DE102022004558A1

DE102022004558A1 - Unterspannbahn mit zumindest einer Vliesschicht aus Bikomponentenfasern

Info

Publication number: DE102022004558A1
Application number: DE102022004558.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Krumme
Original assignee: Innovatec Microfibre Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Innovatec Microfibre Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterspannbahn gebildet aus mehreren Schichten (10, 20, 30), wobei zumindest eine Schicht durch ein Bikomponentenfaservlies (10) gebildet ist, dessen Fasern eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, wobei der Kern der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) aus Polyester besteht und der Mantel der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) aus Polypropylen besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterspannbahn gebildet aus mehreren Schichten, wobei zumindest eine Schicht durch ein Bikomponentenfaservlies gebildet ist, dessen Fasern eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen.
Derartige Unterspannbahn sind bekannt.
Nachteilig bei den bekannten Unterspannbahnen ist es, dass diese eine nicht ausreichende Reißfestigkeit aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Unterspannbahn mit einer erhöhten Reißfestigkeit anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Unterspannbahn gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Besonders vorteilhaft bei der Unterspannbahn gebildet aus mehreren Schichten, wobei zumindest eine Schicht durch ein Bikomponentenfaservlies gebildet ist, dessen Fasern eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, ist es, dass der Kern der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polyester besteht und der Mantel der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polypropylen besteht.
Die erfindungsgemäße Unterspannbahn weist somit zumindest eine Vliesschicht aus Bikomponentenfasern auf. Das Bikomponentenfaservlies ist dabei vorzugsweise durch das Spinnvliesverfahren hergestellt.
Spinnvlies oder Vlies ist ein textiles Flächengebilde aus einzelnen Fasern. Im Sinne der Erfindung werden die Begriffe Spinnvlies und Vlies synonym verwendet und es sind alle nichtgewebten Stoffe umfasst, die in der englischen Sprache als sogenannte „nonwoven“ [nichtgewebt] bezeichnet werden. Ein Vlies besteht aus lose zusammenliegenden Fasern, welche nicht miteinander verbunden sind. Die Festigkeit eines Vlieses beruht nur auf der fasereigenen Haftung, kann aber durch Aufarbeitung beeinflusst werden. Um dem Vlies besondere Festigkeitseigenschaften zu verleihen, kann es weiter verfestigt werden, wofür verschiedene Methoden angewandt werden können, insbesondere das Kalandrieren.
Insbesondere kann eine Verfestigung von Fasern der ersten Schicht und/oder eine Prägung der ersten Schicht durch ein- oder mehrmaliges Kalandrieren zwischen zwei Kalanderwalzen erfolgen, bevor die zweite Schicht aufgebracht wird. Dabei können die Kalanderwalzen beheizt sein und die Fasern angeschmolzen werden, sodass das Vlies verfestigt wird und die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweist. Bei der Verfestigung durch einen Kalander ist vorzugsweise eine der beiden Walzen mit einer Gravur versehen. An den Kontaktpunkten verschmelzen die Fasern und bilden somit einen festen Vliesstoff, der die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweist.
Dadurch, dass das Material zumindest eine Schicht in Form eines Bikomponentenfaservlieses aufweist, dessen Fasern eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, wobei der Kern der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polyester besteht und der Mantel der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polypropylen besteht werden einerseits die erhöhte Reißfestigkeit des Polyesters als Faserkern mit der guten Thermobondierbarkeit des Polypropylens als Fasermantel miteinander kombiniert.
Vorzugsweise liegt das Bikomponentenfaservlies auf einer unteren Schicht auf, wobei die untere Schicht durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist. Insbesondere kann die untere Schicht zumindest ein Additiv und/oder einen Farbstoff aufweisen. Ein oder mehrere Additive können dabei in einem Dosagebereich von jeweils 0,05 Gewichtsprozent bis zu 10 Gewichtsprozent Anteil an der Gesamtmaterialmenge zu dem Material der unteren Schicht beigemengt sein.
Insbesondere können dabei das Bikomponentenfaservlies und die untere Schicht aus Polypropylen bondiert sein, insbesondere mittels Kalandrieren thermobondiert sein. Hierdurch wird ein fester und strapazierfähiger Verbund des Bikomponentenfaservlieses und dem unteren Film aus Polypropylen erzeugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt auf dem Bikomponentenfaservlies eine obere Schicht auf, wobei die obere Schicht durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist. Insbesondere kann die obere Schicht zumindest ein Additiv und/oder einen Farbstoff aufweisen. Ein oder mehrere Additive können dabei in einem Dosagebereich von jeweils 0,05 Gewichtsprozent bis zu 10 Gewichtsprozent Anteil an der Gesamtmaterialmenge zu dem Material der oberen Schicht beigemengt sein.
Insbesondere können das Bikomponentenfaservlies und die obere Schicht aus Polypropylen bondiert sein, insbesondere mittels Kalandrieren thermobondiert sein. Hierdurch wird ein fester und strapazierfähiger Verbund des Bikomponentenfaservlieses und dem oberen Film aus Polypropylen erzeugt.
Dabei können die Kalanderwalzen beheizt sein und die Fasernmäntel angeschmolzen werden, sodass das Vlies verfestigt wird und die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweist. Bei der Verfestigung durch einen Kalander ist vorzugsweise eine der beiden Walzen mit einer Gravur versehen. An den Kontaktpunkten verschmelzen die Fasern und bilden somit einen festen Verbund mit einer unteren und/oder mit einer oberen Schicht.
Das Material einer solchen unteren Schicht kann dabei einen Anteil von über 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder bis zu 100% aus Rezyklat aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann das Material einer oberen Schicht dabei einen Anteil von über 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder bis zu 100% aus Rezyklat aufweisen. Dadurch, dass das Material einer unteren Schicht und/oder das Material einer oberen Schicht zumindest teilweise oder sogar vollständig aus Rezyklat gebildet ist, kann das so erhaltene mehrlagige Verbundmaterial sehr nachhaltig auf eine ressourcenschonende Weise hergestellt werden.
Bevorzugt weist das Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses zumindest ein Additiv und/oder Farbstoff auf. Durch die Hinzugabe eines oder mehrerer Additive zu dem Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses können der Bikomponentenfaservliesschicht besondere Eigenschaften wie Geruchsabsorption, Wasseraufnahme oder Wasserabweisung sowie ein UV-Schutz und/oder Flammhemmung verliehen werden. Hierzu werden der Schmelze des Mantelmaterials vor der Herstellung des Bikomponentenfaservlieses entsprechende Additive beigemengt. Alternativ oder kumulativ zu Additiven können Farbstoffe beigegeben werden.
Ein oder mehrere Additive können dabei in einem Dosagebereich von jeweils 0,05 Gewichtsprozent bis zu 10 Gewichtsprozent Anteil an der Gesamtmaterialmenge zu dem Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses beigemengt sein.
Durch die Beimischung eines oder mehrerer Additive können dem Mantel der Fasern des Bikomponentenfaservlieses zusätzliche chemische und/oder mechanische Eigenschaften gegeben werden. Die Beimischung kann dabei vor und/oder in einem dem jeweiligen Düsenblock vorgeschalteten Extruder erfolgen.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden dem Rohmaterial des Mantels der Bikomponentenfasern somit vor und/oder während des Extrudierens im Extruder Additive und/oder Farbstoffe beigemischt. Hierdurch können dem Fasermantelmaterial die gewünschten Eigenschaften verliehen werden. So können dem Rohmaterial solche Additive beigegeben werden, sodass die Mäntel der Fasern hydrophil oder hydrophob sind. Alternativ oder kumulativ können dem Rohmaterial solche Additive beigegeben werden, sodass die Mäntel der Fasern oleophil oder oleophob sind. Ferner können alternativ oder kumulativ Additive in Form von Aromastoffen beigegeben werden. Alternativ oder kumulativ können dem Rohmaterial solche Additive beigegeben werden, sodass die Mäntel der Fasern einen UV-Schutz und/oder Flammhemmer aufweisen.
Durch derartige Additive können dem Bikomponentenfaservlies gewünschte Materialeigenschaften verliehen werden. Alternativ oder kumulativ kann das Material einer unteren Schicht in Form eines Films aus Polypropylen und/oder das Material einer oberen Schicht in Form eines Films aus Polypropylen ein oder mehrere Additive und/oder Farbstoffe aufweisen.
Vorzugsweise ist das Material des Kerns der Fasern des Bikomponentenfaservlieses zumindest teilweise aus Rezyklat gebildet, insbesondere kann das Material des Kerns der Fasern des Bikomponentenfaservlieses vollständig aus Rezyklat gebildet sein.
Das Material des Kerns der Fasern des Bikomponentenfaservlieses kann somit einen Anteil von über 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder bis zu 100% aus Rezyklat aufweisen. Das Material des Kerns, der aus Polyester besteht, kann sehr gut rezykliert werden und somit zu einem hohen Anteil oder sogar vollständig aus Rezyklat gewonnen werden.
Vorzugsweise ist das Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses zumindest teilweise aus Rezyklat gebildet, insbesondere kann das Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses vollständig aus Rezyklat gebildet sein.
Das Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses kann somit einen Anteil von über 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder bis zu 100% aus Rezyklat aufweisen. Das Material des Mantels, der aus Polypropylen besteht, kann sehr gut rezykliert werden und somit zu einem hohen Anteil oder sogar vollständig aus Rezyklat gewonnen werden.
Dadurch, dass das Material des Kerns der Fasern des Bikomponentenfaservlieses und/oder das Material des Mantels der Fasern des Bikomponentenfaservlieses zumindest teilweise oder sogar vollständig aus Rezyklat gebildet ist, kann das Bikomponentenfaservlies sehr nachhaltig auf eine ressourcenschonende Weise hergestellt werden.
Vorzugsweise liegt das Bikomponentenfaservlies auf einer unteren Schicht auf, wobei die untere Schicht wasserdampfdurchlässig oder wasserdampfdicht ist. Alternativ oder kumulativ kann auf dem Bikomponentenfaservlies eine obere Schicht aufliegen, wobei die obere Schicht wasserdampfdurchlässig oder wasserdampfdicht ist. Hierdurch können der Unterspannbahn die gewünschten Materialeigenschaften verliehen werden.
Besonders bevorzugt weist die Unterspanbahn einen Sandwichaufbau mit einer unteren Schicht aus Polypropylen, einer mittleren Schicht, die durch das Bikomponentenfaservlies gebildet ist, und einer oberen Schicht aus Polypropylen auf.
Ferner kann die Unterspannbahn zusätzlich eine äußere untere Schutzschicht und/oder eine äußere obere Schutzschicht aufweisen, insbesondere kann die untere Schutzschicht mit der unteren Schicht aus Polypropylen verklebt und/oder thermobondiert sein und/oder es kann die obere Schutzschicht mit der oberen Schicht aus Polypropylen verklebt und/oder thermobondiert sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch eine Bikomponentenfaser mit einer Kern-Mantel-Struktur,
2 eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch eine Unterspannbahn mit einem Sandwichaufbau.

Die Figuren sind nicht maßstabsgerecht dargestellt, sondern rein schematisch.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch eine Bikomponentenfaser mit einer Kern-Mantel-Struktur. Die Bikomponentenfaser weist einen Kern 1 aus Polyester und einen Mantel 2 aus Polypropylen auf.
Dadurch, dass die Fasern des Bikomponentenfaservlieses eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, wobei der Kern 1 der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polyester besteht und der Mantel 2 der Fasern des Bikomponentenfaservlieses aus Polypropylen besteht werden einerseits die erhöhte Reißfestigkeit des Polyesters als Faserkern 1 mit der guten Thermobondierbarkeit des Polypropylens als Fasermantel 2 miteinander kombiniert.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch eine Unterspannbahn mit einem Sandwichaufbau. Dabei weist die Unterspannbahn eine mittlere Schicht aus einem Bikomponentenfaservlies 10 auf. Das Bikomponentenfaservlies 10 liegt auf einer unteren Schicht 20 auf, die durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist. An der Oberseite befindet sich eine obere Schicht 30, die ebenfalls durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist.
Die drei Schichten 10, 20, 30 sind durch Kalandrieren mit beheizten Kanlanderwalzen thermobondiert. Das heißt, dass beim Kalandrieren das Material des Mantels 2 der Bikomponentenfasern des Bikomponentenfaservlieses 10 angeschmolzen werden und einen festen Materialverbund mit dem unteren Film 20 aus Polypropylen und dem oberen Film 30 aus Polypropylen eingehen.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Unterspannbahn an ihrer Oberseite eine weitere obere Schutzschicht auf, die derart ausgestaltet ist, dass Wärme reflektiert wird. Hierdurch wird der Unterspannbahn eine besonders vorteilhafte Eigenschaft verliehen.

Claims

Unterspannbahn gebildet aus mehreren Schichten (10, 20, 30), wobei zumindest eine Schicht durch ein Bikomponentenfaservlies (10) gebildet ist, dessen Fasern eine Kern-Mantel-Struktur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) aus Polyester besteht und der Mantel (2) der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) aus Polypropylen besteht.
Unterspannbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bikomponentenfaservlies (10) auf einer unteren Schicht (20) aufliegt, wobei die untere Schicht (20) durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist, insbesondere dass die untere Schicht (20) zumindest ein Additiv und/oder einen Farbstoff aufweist.
Unterspannbahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bikomponentenfaservlies (10) und die untere Schicht (20) aus Polypropylen thermobondiert sind, insbesondere mittels Kalandrieren thermobondiert.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bikomponentenfaservlies (10) eine obere Schicht (30) aufliegt, wobei die obere Schicht (30) durch einen Film aus Polypropylen gebildet ist, insbesondere dass die obere Schicht (30) zumindest ein Additiv und/oder einen Farbstoff aufweist.
Unterspannbahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bikomponentenfaservlies (10) und die obere Schicht (30) aus Polypropylen thermobondiert sind, insbesondere mittels Kalandrieren thermobondiert.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Mantels (2) der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) zumindest ein Additiv und/oder Farbstoff aufweist.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Kerns (1) der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) zumindest teilweise aus Rezyklat gebildet ist, insbesondere vollständig aus Rezyklat gebildet ist.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Mantels (2) der Fasern des Bikomponentenfaservlieses (10) zumindest teilweise aus Rezyklat gebildet ist, insbesondere vollständig aus Rezyklat gebildet ist.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bikomponentenfaservlies (10) auf einer unteren Schicht (20) aufliegt, wobei die untere Schicht (20) wasserdampfdurchlässig oder wasserdampfdicht ist.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Bikomponentenfaservlies (10) eine obere Schicht (30) aufliegt, wobei die obere Schicht (30) wasserdampfdurchlässig oder wasserdampfdicht ist.
Unterspannbahn nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterspannbahn einen Sandwichaufbau mit einer unteren Schicht (20) aus Polypropylen, einer mittleren Schicht, die durch das Bikomponentenfaservlies (10) gebildet ist, und einer oberen Schicht (30) aus Polypropylen aufweist.
Unterspannbahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterspannbahn zusätzlich eine äußere untere Schutzschicht und/oder eine äußere obere Schutzschicht aufweist, insbesondere dass die untere Schutzschicht mit der unteren Schicht (20) aus Polypropylen verklebt und/oder thermobondiert ist und/oder dass die obere Schutzschicht mit der oberen Schicht (30) aus Polypropylen verklebt und/oder thermobondiert ist.