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EP1396567B1 - Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Mehrkomponenten-Filamenten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Mehrkomponenten-Filamenten Download PDF

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EP1396567B1
EP1396567B1 EP02017894A EP02017894A EP1396567B1 EP 1396567 B1 EP1396567 B1 EP 1396567B1 EP 02017894 A EP02017894 A EP 02017894A EP 02017894 A EP02017894 A EP 02017894A EP 1396567 B1 EP1396567 B1 EP 1396567B1
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EP
European Patent Office
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filaments
filament
treatment
multicomponent filaments
heat treatment
Prior art date
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EP02017894A
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Bernd Dr. Kunze
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Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Original Assignee
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
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Publication date
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    • 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
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    • 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
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    • D04H3/11—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 yarns or filaments made mechanically by fluid jet
    • D—TEXTILES; PAPER
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Spunbonded web of multicomponent filaments.
  • - Multi-component filaments means filaments that consist of several consist of different thermoplastic materials and bicomponent filaments means filaments consisting of two consist of different thermoplastic materials.
  • the cross-sectional area of such a filament is thereby partly from a first thermoplastic formed and in part of at least a second thermoplastic Plastic. This distribution of different Plastics usually extends over the entire length of the filament.
  • the invention is the technical problem to provide a method of the type mentioned above, with the spunbonded webs or spunbonded nonwovens can be produced, the excellent mechanical Have properties, in particular a high bulkiness and with those properties especially very are reproducibly adjustable.
  • the invention teaches a method for producing a spunbonded web of multicomponent filaments, wherein the multicomponent filaments are deposited on a support to the spunbonded web, wherein the spunbonded web is solidified as a single nonwoven web by water jet treatment with high pressure water jets, and wherein the spunbonded web is subjected to a heat treatment after the water jet reinforcement to activate a filament crimp.
  • Filaments means in the context of the invention endless threads thermoplastic material, the spunbonded web be filed. Basically, under the Invention but also shorter fibers for the production of Spunbonded web be used. In that regard, he means Term filaments according to one embodiment also shorter Fibers.
  • bicomponent filaments After a very preferred embodiment of the invention will worked with bicomponent filaments.
  • the bicomponent filaments So there are two different thermoplastic Plastics with different properties, in particular with different expansion behavior or shrinkage behavior. Bicomponent filaments have become especially proven for the process according to the invention.
  • Multi-component filaments used with side-by-side structure are very preferred.
  • Multi-component filaments used with side-by-side structure is very particularly preferred.
  • Bicomponent filaments with side-by-side structure there along the length of the filaments becomes part of the Filament surface formed by a first polymer and the other part of the filament surface of a second Polymer.
  • the use of bicomponent filaments in side-by-side arrangement has become with regard to the solution of technical problem particularly well-tried and surprising, further down mentioned benefits.
  • the multicomponent filaments or bicomponent filaments be with a suitable nozzle head or with a suitable spinnerette made. It lies within the framework of Invention that the exiting filaments are cooled. It is further within the scope of the invention that the Filaments are stretched. Appropriately, the Filaments on an endless revolving filter belt filed tray deposited to spunbonded web.
  • the Spunbonded web subsequently to activate a Filamentk Hurselung subjected to a heat treatment. Due to the different shrinkage behavior of the polymers, from those the multicomponent filaments or the bicomponent filaments exist, arises through the heat treatment or thermal treatment a ripple.
  • the heat treatment as Hot air treatment performed. The rippling of the Filaments in the spunbonded web will be so with help activated by hot air.
  • Hot air treatment means in particular a treatment with air at a temperature about 60 ° C.
  • the invention is based on the finding that with the process according to the invention optimum mechanical properties, in particular a high bulkiness of the spunbonded web can be achieved and adjusted.
  • Special Importance is the combination of hydroentanglement on the one hand and downstream heat treatment, in particular hot air treatment on the other hand to.
  • Have proven particularly in the context of inventive method bicomponent filaments with Side-by-side structure.
  • the invention is the realization underlying that with an inventive Hydroentanglement very reliable and targeted large free filament lengths can be adjusted.
  • the invention differs Method of other known from the prior art Consolidation measures. After solidification with more targeted Setting the free filament lengths is then at the downstream heat treatment, preferably hot air treatment, the filament crimp is activated due to the different expansion properties of the polymers comes about.
  • Free Filament length means by the way the length of a Filament section between two solidification points.
  • Hot air treatment can be a surprisingly high Rippling effect can be achieved and, above all, targeted be set.
  • Fig. 1 shows a in the context of the method according to the invention preferably used bicomponent filament with side-by-side structure.
  • the polymer A is half the cross-sectional area of the Filament and the polymer B forms the other half this cross-sectional area.
  • This arrangement extends preferably over the entire length of the filament. It It is understood that the polymer A or the polymer B also a larger part of the filament cross-sectional area can take.
  • Fig. 1 shows so far only one possible Embodiment of a bicomponent filament with side-by-side structure.
  • the polymers A and B have suitably different shrinkage properties or expansion properties.
  • Fig. 2 shows very schematically a device for Implementation of the method according to the invention.
  • the Filaments 1 are on one as endless circulating Ablegesiebband 2 trained tray for spunbonded web 5 stored.
  • the spunbonded web 5 is on the Ablegesiebband 1 moves in the direction of arrow C.
  • a solidification device 3 a nonwoven bonding takes place Water jet treatment or by treatment with high pressure water jets.
  • the filament crimp is in a heat treatment device 4 activated, in which the spunbonded web 5 with hot air is charged.
  • the device became very much in Fig. 2 simplified and it is understood that more Procedural measures and device components provided or can be interposed.

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  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Mehrkomponenten-Filamenten. - Mehrkomponenten-Filamente meint Filamente, die aus mehreren unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen bestehen und Bikomponenten-Filamente meint Filamente, die aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen bestehen. Die Querschnittsfläche eines solchen Filamentes wird dabei teilweise von einem ersten thermoplastischen Kunststoff gebildet und zum Teil von zumindest einem zweiten thermoplastischen Kunststoff. Diese Verteilung der unterschiedlichen Kunststoffe erstreckt sich in der Regel über die gesamte Länge des Filamentes.
Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen bzw. von Spinnvliesbahnen aus Mehrkomponenten-Filamenten sind aus der Praxis bekannt. US 2002/0074697 offenbart hydraulisch angeordnete Vliesgewebe und ein Verfahren zur ihrer Herstellung. US 5,418,045 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Polymer -Vliesstoffes. WO 00/20178 offenbart auftrennbare elastische Mehrkomponentenfasern. Diese bekannten Verfahren weisen aber oftmals den Nachteil auf, dass die damit hergestellten Spinnvliese im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften und insbesondere im Hinblick auf ihre Bauschigkeit zu wünschen übrig lassen. Ein besonderer Nachteil dieser bekannten Verfahren liegt darin, dass sich die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Bauschigkeit der hergestellten Spinnvliese nicht reproduzierbar einstellen lässt. Deshalb resultieren häufig Spinnvliesbahnen, die im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften wenig brauchbar sind und insoweit zeichnen sich viele dieser Verfahren durch eine nachteilhaft hohe Ausschussrate aus. Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Spinnvliesbahnen bzw. Spinnvliese hergestellt werden können, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bauschigkeit aufweisen und mit dem diese Eigenschaften vor allem sehr reproduzierbar einstellbar sind.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Mehrkomponenten-Filamenten,
   wobei die Mehrkomponenten-Filamente auf einer Ablage zur Spinnvliesbahn abgelegt werden,
   wobei die Spinnvliesbahn als einzelne Vliesbahn durch Wasserstrahlbehandlung mit Hochdruckwasserstrahlen verfestigt wird,
   und wobei die Spinnvliesbahn nach der Wasserstrahlvertestigung zur Aktivierung einer Filamentkräuselung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Filamente meint im Rahmen der Erfindung Endlosfäden aus thermoplastischem Kunststoff, die zur Spinnvliesbahn abgelegt werden. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung aber auch kürzere Fasern zur Herstellung der Spinnvliesbahn eingesetzt werden. Insoweit meint der Begriff Filamente nach einer Ausführungsform auch kürzere Fasern.
Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit Bikomponenten-Filamenten gearbeitet. Die Bikomponenten-Filamente bestehen also aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen mit verschiedenen Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichem Ausdehnungsverhalten bzw. Schrumpfverhalten. Bikomponenten-Filamente haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren besonders bewährt.
Sehr bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Mehrkomponenten-Filamente mit Seite-an-Seite-Struktur eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Bikomponenten-Filamenten mit Seite-an-Seite-Struktur. Dabei wird entlang der Länge der Filamente ein Teil der Filamentoberfläche von einem ersten Polymer gebildet und der andere Teil der Filamentoberfläche von einem zweiten Polymer. Der Einsatz von Bikomponenten-Filamenten in Seite-an-Seite-Anordnung hat sich im Hinblick auf die Lösung des technischen Problems besonders bewährt und zu überraschenden, weiter unten noch genannten Vorteilen geführt.
Die Mehrkomponenten-Filamente bzw. Bikomponenten-Filamente werden mit einem geeigneten Düsenkopf bzw. mit einer geeigneten Spinnerette hergestellt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die austretenden Filamente gekühlt werden. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass die Filamente verstreckt werden. Zweckmäßigerweise werden die Filamente auf einer als endlos umlaufendes Ablegesiebband ausgebildeten Ablage zur Spinnvliesbahn abgelegt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verfestigung der abgelegten Spinnvliesbahn durch Wasserstrahlbehandlung. Bei dieser Wasserstrahlverfestigung verfestigen feine, sehr schnelle Wasserstrahlen den Vliesstoff. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die erfindungsgemäße Verfestigung durch Wasserstrahlbehandlung wesentlich zur Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems beiträgt.
Im Anschluss an die Wasserstrahlbehandlung wird die Spinnvliesbahn anschließend zur Aktivierung einer Filamentkräuselung einer Wärmebehandlung unterzogen. Aufgrund des unterschiedlichen Schrumpfverhaltens der Polymere, aus denen die Mehrkomponenten-Filamente bzw. die Bikomponenten-Filamente bestehen, entsteht durch die Wärmebehandlung bzw. thermische Behandlung eine Kräuselung. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung ganz besondere Bedeutung zukommt, wird die Wärmebehandlung als Heißluftbehandlung durchgeführt. Die Kräuselung der Filamente in der Spinnvliesbahn wird dabei also mit Hilfe von Heißluft aktiviert. Heißluftbehandlung meint insbesondere eine Behandlung mit Luft einer Temperatur über 60 °C.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren optimale mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Bauschigkeit der Spinnvliesbahn erzielt und eingestellt werden kann. Besondere Bedeutung kommt dabei der Kombination von Wasserstrahlverfestigung einerseits und nachgeschalteter Wärmebehandlung, insbesondere Heißluftbehandlung andererseits zu. Besonders bewährt haben sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Bikomponenten-Filamente mit Seite-an-Seite-Struktur. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit einer erfindungsgemäßen Wasserstrahlverfestigung sehr funktionssicher und gezielt große freie Filamentlängen eingestellt werden können. Bereits insoweit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren von anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfestigungsmaßnahmen. Nach der Verfestigung mit gezielter Einstellung der freien Filamentlängen wird dann bei der nachgeschalteten Wärmebehandlung, vorzugsweise Heißluftbehandlung, die Filamentkräuselung aktiviert, die aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungseigenschaften der Polymere zustande kommt. Aufgrund der bei der Wasserstrahlverfestigung möglichen gezielten und reproduzierbaren Einstellung der freien Filamentlängen der Bikomponenten-Filamente kann dann bei der Wärmebehandlung die Filamentkräuselung so aktiviert werden, dass ein Vlies mit überraschend hoher Bauschigkeit erhalten wird. Freie Filamentlänge meint im Übrigen die Länge eines Filamentabschnittes zwischen zwei Verfestigungspunkten. Bei der erfindungsgemäßen Kombination von Wasserstrahlverfestigung und anschließender Wärmebehandlung, insbesondere Heißluftbehandlung, kann ein überraschend hoher Kräuselungseffekt erzielt werden und vor allem gezielt eingestellt werden. Im Ergebnis können deshalb mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoffe mit hoher Bauschigkeit ohne weiteres reproduzierbar hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1
einen Schnitt durch ein Bikomponenten-Filament und
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt ein im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt eingesetztes Bikomponenten-Filament mit Seite-an-Seite-Struktur. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet das Polymer A die Hälfte der Querschnittsfläche des Filamentes und das Polymer B bildet die andere Hälfte dieser Querschnittsfläche. Diese Anordnung erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Filamentes. Es versteht sich, dass das Polymer A oder das Polymer B auch einen größeren Teil der Filamentquerschnittsfläche einnehmen kann. Fig. 1 zeigt insoweit nur eine mögliche Ausführungsform eines Bikomponenten-Filamentes mit Seite-an-Seite-Struktur. Die Polymere A und B weisen zweckmäßigerweise unterschiedliche Schrumpfungseigenschaften bzw. Ausdehnungseigenschaften auf.
Fig. 2 zeigt ganz schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Filamente 1 werden auf einer als endlos umlaufendes Ablegesiebband 2 ausgebildeten Ablage zur Spinnvliesbahn 5 abgelegt. Die Spinnvliesbahn 5 wird auf dem Ablegesiebband 1 in Richtung des Pfeiles C bewegt. In einer Verfestigungsvorrichtung 3 erfolgt eine Vliesverfestigung durch Wasserstrahlbehandlung bzw. durch Behandlung mit Hochdruckwasserstrahlen. Im Anschluss daran wird die Filamentkräuselung in einer Wärmebehandlungsvorrichtung 4 aktiviert, in der die Spinnvliesbahn 5 mit Heißluft beaufschlagt wird. Die Vorrichtung wurde in Fig. 2 sehr vereinfacht dargestellt und es versteht sich, dass weitere Verfahrensmaßnahmen und Vorrichtungskomponenten vorgesehen bzw. zwischengeschaltet sein können.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Mehrkomponenten-Filamenten,
    wobei die Mehrkomponenten-Filamente auf einer Ablage zur Spinnvliesbahn abgelegt werden,
    wobei im Anschluss daran die Spinnvliesbahn als einzelne Vliesbahn durch Wasserstrahlbehandlung mit Hochdruckwasserstrahlen verfestigt wird,
    und wobei die Spinnvliesbahn nach der Wasserstrahlenverfestigung zur Aktivierung einer Filamentkräuselung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mit Bikomponenten-Filamenten gearbeitet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei Mehrkomponenten-Filamente mit einer Seite-an-Seite-Struktur eingesetzt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wärmebehandlung als Heißluftbehandlung durchgeführt wird.
EP02017894A 2002-08-09 2002-08-09 Verfahren zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus Bikomponenten-Filamenten Expired - Lifetime EP1396567B2 (de)

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