DE19856223A1

DE19856223A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten, voluminösen Vliesbahn oder Folie

Info

Publication number: DE19856223A1
Application number: DE19856223A
Authority: DE
Inventors: Werner Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Fiberweb Corovin GmbH
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2018-12-05
Also published as: DK1155178T3; JP2002531726A; CN1109146C; EP1155178A1; ES2214909T3; CN1329686A; AU3035400A; WO2000034562A1; DE59908676D1; US6739024B1; ATE260354T1; DE19856223B4; EP1155178B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, voluminösen Vliesbahn oder Folie aus einem Thermoplasten durch Herstellung einer unstrukturierten Bahn und Nachbearbeitung der unstrukturierten Bahn durch ein Walzenpaar (10a, 10b), das aus einer Positivwalze (10a) mit zahlreichen, über die Walzenmantelfläche verteilten Positivkörpern und aus einer Negativwalze (10b) mit ebenso zahlreichen Mulden besteht. Während des Walzvorganges greifen die Positivkörper in die Mulden ein und recken die unstrukturierte Bahn im Bereich der Walzeneingriffe, so daß sich eine tiefgezogene, zahlreiche Vertiefungen aufweisende Bahnstruktur ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, voluminösen Vliesbahn oder Folie (im folgen den Bahn) aus einem Thermoplasten durch Herstellung einer un strukturierten Bahn und Nachbearbeitung der Bahn durch ein Walzenpaar, das aus einer Positivwalze mit zahlreichen, über die Walzenmantelfläche verteilten Positivkörpern und aus ei ner Negativwalze mit ebenso zahlreichen Vertiefungen besteht, wobei während des Walzvorgangs die Positivkörper in die Ver tiefungen eingreifen und die Bahn im Bereich der Walzenein griffe recken, so daß sich eine tiefgezogene, zahlreiche Ver tiefungen aufweisende Bahnstruktur ergibt.

Das vorgenannte Verfahren wird insbesondere angewandt zur Herstellung strukturierter, voluminöser Vliese (DE 195 47 319 A1). Hierbei wird zunächst ein Rohvlies aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten oder aus Stapelfasern hergestellt, aus denen ein Rohvlies hergestellt wird. Dieses Rohvlies wird durch ein zweites Walzenpaar nachbearbeitet, wobei die Noppen in die Vertiefungen eingreifen und das Rohvlies im Bereich der Walzeneingriffe nachrecken.

Ein ähnliches Verfahren kann auch angewandt werden auf eine unstrukturierte Folie oder auf eine Velourfolie, wie sie bei spielsweise nach DE 195 24 076 C1 bekannt ist.

Es stellt sich die Aufgabe, eine nach dem bekannten Verfahren hergestellte Folie oder Bahn in den mit Vertiefungen versehe nen Bereichen am Grunde dieser Vertiefungen mit einer Öff nung, Perforation oder auch nur Verdünnung zu versehen, so daß ein Dampf- oder Flüssigkeitsdurchtritt durch diese Perfo rationen oder Verdünnungen möglich ist.

Die Erfindung ist also auf dem Gebiet der Technologie der Herstellung von perforierten, dreidimensionalen Bahnen ange siedelt, wie sie insbesondere für disposable Hygieneprodukte eingesetzt werden. Dabei stellt sich insbesondere die Aufga be, bereits entwickelte Verfahren in relativ einfacher Weise dahingehend zu erweitern, daß die nach dem Verfahren herge stellten dreidimensional strukturierten Bahnen in zuverlässi ger Weise an den Vertiefungen mit Perforationen ausgestattet sind, ohne daß die wesentlichen Verfahrensschritte geändert werden müssen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine sich in zwei wesentli chen Ausführungsformen manifestierende Erfindung.

Zum einen kann das eingangs genannte Verfahren dadurch er gänzt werden, daß nach dem Durchlauf der Bahn durch den Wal zenspalt die verformte und noch an der Positivwalze haftende Bahn im Scheitelbereich der Noppen mit einem perforierenden, insbesondere aufreißenden Werkzeug kontaktiert und perfo riert, insbesondere aufgerissen wird, wobei jeweils wenig stens eine Perforation oder Verdünnung im Bereich der Sohle der Vertiefung erzeugt wird.

Bei diesem Verfahren wird also zunächst verformt und dann ei ne Perforation erzeugt.

Es ist aber auch umgekehrt möglich, zunächst eine Perforation anzulegen und diese nach dem Erst-Perforieren weiter aufzu reißen. Hierzu wird vorgeschlagen, daß vor dem Durchlauf der unstrukturierten Bahn durch den Walzenspalt die Bahn im spä teren Scheitelbereich der Noppen mit einem Werkzeug perfo riert oder verdünnt wird und jeweils wenigstens eine Perfora tion oder Verdünnung im Bereich der späteren Sohle der Ver tiefung erzeugt wird, und daß während des Walzvorganges die Positivkörper, die in die Vertiefungen eingreifen und die Bahn im Bereich der Walzeneingriffe recken, die Vertiefungen in deren Scheitelbereich weiter aufreißen und/der weiter ver dünnen.

Beide Verfahrensmöglichkeiten stellen Ausführungsformen der selben Erfindung dar, nämlich des Grundgedankens, daß bei ei ner Vertiefung im allgemeinen im Scheitelbereich eine größere Spannung erzeugt wird, die sich zwar im Laufe des Verfahrens und über eine gewisse Standzeit ausgleicht, jedoch im Moment der Entstehung dazu führt, daß ein eingebrachter Riß oder ei ne Verdünnung sich vergrößert oder ausdehnt, so daß hier an der gewünschten Stelle eine Perforationen oder, je nach Mate rialauswahl, eine Verdünnung entsteht.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für das aus der DE 195 47 319 bekannten Verfahren, bei dem bei Verwendung einer Vliesbahn zunächst ein Rohvlies hergestellt wird, das aus ei ner Vielzahl von Einzelfilamenten besteht, die gereckt werden und wirr zu einer Faserlage abgelegt werden, wobei das an fängliche Recken der Einzelfilamente lediglich im Bereich von 50 bis 70% der maximal möglichen Streckung erfolgt, und an schließend die Faserlage gepreßt und verschweißt wird und in dieser Form weiterverarbeitet wird. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann durch Eingreifen von Noppen, die das Rohvlies im Bereich der Walzeneingriffe nachrecken und entsprechend Per forationen hinterlassen.

Es ist aber auch möglich, allgemein zum Perforieren oder Ver dünnen eine weitere Walze zu verwenden, die die Positivwalze nach Durchlauf der Bahn bei noch aufliegender Bahn kontak tiert. Hierbei eignen sich vor allen Dingen Nadel- oder Heiß walzen. Die Nadel- bzw. Heißwalzen können mit einer Tempera tur von 140° bis 200°C in den Kontaktbereichen betrieben wer den.

Die Strukturierung des durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Produktes wird dadurch verbessert, daß die Ne gativwalze eine Gravur aufweist, die zu einer Gravur der Po sitivwalze invers ist, so daß beim Abwälzen der Walzen Erhe bungen, wie beispielsweise Stege und Noppen, die auf der Oberfläche einer der Walzen angeordnet sind, in kompatible Rillen und Mulden auf der Oberfläche der jeweils anderen Wal ze eingreifen.

Mit Vorteil sind die Positivkörper der Positivwalze in Reihen angeordnete Noppen, und die Oberfläche der Negativwalze weist in Achsenrichtung angeordnete Lamellenstege mit dazwischen liegenden Vertiefungen auf, so daß beim Abwälzen der Walzen gegeneinander die Lamellen in die von den Noppen freigehalte nen Gassen eingreifen.

Die Walzen des Walzenpaares können aus Metall bestehen. Ins besondere hat das Metall für beide Walzen im wesentlichen die gleiche Härte Rockwell (HRC) größer als 50 HRC.

Besonders vorteilhaft ist es, als Positiv- und/oder als Nega tivwalze eine solche Walze zu verwenden, die einen Metallkern aufweist und deren Außenmantel durch eine Kunststoffbeschich tung des Metallkerns gebildet ist. Ein solcher Kunststoff- Außenmantel ist insbesondere mittels eines Lasers gravierbar, wodurch die Walze auf schnelle und kostengünstige Weise mit Mustern beliebiger Ausprägung versehen werden kann. Da ein Gravur-Laser sehr exakt und vollautomatisiert führbar ist, können die Muster mit so hoher Präzision aufgebracht werden, daß es möglich ist, die kunststoffbeschichteten Oberflächen der Positiv- und der Negativwalze mit sehr feinen ineinander kämmenden Mustern zu versehen.

Die Höhe der Noppen beträgt vorzugsweise zwischen 0,8 und 2 mm. Hierbei steht im Vordergrund die dreidimensionale Struk tur des herzustellenden Bahngutes.

Die gegenseitigen Abstände der Noppen bei linearer Aufreihung sollten zwischen 1 und 2,5 mm liegen. Die Zahl der Noppen auf 100 cm² Walzenoberfläche liegt vorzugsweise zwischen 2000 und 3000.

Die Noppen können in verschiedenen Spitzenformen auslaufen, beispielsweise können sie zwiebelturmartig gestaltet sein oder in einer Pyramide mit einem Spitzenwinkel von 90° ± 20° auslaufen.

Die Walzen können auch verschieden hoch während des Verfah rens temperiert sein, wobei vorzugsweise die Temperatur der Negativwalze auf einer um wenigstens 20°C niedrigere Tempera tur eingestellt wird als die der Positivwalze.

Als Ausgangsmaterial für die Bahnherstellung eignen sich un ter anderem Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinyla kohol, Polyester, Polyetherester oder Polycarbonat.

Im wesentlichen sind alle Thermoplasten geeignet, aus denen sich auch strukturierte Folien nach den bekannten Verfahren herstellen lassen. Als Vliesstoffe können beispielsweise sol che verwendet werden, die aus den vorgenannten Thermoplasten nach dem Spunmelt-Verfahren, dem Kardier-Verfahren, dem Air laid-Verfahren, dem Spunlaced-Verfahren oder nach dem Melt- Blown-Verfahren hergestellt wurden.

Zur Verbesserung des Reckens wird vorgeschlagen, daß während aller Reck- und Perforiervorgänge die Bahn seitlich an den Walzenrändern straff gehalten wird.

Überraschenderweise kann als Ausgangsmaterial auch ein Vlies, eine Folie oder eine Velourfolie verwendet werden, das/die durch ein aus Noppen- und Matrizenwalze bestehendes Walzen paar geschickt wird und nach Durchlauf durch den Walzenspalt mit Hilfe einer auf die Velourfolie an die Noppen gedrückten Heißwalze, erforderlichenfalls unter Friktionierung, perfo riert wird. Herstellungsverfahren für eine solche Velourfolie sind aus der Patentschrift DE 195 24 076 bekannt. Mit dem vorliegenden Verfahren ist es möglich, in der Sohle der Ver tiefung eine Öffnung zu schaffen, so daß die Vertiefung prak tisch einen kleinen Trichter darstellt. Es wird eine volle Perforierung des Vlieses oder einer anderen Bahn erzielt, wo bei die bereits erzeugte oder noch zu erzeugende Dreidimen sionalität voll erhalten bleibt. Dabei ist erstaunlich, daß die Produktionsgeschwindigkeit schon im Versuchsstadium auf 300 Meter pro Minute gesteigert werden konnte. Diese Ge schwindigkeit läßt sich insbesondere durch Anwendung einer höheren Temperatur der Noppenwalze bei einer deutlich gerin geren Temperatur der Negativwalze erhöhen.

Insbesondere durch das zusätzliche Anpressen der bereits ver formten Bahn an die formgebende Positivwalze wird die Öffnung verbreitert und dort befindliche restliche Fasern verdrängt bzw. abgeschmolzen. Die Öffnungsstruktur des Vlieses oder der Bahn wird dadurch verbessert.

Eine Walzenanordnung als Teil einer Vorrichtung zur Durchfüh rung der vorgenannten Verfahrensmodifikationen ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit Positivkörpern versehene Positi vwalze mit einer Negativwalze kämmt und dem Walzenpaar eine weitere Positivwalze nachgeschaltet ist, deren Positiv bereiche bei der Rotation der Walzen mit den Vertiefungen der Negativwalze koinzidiert.

Dem Walzenpaar kann auch eine Nadelwalze nachgeschaltet sein, mit der die noch auf den Positivkörpern aufliegende, schon mit Vertiefungen versehene Bahn perforierbar ist. Hierbei ist eine besonders dichte Nadelwalze erforderlich, die mindestens 5 bis 50 Nadeln pro cm² Walzenoberfläche trägt.

Die bereits genannte zweite Verfahrensversion geht den umge kehrten Weg. Hier ist eine genau strukturierte, beheizte Na delwalze erforderlich, um eine gezielte Vorperforation der Bahn zu bewirken. Im folgenden Walzenumlauf wird durch das Eingreifen der Positivwalze jeweils vorhandene Perforation ausgeweitet und stabilisiert. Eine Matrizenwalze nimmt die Mitte im Walzenständer ein. Die Positivwalze wird darunter angeordnet. Oben im Walzenständer wird eine beheizbare Nadel walze angebracht, die mit Einzelnadeln oder Nadelbüscheln be stückt ist. Die Lokalisierungen der Einzelnadeln bzw. Nadel büschel sind bei Rotation der Walzen mit den Erhöhungen der Positivwalze kompatibel. Die Nadelwalze läuft mit der Positi vwalze synchron und perforiert eine Bahn bei deren Durchlauf in einem ersten Arbeitsgang dort, wo im weiteren Verlauf der Bahnbearbeitung Vertiefungen entstehen.

Dabei wird die Temperatur der Nadelwalze an der Spitze der Nadel auf 140° und 250°C gebracht, wenn es sich um Poly ethylen oder Polypropylen handelt. Bei Polyestern und anderen Kunststoffen liegt diese Temperatur höher, beispielsweise bei 180° bis 300°C.

Die Nadelwalze perforiert die Bahn mechanisch oder schmilzt Fasern oder Film, so daß eine stabile Vorperforation ent steht. Die von der Positivwalze abgezogene Bahn zeigt auch nach Einbringen der Vertiefung eine klare und definierte Öff nung. Die Dreidimensionalität bleibt erhalten. Zunächst ist das von der Nadelwalze ausgebildete Loch sehr klein, bei spielsweise 0,05 bis 0,1 mm Durchmesser. Es wird dann auf ei nen Durchmesser von 0,5 bis 1,4 mm gebracht durch den geziel ten Eingriff der Noppenwalze. Die Bahn ist entsprechend dehn fähig von ihrer Materialauswahl einzustellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich nung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzel nen:

Fig. 1 schematisch den Herstellungsprozeß einer dreidimen sional strukturierten und mit Öffnungen versehenen Vliesstoffes oder Folie;

Fig. 2 ein vergrößertes Detail aus der Fig. 1, nämlich ei ne Walzenanordnung;

Fig. 3 eine Walzenanordnung in veränderter Ausführungsform;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Walzenanordnung;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Walzenanordnung;

Fig. 6 ein Beispiel einer dreidimensionalen strukturierten Folie in schematisierter Darstellung;

Fig. 7 eine andere Folienstruktur im Schnitt.

In Fig. 1 ist schematisch der Werdegang eines strukturier ten, voluminösen Vlieses dargestellt. In einem Vorratssilo 1 ist ein thermoplastisches Granulat, beispielsweise aus einem entsprechend zu einem Vlies verarbeitbaren Polyethylen, Poly propylen, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyester, Polyethere ster oder Polycarbonat enthalten. Es gelangt in einen beheiz baren Extruder 2, wo es plastifiziert und von der Extruder schnecke 2' bis zur Düse 3 des Extruders gefördert wird. An schließend wird das Extrudat über einen Führungsrüssel 4 in eine Spinndüse eingespeist und entsprechend dem sogenannten Spunlaced-Verfahren als Filament in einen Attenuator 18 ge kühlt und gereckt. Hier wird die Einzelfaser nicht voll ver streckt. Lediglich ein Verstreckungsgrad von 60 bis 70% bei Polyethylen und Polypropylen bzw. von 50 bis 70% bei Poly estern oder bei Polyamid ist vorteilhaft. Dies steht im Ge gensatz zu den sonst üblichen Reckbedingungen, die eine mög lichst volle Prozeßverstreckung schon aus Materialersparnis gründen vorziehen. In einem sogenannten Disperser 19 werden die Fäden wirr durcheinander gelegt und gekühlt (Kühlgebläse 22). Der gereckte Spinnstrang 6 wird auf einem Netzförderer 7 abgelegt, der mit einem Vakuumrahmen 8 unterlegt ist, so daß sich die Wirrfaser flach auf den Netzförderer 7 auflegt. Er wird dann zwischen einem ersten Walzenpaar, nämlich Kalander walzen 91, 9b, komprimiert. Nach der Bearbeitung erhält man eine Rohvliesbahn 12. Diese hat noch ein Flächengewicht von etwa 20 g/m² und ist nur wenige Millimeter dick.

Der Rohstrang gelangt dann zu einem Walzenständer 20. In dem Walzenständer sind drei Walzen übereinander angeordnet. Zu nächst gelangt das Rohvlies 12 in den Walzenspalt 21 zwischen den beiden Walzen 10a und 10b. Die Walze 10a ist eine Positivwalze mit zahlreichen, über die Walzenmantelfläche verteilten Noppen, wie sie beispielsweise aus Fig. 2 hervor gehen. Die Noppen können eine Pyramidenstumpf- oder Kegel stumpfform haben, sie können aber auch spitz zulaufen, bei spielsweise in einer Pyramide mit einem spitzen Winkel von 90° ± 20°. Nach dem Durchlauf der Bahn 12 durch den Walzen spalt 21 wird die verformte und noch an der Positivwalze 10a haftende Bahn im Scheitelbereich der Noppen wiederum in einen weiteren Walzenspalt 41 eingeführt, wo eine weitere Negativ walze 31 angeordnet ist, die jedoch so eingestellt ist, daß die entsprechenden Positivteile jeweils gegen die Noppenau ßenseite drücken und im Scheitelbereich der Noppen eine Per foration in der vorgeformten Bahn 12 hervorrufen, die sich aufgrund der bestehenden Spannung erweitert. Die Folie wird dann über Kopf abgezogen und stellt eine dreidimensional strukturierte Folie mit definierten Öffnungen dar. Die Folie wird also zusätzlich auf die formgebende Noppenwalze nochmals aufgepreßt, wodurch sich die Vliesöffnung ergibt und verbrei tert. Vorhandene restliche Fasern werden verdrängt oder abge schmolzen.

Anstelle eines Rohvlieses kann auch eine Velourfolle verwen det werden. Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Bearbeitung ei ner solchen Folie. Die Folie läuft als unstrukturierte Bahn 32 mit einer Materialstärke von 60 µm mit ihrer Velour- Oberseite gegen die Noppenwalze 10a in den Walzenspalt 21 ein. Im Walzenspalt 21 wird die unstrukturierte Bahn 32 umge formt und eine dreidimensionale Struktur mit zahlreichen fei nen Zylindern herausgezogen. Die Struktur im einzelnen ent spricht der jeweiligen Walzenoberfläche.

Gegen die Walze 10a wird eine 140° heiße Stahlwalze 23 ange stellt und leicht friktionierend gegen die Walze 10a gefah ren. Die Heizwalze, die antihaftend an ihrer Oberfläche aus geführt ist, bewegt sich gegen die vorbeilaufende Walze 10a und bewirkt das Öffnen der zurückschrumpfenden Folie und Auf reißen im Bereich der Sohle der Vertiefung. Es ergibt sich damit ein kleiner Trichter, der am Boden eine Öffnung auf weist. Nach der zweiten Umformung wird die perforierte und dreidimensional umgeformte Folie von der Walze 31.

abgezogen, gekühlt und aufgewickelt. Die Oberfläche zeigt ei nen gleichmäßigen, sehr feinen Veloureffekt. Die Herstellung der Folie als solche ist beschrieben in der Patentschrift DE 195 24 076.

Insbesondere wird das in der genannten Schrift erwähnte Mehr schichtverfahren verwendet. Die Oberschicht ist 40 µm und die Rückenschicht 20 µm dick. Bei der Oberfolie handelt es sich um ein Gemisch aus zwei nach dem Metallocen-Verfahren herge stellten HDPE-Produkten. Die Folie enthält zusätzlich Gleit mittel, Pigmente, Stabilisatoren und Trennmittel. Für die Rückseite wird ein HDPE eingesetzt, das einen geringeren Schmelzindex aufweist. Die Folie kann nach dem bekannten Chill-Roll-Verfahren hergestellt werden und mit einem Velour effekt versehen sein. Die bei dem Veloureffekt entstehenden Noppen können auch noch gedehnt werden. Anstelle der Stahl walze 23 kann auch eine sehr dichte Bürstenwalze mit Stahl spitzen vorgesehen werden. Hier wird zunächst eine Folie in den Walzenspalt 21 eingeführt, sodann wird die Bürstenwalze noch auf den Noppen liegend bearbeitet, so daß sich Verdün nungen und Perforationen in der bereits verformten Folie er geben. Anschließend werden die schon vorstrukturierten Ver tiefungen nochmals eingedrückt und damit eine sehr deutlich auszumachende dreidimensionale Struktur mit Öffnungen in den Sohlen der Vertiefungen erzeugt.

Im vorliegenden Beispiel hat die Negativwalze 10b eine Tempe ratur von 40 bis 60°C, die mittlere Walze eine Temperatur von etwa 150°C und die obere Negativwalze 31 wiederum eine Tempe ratur von nur 40 bis 60°C. Die Bürstenwalze kann ebenfalls auf eine Temperatur von 120 bis 150°C gebracht werden.

In Fig. 4 ist eine Walzenanordnung dargestellt, bei der zu nächst die unstrukturierte Bahn 32 in einen Walzenspalt 25 eingeführt wird, wobei mit Hilfe einer Nadelwalze 24 vor dem Durchlauf der unstrukturierten Bahn 32 durch den weiteren Walzenspalt 21 im späteren Scheitelbereich der Noppen 11 die se Walze 24 das Material perforiert oder verdünnt und jeweils wenigstens eine Perforation der Verdünnung im Bereich der späteren Sohle der Vertiefung erzeugt wird. Die weitergeführ te Folie gelangt dann in den Walzenspalt 21, wo während des Walzvorgangs die Positivkörper, das heißt Noppen 11, in die Vertiefungen eingreifen und die Bahn 32 im Bereich der Wal zeneingriffe recken. Dabei werden die Vertiefungen in deren Scheitelbereich weiter aufgerissen und/oder weiter verdünnt. Die strukturierte und perforierte Bahn wird von der Walze 10a abgezogen und einer Weiterverarbeitung zugeführt.

Hierbei beträgt die Temperatur der Walze 10a etwa 140 bis 160°C, während die Walze 10b lediglich eine Temperatur von 40°C aufweist. Die Nadelwalze 24 wird auf eine Nadelspitzen temperatur von 160°C geheizt. Verwendbar ist der Walzenstän der gemäß Fig. 4 für Vliesstoffe oder Folien.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante. Hier wird eine struktu rierte oder gerauhte oder velourisierte, ansonsten aber un strukturierte Bahn 32 in den Walzenspalt 21 zwischen einer Positivwalze 10a und einer Negativwalze 10b eingeführt und hierdurch einer ersten Strukturierung unterworfen. Mit Hilfe einer Heißwalze 26, die auf eine Temperatur von 120° bis 130°C gebracht ist und leicht friktionierend arbeitet, wird die auf den Noppen 11 liegende Bahn aufgerissen, das heißt mit Verdünnungen und Perforationen versehen. Anschließend wird die Bahn nochmals in einen Spalt 25 zwischen einer Nega tivwalze 27 und der Positivwalze 10a eingeführt und nochmals tiefgezogen und gedehnt. Diese Walze hat eine Temperatur von 60°C. Hier wiederum wird das Folienmaterial weitergedehnt, so daß die schon latent vorhandenen Verdünnungen und Perforatio nen, die noch relativ fein sind, vergrößert werden und sich eine gleichmäßige dreidimensionale Struktur mit Öffnungen an den jeweiligen Muldensohlen ergibt. Die strukturierte Fo lie 33 wird über einen Folienabzug 34 abgezogen und einem La ger zugeführt. Verwendet wird hierzu eine Ausgangsfolie auf der Basis von Polyethylen mit elastischen Eigenschaften, die als Zweischichtfolie hergestellt ist. Die Folie ist mit 2,5% Titandioxid und Gleitmittel versehen. Die Ausgangsfolie hat beispielsweise eine Stärke von 50 µm und kann anschließend für Hygieneanwendungen gut eingesetzt werden. Sie zeigt eine schnelle Eindringfähigkeit für Feuchtigkeit und weist auf grund ihrer Dreidimensionalität hervorragende rewetting-Werte auf. Durch Füllung mit Kaolin, Kreide oder Titandioxid kann die Folie einen sehr "trockenen Griff" bekommen.

In Fig. 6 ist in vergrößerter Darstellung und schematisiert eine Folienstruktur dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Mulden 120 eine etwa pyramidstumpfartige Form haben und mit Perforationen 122 an der Muldensohle versehen sind. Die Mul den sind durch Stege 121 voneinander getrennt. Die Größenver hältnisse sind durch die Maßstäbe "1 cm" verdeutlicht.

Fig. 7 zeigt eine ähnliche Struktur. Hierbei ist eine Ve lourfolie verwendet worden, die jeweils mit sehr feinen zy linderförmigen Mulden versehen ist, die in ihrem Grunde je weils geöffnet sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, volu minösen Vliesbahn oder Folie (im folgenden Bahn) aus ei nem Thermoplasten durch Herstellung einer unstrukturier ten Bahn und Nachbearbeitung der unstrukturierte Bahn (12) durch ein Walzenpaar (10a, 10b), das aus einer Posi tivwalze (10a) mit zahlreichen, über die Walzenmantelflä che verteilten Positivkörpern (11) und aus einer Negativ walze (10b) mit ebenso zahlreichen Mulden (14) besteht, wobei während des Walzvorganges die Positivkörper in die Mulden eingreifen und die unstrukturierte Bahn (12) im Bereich der Walzeneingriffe recken, so daß sich eine tiefgezogene, zahlreiche Vertiefungen aufweisende Bahn struktur ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchlauf der Bahn (12) durch den Walzenspalt die verformte und noch an der Positivwalze haftende Bahn im Scheitelbereich der Noppen mit einem perforierenden, insbesondere aufrei ßenden Werkzeug kontaktiert und perforiert, insbesondere aufgerissen wird, wobei jeweils wenigstens eine Perfora tion oder Verdünnung im Bereich der Sohle der Vertiefung erzeugt wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten, voluminö sen Vliesbahn oder Folie (im folgenden unstrukturierte Bahn) aus einem Thermoplasten durch Herstellung einer un strukturierten Bahn und Nachbearbeitung der unstruktu rierte Bahn (12) durch ein Walzenpaar (10a, 10b), das aus einer Positivwalze (10a) mit zahlreichen, über die Wal zenmantelfläche verteilten Positivkörpern (11) und aus einer Negativwalze (10b) mit ebenso zahlreichen Mulden (14) besteht, wobei während des Walzvorganges die Posi tivkörper in die Mulden eingreifen und die unstrukturier te Bahn (12) im Bereich der Walzeneingriffe recken, so daß sich eine tiefgezogene, zahlreiche Vertiefungen auf weisende Bahnstruktur ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Durchlauf der unstrukturierten Bahn durch den Walzenspalt die Bahn im späteren Scheitelbereich der Noppen mit einem Werkzeug perforiert oder verdünnt wird und jeweils wenigstens eine Perforation oder Verdünnung im Bereich der späteren Sohle der Vertiefung erzeugt wird, und daß während des Walzvor ganges die Positivkörper, die in die Vertiefungen ein greifen und die unstrukturierte Bahn (32) im Bereich der Walzeneingriffe recken, die Vertiefungen in deren Schei telbereich weiter aufreißen und/oder weiter verdünnen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Vliesbahn zunächst ein Rohvlies hergestellt wird, das aus einer Vielzahl von Einzelfila menten besteht, die gereckt werden und wirr zu einer Fa serlage abgelegt werden, wobei das anfängliche Recken der Einzelfilamente lediglich im Bereich von 50 bis 70% der maximal möglichen Streckung erfolgt, und anschließend die Faserlage gepreßt und verschweißt wird und in dieser Form weiter verarbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug zum Perforieren oder Verdünnen eine weitere Walze verwendet wird, die die Positivwalze nach Durchlauf der Bahn bei noch aufliegender Bahn kontaktiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze eine Nadelwalze ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze eine Heißwalze ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestückung der Nadelwalze 5 bis 50 Nadeln pro cm² Walzenoberfläche beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelwalze bei einer Temperatur der Nadelspitzen zwi schen 140 bis 200°C betrieben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Negativwalze (10b) eine Gravur auf weist, die zu einer Gravur (10a) der Positivwalze (10a) invers ist, so daß beim Abwälzen der Walzen (10a, 10b) Stege und Noppen (11), die auf der Oberfläche einer der Walzen (10a, 10b) angeordnet sind, in kompatible Rillen und Mulden (14) auf der Oberfläche der jeweils anderen Walze eingreifen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Positivkörper der Positivwalze in Reihen angeordnete Noppen (11) sind, und die Oberfläche der Negativwalze weist in Achsenrichtung angeordnete Lamellenstege (13) mit dazwischenliegenden Mulden (14) auf, so daß beim Ab wälzen der Walzen gegeneinander die Lamellen in die von den Noppen freigehaltenen Gassen eingreifen.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß die Außenmäntel der Walzen (10a, 10b) aus Metall bestehen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen des Walzenpaares (10a, 10b) aus Metall im we sentlichen gleicher Härte mit einer Härte Rockwell (HRC) größer als 50 HRC bestehen.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens eine der Walzen (10a, 10b) einen Au ßenmantel aus einer lasergravierten Kunststoffbeschich tung aufweist.

14. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Noppen zwischen 0,8 und 2 mm ist.

15. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Ab stand der Noppen bei linearer Aufreihung zwischen 1 und 2, 5 mm liegt.

16. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Noppen auf 100 cm² Walzenoberfläche zwischen 2000 und 3000 liegt.

17. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen in einer Spitze auslaufen.

18. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppenspitzen zwiebelturmartig gestaltet sind.

19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppenspitze in einer Pyramide mit einem Spitzenwin kel von 90° ± 20° ausläuft.

20. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (10a, 10b) verschieden hoch temperiert sind.

21. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Negativwalze auf eine um wenigstens 20°C niedrigere Tem peratur als die der Positivwalze eingestellt wird.

22. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung eines Vlieses während des zweiten Reckens das Rohvlies auf einer Temperatur gehalten wird, die im wesentlichen der Temperatur gleicht, die während des ersten Reckens herrschte.

23. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial für die Bahnherstellung ein Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyester, Polyetherester oder Polycarbonat verwendet wird.

24. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vliesstoffe sol che verwendet werden, die nach dem Spunmelt-Verfahren, dem Kardier-Verfahren, dem Airlaid-Verfahren, dem Spun laced-Verfahren oder nach dem Melt-Blown-Verfahren herge stellt wurden.

25. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Reckvor gänge die Bahn (12) seitlich an den Walzenrändern straff gehalten wird.

26. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Vlies, eine Folie oder eine Velourfolie verwendet wird, das/die durch ein aus Noppen- und Matrizenwalze be stehendes Walzenpaar geschickt wird und nach Durchlauf durch den Walzenspalt mithilfe einer auf die Velourfolie an die Noppen gedrückten Heißwalze, erforderlichenfalls unter Friktionierung, perforiert wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Velourseite zur Achse der Noppenwalze zeigt.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Perforieren mit der Heißwalze eine weitere Pa trizen-/Matrizenwalzenkombination durchlaufen wird.

29. Walzenanordnung als Teil einer Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Po sitivkörpern versehene Positivwalze (10a) mit einer Nega tivwalze (10b) kämmt und dem Walzenpaar (10a, 10b) eine weitere Positivwalze nachgeschaltet ist, deren Positivbe reiche bei der Rotation der Walzen mit den Mulden der Ne gativwalze koinzidiert.

30. Walzenanordnung als Teil einer Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorherge henden Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, die mit Positivkörpern versehene Positivwalze (10a) mit einer Negativwalze (10b) kämmt und dem Walzenpaar (10a, 10b) ei ne Nadelwalze nachgeschaltet ist, mit der die noch auf den Positivkörpern aufliegende, schon mit Vertiefungen versehene Bahn perforierbar ist.

31. Walzenanordnung als Teil einer Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorherge henden Ansprüche 2 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Einzelnadeln oder Nadelbüscheln bestückte Nadel walze, bei der die Lokalisierungen der Einzelnadeln bzw. Nadelbüschel bei Rotation der Walzen mit den Erhöhungen der Positivwalze kompatibel sind, mit der Positivwalze synchron läuft und bei Durchlauf einer unstrukturierte Bahn diese in einem ersten Arbeitsgang in den Bereichen perforierbar ist, wo im weiteren Verlauf der Bahnbearbei tung Vertiefungen entstehen.

32. Walzenanordnung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spitzen der Einzelnadeln und Nadelbü schel auf eine Temperatur zwischen 140° und 250°C erwärm bar sind.