EP0727517B1 - Verfahren zur Herstellung eines verfestigten Faservlieses, verfestigtes Faservlies nach dieser Herstellungsart und Verwendung dieses Vlieses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses aus künstlichen Stapelfasern, wie Polyester- Polyethylen- oder Polypropylenfasern und/oder auch aus solchen Endlosfasern, und/oder Naturfasern, das in einer Dicke von 10 mm und mehr aus reinen Chemiefasern ohne Bindefasern, wie Bikomponenten- oder speziellen Schmelzfasern, und ohne Bindemitteln hergestellt wird.

Krempelfaservliese werden aus Fasern der unterschiedlichsten Art hergestellt. Ganz allgemein haben sie den Vorteil, daß die Kurzfasern im fertigen Vlies wirr durcheinander liegen und deshalb dem Vlies eine bessere Festigkeit in allen Zugrichtungen verleihen. Daneben gibt es Vliese aus Endlosfasern, die nach der Herstellung der Fasern unmittelbar zu einem Vlies z. B. auf ein Endlosband abgelegt werden. Die im von der Krempelmaschine gelieferten Vlies locker verlegten Fasern und auch die eines Spinnvlieses müssen aber zur Herstellung einer in der Praxis befriedigenden Festigkeit miteinander verbunden werden. Dazu ist es bekannt, das Vlies mechanisch zu vernadeln. Durch diesen im Grunde diskontinuierlichen und damit langsamen Verfestigungsvorgang wird das Volumen aber wesentlich vermindert, so daß ein solches mechanisch verfestigtes Nadelvlies für so manche Verwendungsmöglichkeiten nicht brauchbar ist. Außerdem sind dünne Vliese mechanisch gar nicht zu vernadeln.

Es ist weiterhin bekannt, den Fasern Bindemittel beizugeben, z. B. flüssig durch Aufsprühen oder mittels Schaumimprägnierung. Der Nachteil eines solchen Vlieses ist nicht nur die zusätzlich notwendige teure Chemikalie, die nur mit einer gewissen Umweltbelastung hergestellt werden kann, sondern auch die schlechtere Recyclefähigkeit.

Weiterhin ist es bekannt, den Vliesen Fasern niedriger schmelzende Chemiefasern wie auch Bikomponentenfasern beizumischen, die dann durch Wärmeeinwirkung zumindest angeschmolzen werden, damit sie mit den benachbarten Fasern des Vlieses verkleben. Hierbei sind die teuren Bindefasern und der zusätzlich notwendige Energieaufwand beim Erhitzen bis auf die Schmelztemperatur der Bindefasern von Nachteil.

Es ist auch bekannt, die Vliese der genannten Art mittels Wasser zu vernadeln. Die Wasservernadelung hat grundsätzlich den Vorteil, daß es kontinuierlich erfolgt, also höhere Produktionsgeschwindigkeiten möglich sind. Nachteilig sind jedoch die bei der Wasservernadelung entstehenden brettigen, papierähnlichen Produkte.

Dazu ist z. B. die US-A-4 868 958 zu nennen. In diesem Dokument ist zusätzlich eine besondere Konstruktion einer Wasservernadelungstrommel offenbart mit der die von außen auf die Warenbahn gespritzten Wasserstrahlen an der das Siebblech tragenden Konstruktion reflektieren sollen, um auch von unten her eine Verbesserung der Verfestigung der Warenbahn zu erzielen. Eine solche Wasserstrahlverfestigung muß eine Verfestigung quer durch das Vlies zur Folge haben, denn sonst können die Wasserstrahlen nicht noch zusätzlich aufgrund der ihnen noch innewohnenden Energie reflektiert werden. Dort werden aber nur Vliese mit einem Gewicht von vorzugsweise 100, besser 30 g/m² vernadelt, wozu die Vernadelung ggf. auch nur einmal und mit einem Wasserdruck von 20 - 100 bar erfolgen kann. Es wir dort keine Aussage darüber gemacht, daß mit dieser dort offenbarten Trommel ein voluminöses Vlies ohne Bindemittel erzielbar ist. Außerdem ist auch hier nicht von einem Vlies von bis zu 10 mm Dicke die Rede.

Weiterhin ist noch die EP-A-0 321237 zu nennen, die ein naß gelegtes Faservlies offenbart, das zur Verfestigung ebenfalls wasservernadelt wird. Das zu erzielende Vlies soll aber nicht voluminös, sondern flach verfestigt sein, und dabei eine hohe Zwischenschicht-Haftfestigkeit haben. Die Schrift führt dazu weiter aus, daß die vorbekannten trocken gelegten Vliese zur Verfestigung heiß verpreßt werden, was zwar eine ausreichende Oberflächenverfestigung bringt, aber nicht die dort gewünschte Querfestigkeit. Im weiteren geht das Dokument auch auf "Spunlaced"-Vliesstoffe ohne Klebstoffe ein, die auch durch Wasservernadelung verfestigt werden. Im Dokument wird dazu ausgesagt, daß diese Art von Vliese ungenügend verfestigt seien und gegenüber den naß verfestigten Vliesen nachteilig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines verfestigten voluminösen Vlieses, wie Krempelfaser- oder Spinnfaservlies, zu entwickeln, bei dem zur Verfestigung keine zusätzlichen Bindechemikalien oder Bindefasern notwendig sind und dennoch die erforderliche Festigkeit auch bei diesem voluminösen Vlies erzielt wird.

Ausgehend von dem Verfahren anfangs genannter Art, wird die Lösung dieser Aufgabe darin gesehen, daß zur Erzielung eines voluminösen, aber dennoch quer verfestigten Faservlieses ein Vlies aus Fasern mit einem Titer zwischen 1 - 15 den und mit einem Gewicht von bis zu 200 g/m² hergestellt und allein mittels einer einmaligen Wasservernadelung gleichmäßig beaufschlagt über die Oberfläche mit nur einem Wasserdruck von bis zu höchstens 60 bar, vorzugsweise 20 - 30 bar, verfestigt wird, und es dann eine Dichte von bis zu 0,05 g/cm³ aufweist.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß ein solches Vlies - so wie es von der Krempel oder von den Spinnbalken nach Ablage geliefert wird - zwar beim Wasservernadeln mit diesem Wasserdruck an Volumen verliert, aber nur unbedeutend wenig. Jedenfalls verfilzen die Fasern durch das Auftreffen der Wasserstrahlen mit dem geringen Wasserdruck derart, daß ein ausreichend verfestigtes Vlies von der nur einen Wasservernadelungsmaschine geliefert wird, um industriell verwendet werden zu können. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn vor der eigentlichen Wasservernadelung, das Vlies mit Wasser zur Befeuchtung unter Druck beblasen wird. Die Feuchtigkeit kann anschließend leicht aus dem Vlies abgesaugt und evtl. auch durch Wärme entfernt werden. Wegen des großen Volumens ist nur wenig Energie zur Herstellung des trockenen Vlieses notwendig.

Dieses wasservernadelte, voluminöse Vlies ist als Produkt ebenfalls Gegenstand dieser Erfindung. Dies gilt auch für die erfindungsgemäße Verwendung. Es wird auf die Patentansprüche verwiesen.

Dieses Verfahren zur Herstellung eines verfestigten voluminösen Vlieses ist zunächst nur auf die eine Seite des Vlieses angewendet. Die Rückseite (Unterstützungsseite) hat nach der Verfestigungsbehandlung eine andere Oberflächenstruktur. Sollen beide Seiten gleich strukturiert und oberflächenbehandelt sein, so ist selbstverständlich auch die andere Seite des Vlieses einer weiteren Wasservernadelungsmaschine zuzuführen. Dies hat aber mit dem grundsätzlichen Verfahren der einmaligen Behandlung nichts zu tun. Beim beidseitigen Vernadeln wird ein anderes Produkt gewünscht, das aber auch unter den Schutzumfang des Patents fällt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses aus künstlichen Stapelfasern, wie Polyester- Polyethylen- oder Polypropylenfasern, und/oder aus solchen Endlosfasern, und/oder Naturfasern, das in einer Dicke von 10 mm und mehr ohne Bindefasern, wie Bikomponenten- oder speziellen Schmelzfasern, und ohne Bindemitteln hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines voluminösen, aber dennoch quer verfestigten Faservlieses ein Vlies aus Fasern mit einem Titer zwischen 1 - 15 den und mit einem Gewicht von bis zu 200 g/m² hergestellt und allein mittels einer einmaligen Wasservernadelung gleichmäßig beaufschlagt über die Oberfläche mit nur einem Wasserdruck von bis zu höchstens 60 bar, vorzugsweise 20 - 30 bar, verfestigt wird, und es dann eine Dichte von bis zu 0,05 g/cm³ aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Art der Wasservernadelung zur Erzielung einer beidseitig gleichen Oberflächenstruktur des Vlieses zweifach durchgeführt wird, und zwar nacheinander auch auf der Rückseite des Vlieses.
3. Faservlies aus künstlichen Stapelfasern, wie Polyester- Polyethylen- oder Polypropylenfasern, und/oder aus solchen Endlosfasern, und/oder Naturfasern, das mit einem Gewicht von bis zu 200 g/m² in einer Dicke von 10 mm und mehr aus reinen Chemiefasern mit einem Titer größer 5 den ohne Bindefasern, wie Bikomponenten- oder speziellen Schmelzfasern, und ohne Bindemitteln hergestellt und mittels eines ein- oder beidseitig einmaligen Wasservernadelungsverfahrens mit nur einem Wasserdruck von bis zu höchstens 60 bar, vorzugsweise 20 - 30 bar zur Erzielung eines voluminösen Vlieses verfestigt ist, und dann eine Dichte von bis zu 0,05 g/cm³ aufweist.
4. Faservlies nach Anspruch 3 und dessen Fasern bei Verwendung von Stapelfasern eine Stapellänge von 36 - 75 mm oder länger aufweisen.
5. Faservlies nach Anspruch 3 oder 4 und das eine Dichte von 0,01 - 0,03 g/cm³ aufweist.
6. Faservlies nach Anspruch 3 bis 5 und das eine Reißfestigkeit von 5 - 100 N/5 cm, vorzugsweise 10 - 50 N/5 cm aufweist.
7. Verwendung des Faservlieses, das nach der Herstellungsart gemäß Anspruch 1 oder 2 verfestigt ist, als Dochtschicht im Hygiene- oder Sanitärbereich.
8. Verwendung des Faservlieses, das nach der Herstellungsart gemäß Anspruch 1 oder 2 verfestigt ist, als Filterprodukt.
9. Verwendung des Faservlieses, das nach der Herstellungsart gemäß Anspruch 1 oder 2 verfestigt ist, als Watteprodukt in der Kleiderindustrie.