiten bei 3 mm bis 20 mm, vorzugsweise bei ca. 5 mm liegt. Vorzugsweise ist der größte Abstand der Linien der geschlossenen Einheiten der Verbindungsmuster kleiner als die Faserlänge, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass die Fasern an zwei oder mehr Punkten mit dem Träger verbunden werden. Ist der Abstand der Linien zu klein, besteht die Gefahr, dass die Fasern derart miteinander verbunden werden, dass keine ösenförmigen Bereiche entstehen.
• Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Teil eines mechanischen Befestigungssystems kann vorzugsweise als Hygieneprodukt oder als Be standteil eines Hygieneproduktes (beispielsweise Windeln, Binden etc.) Verwendung finden.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1: eine schematische Darstellung des Herstellungsprozesses des Trägermaterials,
• 2: eine schematische Darstellung des Air-Laid-Prozesses,
• 3: eine schematische Darstellung des mittels des Air-Laid-Prozesses erhaltenen Produktes,
• 4: mögliche Muster der Linien der Verbindung zwischen Träger und Fasern,
• 5: eine fotographische Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Materials und
• 6–9: weitere mögliche Muster der Linien der Verbindung zwischen Träger und Fasern.
• 1 zeigt einen Herstellprozess für das als Träger des erfindungsgemäß hergestellten mechanischen Befestigungssystems dienende Vliesmaterial. In dem dargestellten Beispiel wird ein mehrschichtiges Vlies mit der Schichtabfolge SMMS (S = Spunbondfaserschicht, M = Spunmeltfaserschicht) hergestellt. Wie aus 1 ersichtlich, bestehen die einzelnen Schichten aus Extrudat. Ausgangsstoff ist ein Kunststoffgranulat. Die einzelnen Schichten des mehrschichtigen Vlieses werden in dem Verfahrensschritt „Thermisches Bonden" miteinander verbunden und das Produkt wird zum Zwecke der Lagerung aufgerollt oder der weiteren Verarbeitung zugeführt.
• 2 zeigt ein Beispiel eines möglichen Air-Laid-Prozesses. In dem Verfahrensschritt „Mischen der Fasern" in der Einheit 10 wird eine Mischung der auf die Trägerschicht aufzubringenden Fasern mit Luft hergestellt. Diese Mischung wird über die Auftragseinheiten 20 auf das mittels des umlaufenden Bandes 30 geförderten und als Träger des erfindungsgemäß hergestellten Teils des mechanischen Befestigungssystems dienenden Vlieses aufgebracht. Die dabei verwendete Prozessluft wird durch die unterhalb des oberen Abschnittes des Bandes 30 befindlichen Absaugeinheiten 40 abgezogen. Die Fasern werden durch das Vlies zurückgehalten und auf dessen Oberfläche verteilt. Nach der Abscheidung der Fasern auf dem Vlies durch den vorgenannten Vorgang wird das Vlies mit Fasern einer Einheit zugeführt, in der die Verbindung zwischen Fasern und Träger vorgenommen wird, wie dies durch den rechts von dem Band 30 dargestellten Pfeil symbolisiert ist.
• Aus 3 geht das Produkt hervor, das durch das oben genannte Verfahren erhalten wurde. Die durchgezogene Linie stellt das Trägermaterial dar, das vorzugsweise aus einem Vliesmaterial besteht. Auf dessen Oberseite befinden sich die durch eine punktierte Linie angedeuteten Fasern, die mittels des Air-Laid-Verfahrens dort abgeschieden wurden und anschließend vorzugsweise durch Kalandrieren mit dem Trägermaterial in einem vorgegebenen Verbindungsmuster derart verbunden wurden, dass die Fasern an zwei oder mehr Befestigungspunkten mit dem Trägermaterial verbunden sind und zwischen diesen Punkten einen ösenförmigen Bereich ausbilden.
• 4 zeigt mögliche Muster der Verbindungslinien zwischen Träger und den Fasern. Die dargestellten Muster weisen gerade Begrenzungslinien auf. Dargestellt ist ein Muster mit quadratischen Einheiten sowie ein Muster mit sechseckigen Strukturen. Wie aus 4 ersichtlich, sind durchgehende Verbindungslinien vorgesehen, die sich wiederholende Einheiten bilden. Der größte Abstand der Linien dieser Strukturen liegt vorzugsweise unter der Länge der Fasern, um die Wahrscheinlich keit dafür zu erhöhen, dass eine Verbindungsbildung mit wenigstens zwei Punkten der Fasern erfolgt und dass dementsprechend ein Teil der Fasern ösenförmige, nicht mit dem Träger verbundene Bereiche ausbildet. Die in 4 dargestellten Verbindungsmuster werden bei einer thermischen Verbindungstechnik, vorzugsweise beim Kalandrieren erhalten. Die Linien der dargestellten Strukturen bilden die möglichen Verbindungsbereiche zwischen Fasern und Träger. 5 zeigt exemplarisch das mittels des oben genannten Verfahrens erhaltene Produkt. Erkennbar sind die mittels Kalandrieren erhaltenen Verbindungslinien zwischen Träger (Vlies) und Fasern.
• Die Verbindungslinien zwischen Träger und Fasern müssen nicht unbedingt gerade Linien aufweisen. Denkbar ist es ebenfalls gekrümmte Linien oder eine Kombination beider Linienarten vorzusehen. Die 6 bis 9 zeigen verschiedene weitere Muster mit geschlossenen Einheiten, deren Begrenzungslinien gekrümmt ausgeführt sind und die die möglichen Verbindungsbereiche zwischen Träger und Fasern bilden.
• Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, auf günstige und einfache Weise, Materialien, vorzugsweise Vliesmaterialien bereitzustellen, die als Bestandteile eines mechanischen Befestigungssystems Verwendung finden können.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines Teils eines mechanischen Befestigungssystems mit einem Träger, auf dem mittels eines Air-Laid-Verfahrens Fasern angeordnet und mit dem Träger verbunden werden, von denen wenigstens ein Teil Ösen bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Fasern an wenigstens zwei Punkten mit dem Träger verbunden wird und der zwischen diesen Befestigungspunkten liegende ösenförmige Bereich der Fasern von dem Träger absteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Träger und den Fasern mittels eines geeigneten Verbindungsverfahrens, insbesondere mittels Kalandrieren, durch chemische Verbindung, mittels Ultraschall, mittels Infrarotstrahlung, durch Spunlacing oder mittels Air-Through-Bonding hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche zwischen dem Träger und den Fasern durch Linien gebildet werden, die ein Verbindungsmuster für die Verbindung zwischen Träger und den Fasern darstellen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmuster derart gewählt, dass der Abstand der Linien unter der Länge der Fasern liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmuster aus sich wiederholenden, geschlossenen oder annähernd geschlossenen Einheiten besteht, deren Dimensionierung derart gewählt wird, dass der größte Abstand der Linien der Einheiten unter der Länge der Fasern liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den geschlossenen oder annähernd geschlossenen Einheiten um geometrische Figuren, insbesondere um Polygone, wie Dreiecke, Quadrate, Fünfecke oder Sechsecke handelt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den geschlossenen oder annähernd geschlossenen Einheiten um solche handelt, deren Begrenzungslinien wenigstens teilweise Krümmungen aufweisen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem Vliesmaterial, insbesondere aus einem Vliesmaterial mit Spundbond- und/oder Spunmeltfasern besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesmaterial mehrschichtig ist, wobei die Schichten Spunbond- oder Spunmeltfasern enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei oder mehr als zwei Spunbondfaserschichten eine oder mehr als eine Spunmeltfaserschicht angeordnet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus synthetischen Polymeren oder aus Naturstoffen bestehen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Länge im Bereich zwischen 4 mm und 60 mm aufweisen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Abstand der Linien der geschlossenen Einheiten bei 3 mm bis 20 mm, vorzugsweise bei ca. 5 mm liegt.