DE10320694A1 - Verfahren zur Herstellung von fluidstrahlverfestigten textilen Flächengebilden und nach diesem Verfahren hergestellte Textilflächen - Google Patents

Abstract

Textile Flächengebilde werden unter anderem mittels der Fluidstrahlverfestigung vornehmlich bindemittelfrei verfestigt. Die Erfindung schlägt vor, nach der Vliesbildung die noch un- oder teilverfestigte Textilfläche vor der Fluidstrahlverfestigung in ihrer Flächenkonstruktion durch das Einwirken von Impulskräften, die durch unter Druck stehende Flüssigkeitsstrahlen oder Luftstrahlen oder auch durch mechanische Verformungseinrichtungen gekennzeichnet sind, zu beeinflussen. Dabei werden Textilflächenanteile der un- oder teilverfestigten Textilfläche durch die Impulskräfte vornehmlich senkrecht zur Textilfläche umorientiert. Das Impulsverfahren kann auch statt der bekannten Fluidstrahlverfestigung und der damit verbundenen Textilflächenverfestigung mittels unter Dauerdruck stehenden Fluidstrahlen zum Einsatz gelangen. Die neu konstruierten Textilflächen haben den Vorteil, dass aufgrund ihrer speziellen Flächenkonstruktion hohe Trocknungsleistungen, vornehmlich bei Anwendung der Durchströmungstechnik, und somit hohe Gesamtanlagenleistungen erreicht werden können. Neben der Herstellung von voluminösen Textilflächen sind Textilflächen mit verbesserten Festigkeitseigenschaften, vornehmlich der Trenn- und Schälwerte, bei bondierten Mehrschichtvliesstoffen, auch unter Delaminierungsverhalten bekannt, herstellbar. Die verfahrensmäßig hergestellten fluidstrahlverfestigten Textilflächen eignen sich sehr gut zur Weiterverarbeitung zu Form- und Pressteilen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von fluidstrahlverfestigten textilen Flächengebilden und nach diesem Verfahren hergestellte Textilflächen, bei dem die noch unverfestigte , nach bekannten Textilflächenbildungstechnologien hergestellte, Textilfläche in ihrer Konstruktion vor der Fluidstrahlverfestigung dahingehend geändert wird, dass fluidstrahlverfestigte Textilflächen mit verbesserten Eigenschaften bezüglich der Trenn- und Schälfestigkeiten, des Delaminierverhaltens sowie der Voluminösität, herstellbar sind. Dabei kann das zur Anwendung kommende Verfahren auch zur Fluidstrahlverfestigung selbst eingesetzt werden. Mit dem konstruktiv neu aufgebauten Textilflächen werden höhere Trocknungsleistungen an dem Textilgut erzielt, so dass die bisher erreichten Produktionsgeschwindigkeiten von Fluidstrahlverfestigungsanlagen wesentlich erhöht werden können.
• Die Herstellung von fluidstrahlverfestigten Textilflächen, vornehmlich Vliesstoffen und die damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig. So wird in der EP 0 896 082 A2 ein Verfahren zur Herstellung eines vouminösen Verbundvlieses und das diesbezügliche Verfahren beschrieben, bei dem mittels Absorber und Schrumpffasereinsatz die gewünschten Effekte erzielt werden. In der EP-A-0 171 806 oder 0 171 807 wird die Vliesstoffherstellung mittels Wasserstrahlverfestigung und Bikomponentenfasereinsatz beschrieben um eine höherverfestigte Textilfläche zu erhalten. In der DE 100 57 720 A1 wird ein mehrschichtiges fluidstrahlverfestigtes textiles Flächenmaterial beschrieben, welches durch den Einsatz von vornehmlich verfilzungsfähigen Naturfasern in seiner Mehrschichtigkeit zusammengehalten wird. Die DE 692 12 458 T2 enthält ebenfalls eine Verfahrensbeschreibung zur Herstellung eines wasserstrahlverfestigten Vliesstoffes aus einem Spinnvlies, welches durch verbesserte Längs- und Querfestigkeiten gekennzeichnet ist.
• Nachteilig bei allen bekannten technischen Lösungen ist, dass gerade bei dicken oder aber auch mehrschichtigen Textilflächenkonstruktionen die zu verfestigenden Textilflächen kaum noch durchverfestigt werden oder aber die erforderliche Eintragsenergie der Fluidstrahlen so hoch ist, dass der Flächenherstellungsprozess unwirtschaftlich wird. Bei vielen textilen Flächengebilden, welche nach der Fluidstrahlverfestigung verfestigt werden sollen, ist eine längs- bzw. querorientierte Faserlage unvorteilhaft, da bei vornehmlich mehrlagigen Textilflächen eine ungenügende Trenn-/Schälfestigkeit zwischen den einzelnen Textilflächen zu verzeichnen ist. Zwar werden bei der Fluidstrahlverfestigung auch teilweise Fasern senkrecht zur Textilflächenebene orientiert, jedoch gerade bei dickeren Textilflächenaufbauten erfolgt kaum noch eine durchgehende Fluidstrahlverfestigung. Gerade für das Form- und Pressverhalten von fluidstrahlverfestigten Vliesstoffen ist die gezielte Anordnung von Fasern senkrecht zur Textilflächenebene von Bedeutung.
• Der bei der Fluidstrahlverfestigung auf die zu verfestigende Textilfläche einwirkende Dauerdruck wirkt hinsichtlich der zu verfestigenden Textilfläche gleichmäßig verdichtend, wobei die Dichte durch den einwirkenden Dauerdruck bestimmbar ist. Hierbei ist es nachteilig, dass der Herstellung von voluminösen Textilflächen Grenzen gesetzt sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vliesstoffe mit verbesserten Festigkeitseigenschaften bezüglich der Trenn- und Schälwerte, bei bondierten mehrschichtigen Textilflächen auch unter Delaminierungeigenschaften bekannt, zu finden. Das zu entwickelnde Verfahren soll auch zur Flächenverfestigung selbst eingesetzt werden.
• Es sind Verfahren zu finden, die insbesondere aber nicht ausschließlich für starre unflexible Ausgangsmaterialien wie Bastfasern, Blattfasern und Mineralfasern geeignet sind. Auf den Einsatz von bekannten Nadeltechnologien, welche neben einer Verfestigung auch eine Faserumorientierung in die Vlies- bzw Textilflächenebene ermöglichen, ist zu verzichten, da der Einsatz dieser Nadeltechnologien die Fasern beschädigen und den Gesamtanlagengeschwindigkeiten durch den hubartigen Nadeleintrag entgegenwirken. Fremdbestandteile in der noch durch Fluidstrahlen zu verfestigenden Textilfläche, verursacht durch Nadelbruch, sollen ausgeschlossen werden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, eine Umformierung der noch durch Fluidstrahlen zu verfestigenden Textilfläche vorzunehmen in der Form, dass senkrecht oder in einem bestimmten Winkel senkrecht zur Textilfläche, Impulskräfte wirken, welche Anteile der un- oder teilverfestigten Textilfläche in die Textilflächenebene hinein formieren. Diese Impulskräfte können durch den Einsatz von unter Druck stehenden Flüssigkeiten oder Gasen oder auch durch mechanische Einrichtungen oder Kombinationen aller ausgeübt werden wobei diese in beliebiger Anzahl, Anordnung und Impulszeitfolge/-dauer vor der unmittelbaren Fluidstrahlverfestigung zum Einsatz kommem. Es ist ebenfalls möglich, diese Impulskräfte zur Textilflächenverfestigung selbst einzusetzen. Dabei kann dieser Umformierungs-/Verfestigungsvorgang an Stelle der bisher zum Einsatz kommenden Fluidstrahlverfestigung, die durch eine Dauerbelastung der unter Druck stehenden Fluidstrahlen auf die zu verfestigende Textilfläche gekennzeichnet ist, eingesetzt werden oder aber auch in Kombination mit der bekannten Fluidstrahlverfestigung. Mit einer solchen Anordnung können beispielsweise sehr voluminöse Vliesstoffe hergestellt werden, die je nach Zeitfolge des Fluidstrahles und deren Intensität in ihrer Voluminösität und Festigkeit bestimmbar sind. Durch Anwendung der Impulsverfestigung werden große Einsparungen beim Verbrauch des zum Einsatz kommenden Verfestigungsmediums erreicht. Die Impulskräfte können so ausgelegt sein, dass das Einsatzmedium temperiert ist und bei Vorhandensein von natürlichen oder synthetischen klebenden oder klebend auslösenden Komponenten in den Textilflächen /-gebilden beim Impulseintrag eine Textilflächenteilverfestigung erfolgt. Durch die gezielte Änderung der Faserlage senkrecht zum Textilgebilde, ausgelöst durch die entsprechende Impulskraft, werden Flächenkonstruktionen hergestellt, die insbesondere den nach der Fluidstrahlverfestigung zum Einsatz gelangenen Trocknungsprozess sehr positiv beeinflussen. Erfahrungsgemäß werden bei der Anwendung von Durchstömungstrocknungstechniken, beispielsweise die Anwendung von Siebtrommeltrocknern, deren Trocknungsleistung und damit auch die Gesamtanlagenleistung der Fluidstrahlverfestigungsanlage, durch die zu trocknende Textilflächenkonstruktion selbst bestimmt. Die vornehmliche Anordnung von längs- oder querorientierten Fasern in der Textilfläche und die Flächendicke wirken einen schnellen Durchströmungstrocknungsprozess entgegen, so dass eine höhere Trocknerauslegung verbunden mit einem höheren Energieverbrauch die Folge ist. Mit einer bereits vorhandenen Fluidstrahlverfestigungsgesamtanlage kann durch die Trocknung der erfindungsgemäß hergestellten Textilflächen, daher ein verstärktes Vorhandensein von in der Textilfläche senkrecht angeordneten Fasern, eine bessere Durchströmung der zu trocknenden Textilfläche mit dem Trocknungsmedium erfolgen, was eine niedrigere Trocknungszeit und eine höhere Anlagenauslastung zur Folge hat.
• Für die erfindungsgemäße verfahrenstechnische Ausführung der Impulseinwirkung auf das Flächengebilde können bekannte Fluidstrahlverfestigungseinrichtungen zum Einsatz kommen, wenn sie den beschriebenen Ausführungsverfahren angepasst werden. Beim Einsatz von mechanischen Vorrichtungen wie beispielsweise strukturierte Walzenanordnungen oder auch Vorrichtungen, welche in der Lage sind die Textilflächentruktur in der beschriebenen Art zu beeinflussen, daher Anteile des Textilgebildes vor der Fluidstrahlverfestigung senkrecht oder aber schräg in die Textilflächenebene umzuformieren, sind hubförmige Nadelungstechniken zu vermeiden.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich fluidstrahlverfestigte Textilflächen herstellen, die insbesondere verbesserte Festigkeitseigenschaften der Trenn- und Schälwerte aufweisen und somit Idealerweise bei der Anwendung von Form- und Presstechnologien vorteilhaft einsetzt werden können. Bei mehrlagigen Textilverbundstoffen wird das Delaminierverhalten deutlich reduziert.
• Wird die erfindungsgemäße Impulseintragung zur Flächenverfestigung eingesetzt, also ergänzend oder alleinig statt der Dauerbeauflagung durch Fluidstrahlen auf die zu verfestigenden Textilfläche, können sehr voluminöse, steppartige Textilflächen hergestellt werden die in Bereichen der Medizin, der Einlagevliesstoffe oder aber auch in der Bekleidungsindustrie zum Einsatz gelangen können.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäß beanspruchte Flächengebilde wird nachfolgend näher erläutert.
• Beispiel 1: Ein aerodynamisch gebildetes Regeneratcellulosefaservlies mit einem Flächengewicht von 30g/m² , Faserfeinheit 6,7 dtex, Faserlänge 50mm , wird vor der Fluidstrahlverfestigung auf einem Endlosband abgelegt, welches eine luftdurchlässige offene siebartige Struktur aufweist und zum Transport von der Vlieslegeeinheit zur Umformierungseinheit der impulsgebenden Vorrichtung dient. Die impulsgebende Einheit besteht aus einem Düsenbalken, der sich quer über die noch unverfestigte Textilfläche erstreckt und aus einer Vielzahl von feinen Düsen besteht. Aus den Düsen werden mit Druck Wasserstrahlen in kurzen Zeitabständen durch das Faservlies gespritzt, wobei die Impulsdauer und – folge die Anzahl der umformierten Fasern senkrecht zum Faservlies bestimmt. Das Wasser wird unterhalb des Endlosbandes wieder abgesaugt. Der Impuls erfolgt im Niederdruckbereich im Zeitabstand von 0,2 sec. Durch den hydraulichen Verformungsprozess vor der Wasserstrahlverfestigung wird das Vlies in seinem konstruktiven Aufbau hingehend der senkrecht im Vlies vorhandenen Fasern beeinflusst. Die anschließende Wasserstrahlverfestigung wirkt sich zwangsweise positiv gegenüber der vorverdichteten Textilfläche aus. Die Trockenleistung wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtun/Formierungseinheit wesentlich verbessert.
• Beispiel 2: Ein nach Beispiel 1 hergestellter Vliesstoff unterscheidet sich dahingehend, dass das beim Verfahren zur Anwendung kommende Medium statt Wasser komprimierte Luft ist, die ausreicht, das sehr locker und voluminös vorgelegte Regeneratcellulosefaservlies impulsmäßig nach Beispiel 1 formgebend zu beeinflussen.
• Beispiel 3: Ein aerodynamisch gebildeter Vliesstoff mit der Faserzusammensetzung 50% Polypropylen, Faserlänge 60mm, und 50% Hanf, Faserlänge 50mm, Flächengewicht 500g/m² wird nach Beispiel 1 formgebend beeinflusst und anschließend mittels der Wasserstrahlverfestigung verfestigt. Gegenüber wasserstrahlverfestigten Vliesstoffen ohne Einsatz der erfindungsgemäßen Verfahrenstechnologie werden wesentlich bessere Press- und Formeigenschaften bei der Herstellung von Pressteilen erzielt.
• Beispiel 4: Ein aerodynamisch gebildeter Vliesstoff nach Verfahren des Beispiels 1 aber im Materialaufbau wie folgt zusammengesetzt : 100% Hanffasern, 60mm, Flächengewicht 1000g/m² wird nach der formgebenden Impulsvorrichtung mittels Wasserstrahlen verfestigt und getrocknet. Gegenüber der vergleichweise ohne der erfindungsgemäßen formgebenden Impulseinheit hergestellten Hanfvliesstoffe werden nach Imprägnierung mit einem Bindemittel und einer anschließenden Formpressung für eine Seitenverkleidung für die Innenraumausstattung eines PKW keine Delaminierungserscheinungen sichtbar.
• Beispiel 5: Ein nach Beispiel 4 hergestellter Vliesstoff aber in der Materialzusammensetzung 50% Polypropylen, 60mm Faserlänge und 50% Hanf, 60mm Faserlänge mit einem Flächengewicht von 1000g/m² zeigt ebenfalls ausgezeichnete Press- und Formeigenschaften insbesondere hinsichtlich der Trenn- und Schälwerte des Vliesstoffes.
• Beispiel 6: Ein aerodynamisch hergestelltes Vlies wird direkt der erfindungsgemäßen Impulsvorrichtung zugeführt, wobei eine Wasserstrahlimpulsvorrichtung zum Einsatz kommt, die nicht nur den formgebenden Zweck dient sondern anstelle der bekannten Wasserstrahlverfestigung gleichzeitig als Verfestigungsvorrichtung eingesetzt wird. Die Impulsfolge ist wie bei Beispiel 1, der Impulsdruck liegt im Hochdruckbereich. Das Flächengewicht des Vliesstoffes beträgt 300g/m²., Fasermaterial 100 PES, Faserlänge 50mm. Der steppartige voluminöse Vliesstoff eignet sich besonders gut für den Einsatz als Einlegevliesstoff oder für medizinische Bereiche.
• Beispiel 7: Ein aerodynamisch gebildetes Faservlies aus 100% anteiligen Polyesterfasern, Faserfeinheit 1,7 dtex, 50mm, Flächegewicht 100g/m² wird unmittelbar vor der Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung einer mechanischen Umformierungseinheit zugeführt, welche durch strukturierte Walzen quer über die Vliesbahn in ihrer Umdrehungszahl der Liniengeschwindigkeit von 100m/min der Gesamtanlage angepasst ist und ein oder beidseitig zur Vliesebene anteilige lose Fasern oder andere Textilflächenbestandteile in Richtung der Vliesebene formiert bzw. einbringt. Der anschließend durch Wasserstrahlverfestigung hergestellte Vliesstoff zeichnet sich durch ein hervorragendes Trocknungsverhalten aus, so dass gegenüber der herkömmlich bekannten Herstellung von wasserstahlverfestigten Vliesstoffen eine wesentlich höhere Trocknerleistung und somit eine höhere Gesamtanlagenleistung nachweisbar ist. Der Vliesstoff zeichnet sich ebenfalls durch verbesserte Festigkeitswerte aus.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von fluidstrahlverfestigten textilen Flächengebilden und nach diesem Verfahren hergestellte Textilflächen , dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung einer un- oder teilverfestigten Textilfläche aber vor deren Fluidstrahlverfestigung eine gezielte Form-/Richtungsänderung von Textilflächenanteilen in vornehmlich senkrechter Ebene zur Textilfläche durch das Einwirken von Impulskräften erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirkenden Impulskräfte durch unter Druck stehende Flüssigkeitsstrahlen oder Luftstrahlen oder deren Kombination gekennzeichnet sind und diese in definierten zeitlichen Impulsabständen senkrecht oder schräg auf die umzuformierende Textilfläche einwirken.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwirken der Impulskräfte durch vornehmlich rotierende formgebende mechanische Vorrichtungen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3 , dadurch gekennzeichnet, dass temperierte Impulskräfte flächenstabilisierend durch das Anschmelzen von thermoplastischen oder duroplastischen Textilflächenkomponenten wirken.
5. Verfahren nach Anspruch 1-2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskräfte zur Textilflächenverfestigung eingesetzt werden.
6. Fluidstrahlverfestigtes textiles Flächengebilde mit verbesserten Festigkeitseigenschaften, vornehmlich der Trenn- und Schälwerte, hergestellt nach Verfahrensansprüchen 1-5.
7. Fluidstrahlverfestigtes textiles Flächengebilde mit verbesserter Voluminösität, hergestellt nach Anspruch 5.