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EP1092054B1 - Verfahren zur herstellung eines vlieses aus fasern - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines vlieses aus fasern Download PDF

Info

Publication number
EP1092054B1
EP1092054B1 EP99939910A EP99939910A EP1092054B1 EP 1092054 B1 EP1092054 B1 EP 1092054B1 EP 99939910 A EP99939910 A EP 99939910A EP 99939910 A EP99939910 A EP 99939910A EP 1092054 B1 EP1092054 B1 EP 1092054B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
perforated
fibres
fleece
fibre pile
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99939910A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1092054A2 (de
Inventor
Stefan Etzold
Joachim Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corovin GmbH
Original Assignee
Corovin GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corovin GmbH filed Critical Corovin GmbH
Publication of EP1092054A2 publication Critical patent/EP1092054A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1092054B1 publication Critical patent/EP1092054B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • 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
    • D04H1/54—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 by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00—Other non-woven fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/14—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/601—Nonwoven fabric has an elastic quality
    • Y10T442/602—Nonwoven fabric comprises an elastic strand or fiber material

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Nonwoven made of fibers with a multitude of them all over Cross-section of the fleece-extending hole structures, as well as a fleece produced by this process.
  • Single or multi-layer fleece with itself over the entire Cross-sectional hole structures are, for example for coverstock materials for hygiene articles such as sanitary napkins and diapers or for other applications in textile or technical area needed.
  • the hole structures serve in addition, body fluid, tissue components and droppings as quickly as possible in the liquid-absorbing Derive the inside of diapers, feminine hygiene articles or the like to be able to.
  • the nonwovens be single or multi-layer, with multi-layer nonwovens with other web-shaped media, in particular foils, connected could be.
  • the advantage of this method is that the resulting melt edges along the holes Nonwoven structure is not weakened in its cohesion.
  • the disadvantage is that the handle (softness) due to the relative hard melting edges is negatively affected, insofar as than that a fleece obtained in this way is relatively hard feels and are perceived by users as unpleasant can.
  • DE 34 16 004 A1 discloses a method in which an unconsolidated fleece made of thermoplastic fibers Calender roll arrangement is fed through which calender roll arrangement the thermoplastic material of the nonwoven melted in the area of the holes and by means of Pressure is displaced, creating a liquid bead in the area the edges of the holes a solidified grid for Stabilization and consolidation of the remaining nonwoven web forms.
  • a hard enamel edge is specifically used Solidification of the nonwoven web created what for the strength the nonwoven web is an advantage, but with regard to the hard grip caused by the melting edges disadvantageous is.
  • the hole structures by (cold) punching out / cutting out fibers created from the solidified fleece.
  • Such procedures offer the advantage that there are no hard stamping or melting edges arise and materials obtained in this way have a good grip.
  • the disadvantage is that these processes only at a slow conveying speed let it be realized. It also runs the fibers along the holes shortened, resulting in a lower strength of the Fleece leads.
  • the hole structures become after the completion of the fleece through two rollers, between which the fleece passes guided is introduced, with one roller heating a plurality of Needles and the other roller the needles of the first roller has corresponding openings.
  • the needles are here displace the fibers - and thereby form the hole structures - and at the same time depressions around the hole structures form around and finally by melting the fibers Seal the edges of the perforated structures. With this procedure if the fibers are not shortened or destroyed, they are created but also here hard melting edges, which the Negatively affect grip.
  • the introduction of Hole structures after thermobonding the fleece are complex and expensive.
  • the object of the invention is therefore to create a method by means of which the person skilled in the art is enabled
  • the invention is based on the surprising finding that to create hole structures in a fleece it sufficient is the fibers covering the area to be formed Cover, displace and in this and / or compress the surrounding area, if necessary, without that it would be necessary to lay the fiber web in the area of the Destroy holes and / or its overall appearance or diminish. So be briefly in the inventive Procedure before finishing the fleece by solidification and, if necessary, thermal bonding Fibers of the fiber web reoriented in the area of the hole structures or distracted from their previous course without thermal treatment or simultaneous compression would be necessary.
  • fibers or filaments for producing a fleece all fibers come in accordance with the method according to the invention and filaments into consideration, which are used for the formation of fleece according to the different methods are suitable, especially come Staple fibers, continuous filaments, bicomponent fibers and - filaments into consideration.
  • staple fibers can be special be well suited.
  • the particular advantage here is that no unnecessary waste or material shrinkage occurs that the fibers in the area the hole structures are not shortened and not destroyed and that the handle of the finished fleece is a very good one is that no additional hardening in the edge area of the Hole structures affect the handle of the finished fleece.
  • the fibrous web can with one or more other fleece or fleeces and / or with another web-like medium, such as a film, get connected.
  • the risk of springing back can be advantageously counter the fibers in that the fiber pile after Generation of the hole structure directly in the consolidation unit is fed.
  • a consolidation unit for example a calender roll arrangement
  • the batt is pre-consolidated such that the tensile strength of the pre-consolidated fiber pile 0.1 to 75%, in particular up to 50 % corresponds to the tensile strength of the consolidated fleece.
  • the fibers surrounding the hole structures before Feeding the pile of fibers to the consolidation unit can be fixed.
  • This fixation is used so that when the now with fiber structures provided with perforated structures the perforated structures cannot be stretched.
  • the fixation i.e. that is easy stitching of the fibers around the hole structures, can be done by suitable means, for example by applying heat and / or pressure to the fiber web, for example by smooth rolling.
  • the hole structure generation unit can also be used for solidification.
  • the hole structure generating unit has two elements faces towards each other, between which the fiber web is passed through, the area of a first element a plurality of directed towards the fiber web Has spines, and being the surface of a second Elements has openings into which the spines of the first Can at least partially immerse the surface, the fibers of the fibrous web located below the spines when the spikes are immersed in the openings, they are non-destructive displaced and the hole structures are formed.
  • the openings of the second surface with a vacuum / pressure source like a blower
  • a vacuum / pressure source like a blower
  • Such a blower can on the one hand by sucking the fibers into the openings of the second surface the non-destructive displacement of the fibers to form the Support perforated structures, on the other hand, by the blower the fibrous web provided with the perforated structures from the second surface to be blown away, so that possibly one Existing adhesion of the pile of fibers to the second surface is lifted gently after creating the hole structures.
  • the channels and openings of the vacuum source be shaped and dimensioned so that the hook to be deformed or to be reoriented fibers, which in the openings and channels of the vacuum source are sucked in safely is excluded.
  • the first element is a roller, wherein is provided in practical configurations of the invention, that the roller has a diameter of 100 to 500 mm.
  • Such a roller can be advantageous if one relatively high production speed are made possible should.
  • the first element is a rising and falling Plate.
  • Such a plate, with which discontinuously Having hole structures created can then be advantageous be when the displacement of the fibers is slow and careful should be done.
  • the spikes of the first element are conical, or have the shape of an involute, or an ogival cross section have
  • the spines conveniently one May have a height of 0.5 to 5 mm.
  • One becomes for the spines use different shapes, sizes and heights, each according to the requirements of the fleece to be created, which is a single-layer or multi-layer fleece, for example a SMS fleece, or a combination of fleece and other web-shaped Media can be.
  • the second element is a perforated tape.
  • a perforated tape can be given to the fiber web to be treated and transported to the first element, where then the spines of the first element through the batt Immerse in the holes in the perforated tape.
  • the second element is a calender roll. This means that a calender roll becomes the second at the same time Element used.
  • a method according to the invention manufactured fleece hole structures with a diameter of 0.5 to 5 mm has that the bonding area 3 to 40% of Fleece area and that the number of bonding points is 20 is up to 120 per square centimeter.
  • Fig. 1 is a first embodiment of a system 10 for Implementation of the method according to the invention shown.
  • a fiber web 18 is first produced from fibers 14 and deposited on a belt 16.
  • a fiber web 18 consisting of fibers 14 transported to a hole structure generating unit 20.
  • This hole structure generating unit 20 consists of a roller 22, which with its outer surface 24, which the first surface 24 of the hole structure generation unit 20 forms, over a perforated belt 26 with a directed towards the roller 22 Surface 28 arranged.
  • This surface 28 forms the second surface 28 of the hole structure generating unit 20.
  • the surface 24 of the roller 22 is with a plurality of spikes 30 provided, which at least partially in holes 32nd of the perforated tape 26 can immerse.
  • the roller 22 rotates counterclockwise; dive according to the conveying speed of the perforated belt 26 the spike 30, of which in Fig. 1 for simplicity only three are shown continuously in holes 32 and at this point displace the filaments 14 of the fibrous web 18 from their location.
  • This Consolidation unit 38 consists of arrangement 10 Fig. 1 from two calender rolls 40, 42. By the calender rolls 40, 42 becomes the fiber web 18 by thermal bonding solidified so that the finished fleece 44 the calender rolls 40, 42 leaves.
  • the hole structure generation unit 20 is opposite Fig. 1 greatly enlarged scale shown in detail.
  • the negative pressure / positive pressure source 34 creates a vacuum, causing the over the hole 32 of the perforated tape 26 located filaments 14 of the Fiber pile 18 can be sucked into the hole 32.
  • a hole structure 36 is shown in FIG. 3 as an example the fleece 44 created according to the method of the invention in detail shown.
  • the fleece 44 has a Plurality of bonding points created by the calender rolls 40, 42 48 on which is evenly spread over the entire area of the fleece 44 are distributed.
  • the bonding points it is possible that the Hole structure 36 to a sufficient extent also in its edge area 50 is provided with bonding points so that the hole structure 36 is stabilized by the bonding points 48.
  • FIG. 4 is a partial area of a second embodiment a system 10a for carrying out the method according to the invention shown.
  • the hole structure generating unit also points here 20a a roller 22 corresponding to roller 22 from Fig. 1.
  • the second surface 28a is the outer surface the calender roll 40a.
  • the area is corresponding 28a of the calender roll 40a are provided with holes 32a into which Sting 30 of the roller 22 can dip.
  • the holes too 32a are with a vacuum source, not shown connected.
  • the arrangement 10a shown in FIG. 4 makes it possible to to dispense with a perforated belt 26 and the transport route from the hole structure generation unit 20a to the consolidation unit 38a compared to the arrangement shown in FIG. 1 Shorten 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern mit einer Vielzahl von sich über den gesamten Querschnitt des Vlieses erstreckenden Lochstrukturen offenbart. Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, in einem ersten Schritt die Fasern wirr auf einem Siebband zu einem Faserflor abgelegt werden, daß in einem zweiten Schritt der Faserflor zu einer Lochstruktur-Erzeugungseinheit transportiert wird, daß in einem dritten Schritt die Lochstrukturen durch eine mechanische Verdrängung der Fasern erzeugt werden, wobei die Verdrängung der Fasern deren mechanische und chemische Struktur unbeeinflußt läßt, und daß in einem vierten Schritt der mit den Lochstrukturen versehene Faserflor in einer Verfestigungseinheit zu einem Vlies verfestigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern mit einer Vielzahl von sich über den gesamten Querschnitt des Vlieses erstreckenden Lochstrukturen, sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Vlies.
Ein- oder mehrschichtige Vliese mit sich über den gesamten Querschnitt erstreckenden Lochstrukturen werden beispielsweise für Coverstock-Materialien von Hygieneartikeln wie Damenbinden und Windeln oder für andere Anwendungen im textilen oder technischen Bereich benötigt. Die Lochstrukturen dienen dazu, körperseitig auftretende Flüssigkeit, Gewebebestandteile und Kot möglichst schnell in das flüssigkeitsabsorbierende Innere von Windeln, Damenhygieneartikeln oder dergleichen ableiten zu können. Je nach Anwendungsbereich können die Vliese ein- oder mehrschichtig sein, wobei mehrschichtige Vliese mit anderen bahnförmigen Medien, insbesondere Folien, verbunden sein können.
Es sind mehrere Verfahren bekannt, mit denen man gezielt Lochstrukturen in ein ein- oder mehrschichtiges Vlies einbringen kann, wobei den bislang bekannten Verfahren gemeinsam ist, daß die Lochstrukturen nach Verfestigung, insbesondere Thermobondierung, des fertigen Vlieses in dieses eingebracht werden.
So werden beispielsweise bei einem aus der EP 0 687 757 A2 bekannten Verfahren Lochstrukturen dadurch in das verfestigte Vlies eingebracht, daß erhitzte Stempel, zwischen denen das Vlies hindurchgeführt wird, derart gegeneinander gepreßt werden, daß ein Loch in das verfestigte Vlies eingeschmolzen wird. Ein ähnliches Verfahren ist ferner aus der US 5 709 829 als sogenanntes Hot-Needle-Punching-Verfahren bekannt.
Der Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß durch die entstehenden Schmelzeränder entlang der Löcher die Vliesstruktur in ihrem Zusammenhalt nicht geschwächt wird. Nachteilig ist aber, daß der Griff (Softness) durch die relativ harten Schmelzränder negativ beeinflußt wird, insofern, als daß sich ein derart gewonnenes Vlies relativ hart anfühlt und von den Anwendern als unangenehm empfunden werden kann.
Aus der DE 34 16 004 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein unverfestigtes Vlies aus thermoplastischen Fasern einer Kalanderwalzenanordnung zugeführt wird, durch welche Kalanderwalzenanordnung das thermoplastische Material des Vliesstoffes im Bereich der Löcher aufgeschmolzen und mittels Druck verdrängt wird, wodurch ein flüssiger Wulst im Bereich der Ränder der Löcher ein verfestigtes Raster zur Stabilisierung und Verfestigung der restlichen Vliesbahn bildet. Hier wird also gezielt ein harter Schmelzrand zur Verfestigung der Vliesbahn geschaffen, was für die Festigkeit der Vliesbahn von Vorteil, aber im Hinblick auf den durch die Schmelzränder bedingten harten Griff nachteilig ist.
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die Lochstrukturen durch ein (kaltes) Ausstanzen/Ausschneiden von Fasern aus dem verfestigten Vlies geschaffen. Derartige Verfahren bieten den Vorteil, daß keine harten Stanz- oder Schmelzeränder entstehen und derartig gewonnene Materialien daher einen guten Griff aufweisen. Nachteilig ist jedoch, daß sich diese Verfahren nur bei einer geringen Fördergeschwindigkeit realisieren lassen. Zudem werden die Fasern entlang der Löcher verkürzt, was zu einer geringeren Festigkeit des Vlieses führt.
Bei den genannten Verfahren ist es nachteilig, daß durch das heiße bzw. kalte Ausstanzen bzw. Brennen Material unnötigerweise vernichtet wird bzw. als Abfall anfällt.
Bei einem weiteren, aus der EP 0 214 608 A2 bekanntem Verfahren werden nach Fertigstellung des Vlieses die Lochstrukturen durch zwei Walzen, zwischen denen das Vlies hindurch geführt wird, eingebracht, wobei eine Walze eine Vielzahl von erhitzten Nadeln und die andere Walze den Nadeln der ersten Walze entsprechende Öffnungen aufweist. Die Nadeln sollen hierbei die Fasern verdrängen - und hierdurch die Lochstrukturen bilden - und gleichzeitig Vertiefungen um die Lochstrukturen herum bilden und schließlich durch Anschmelzen der Fasern die Ränder der Lochstrukturen versiegeln. Bei diesem Verfahren werden die Fasern zwar nicht verkürzt oder zerstört, es entstehen jedoch auch hier harte Schmelzeränder, welche den Griff negativ beeinflussen. Zudem ist ein Einbringen von Lochstrukturen nach dem Thermobondieren des Vlieses aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zu schaffen, durch welches der Fachmann in die Lage versetzt wird, ein Vlies mit Lochstrukturen zu schaffen, welches einen guten Griff aufweist, dessen Faserverband durch das Einbringen der Lochstrukturen nicht geschwächt wird, welches ohne Anfall von Abfall durchführbar und welches einfach und preiswert auszuführen sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei einem Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern mit einer Vielzahl von sich über den gesamten Querschnitt des Vlieses erstreckenden Lochstrukturen in einem ersten Schritt die Fasern wirr auf einem Siebband zu einem Faserflor abgelegt werden, in einem weiten Schritt der Faserflor zu einer Lochstruktur-Erzeugungseinheit transportiert wird, in einem dritten Schritt die Lochstrukturen durch eine mechanische Verdrängung der Fasern erzeugt werden, wobei die Verdrängung der Fasern deren mechanische und chemische Struktur unbeeinflußt läßt, und in einem vierten Schritt der mit den Lochstrukturen versehene Faserflor in einer Verfestigungseinheit zu einem Vlies verfestigt wird.
Der Erfindung liegt also die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß zur Erzeugung von Lochstrukturen in einem Vlies es ausreichend ist, die Fasern, welche den Bereich des zu bildenden Loches bedecken, zu verdrängen und in diesem und/oder dem umliegenden Bereich gegebenenfalls zu verdichten, ohne daß es nötig wäre, den Faserflor im Bereich der zu bildenden Löcher und/oder sein übergeordnetes Erscheinungsbild zu zerstören oder zu schmälern. Kurz gefaßt werden also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor der Fertigstellung des Vlieses durch Verfestigung und gegebenenfalls Thermobondierung die Fasern des Faserflors im Bereich der Lochstrukturen umorientiert oder von ihrem bisherigen Verlauf abgelenkt, ohne daß eine thermische Behandlung oder eine gleichzeitige Verdichtung nötig wäre.
Als geeignete Fasern oder Filamente zur Erzeugung eines Vlieses gemäß des erfindungsgemäßen Verfahren kommen alle Fasern und Filamente in Betracht, welche zur Vliesbildung nach den unterschiedlichen Verfahren geeignet sind, insbesondere kommen Stapelfasern, Endlosfilamente, Bikomponentenfasern und - filamente in Betracht. Insbesondere Stapelfasern können besonders gut geeignet sein.
Von Vorteil ist hierbei insbesondere, daß kein unnötiger Abfall oder Materialschwund entsteht, daß die Fasern im Bereich der Lochstrukturen nicht verkürzt und nicht zerstört werden und daß der Griff des fertigen Vlieses dadurch ein sehr guter ist, daß keine zusätzlichen Verhärtungen im Randbereich der Lochstrukturen den Griff des fertigen Vlieses beeinträchtigen.
Ein derartiger Lösungsweg ist bislang nicht eingeschlagen worden, da insbesondere bei einem aus der EP 0 214 608 A2 bekannten Verfahren davon ausgegangen wurde, daß durch den sogenannten Rückspringeffekt die Fasern dazu neigen würden, nach dem Verdrängen wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückzukehren, wodurch die geschaffenen Lochstrukturen wieder verlorengehen würden. Überraschend hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Rückspringeffekt durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht mehr relevant ist.
Vor Durchführung des dritten Verfahrensschrittes kann der Faserflor mit einem oder mehreren weiteren Vlies bzw. Vliesen und/oder mit einem anderen bahnförmigen Medium, wie einer Folie, verbunden werden.
Zudem läßt sich in vorteilhafter Weise der Gefahr des Rückspringens der Fasern dadurch begegnen, daß der Faserflor nach Erzeugung der Lochstruktur unmittelbar der Verfestigungseinheit zugeführt wird. In einer solchen Verfestigungseinheit, beispielsweise einer Kalanderwalzenanordnung, wird der Faserflor zum fertigen Vlies verdichtet und, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, gleichzeitig thermobondiert. Damit die Lochstrukturen nicht während des Transports von der Lochstruktur-Erzeugungseinheit zu der Verfestigungseinheit verlorengehen, wird man daher eine sehr kurze Wegstrecke bevorzugen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß vor dem dritten Schritt der Faserflor vorverfestigt wird, dergestalt, daß die Zugfestigkeit des vorverfestigten Faserflors 0,1 bis 75 %, insbesondere bis 50 % der Zugfestigkeit des verfestigten Vlieses entspricht.
Hierunter ist zu verstehen, daß der unverfestigte Faserflor durch einige wenige Bondingpunkte, welche zueinander einen sehr großen Abstand aufweisen, oder durch Aplizierung von Druck und/oder Wärme gewissermaßen geheftet werden. Dadurch läßt sich eine gewisse mechanische Stabilität des Faserflors erreichen, wodurch er mit einer höheren Geschwindigkeit zur Lochstruktur-Erzeugungseinheit transportiert werden kann. Durch die höhere Geschwindigkeit wird eine schnellere Fertigung ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die die Lochstrukturen umgebenden Fasern vor dem Zuführen des Faserflors zur Verfestigungseinheit fixiert werden. Diese Fixierung dient dazu, daß beim Weitertransport des nun mit Lochstrukturen versehenen Faserflors die Lochstrukturen nicht gedehnt werden können. Die Fixierung, d. h., das leichte Zusammenheften der Fasern in der Umgebung der Lochstrukturen, kann durch geeignete Mittel erfolgen, beispielsweise durch Applizierung von Wärme und/oder Druck auf den Faserflor, beispielsweise durch Glattwalzen.
Desweiteren kann vorgesehen sein, daß mit der Lochstruktur-Erzeugungseinheit im direkten Anschluß an den dritten Verfahrensschritt der vierte Verfahrensschritt durchgeführt wird. In diesem Fall würde die Lochstruktur-Erzeugungseinheit gleichzeitig zum Verfestigen genutzt werden.
In einer praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lochstruktur-Erzeugungseinheit zwei Elemente mit zueinander hin gerichteten Flächen aufweist, zwischen denen der Faserflor hindurchgeführt wird, wobei die Fläche eines ersten Elements eine Vielzahl von zum Faserflor hin gerichteten Stacheln aufweist, und wobei die Fläche eines zweiten Elements Öffnungen aufweist, in welche die Stacheln der ersten Fläche zumindest teilweise eintauchen können, wobei die unterhalb der Stacheln befindlichen Fasern des Faserflors beim Eintauchen der Stacheln in die Öffnungen zerstörungsfrei verdrängt und die Lochstrukturen gebildet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Öffnungen der zweiten Fläche mit einer Unterdruck-/Überdruckquelle, wie einem Gebläse, kommunizieren, so daß im Bereich der Öffnungen befindliche Fasern des Faserflors in die Öffnungen eingesaugt oder aus den Öffnungen ausgeblasen werden. Eine derartiges Gebläse kann einerseits durch Ansaugen der Fasern in die Öffnungen der zweiten Fläche das zerstörungsfreie Verdrängen der Fasern zur Bildung der Lochstrukturen unterstützen, zum anderen kann durch das Gebläse der mit den Lochstrukturen versehene Faserflor von der zweiten Fläche weg geblasen werden, so daß eine möglicherweise bestehende Haftung des Faserflors an der zweiten Fläche nach Erzeugung der Lochstrukturen sanft aufgehoben wird.
Hierbei können die Kanäle und Öffnungen der Unterdruckquelle so ausgeformt und bemessen sein, daß ein Verhaken der zu verformenden bzw. umzuorietierenden Fasern, welche in die Öffnungen und Kanäle der Unterdruckquelle eingesaugt werden, sicher ausgeschlossen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Element eine Walze ist, wobei in praktischen Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen ist, daß die Walze einen Durchmesser von 100 bis 500 mm aufweist. Eine derartige Walze kann dann vorteilhaft sein, wenn eine relativ große Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht werden soll.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Element eine sich hebende und senkende Platte ist. Eine derartige Platte, mit der sich diskontinuierlich Lochstrukturen erzeugen lassen, kann dann vorteilhaft sein, wenn die Verdrängung der Fasern langsam und vorsichtig erfolgen soll.
In praktischen Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stacheln des ersten Elements kegelförmig sind, oder die Form einer Evolvente aufweisen, oder einen ogivalen Querschnitt aufweisen, wobei die Stacheln praktischerweise eine Höhe von 0,5 bis 5 mm aufweisen können. Man wird für die Stacheln unterschiedliche Formen, Größen und Höhen einsetzen, je nach Anforderung an das zu schaffende Vlies, welches ein einschichtiges oder mehrschichtiges Vlies, beispielsweise ein SMS-Vlies, oder eine Kombination aus Vlies und anderen bahnförmigen Medien sein kann.
In einer weiteren praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das zweite Element ein Lochband ist. Auf ein derartiges Lochband kann der zu behandelnde Faserflor aufgegeben und zum ersten Element transportiert werden, wo dann die Stacheln des ersten Elements durch der Faserflor hindurch in die Löcher des Lochbandes eintauchen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das zweite Element eine Kalanderwalze ist. Hierbei wird also eine Kalanderwalze gleichzeitig als zweites Element benutzt.
In einer weiteren praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Vlies Lochstrukturen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5 mm aufweist, daß die Bondingfläche 3 bis 40 % der Vliesfläche beträgt und daß die Anzahl der Bondingpunkte 20 bis 120 pro Quadratzentimeter beträgt. Bei einer derart gewählten Anzahl von Bondingpunkten einerseits und einem entsprechenden Durchmesser der Lochstrukturen andererseits wird gewährleistet, daß sich eine genügend große Anzahl von Bondingpunkten im Randbereich der Lochstrukturen befindet und die Lochstruktur hierdurch festgelegt wird, so daß die verdrängten Filamente um die Lochstrukturen herum nach dem Verfestigen und Thermobondieren nicht mehr in ihre ursprüngliche Lage zurückspringen können.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, sowie in den Patentansprüchen beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2
eine Detailansicht einer Lochstrukturen-Erzeugungseinheit der Anlage aus Fig. 1,
Fig. 3
eine Draufsicht auf eine Lochstruktur eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Vlieses, und
Fig. 4
eine alternative Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von der Seite.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Anlage 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Mit einer geeigneten und nur schematisch angedeuteten Einrichtung 12 wird zunächst ein Faserflor 18 aus Fasern 14 erzeugt und auf einem Siebband 16 abgelegt. Wie mit dem Pfeil A angedeutet, wird ein aus Fasern 14 bestehender Faserflor 18 zu einer Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20 weiter transportiert. Diese Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20 besteht aus einer Walze 22, welche mit ihrer äußeren Fläche 24, welche die erste Fläche 24 der Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20 bildet, über einem Lochband 26 mit einer zur Walze 22 hin gerichteten Fläche 28 angeordnet. Diese Fläche 28 bildet die zweite Fläche 28 der Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20.
Die Fläche 24 der Walze 22 ist mit einer Vielzahl von Stacheln 30 versehen, welche zumindest teilweise in Löcher 32 des Lochbandes 26 eintauchen können. Wie durch den Pfeil B angedeutet, dreht sich die Walze 22 gegen den Uhrzeigersinn; entsprechend der Fördergeschwindigkeit des Lochbandes 26 tauchen die Stachel 30, von denen in Fig. 1 zur Vereinfachung nur drei dargestellt sind, kontinuierlich in die Löcher 32 ein und verdrängen an dieser Stelle die Filamente 14 des Faserflors 18 aus ihrer Lage.
Unterhalb des Lochbandes 26 ist eine Unterdruck-/Überruckquelle angeordnet, auf welche noch näher einzugehen sein wird.
Nachdem der Faserflor 18 die beiden Flächen 24, 28 durchlaufen hat, gelangt der nun mit Lochstrukturen 36 versehene Faserflor 18 weiter zu einer Verfestigungseinheit 38. Diese Verfestigungseinheit 38 besteht gemäß der Anordnung 10 aus Fig. 1 aus zwei Kalanderwalzen 40, 42. Durch die Kalanderwalzen 40, 42 wird der Faserflor 18 durch thermisches Bondieren verfestigt, so daß das fertige Vlies 44 die Kalanderwalzen 40, 42 verläßt.
In Fig. 2 ist die Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20 im gegenüber Fig. 1 stark vergrößerten Maßstab im Detail dargestellt. Wie durch die Pfeile C angedeutet, wird durch die Unterdruck/Überdruckquelle 34 ein Unterdruck erzeugt, wodurch die über dem Loch 32 des Lochbandes 26 befindlichen Filamente 14 des Faserflors 18 in das Loch 32 eingesaugt werden. Hierdurch entsteht eine Art Mulde, durch welche es dem Stachel 30 der Walze 22 erleichtert wird, derart durch den Faserflor 18 in das Loch 32 einzutauchen, daß die Filamente 14 des Faserflors 18 nicht zerstört, sondern im Bereich des zu bildenden Loches 32 nur verdrängt bzw. umorientiert werden.
Um nach der Erzeugung der Lochstruktur 36 der Faserflor 18 leichter vom Lochband 26 abziehen zu können, ist es möglich, einen Überdruck zu erzeugen, so daß die in ein Loch 32 des Lochbandes 26 hineinhängenden Filamente wieder angehoben werden, so daß die Filamente 14 beim Abziehen des Faserflors 18 vom Lochband 28 nicht gegen eine Kante 46 des Loches 32 stoßen können.
In Fig. 3 ist beispielhaft eine Lochstruktur 36 eines durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaffenen Vlieses 44 im Detail dargestellt. Wie zu erkennen, weist das Vlies 44 eine Vielzahl von durch die Kalanderwalzen 40, 42 geschaffene Bondingpunkte 48 auf, welche gleichmäßig über die gesamte Fläche des Vlieses 44 verteilt sind. Durch entsprechende Größe, Anzahl und Verteilung der Bondingpunkte ist es möglich, daß die Lochstruktur 36 in genügendem Maße auch in ihrem Randbereich 50 mit Bondingpunkten versehen ist, so daß die Lochstruktur 36 durch die Bondingpunkte 48 stabilisiert wird.
In Fig. 4 ist ein Teilbereich einer zweiten Ausführungsform einer Anlage 10a zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Auch hier weist die Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20a eine Walze 22 entsprechend der Walze 22 aus Fig. 1 auf. Die zweite Fläche 28a ist hier aber die Außenfläche der Kalanderwalze 40a. Entsprechend ist die Fläche 28a der Kalanderwalze 40a mit Löchern 32a versehen, in welche Stachel 30 der Walze 22 eintauchen können. Auch die Löcher 32a sind mit einer nicht näher dargestellten Unterdruckquelle verbunden.
Durch die in Fig. 4 dargestellte Anordnung 10a ist es möglich, auf ein Lochband 26 zu verzichten und den Transportweg von der Lochstruktur-Erzeugungseinheit 20a zu der Verfestigungseinheit 38a gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Anordnung 10 zu verkürzen.

Claims (24)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Vlieses (44) aus Fasern (14) mit einer Vielzahl von sich über den gesamten Querschnitt des Vlieses (44) erstreckenden Lochstrukturen (36), bei dem:
    in einem ersten Schritt die Fasern (14) wirr auf einem Siebband (16) zu einem Faserflor (18) abgelegt werden,
    in einem zweiten Schritt der Faserflor (18) zu einer Lochstruktur-Erzeugungseinheit (20; 20a) transportiert wird,
    in einem dritten Schritt die Lochstrukturen (36) durch eine mechanische Verdrängung der Fasern (14) erzeugt werden, wobei die Verdrängung der Fasern (14) deren mechanische und chemische Struktur unbeeinflußt läßt, und
    in einem vierten Schritt der mit den Lochstrukturen (36) versehene Faserflor (18) in einer Verfestigungseinheit (38; 38a) zu einem Vlies (44) verfestigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserflor (18) in der Verfestigungseinheit (38;38a) durch Verfestigung und Thermobondierung zum Vlies (44) umgewandelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem dritten Schritt der Faserflor (18) vorverfestigt wird, dergestalt, daß die Zugfestigkeit des vorverfestigten Faserflors (18) 0,1 bis 75 %, insbesondere bis 50 % der Zugfestigkeit des verfestigten Vlieses (44) entspricht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lochstrukturen (36) umgebenden Fasern (14) vor dem Zuführen des Faserflors (18) zur Verfestigungseinheit (38; 38a) fixiert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserflor (18) nach Erzeugung der Lochstruktur (36) unmittelbar der Verfestigungseinheit (38; 38a) zugeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Lochstruktur-Erzeugungseinheit (20; 20a) im direkten Anschluß an den dritten Verfahrensschritt der vierte Verfahrensschritt durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochstruktur-Erzeugungseinheit (20; 20a) zwei Elemente (22, 26; 40a) mit zueinander hin gerichteten Flächen (24, 28; 28a) aufweist, zwischen denen der Faserflor (18) hindurchgeführt wird, wobei die Fläche (24) eines ersten Elements (22) eine Vielzahl von zum Faserflor (18) hin gerichteten Stacheln (30) aufweist, und wobei die Fläche (28; 28a) eines zweiten Elements (26; 40a) Öffnungen (32, 32a) aufweist, in welche die Stacheln (30) der ersten Fläche (24) zumindest teilweise eintauchen können, wobei die unterhalb der Stacheln (30) befindlichen Fasern (14) des Faserflors (18) beim Eintauchen der Stacheln (30) in die Öffnungen (32; 32a) zerstörungsfrei verdrängt und die Lochstrukturen (36) gebildet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (32; 32a) der zweiten Fläche (28; 28a) mit einer Unterdruckquelle (34), wie einem Gebläse, kommunizieren, so daß im Bereich der Öffnungen (32; 32a) befindliche Fasern (14) des Faserflors (18) in die Öffnungen (32; 32a) eingesaugt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (32; 32a) der zweiten Fläche (28; 28a) mit einer Überdruckquelle (34), wie einem Gebläse, kommunizieren, so daß im Bereich der Öffnungen (32; 32a) befindliche Fasern (14) des Faserflors (18) aus den Öffnungen (32; 32a) ausgeblasen werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (22) eine Walze (22) ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (22) einen Durchmesser von 100 bis 500 mm aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (22) eine sich hebende und senkende Platte ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stacheln (30) des ersten Elements (22) kegelförmig sind.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stacheln (30) die Form einer Evolvente aufweisen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stacheln (30) jeweils einen ogivalen Querschnitt aufweisen.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stacheln eine Höhe von 0,5 bis 5 mm aufweisen.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (26) ein Lochband (26) ist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (40a) eine Kalanderwalze (40a) ist.
  19. Vlies hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Vlies eine Lochstruktur durch verdrängte Fasern aufweist, deren mechanische und chemische Struktur durch die Verdrängung umbeeinflußt gebleiben ist, wobei die Lochstrukturen (36) einen Durchmesser von 0,5 bis 5 mm aufweisen.
  20. Vlies nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bondingfläche 3 bis 40 % der Vliesfläche beträgt.
  21. Vlies nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bondingpunkte (48) 20 bis 120 pro Quadratzentimeter beträgt.
  22. Vlies nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Lochstrukturen (36) von einer Kreisform abweicht.
  23. Vlies nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand einzelner Lochstrukturen (36) zueinander unregelmäßig ist.
  24. Nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 hergestelltes Vlies (44), dadurch gekennzeichnet, daß der Faserflor (18) vor dem Erzeugen der Lochstrukturen (36) mit wenigstens einem weiteren bahnförmigen Medium verbunden wird.
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