DE2040500A1

DE2040500A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von verstaerkten nichtgewebten Flaechengebilden

Info

Publication number: DE2040500A1
Application number: DE19702040500
Authority: DE
Inventors: Horst Nicolaus; Helmut Dipl-Chem Dr Pietsch
Original assignee: Vereinigte Papierwerke Schickedanz and Co
Current assignee: VP Schickedanz AG
Priority date: 1970-08-14
Filing date: 1970-08-14
Publication date: 1972-02-24
Also published as: DE2040500B2; CH551520A; CH569579A5; FR2102256B1; DE2040500C3; CH1076571A4; FR2102256A1; US3773592A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von verstärkten nichtgewebten Flächengebilden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kunststoffgebundenen, nichtgewebten, textllartigen Flächengebilden, die mittels eines Fadengitters, einer aufgespreizten Folie oder dergl., verstärkt sind* Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zur kontinuierlichen Durchführung dieses Verfahrens.

Nlchtgewebte Flächengebilde aus Textilfasern, deren Einzelfasern untereinander durch geeignete Bindemittel, beispielsweise thermoplastische Kunststoffe, verbunden sind, sind seit längerer Zeit bekannt und finden in zahlreichen Fällen Verwendung. Da sich derartige Flächengebilde in sehr dünner Schicht und mit geringem Flächengewicht herstellen lassen, haben sie weitverbreitete Anwendungsgebiete, insbesondere bei der Herstellung von Damenbinden und ähnlichen sanitären und hygienischen Erzeugnissen, beispielsweise tfindeleinlagen, Krankenun-

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VEREINIGTE PAPIERWERKE, NÜRNBERG

Blatt 9 zum Briet.η Deutsches Patentamt, München _vom ¹¹ · ⁸·

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terlagen und dergl. gefunden. Durch entsprechende Auswahl der Rohfasern sowie des Bindemittels ist es gelungen, derartigen Vliesstoffen hohe Weichheit und angenehme Griffigkeit zu verleihen, Eigenschaften, die darüber hinaus noch mit hohem Saugvennögen und insbesondere Flüssigkeitsdurchlassvermögen sowie beachtlicher Nassfeetigkeit verbunden sind. Zur Erhöhung der Reissfestigkeit βοwohl im trockenen wie im nassen Zustand ist es weiter bekannt, in das Vlies Einlagen in Form von Fäden, Fadengelegen oder dergl. einzuarbeiten, die beispielsweise einseitig mit dem Rohvlies verbunden sein können, die aber auch derart in das Rohvlies eingebettet sein können, dass beide Seiten des Fertigproduktes flauschigen, textilartigen Charakter haben.

Aus der deutschen Patentschrift 844.789 ist es bekannt, den Verstärkungseinlagen, die dort beispielsweise durch Aufdrucken geeigneter Kunststoffe erzeugt werden, die Form eines rhombusartigen Musters au verleihen, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass die Festigkeit des Vlieses In Längs- und Querrichtung nahezu gleichmässig angehoben wird.

Aus der deutschen Auelegeschrift 1.149·325 ist es weiter bekannt, die in das Vlies einzubringenden Verstärkungseinlagen dadurch herzustellen, dass zunächst aus geeigneten Verkstoffen, beispielsweise Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern und dergl. eine Folie hergestellt und diese - gegebenenfalls nach vorhergehendem Aufschlitzen durch Recken und Dehnen zu Einzelfäden oder fadenartigen Gebilden - auf gespreizt wird. Je nach Auswahl der Folie sowie der Vorbehandlung und des Reckgrades lassen sich auf diese Weise Bündel voneinander losgelöster Einzelfäden oder auch zusammenhängende Netzwerke

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erzeugen, die eine ähnliche rhombusartig© Struktur haben wie sie im DBP 8kk.?89 vorgeschlagen worden ist. Die so hergestellten Verstärkungseinlagen können alsdann zusammen mit den das Vlies bildenden Einzelfasern einer Wärmebehandlung unterworfen werden, wobei die thermoplastischen Verstärkungseinlagen teilweise aufschmelzen und sich mit den Fasern des Vlieses verbinden. In der DAS 1.149.325 wird auch vorgeschlagen, diese Verbindung dadurch herzustellen, dass ein besonderes thermoplastisches Bindemittel zugesetzt wird.

Bei der Herstellung der hier in Hede stehenden nichtgewebten Flächengebilde sind zahlreiche technische Besonderheiten zu beachten, um dem Endprodukt die gewünschten Eigenschaften zu geben. Ausser auf die Auswahl der Rohstoffe, deren Faserlänge und Vorbehandlung, kommt es dabei insbesondere auf die Auswahl, Menge und Verteilung des Bindemittels an, das zur Verfestigung des Bohvlieses erforderlich ist.

Die zahlreichen bisher gesammelten Erfahrungen haben gezeigt, dass es zur Erzielung einer guten Flüssigkeitsdurchlässigkeit der Vliese darauf ankommt, dass nicht die gesamte Vliesoberfläche mit Bindemittel benetzt wird, sondern dass das Bindemittel so verteilt wird, dass einerseits mit Sicherheit sämtliche Fasern von ihm erfasst und verklebt werden, dass andererseits aber noch möglichst grosse Flächen völlig bindemittelfrei bleiben. Insbesondere zur Erzielung hoher Weichheit kommt es aber darüber hinaus noch darauf an, dass die Bindemittelkonzentration an den Stellen des Vlieses, an denen Bindemittel aufgetragen worden ist, möglichst gering ist. Die Menge des dort vorhandenen Bindemittels sollte im Idealfall nur so

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gross sein, dass sie eben ausreicht, eine sichere Abbindung der Pasern untereinander bezw. eine sichere Verbindung des Vlieses mit der Verstärkungseinlage zu erzielen. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, das Bindemittel in Form von Lösungen in geeigneten organischen Lösemitteln oder in Form von Suspensionen zu verwenden. Durch Wahl einer geringen Konzentration dieser Lösungen oder Suspensionen gelingt es, auch die Gesamtmenge des in das Vlies einzubringenden Binders klein zu halten. Andererseits muss aber bei der Verwendung von verdünnten Lösungen oder Suspensionen beachtet werden, dass diese beim Auftragen auf das Rohvlies dazu neigen, im Vlies zu wandern, so dass sich das aufgedruckte Muster nicht so scharf abbildet, wie dies an sich erwünscht wäre. Zwar sinkt hierdurch die örtliche Konzentration des Bindemittels, durch die erwähnte Wanderung tritt aber eine Vergrösserung der benetzten Fläche ein, was an sich unerwünscht ist.

Um die Nachteile, die mit der Verwendung von geschmolzenen, gelösten oder suspendierten Bindemitte α verbunden sind, zu umgehen, ist im DBP 1.Ο65.363 vorgeschlagen worden, feste, pulverförmige thermoplastische Binder zu verwenden, die mit Hilfe eines elektrostatischen Druckverfahrens auf das Rohvlies aufgetragen werden. Die zur Ausführung dieses Verfahrens erforderliche Vorrichtung besteht aus einer Trommel oder einem Band aus geeignetem elektrisch nicht leitenden Werkstoff, deren Oberfläche mit entsprechend angeordneten Elektroden musterartig auf ein hohes elektrisches Potential aufgeladen wird. Nach der Aufladung wird der Oberfläche d«is pulverförmige thermoplastische Bindemittel sugeftihr** :dich®s alsdann an den geladenen Stellen haftet. Die so mit Bindemittel beledene Oberfläche wird danach auf dem zu verfestigenden Vlies abgewälzt und auf diese Weise das Bindemittel ±xi das Vlies eingedrückt. Im Anschluss

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hieran wird das Rohvlies einer Wärmebehandlung unterworfen, wobei das thermoplastische Bindemittel schmilzt und die gewünschte Verbindung der Fasern herstellt.

Der Vorteil dieses Auftragungsverfahrens liegt darin, dass pulverförmiges Bindemittel unmittelbar verwendet werden kann. Bs entfällt also Jede anschliessende Trocknung des Vlieses, wie dies bei Lösungen oder Suspensionen erforderlich ist. Der Wachteil besteht aber darin, dass auch hier verhältnismässig grosse Bindemittelmengen !zwangsläufig aufgetragen werden.

Bel diesem Stande der Technik besteht die Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen von kunststoff gebundenen, nichtgewebten, textilartigen Flächengebilden vorzuschlagen, die mittels eines Fadengitters, einer aufgespreizten Folie oder dergl. verstärkt sind, und bei der die Menge des zur Verfestigung und Verbindung des Vlieses mit der Verstärkungseinlage eingebrachten Bindemittels gegenüber den vorbekannten Verfahren und Produkten weiter reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daaa die Verstärkungseinlage selbst elektrostatisch aufgeladen und sodann mit pulverförmigem thermoplastischen Bindemittel beladen wird. Anschliessend hieran wird die beladens Verstärkungseinlage durch geeignete Massnahmen, beispielsweise durch Luftduschen, Klopfen, Vibrieren oder dergl., vom FuIverÜberschuss befreit und schliesslich mit einer oder mehreren Lagen unverfestigter oder vorverfestigter Faservliese durch Einwirkung von HSLrme und gegebenenfalls Druck verbunden. Es hat sich gezeigt, dass durch die Nachbehandlung der elektrostatisch aufgeladenen und mit Thermoplastpulver beladenen Verstärkungseinlage die weitaus grösste Menge des Binders von der Verstärkungseinlage wieder abgelöst werden kann. Die Herabsetzung der

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an der Verstärkungseinlage schliesslich noch haftenden Pulvermenge geht so weit, dass das Pulver mit blossem Auge dort nicht mehr zu erkennen ist. Lediglich bei mikroskopischer Untersuchung stellt man fest, dass noch eine sehr geringe, äusserst fein und gleichmässig verteilte Pulvermenge an den Fäden oder am Gitterwerk der Verstärkungseinlage haftet. Diese kleine Menge reicht nun, wie Versuche überraschenderweise gezeigt haben, aus, die gewünschte Verbindung der Rohvliesfasern untereinander sowie zu der Verstärkungseinlage herzustellen. Der Gesamt-Bindergehalt derart erzeugter Vliese beträgt Je nach Xntensität der vorgeschlagenen Nachbehandlung der beladenen Verstärkungseinlage nur noch weniger als 1 Gew.#, Ja er kann sogar bis auf Werte ^on 0,1 bis 0,2 Gew.56 abgesenkt werden.

Als Material für die Herstellung der Verstärkungseinlage eignen eich im Prinzip alle elektrisch nicht leitenden Stoffe, wie sie auch bisher für die Herstellung derartiger Einlagen verwendet worden sind. Besonders geeignet sind naturgemäss Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante, wie z. B. trockene Baumwolle, zu Fasern oder Netzgebilden auf gespieisste Folien aus Polypropylen, Polyamid oder dergl. Bei Verwendung von Stoffen mit grosser Dielektrizitätskonstante kann die erforderliche elektrostatische Aufladung einfach dadurch erzeugt werden, dass die Verstärkungseinlage von einer entsprechenden Vorratsrolle abgezogen wird. Die dadurch auftretende Reibung reicht häufig aus, das erforderliche Potential zu bilden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Verkstoff der Verstärkungseinlage einerseits und der thermoplastische Binder andererseits in der elektrostatischen Spannungsreihe hinreichend weit voneinander entfernt sind. Andererseits ist es natürlich möglich, die elektrostatische Aufladung der Verstärkungseinlage durch Reiben oder Bürsten an einem

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geeigneten elektrisch nicht leitenden Ferkstoff besonders zu erzeugen. Welches der sich anbietenden Verfahren im Einzelfall anzuwenden ist, richtet sich nach den gegebenen Verhältnissen.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die elektrostatisch aufgeladene Verstärkungseinlage durch ein Fliessbett aus pulverförmiger! thermoplastischem Bindemittel geführt. Hierbei belädt sich das Gitter- oder Netzwerk der Verstärkungseinlage besonders gleichmässig mit Binder, was sich hernach günstig bemerkbar macht, wenn der Überschuss durch I/uftduschen, Klopfen, Vibrieren oder dergl. wieder abgelöst worden ist. Anstelle des erwähnten Fliessbettes kann aber auch die Verstärkungseinlage mit pulverförmigem thermoplastischem Bindemittel bestäubt werden, wodurch ebenfalls eine sehr gleichmässige Beladung erzielt werden kann.

Xm Anschluss an die Ablösung des Pulverüberschusses durch Luftduschen, Klopfen, Vibrieren oder dergl., wird die so vorbehandelte Bahn der Verstärkungseinlage zusammen mit einem oder mehreren Faservliesen durch eine geeignete Wärmebehandlungsvorrichtung geführt. Als besonders geeignet haben sich die an sich bekannten beheizten Band-Trommel-Pressen erwiesen, da diese ein grossflächiges Anpressen der einzelnen Lagen des zu erzeugenden Vliesstoffes gestatten. Das beschriebene Verfahren bringt gegenüber den bekannten Verfahren zudem noch den Vorteil mit sich, dass die Produktionsgeschwindigkeit ganz wesentlich gesteigert werden kann.

Zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird weiterhin eine Anlage vorgeschlagen, die im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert ist. Die Zeichnung zeigt in schematischer Weise die Seitenansicht einer AusführuncsfoCTi/di«se|r· Anlage.

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Im wesentlichen besteht die vorgeschlagene Anlage aus vier Vorrichtungseinheiten 1-4, die in Laufrichtung der Verstärkungseinlage 5 betrachtet hintereinander angeordnet sind. Mit 1 ist in der Zeichnung das Abzugswerk sowie die Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung bezeichnet, 2 ist die Beladungseinheit, 3 die Entladungseinheit und k die Verklebungseinheit.

Der Zeichnung ist der Fall zugrundegelegt, dass eine Verstärkungseinlage 5 aus einer teilweise aufgespieissten Folie aus Polypropylen verarbeitet werden soll. Die Folie wird von der Vorratsrolle 6 abgezogen, was im dargestellten Beispiel mit Hilfe der Spreizrollen 7 und 7' geschieht. Die hierbei entstehende Reibung reicht in der Regel aus, um die Folie auf das gewünschte Potential elektrostatisch aufzuladen. Sollte dies bei Verwendung eines anderen Werkstoffes einmal nicht der Fall sein, so ist es möglich, die Folie über ein rotierendes Bürstenwerk 8 zu führen, und dadurch die erforderliche Ladung zu erzeugen. Anstelle des Bürstwerkes 8 kann selbstverständlich auch eine andere geeignete Aufladevorrichtung verwendet werden, beispielsweise an sich bekannte Sprühelektroden, die mit einem geeigneten Bandgenerator oder einer anderen Hochspannungsquelle verbunden sind.

Das von der Vorratsrolle 6 abgezogene und gegebenenfalls auseinander gebreitete sowie elektrostatisch aufgeladene Band der Verstärkungseinlage 5 wird alsdann über Umlenkrollen 9 durch die Beladungseinheit 2 geführt, die im dargestellten Beispiel eine Fliessbettkammer 10 ist. Die Kammer besteht in bekannter Weise aus einem Trog, der unten mittels einer Filterplatte 11 verschlossen und gleichzeitig durch diese von der Luftzuführungskammer getrennt ist.

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Die Luftzuführungskammer 12 1st beispielsweise mittels eines Flansches 13 mit einem Gebläse 14 verbunden, welches Aussenluft ansaugt und diese in die Fliessbettkammer 10 drückt.

In der Kammer 10 ist pulverförmiges thermoplastisches Bindemittel vorhanden, welches unter dem Einfluss der einströmenden Luft das Fliessbett 15 bildet. Das pulverförmige Bindemittel des Fliessbettes haftet aufgrund der elektrostatischen Ladung leicht an der Verstärkungseinlage 5 und wird von dieser aus der Kammer 10 herausgetragen.

Die so beladene Verstärkungseinlage 5 tritt alsdann in die Entladungseinheit 3 ein, die im dargestellten Beispiel aus einer Luftdusche 16 mit darunter angeordnetem Saugfilter 17 besteht. Die Luftdusche 16 weist an ihrer Luftaustrittsseite zahlreiche düsenartige Schlitze 18 auf, unter denen die Verstärkungseinlage 5 in geringem Abstand entlanggeführt wird. Zur Erleichterung der Führung sind im dargestellten Beispiel Führungsrollen 19 und 19' angeordnet, die gegebenenfalls noch mit nicht dargestellten Vibratoren verbunden sein können, so dass eine zusätzliche Klopfwirkung auf die Verstärkungseinlage 5 ausgeübt wird.

Die Luftdusche 16 ist über ein Luftzuführungsrohr 20 mit dem Gebläse 21 verbunden, welches, gegebenenfalls über ein Filter 22, die erforderliche Blasluft ansaugt.

Die von der Verstärkungseinlage abgeblasene Bindemittelmenge wird im Saugfilter 17 gesammelt und kann einer späteren Verwendung zugeführt werden. Das Saugfilter T7 weist im Innern einen Filtereinsatz 23 auf und ist im unteren Teil über eine Saugleitung 2h mit einem Sauggebläse 25 verbunden.

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Nachdem das Band der Verstärkungseinlage 5 vom überschüssig anhaftenden Bindemittel befreit ist, tritt dieses in die Verklebungseinheit k ein, die im dargestellten Beispiel eine beheizte Band-Trommel-Presse ist. Diese Presse besteht in bekannter Weise aus der beheizten Trommel 26, die in Richtung des Pfeiles 27 drehbar gelagert ist. Der grösste Teil der Mantelfläche der beheizten Trommel 26 ist von einem mitumlaufenden Band 28 bedeckt, welches mit Hilfe der Umlenkrollen 29 sowie der Spannrolle 30 geführt ist. Das Band der Verstärkungseinlage 5 tritt bei 31 in die Presse ein, wobei im dargestellten Beispiel noch die beiden Rohvliese 32 und 33 mit einlaufen. Die beiden Rohvliese sind auf den Vorratsrollen 3^* und 35 gelagert und werden von dort durch nicht dargestellte Mittel abgezogen.

In der Presse 26; 28 wird das geschichtete Material einer sanften Wärme- und Druckbehandlung unterworfen und es tritt als fertiges verstärktes Vlies 36 aus dieser aus und kann dann bei 37 aufgewickelt werden.

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Claims

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Patentansprüche:

Verfahren zum Herstellen von- kunststoffgebundenen, nichtgewebten, textilartigen Flächengebilden, die mittels eines Fadengitters, einer aufgespreizten Folie oder dergl. verstärkt sind, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verstärkungseinlage in an sich bekannter Weise elektrostatisch aufgeladen, sodann mit pulverförmigem thermoplastischem Bindemittel beladen, anschliessend durch Luftduschen, Klopfen, Vibrieren oder dergl. vom Pulverüberschuss befreit und schliesslich mit einer oder mehreren Lagen unverfestigter oder vorverfestigter Paservliese durch Einwirkung von Färme und gegebenenfalls Druck verbunden wird.

2.) Verfahren nach Anspruch f,
dadurch gekennzeichnet,

dass die elektrostatische Aufladung der Verstärkungseinlage durch Reiben oder Bürsten an einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff erzeugt wird.

ι 3·)Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die elektrostatisch aufgeladene Verstärkungseinlage durch ein Fliessbett aus pulverförmigem thermoplastischem Bindemittel geführt wird.

^ 4.)Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die elektrostatisch aufgeladene Verstärkungseinlage mit pulverförmigem thermoplastischem Bindemittel bestäubt wird.

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5·)Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit thermoplastischem Bindemittel beladene und vom Überschuss befreite Verstärkungseinlage zusammen mit einem oder mehreren Paservliesen durch einen beheizten Kalander geführt wird.

6.)Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung der Verstärkungseinlage (5) betrachtet, ein Abzugswerk O), eine Beladungseinheit (2), eine Entladungseinheit (3) sowie eine Verklebungseinheit (k) angeordnet sind.

7·)Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abzugswerk (1) und der Beladungseinheit (2) ein Reib- oder Bürstwerk (8) angeordnet ist.

δ.) Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladungseinheit (2) eine Pliessbettkammer (10) ist.

9«)Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungseinheit (3) eine Luftdusche (16) mit darunter angeordnetem Saugfilter (17) ist.

10.)Anlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die das Band der Verstärkungseinlage (5) unter der Luftdusche (16) hindurchführenden Führungsrollen (19; 19') mit einem Vibrator oder dergl. verbunden sind.

11.)Anlage nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, 209809/1366 dass die Verklebungseinheit (4) eine beheizte Band-Troinmel-Presse (26; 28) ist.