DE102004024134B4

DE102004024134B4 - Absorbierende Textilstruktur

Info

Publication number: DE102004024134B4
Application number: DE102004024134A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Steinbach; Christoph Tautenhahn; Ronny Mackiewicz; Frank Landgraf; Rainer Lindner
Original assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Current assignee: Saechsisches Textilforschungsinstitut STFI eV
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2011-11-03
Anticipated expiration: 2024-05-15
Also published as: DE102004024134A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine absorbierende Textilstruktur mit hoher Absorptionsleistung für Öle, Emulsionen, Chemikalien sowie andere Wasser- und Bodenschadstoffe, bestehend aus einem Verbund mit einem umhüllten Saugkern, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen einer dünnen, durchlässigen, dimensionsstabilen und flusenfreien Grund- und Deckschicht (1, 2) eine saug- und speicherfähige Schicht (3) angeordnet ist, die aus einer in wirrer Lage angeordneten Endlosfilamenten gebildet wird und alle Schichten (1; 2; 3) miteinander verbunden sind. Durch Variation der eingesetzten außenliegenden Vliesstoffschichten und dem mittig eingeschlossenen weitgehend unverfestigten Filamentvliesstoff kann in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet zur Aufnahme von Schadstoffen eine absorbierenden Textilstruktur mit optimal angepassten Funktionseigenschaften zur Verfügung gestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine absorbierende Textilstruktur aus einem Verbundstoff mit umhülltem Saugkern, die eine hohe Absorptionsleistung für Ole, Emulsionen, Chemikalien sowie andere Wasser- und Bodenschadstoffe aufweist und insbesondere als Saugmatte oder Putztücher verwendet wird.
Der Einsatz von Absorptionsmitteln erfolgt vorzugsweise in Form von Olbindern Die außere und innere Oberflache sowie die spezielle Saug- und Binde-(Sorptions-)fähigkeiten ermoglichen es diesen Materialien, Ole aufzunehmen und festzuhalten Das verwendete Grundmaterial ist vielfach so aufbereitet, dass es ölanziehend (oleophil) und wasserabweisend (hydrophob) wird. Dabei werden Olbinder als feinkornige Materialien oder in vielfaltigen Sonderformen (Fasern, Granulate, Kugeln, Würfel, Vliese, Tucher, olbindende Sperren usw.) eingesetzt.
Auch einschichtige Polypropylen-Faser-Vliesstoffe, (bekannt unter dem Namen SUPER SORB^®) werden als Olbindemittel zum Aufsaugen von Ofen und Chemikalien verwendet, die in Form von Olsperren, Olschleiern, Vliesbahnen, Saugmatten, Saugkissen, Saugtüchern oder Streuvlies zum Einsatz kommen.
Eine aus der EP 0 649 895 A1 bekannte Saugmatte zur Aufnahme öliger und wässriger Flussigkeiten enthalt einen von einer flussigkeitsdurchlassigen Umhullung umgebenen Kern aus einem saug- und speicherfahigen Werkstoff Der Kern besteht aus einem textilen Faser-Vliesstoff aus etwa 70–80% Polypropylen und 30–20% Viskose Dieser Kern aus Faser-Vliesstoff ist mit einer Gewebeumhullung aus etwa 60–70% Polyester und 40–30% Baumwolle umgeben Die Erfindung verwendet einen Saugkern, der Regeneratfasern oder native Fasern anteilig beinhaltet, damit ist der Saugkern nicht frei von absoptiven zellulosischen Bestandteilen Die Verbundherstellung erfolgt diskontinuierlich durch Steppnahte in Quer- und Langsrichtung. Die Verbindungstechnologie Nahen ist bekannt als ein kostenintensiver Prozess.
Die DE 38 84 066 T2 beschreibt einen Gegenstand zum Absorbieren von Olen, der einen porosen Außenstoff aufweist, welcher faserige Absorptionsteilchen enthalt Der Außenstoff ist eine ungewebte faserige Polyolefin-Schicht aus Polyethylen oder Polypropylen, die mit elastischen Faden versteppt ist.
Einschubseite 1a zur Beschreibung
In der DE 93 10 408 U1 wird ein Ölbindevliesstoff beschrieben, der ein Reinfaserprodukt aus zum Teil silikonisierten Polypropylen-Stapelfasern unterschiedlicher Feinheiten ist, wobei zur Erhöhung der Reißfestigkeit zusatzlich Polypropylen-Endlosfasern (Filamente) in das kreuzgelegte Vlies eingearbeitet werden. Die Verfestigung des Faserverbund erfolgt rein mechanisch durch Vernadelung mit Filznadeln.
In der Schrift JP 2000 355 866 A1 wird ein Vlies aus Endlosfilamenten (Bikomponenten mit zwei unterschiedlich schmelzenden Anteilen) beschrieben, welches punktuell thermisch gebunden ist. Bei dem thermischen Verbinden durch punktuelles Verschweißen werden durch das plastische Umformen der thermoplastischen Faseranteile eine geringere Voluminositat und somit schlechtere Absorptionseigenschaften und Speichereigenschaften als bei einem mechanisch genadelten oder vernähten Vlies erzielt.
Des Werteren werden als textile Absorptionsmaterialien auch konfektionierte Vliesstoffe aus Stapelfasern, feintitrige Spinnvliesstoffe und Meltblown-Vliesstoffe verwendet Außerdem ist die Verwendung von Textilien, die mit Sorptionsmitteln (Bentonite, Zeolithe) gefullt sind, bekannt, die ebenfalls in vielfaltigen Sonderformen, wie Vliese, Tücher, olbindende Sperren oder dgl zur Verfugung stehen.
Jedoch hat der Stand der Technik aus verschiedenen Gründen den Bedarf nach funktionsgerechten Ölabsorbern, die sowohl ein hohes Absorptionsvermögen als auch eine problemlose Herstellung und eine umfangreiche Anwendung aufweisen, nicht erfüllt. Bei den bereits bekannten Ölabsorber in Form von Kissen, Matten, Vliesstoffen ect. ist die Verwendung von zusätzlichen Sorbtionsmitteln, die Verfestigung durch Vernadeln, Übernähen oder Vermaschen, die zu einer Reduzierung des Absorptionsvermögens führt und die nicht flusenfreie Oberfläche als Nachteil anzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Textilstruktur zur Beseitigung von ölhaltigen Verschmutzungen mit optimalen Funktionseigenschaften bereitzustellen, die einen einfachen und schnellen Einsatz und zugleich die Möglichkeit der Anpassung an örtlich unterschiedliche Untergrundverhältnisse gewährleistet.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angeführten Merkmale. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der variablen Gestaltung der erfindungsgemäßen absorbierenden Textilstruktur durch ihre einfache und leichte Konstruktion, die einen Verbund aus einer dünnen, durchlässigen, flusenfreien und dimensionsstabilen Grund- und Deckschicht und einer darin eingebetteten Absorptionsschicht umfasst.
Durch Variation der eingesetzten außenliegenden Vliesstoffschichten und dem mittig eingeschlossenen weitgehend unverfestigten Filamentvliesstoff kann in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet zur Aufnahme von Schadstoffen eine absorbierende Textilstruktur mit optimal angepassten Funktionseigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Eine ausreichende Flexibilität der Textilstruktur und der damit möglichen problemlosen Anpassung an die zu reinigenden Flächen ist als weiterer Vorteil anzusehen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt die Textilstruktur in einer schematischen Querschnittsansicht.
Wie in der Figur dargestellt, beinhaltet die erfindungsgemäße Lösung eine absorbierende Textilstruktur, bei der zwischen einer Grundschicht 1 und einer Deckschicht 2 eine saug- und speicherfähige Schicht 3 eingebettet ist. Für dünne, durchlässige, dimensionsstabile und flusenfreie Grund- die Deckschichten 1, 2 werden vorzugsweise Spunbond-Vliesstoffe aus thermoplastischen Filamenten eingesetzt, die aus Polypropylen oder Polymermischungen aus unverträglichen Polymeren mit überwiegend Polypropylen-Anteilen bestehen. Die Grund- und Deckschicht 1, 2 können dabei voneinander unterschiedliche Filament- und/oder Querschnittsstrukturen aufweisen. Die die außenliegenden Schichten 1, 2 bildenden Spunbond-Vliesstoffe werden vorzugsweise aus Polypropylen im normalen Feinheitsbereich, in der Regel von 3 bis 7 dtex und einem Flächengewicht von 120 bis 200 g/m² eingesetzt. Vorteilhaft liegt die Flächenmasse der Grund- und Deckschicht 1, 2 zwischen 30 g/m² und 80 g/m².
Auch der Einsatz wasserstrahlverfestigter Vliesstoffe aus synthetischem Fasermaterial für die Grund- und Deckschicht ist möglich. Dabei können die Vliesstoffe in der Grund- und Deckschicht gleiche oder unterschiedliche Faser- und/oder Querschnittsstrukturen aufweisen. Als besonders zweckmäßig hat sich die Bildung der Grund- und Deckschicht aus einem wasserstrahlverfestigten Spinnvlies aus Bikomponenten-Filamenten aus Polypropylen/Polyamid und einer Flächemasse von 40 g/m² erwiesen.
Auch der Einsatz von anderen bekannten Vliesstoffen als Grund- oder Deckschicht ist möglich. Auch die Verwendung eines dünnen Faservlieses als Grund- und/oder Deckschicht ist denkbar. Für bestimmte Einsatzgebiete können auch Gewebe, Gewirke, Gelege oder Verbundstoffe als Grund- oder Deckschicht eingesetzt werden.
Die zwischen der Grund- und Deckschicht 1, 2 eingebettete saug- und speicherfähige Schicht 3 besteht aus einem unverfestigten Filament-Vlies, das gekennzeichnet ist durch eine flächige Anordnung übereinander liegender Endlosfilamente, die vorwiegend in einer unorientierten Lage angeordnet sind und durch natürliche Haftung und/oder zusätzlich eingebrachte lokale Verschlingungen oder Verklebungen eine Schicht bilden. Innerhalb der Schicht 3 bilden die Endlosfilamente eine voluminöse, dreidimensionale Struktur, die bezüglich ihrer Dicke und Flächemasse variabel ist. Für die Bildung der saug- und speicherfähigen Schicht 3 wird ein Filament-Vlies mit einer Filamentfeinheit von kleiner 3 dtex verwendet. Im Regelfall besteht das Filamentvlies aus Monokomponenten-Filamenten aus Polypropylen oder Polyethylen. In einer bevorzugten Ausführung der Textilstruktur kann das Filamentvlies aus Bikomponenten-Filamenten aus unerträglichen Polymeren mit überwiegend Polypropylen Anteilen bestehen. Die Bikomponenten-Filamente können durch Nadeln anteilig fibrilliert oder gesplittet werden. Vor der Spaltung oder Fibrillierung kann die Flächenmasse der saug- und speicherfähigen Schicht (3) zwischen 50 g/m² und 500 g/m² betragen.
Entsprechend der Erfindung wird die absorbierende Textilstruktur durch Verbinden der Grund- und Deckschicht 1, 2 mit der saug- und speicherfähigen Schicht 3 hergestellt, wobei die Schicht 3 zwischen der Grund- und Deckschicht 1, 2 liegt. Die Verbindung erfolgt durch die beim Vernadeln der drei übereinander liegenden Schichten bei geringer Einstichdichte von etwa 50 St/cm² erzeugten Faserpfropfen 4. Dabei bleibt die offene voluminöse Struktur der Absorptionsschicht weitgehend erhalten.
Die Flächenmasse der erfindungsgemäßen absorbierenden Textilstruktur ist abhängig von dem vorgesehenen Verwendungszweck und lässt sich über die Auswahl des Materials sowie der Verarbeitungsbedingungen der Schichten 1, 2 und 3 gezielt einstellen. In einer bevorzugten Ausführung beträgt die Flächenmasse der Textilstruktur 360 g/m². Zur Gewährleistung der Durchlässigkeit und flusenfreien Oberfläche kann die Grund- oder Deckschicht kalandriert werden. Eine zusätzliche Beschichtung auf einer Seite der Textilstruktur mit einer Folie ist ebenfalls möglich.
1. Beispiel
Die Grund- und Deckschicht 1, 2 der absorbierenden Textilstruktur bestehen aus einem flusenfreien wasserstrahlverfestigten Spinnvliesstoff mit einer Flächenmasse von jeweils 40 g/m². Die Spinnvliesfilamente werden mit einer Feinheit von 3,3 dtex ersponnen und bestehen aus 95% Polypropylen und 5% Polyamid. Die zwischen der Grund- und Deckschicht 1, 2 angeordnete saug- und speicherfähige Schicht 3 besteht aus unverfestigten, schlingenförmig abgelegten Filamenten, die die gleiche Zusammensetzung und Feinheit wie die Filamente der Grund- und Deckschicht aufweisen. Die Flächenmasse der Saugschicht 3 beträgt 240 g/m². Alle drei Schichten 1, 2 und 3 sind durch Vernadeln mit einer Stichdichte von 30 Stich/cm² und einer Einstichtiefe von 8 mm miteinander verbunden. Beim Vernadeln werden die Filamente anteilig gesplittet, wobei Abspaltungen mit einer Feinheit von < 0,5 dtex entstehen. Die Ölaufnahmefähigkeit des Verbundes beträgt 8,4 bis 10,4 Gramm Öl pro einem Gramm Filamentvliesstoff.
2. Beispiel
Grund- und Deckschicht 1, 2 bestehen aus einem flusenfreien, genadelten Faservliesstoff mit einer Flächenmasse von jeweils 50 g/m². Der Faservliesstoff besteht aus Polypropylenfasern, die eine Faserfeinheit von 1,1 dtex aufweisen. Die zwischen der Grund- und Deckschicht 1, 2 eingebettete Saugschicht 3 besteht aus unverfestigten, schlingenförmig abgelegten Filamenten aus Polypropylen mit einer Feinheit von 1,7 dtex und einer Flächenmasse von 260 g/m². Die Verbindung der drei Schichten erfolgt ebenfalls durch Vernadeln mit einer Einstichdichte von 30 Stich/cm² und einer Stichtiefe von 8 mm. Die Ölaufnahmefähigkeit dieser Verbundstruktur beträgt 9,4 bis 10,9 Gramm Öl pro einem Gramm Filamentvliesstoff.

Claims

Absorbierende Textilstruktur mit hoher Absorptionsleistung für Öle, Emulsionen, Chemikalien sowie andere Wasser- und Bodenschadstoffe, bestehend aus einem Verbund mit einem umhullten Saugkern, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen einer dunnen, durchlässigen, dimensionsstabilen und flusenfreien Grund- und Deckschicht (1; 2) eine saug- und speicherfähige Schicht (3) angeordnet ist, die aus einer in wirrer Lage angeordneten Endlosfilamenten gebildet wird und alle Schichten (1; 2; 3) miteinander verbunden sind, wobei die Grund- und Deckschicht (1; 2) aus thermoplastischen Filamenten (Polypropylen oder Polymermischungen aus unverträglichen Polymeren mit uberwiegend Polypropylen-Anteilen) bestehen, die Flächenmasse der Grund- und Deckschicht (1; 2) zwischen 30 g/m² und 80 g/m² beträgt und die Verbindung der saug- und speicherfähigen Schicht (3) mit der Grund- und Deckschicht (1; 2) durch Vernadeln mit geringer Stichdichte von maximal 50 Stich/cm² erfolgt.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Grund- und Deckschicht (1; 2) voneinander unterschiedliche Filament- und/oder Querschnittsstrukturen aufweisen.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Grund- und Deckschicht (1; 2) aus einem dünnen Faservlies und/oder einem Spunbond-Vlies bestehen
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Endlosfilamente in der saug- und speicherfähigen Schicht (3) eine offene voluminöse dreidimensionale Struktur bilden.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die saug- und speicherfahige Schicht (3) aus Monokomponenten-Filamenten, vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyathylen besteht.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die saug- und speicherfähige Schicht (3) aus Bikomponenten-Filamenten aus untereinander unvertraglichen Polymeren mit überwiegend Polypropylen-Anteilen besteht
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Bikomponenten-Filamente durch Nadeln anteilig fibrilliert oder gesplittet sind.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Flachenmasse der saug- und speicherfähigen Schicht (3) vor der Splittung oder Fibrillierung zwischen 50 g/m² und 500 g/m² beträgt.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Filamente der saug- und speicherfähigen Schicht (3) eine Feinheit von kleiner 3 dtex aufweisen.
Absorbierende Textilstruktur nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass Grund- und Deckschicht (1; 2) zur Gewährleistung der Durchlässigkeit und flusenfreien Oberflache kalandriert sind.