DE19961240B4

DE19961240B4 - Verfahren zur Herstellung eines thermisch verfestigten Faservliesstoffes

Info

Publication number: DE19961240B4
Application number: DE19961240A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Böttcher
Original assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Current assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2019-12-19
Also published as: DE19961240A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines thermisch verfestigten Faservliesstoffes mit im Querschnitt angeordneten faserförmigen Bindeelementen, gekennzeichnet dadurch, dass auf die einem Flor- oder Vliesbildner zuzuführende Faserschicht (2) eine Bindefläche (3) aufgebracht wird, die aus einer splittfähigen Folie, einer geschlitzten Folie oder einem Klebevlies aus Fasern oder Filamenten besteht und die bei der mechanischen Flor- bzw. pneumatischen Vliesbildung eingesetzten Auflöseorgane (8, 9, 18) in einzelne faserförmige Bindeelemente (13) aufgeteilt und mit den Fasern (12) der Faserschicht (2) gleichmäßig vermischt werden und den Faserflor (10) bzw. das Wirrvlies (23) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch verfestigten Faservliesstoffes, insbesondere eines Thermobond-, Nadel-, Nähwirk- oder Wirbelvliesstoffes, mit für eine thermische Verfestigung enthaltenen Bindefaserelementen, der vorzugsweise in technischen Einsatzgebieten verwendet werden soll.
Es ist bereits bekannt, Faservliesstoffe mit einem massebezogenen Anteil von 5 -bis 50 % sogenannter Bindefasern herzustellen. Diese Bindefasern bestehen vollständig oder teilweise aus einem niedrig schmelzenden Polymer und ergeben bei entsprechender Hitzeeinwirkung im Flor, Vlies oder Vliesstoff an den Berührungsstellen untereinander oder mit den anderen Fasern feste Kleb- oder Verbindungspunkte. Die Bindefasern werden bei der Vliesstoffherstellung im Bereich der Faserauflösung und Fasermischung mit den anderen Fasern vermischt. Über die Arbeitsstufen der Florbildung, Vlieslegung und/oder mechanischen Verfestigung durch Nadeln, Nähwirken oder Verwirbeln mit Luft- oder Wasserstrahlen bewirkt der Bindefasereinsatz bei nachfolgender thermischer Behandlung eine Zusatzverfestigung oder der Flor bzw. das Vlies wird direkt einer thermischen Behandlung in Form der sogenannten Thermobondierung zugeführt und damit zum Vliesstoff verfestigt.
Die DE 88 07 017.4 U1 beschreibt ein Polsterteil für Sitz-, Liegemöbel oder dgl., bei dem die Polsterfüllung aus einem voluminösen Vliesstoff besteht, der thermofusionsfähige, punktuell miteinander verbundene Bindefasern enthält. Unter Zuführung von Wärme ist der Bindefaser-Vliesstoff zu einem Polsterformteil pressgeformt, wobei die im Innern des Vliesstoffes deformierten Bindefasern untereinander thermofusionierte Verbindungsstellen bilden und das Polsterformteil bleibend fixieren. Nach den Merkmalen des Anspruchs 3 besteht dieser Vliesstoff aus einem homogenen Gemisch von Bindefasern und Normalfasern, die untereinander thermofusionsmäßig verbunden sind.
Nachteiligt sind bei diesem Bindefasereinsatz der materielle und zeitliche Aufwand für die Herstellung der Bindefasern selbst und für die zusätzlichen Vermischungspassagen. Außerdem läßt diese klassische Bindefaserzumischung keine funktionale Anordnung der Bindefasern in einer oder mehreren Schichten des Vliesstoffquerschnittes zu.

Bekannt sind auch thermoplastische Klebeflächen in Form von Folien oder Vlies, die zur flächigen Verklebung von z. B. Vliesstoffen untereinander eingesetzt werden. So wird beispielsweise in dem Gebrauchsmuster 29 701 077 ein Nähwirkvliesstoff mit oberflächlich durch Nähfäden eingebundenem Klebvlies für die Verbindung mit Leder für Dekorteile in der Autoinnenausstattung beschrieben. Allerdings sind hiermit keine Verfestigungseffekte innerhalb des Vliesstoffquerschnittes erreichbar.

In dem Patent DD 128 958 wird die Herstellung eines textilen Verbundstoffes aus spaltbarer Folie und einem Vliesstoff beschrieben, wobei beide Komponenten durch Vernadeln verbunden sind. Dabei ist infolge der sandwichartigen Anordnung der splittfähigen Folie trotz des Nadelverbundes kein Bindefasereffekt erzielbar. Gleiches gilt für den in DD 128 958 beschriebenen Verbundstoff

In der DE 198 59 782 A1 wird ein streifenförmiges flächiges Bindeelement auf den Faserflor aufgelegt. Durch die Quertäfelung des Faserflores zum Faservlies entsteht im Vliesquerschnitt eine flächige Bindeschicht, aus der beim nachfolgenden Verfestigen des Vlieses zum Vliesstoff mechanisch, zum Beispiel durch Nadeln oder Wasserstrahlen, faserförmige Bindeelemente im Vliesquerschnitt angeordnet werden. Allerdings ergeben sich beim Quertäfeln des Faserflores zum Vlies an den Umkehrstellen der Florlegewalzen kleine Florverdoppelungen, die auch für das analoge Legen des Bindeelementstreifens zur flächigen Bindeschicht gelten und speziell bei wenigen Florlagen im Vlies unerwünschte stärkere Verklebungen verursachen. Außerdem erfordert diese effektive Einbringung von faserförmigen Bindeelementen meist eine mechanische Vliesverfestigung, mit der speziell bei vielen Florlagen im Vlies und demzufolge hohem Vliesgewicht nicht in jedem Fall eine gleichmäßige Verteilung der faserförmigen Bindeelemente über den gesamten Vliesstoff querschnitt erreichbar ist.

Erfindungsgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, unter Beseitigung der vorgenannten Nachteile einen thermisch verfestigten Vliesstoff bei dem bindefaserähnliche Elemente für die thermische Verfestigung eingebracht und verteilt sind, auf einfache Art und Weise kostensparend herzustellen. Die Lösung der Aufgabenstellung erfordert erfindungsgemäß eine spezielle Bindefläche und die geeignete Zuführstelle für die Bindefläche im Bereich der mechanischen Faserflor- bzw. der pneumatischen Vliesbildung.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anpruch 1 beschriebenen Erfindungsmerkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Arbeitsschritte für die Herstellung von Bindefasern und deren Mischung mit konventionellen Fasern entfallen. Erreicht wird auch eine gute Aufteilung in faserförmige Bindeelemente und deren gleichmäßige Anordnung in der gesamten Faserflorfläche und damit auch im gesamten Vliesstoffquerschnitt.

Außerdem ermöglicht die Erfindung, die Bindeelemente gezielt, bezogen auf die Menge und räumliche Anordnung, im Faservliesquerschnitt anzuordnen. Damit lassen sich thermisch verfestigte Vliesstoffe mit unterschiedlichen Querschnittsbereichen hinsichtlich Festigkeit und Struktur herstellen, was für die verschiedensten technischen Einsatzgebiete von Bedeutung ist.

Ausführungsbeispiele
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung der Faserflorbildung mit zugeführter Bindefläche auf einer Krempel,
2 die schematische Darstellung der pneumatischen Vliesbildung mit zugeführter Bindefläche auf einem Wirrvliesbildner,
3 den Querschnitt eines Faservlieses mit im ganzen Querschnitt verteilten faserförmigen Bindeelementen,
4 den Querschnitt eines Faservlieses mit zwei im Vliesquerschnitt unterschiedlich verteilten Zonen mit vorwiegend faserförmigen Bindeelementen.
Beispiel 1:
1 zeigt die Bildung eines Faservlieses, das mittels einer Vliesbildungsvorrichtung mit Florbildner und Querleger hergestellt wird. Auf die auf dem Zuführlattentuch 1 befindliche Faserschicht 2 wird die Bindefläche 3 aufgelegt. Die Zuführung der Faserschicht 2 und der Bindefläche 3 zur Krempel erfolgt über die Speisewalzen 4. Beim Passieren der Trommeln 5, 6 und 7 wird die Bindefläche 3 durch die Auflösesysteme der Arbeitswalzen 8 und der Wendewalzen 9, die aus unterschiedlichen Walzen mit unterschiedlichem Beschlag bestehen, in faserförmige Bindeelemente 13 aufgeteilt. Gleichzeitig erfolgt die gleichmäßige Verteilung dieser faserförmigen Bindeelemente 13 mit den Fasern 12 der Faserschicht 2 und die Formierung beider Komponenten zum Faserflor 10 (3), der über das Zuführband 11 einem Quertäfler zugeleitet und dort zum Vlies gelegt wird. Die Bindefläche 3 wird dabei in der gleichen Breite wie die Faserschicht 2 zugeführt.
Die Bindefläche 3 besteht erfindungsgemäß vollständig oder teilweise aus thermoplastischen Polymeren mit niedrigem Schmelzpunkt und ist von der Struktur her eine splittfähige Folie, eine geschlitzte Folie oder ein Klebevlies aus Fasern oder Filamenten. Das Gewicht der Bindefläche 3 wird so gewählt, daß ein zum Vlies zu legender Faserflor 10 mit einem Gewicht von 5 bis 40 g/m² mit einem massebezogenen Anteil an faserförmigen Bindeelementen 13 von 5 bis 50% erreichbar ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann beim Einsatz einer splittfähigen Bindefolie auch eine Vorfibrillierung in zusammenhängende faserförmige Bindeelemente 13 in einem separaten Fibrilliergerät vor dem Auflegen auf die Faserschichten 2 erfolgen.
Möglich ist auch, zur Erzielung eines speziellen Verfestigungseffektes in eine oder mehrere Zonen des Vliesstoffquerschnittes im Faservlies die Bindefläche 3 als Streifen in beliebigen Breitenbereichen der Faserschicht 2 zuzuführen. Die einzelnen streifenförmigen Bindeflächen 3 können dabei gleich oder unterschiedlich breit und aus gleichen oder unterschiedlichen Materialarten, wie beispielsweise Klebefolie oder Klebevlies, aus gleichen oder unterschiedlichen Polymeren in gleicher oder unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden. Dies ermöglicht die Anordnung verschiedener Bereiche mit vorwiegend faserförmigen Bindeelementen A, B (4) in unterschiedlichen Mengenanteilen im Vliesquerschnitt, so daß bei der nachträglichen thermischen Verfestigung unterschiedliche Querschnittsprofile, Oberflächenstrukturen und -festigkeiten im Vliesstoff erzielt werden, die für spezielle Einsatzgebiete, beispielsweise bei der Verarbeitung zu Formteilen, von Bedeutung sind. So kann beispielsweise der mittlere Vliesstoffquerschnitt stärker verfestigt werden, als die außenliegenden Schichten oder auch umgekehrt, d.h., an den Rändern werden faserförmige Bindeelemente 13 auf die Faserschicht 2 aufgelegt, während in der Mitte der Faserschicht 2 keine Bindelemente 13 vorhanden sind.
Beispiel 2:
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die 2 für eine pneumatische Vliesbildung. Bei dem dargestellten pneumatischen Vliesbildner wird das voraufgelöste Fasermaterial aus einem Kastenspeiser 14 in einen durch das Laufband 15 und das Leitblech 16 begrenzten Schacht transportiert. Von dort wird es über ein Walzenpaar 17 geführt und von der Schlagwalze 18 abgelöst, so daß kleine Faserflocken entstehen. Von der Schlagwalze 18 werden die abgelösten Fasern 12 mittels Absaugeinrichtungen zu den Dosierwalzen 19 weitergeleitet, die die Fasern 12 zu einem Vlies vereinigen. Gleichzeitig wird unmittelbar vor der Schlagwalze 18 die Bindefläche 3 von einer Rolle 22 zugeführt und von den Arbeitsorganen der Schlagwalze 18 in faserförmige Bindeelemente 13 aufgeteilt. Dabei entspricht die Breite der Bindefläche 3 der Breite des zu bildenden Wirrvlieses 23. Die Walze 20 ist als Siebtrommel ausgeführt, so daß mit Hilfe einer geeigneten Absaugeinrichtung die von der Schlagwalze 18 abgegebenen Fasern 12 und die aus der Bindefläche 3 gewonnenen faserförmigen Bindeelemente 13 gemeinsam angesaugt und ein Wirrvlies 23 gebildet wird. Das Wirrvlies 23 wird kontinuierlich abgezogen und über das Transportband 21 der Weiterverarbeitung zugeführt.
Als Bindefläche 3 kann wie im Beispiel 1 eine splittfähige oder geschlitzte Folie oder ein Klebevlies aus Fasern oder Filamenten zugeführt werden, die vollständig oder teilweise aus thermoplastischen Polymeren mit niedrigem Schmelzpunkt bestehen. Das Gewicht der Bindefläche 3 sollte hier so gewählt werden, daß ein massebezogener Anteil von faserförmigen Bindeelementen 13 von 5 bis 50% im herzustellenden Vlies erreichbar ist.

1: Zuführlattentuch
2: Faserschicht
3: Bindefläche
4: Speisewalze
5, 6, 7: Trommel
8: Arbeitswalze
9: Wendewalze
10: Faserflor
11: Zuführband
12: Faser
13: faserförmiges Bindeelement
14: Kastenspeiser
15: Lautband
16: Leitblech
17: Walzenpaar
18: Schlagwalze
19: Dosierwalze
20: Siebtrommel
21: Transportband
22: Rolle
23: Wirrvlies
A, B: Zonen aus vorwiegend faserförmigen Bindeelementen

Claims

Verfahren zur Herstellung eines thermisch verfestigten Faservliesstoffes mit im Querschnitt angeordneten faserförmigen Bindeelementen, gekennzeichnet dadurch, dass auf die einem Flor- oder Vliesbildner zuzuführende Faserschicht (2) eine Bindefläche (3) aufgebracht wird, die aus einer splittfähigen Folie, einer geschlitzten Folie oder einem Klebevlies aus Fasern oder Filamenten besteht und die bei der mechanischen Flor- bzw. pneumatischen Vliesbildung eingesetzten Auflöseorgane (8, 9, 18) in einzelne faserförmige Bindeelemente (13) aufgeteilt und mit den Fasern (12) der Faserschicht (2) gleichmäßig vermischt werden und den Faserflor (10) bzw. das Wirrvlies (23) bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die auf der Faserschicht (2) aufgelegte Bindefläche (3) vorfibrilliert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die auf die Faserschicht (2) aufgelegte Bindefläche (3) als breiter Streifen auf beliebige Breitenbereiche der Faserschicht (2) aufgebracht wird.