DE2011532A1

DE2011532A1 - Verfahren zur Herstellung nichtgewebten, grobgefügigen Materials

Info

Publication number: DE2011532A1
Application number: DE19702011532
Authority: DE
Inventors: Jerome L.; Thomas Gordon D.; Neenah Wis. Schwoerer (V.St.A.)
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1970-09-24
Also published as: NL7003227A; FR2041065A7; AU1170670A; GB1309258A

Description

DR. KURT-RUDOLF EIKENBERG PATENTANWALT S HANNOVlIl ■ SCHACKtTBAeSB 1 · TELEFON (0811) 8140 88 · KABEL PATENTION HANNOVER

Kimberly Clark Corporation

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Verfahren zur Herstellung nichtgewebten, grobgefügigen Materials

Die Erfindung -betrifft ein Verfahren zum Herstellen nichtgewebten Materials und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen nichtgewebten,grobgefügigen Materials. < · '

In jüngster Zeit haben nichtgewebte Materialen eine weite Verbreitung für die yersohieden'sten Anwendungszwecke gefunden und insbesondere für solche Zwecke, bei

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denen ein Produkt nach einmaligem oder wenigem Gebrauch weggeworfen wird. Ein bisher schon vorteilhaftes nichtgewebtes Material ist nichtgewebtes, grobgefügiges Material, das einen Satz von getrennten Kettenfäden, die sich in Maschinenrichtung erstrecken, und einen Satz von getrennten Füll- oder Schußfäden umfaßt, die sich quer zu den Kettenfäden erstrecken. Die beiden Sätze von Fäden sind aufeinander gefügt und miteinander mittels Klebemitteln an den Stellen verbunden, an denen die Fäden des einen Satzes die Fäden des anderen Satzes kreuzen. Die Fäden werden typischerweise aus synthetischen Materialen wie Nylon, Rayon oder dgl. hergestellt. Das grobgefügige Material wird oft als Verstärkungsschicht verwendet und mit einer oder mehreren Lagen von Zellulosematerialen wie Watte, Gewebe oder Faserschichten kombiniert, die mit einer oder beiden Oberflächen des grobgefügigen Materials verbunden werden.

Es sind bereits mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung solcher grobgefügigen Materialen bekannt. Ein solches Verfahren ist in der US-Patentschrift 2 841 202 beschrieben. Gemäß diesem Verfahren werden die gekreuzten Sätze der Fäden mittels Klebstoff miteinander verbunden, das den in Maschinenrichtung laufenden Kettenfäden zugeführt wird. Obgleioh dieses Klebemittel auoh zum Verbinden von Zellulosewatte

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oder anderen gewünschten Materialen mit der Oberfläche des grobgefügigen Materials verwendet werden kann, ist es, grundsätzlidi wünschenswert, zusätzlich einem oder beiden Sätzen von Fäden des geformten grobgefügigen .Materials Klebstoff zuzufügen.

Diese zusätzliche Zufügung von Klebemittel bewirkt, daß der gewünschte Abstand der Fäden unterbrochen wird. Die Haftfähigkeit des zugefügten Klebemittels reicht oft aus, die Fäden an &r Klebemittelzuführeinrichtung haften zu lassen. Hierdurch tritt im allgemeinen ein Auftrennen der Verbindung zwischen gekreuzten Fäden und eine Störung des relativen Abstands¹zwischen den Fäden auf. Da es von ästhetischem Standpunkt aus grunsätzlich wünschenswert ist, daß der Abstand zwischen den Fäden gleichförmig ist, beeinträchtigt dieses vorübergehende Haften der Fäden die'-Brscheinungsform des grobgefügigen Gewebes und setzt außerdem die Festigkeit des Produktes herab.

Es ist ein Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von grobgefügigem Material zu schaffen, bei dem die Unterbrechung des gewünschten Abstandes zwischen den Fäden verhindert wird.

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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung nichtgewebten, grobgefügigen Materials, bei dem ein erster Satz von in Längsrichtung bewegten, in Querrichtung voneinandergetrennten Faden mit einem Klebemittel bedeckt wird, die mit Klebemittel bedeckten Fäden auf einen auf eine Temperatur geheizten Träger aufgebracht werden, die ausreicht, um die Haftwirkung des Klebemittels zumindest auf ein vorbestimmtes Minimum zu erhöhen, ein zweiter Satz von voneinandergetrennten Fäden dergestalt in Querrichtung auf den ersten Satz von Fäden gelegt wird, daß ein nichtgewebtes, grobgefügiges Material entsteht, der Träger und das grobgefügige Material für eine ausreichende Zeit einer Temperatur ausgesetzt Werden, daß das Klebemittel seinen gummiartigen Punkt erreicht, und das grobgefügige Material von dem Träger getrennt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das grobgefügige Material dann in Kontakt mit einer Oberfläche gebracht wird, die auf eine Temperatur erhitzt ist, die ausreicht, das Klebemittel auf seine Fließtemperatur zu bringen, wobei der zweite Satz von Fäden in Kontakt mit der Oberfläche gebracht wird.

Die geheizte Oberfläche ist vorzugsweise gebogen und mit einer Ablöseoberfläche versehen, die auf eine Temperatur von etwa 93° C bis 177° 0 erhitzt werden kann.

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Es hat sich gezeigt, 'daß ein solches Ver fahren es ermöglicht, daß die Festigkeit des Materials verbessert und die Klebemittelmenge verringert werden kann, die notwendig ist, um ein gewünschtes Maß von Reißfestigkeit zwischen den Fäden zu erreichen. Das Verfahren ist außerdem weniger empfindlich als herkömmlich Verfahren in Bezug auf Veränderungen in der Haftungsfähgikeit oder Qualität des Klebstoffes, der nach der Bildung des Materials aufgebracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Die Vorrichtung zeigt eine Kreuzschichtungsvorrichtrung, die der in der genannten US-rPatentschrift beschriebenen ähnelt. Es werden eine Anzahl von Kettenfäden 10, die in Maschinenrichtung laufen, von einem nichtgezeigten Auisbeckgatter zugeführt. Dieses Fäden 10 werden über eine Zuführwalze 12 geführt, die am Boden abgerundete, V-förmige Rillen besitzt. Die Walze 12 dreht sich in einem Behälter einer Klebemittelauftragvorrichtung 14, so daß die Rillen mit Klebstoff gefüllt werden und somit die Fäden auf der Zuführwalze praktisch in Klebemittel eintauchen. Das Klebemittel sollte flüssig sein, so daß es die Fäden über ihren ganzen Umfang in gleichförmiger Weise bedeckt. Irgendein herkömmliches Klebemittel kann verwendet werden. Es hat sich beispielsweise ein Klebemittel als geeignet her-

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ausgestellt, daß aus' einem Plastisol besteht, das ein Polyvenylchlorid-Homopolymer oder ein Copolymer enthält mit mindestenB 90 Gewichtsprozenten Polyvenylchlorid, das mit einem Material wie Dioctylphthalat, Dioctylsebacat oder dgl. weichgemacht ist. Es können ebenso verschiedene Latexbindemittel wie Acrylnitrit-Butadien-Emulsionen oder auf Lösungsmittel basierende Klebemittel wie Polyvenylacetat in Aceton verwendet werden.

Bei der Bildung des grobgefligigen Materials wird ein Träger verwandt, mittels dessen die Fäden des grobgefligigen Materials durch die Kreuzschichtungsvorrichtung ■i bewegt werden. Vie gezeigt, trägt ein !Präger 16 in Form eines endlosen Bandes aus Silikongummi die Kettenfäden ■ 10 und sohlingt sie in Form einer Reihe von Schraubenlinien um einen stationären Dorn 18. Ein kreisförmiger Läufer 20 legt in Querrichtung zu den Kettenfäden verlaufende Füllfäden 22 in Form von Schraubenlinien um den Dorn 18, die im rechten Winkel zur Richtung der Kettenfäden 10 verlaufen. An der Stelle, an dem das Band 16 den stationären Dorn verläßt, ist ein Streifenschneicter 24 vorgesehen, der die FUllfäden durchschneidet und so das grobgefUglge Material bildet. Die FUllfäden liegen quer zu den Kettenfäden und sind mit diesen durch den Kleb-, stoff auf den Kettenfäden verbunden. Eine genügende Haftungsfähigkeit des Klebemittels wird entwickelt duroh Aufheizen des Bandes 16, wie nachfolgend nooh beschrieben wird.

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Zur Trennung des gebildeten grobgefügigen Materials von dem Silikongummiband ist es notwendig, die Temperatur des Klebemittels genügend zu erhöhen, so daß das grobgefügige Material abgelöst werden kann, ohne die Fäden auseinander zu reißen oder zu verzerren» Dies wird erreicht, indem das grobgefügige Material 26 durch ein heißes Gehäuse oder einen Ofen 28 geführt wird, der je nach dem verwendeten Klebemittel auf einer Temperatur zwischen 93° O und 177° G gehalten wirdk Bei der Verwendung von Polyvenylacetat-Klebemitteln können niedrigere Temperaturen verwendet werden, während Temperaturen im oberen Teil des angegebenen Bereiches notwendig sind, wenn Plastisolklebemittel benutzt werden. Das Kreuzschichtungsband 16 wird in dem Ofen 28 ebenfalls geheizt. Im allgemeinen behält das Band eine genügende Wärme, so daß nach seiner Rückkehr zur Kreuzschichtungsvorrichtung eine genügende Haftfähigkeit des Klebemittels entstehen kann, ohne daß andere Heizeinrichtungen für das Band notwendig sind.

Das so geformte grobgefügige Material wird dann mit einer oder mehreren weicheren Schichten kombiniert, so daß eine mit nichtgewebtem Material verstärkte Bahn entsteht.

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Venn das grobgefügige Material mit einer Watteschicht auf jeder Seite versehen werden soll, wird das grobgefttgige Material oft einer Klebemittelzuführeinrichtung zugeführt, die Klebemittel auf die Füllfäden und die Kettenfäden aufbringt. Diese Aufbringung von Klebemitteln erzeugt oft eine Unterbrechung des grobgefügigen Materials aufgrund der Unregelmäßigkeiten des Klebstoffes oder dessen Haftungsfähigkeit. Die Haftungsfähigkeit übersteigt oft die Festigkeit der bestehenden Bindungen zwischen den Kettenfäden und den Füllfäden, so daß die Fäden auseinander-gerissen werden. Zusätzlich wird ein Faden, der herausgezogen istj entweder an einer späteren Stelle auf das grobgefügige Material zurückgelegt oder von dem grobgefügigen Material getrennt bleiben, so daß eine Unterbrechung in der gleichförmigen Erscheinung des Materials auftritt. Die getrennten Fäden können ebenfalls Herstellungsschwierigkeiten erzeugen.

Gemäß der Erfindung wird das grobgefügige Material unmittelbar, nach dem es von dem Kreuzschichtungsband 16 getrennt ist,teilweise um eine geheizte, gebogene Ablösefläche geführt, wobei die Füllfäden gegen diese Fläche liegen, so daß die Bindungsfestigkeit erhöht wird. Die Verbesserung der Bindungsfestigkeit zwischen den Füllfäden und den Kettenfäden, die durch das teilweise

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Umlaufen der Fläche gemäß der Erfindung erreicht wird ist 10 bis 15 x höher. Wie dargestellt, wird das grobgefügige Material 26 um eine heiße Walze 30 geführt, die eine AblöseOberfläche beispielsweise aus* Chrom besitzt und auf einer Temperatur im Bereich von 93° C bis 177° C gehalten wird je nach dem, was für ein Klebemittel Terwendet wird.· Der-Grad der Umschlingung der Walze "kann in weitem Rahmen variiert werden. Dieser Umschlingungswinkel hängt von der Temperatur der Walze, dem Walζendurchmesser, der Geschwindigkeit des grobgefügigen Materials und dem Grad der Spannung, der auf die Kettenfäden ausgeübt wird, ab.

, Der auf das grobgefügige Material ausgeübte Druck muß so gering gehalten werden können, daß 'erausreicht, die Kettenfäden in engen Kontakt mit den Füllfäden zu bringen. Die Temperatur, auf der die heiße Walze gehalten wird, sollte mit dem Umschlin-, gungswinkel koordiniert werden, so daß eine Verweilj zeit gegeben ist, innerhalb derer das Klebemittel auf '' den Kettenfäden bis zu seiner Fließtemperatur gebracht wird, um so den innigen Kontakt zu erreichen. Das Klebemittel sollte nicht zu flüssig werden, um ein Zurückbleiben oder Kleben auf der Walze zu verhindern.

Dann kann Klebemittel den Kettenfäden und Füllfäden zugeführt werden, ohne daß dabei die Festigkeit oder Erscheinungsform des grobgefügigen Materials wesentlich

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beeinflußt wird. Auftragwalζen 32 und 34 bedecken die Kettenfäden und die PUlIfäden, so daß zusätzliches j Klebemittel vorhanden ist, das für ein gutes Binden der Zellulosewattelagen auf dem grobgefügigen Material notwendig ist.

Nach dem Auftragen des Klebemittels wird das grobgefügige Material mit Wattelagen kombiniert. Die Zellulosewattelagen 36, 36a werden von Rollen 38, 38a abgewickelt und mit dem grobgefügigen Material zusammen-■ geführt, indem diese Lagen um eine Walze 40 geführt

werden, wobei das grobgefügige Material 26 als zentrale Lage angeordnet ist.

Das Klebemittel kann ausgehärtet werden, indem die so gebildete mehrschichtige Bahn um eine Reihe .von geheizten Walzen geführt wird, die in dem gleichen Temperaturbereich gehalten werdep, wie die geheizte, gebogene Fläche. Wie gezeigt,läuft die mehrschichtige Bahn 42 um geheizte Walzen 44, damit das Klebemittel aktiviert wird, woraufhin die Verbindung dadurch erreicht wird, daß die mehrschichtige Bahn 42 durch einen Kalanderwalzenspalt 46 läuft. Die mehrschichtige Bahn 42 kann danach in herkömmlicher Weise auf eine Rolle 48 aufgewickelt werden.

Das nachfolgende spezifische Beispiel ist kennzeichnend für die vorliegende Erfindung, stellt jedooh

keine Begrenzung der Erfindung dar« ¹^

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Beispiel . - -

Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung wurde "benutzt, um ein 30,48 cm grobgefügiges Material aus Nylon mit hoher Reißfestigkeit mit 12 Kettenfäden (30 Denier) "bei 5 Füllfäden (40 Denier) pro 2,54 cm herzustellen.

Das grobgefügige Material wurde "bei einer Geschwindigkeit von 73,2 m/ Min. mit 2,2. g / 0,836· m² eines Polyvenylacetatbindemittels in einer Acetonlösung hergestellt, daö den Kettenfäden mittels der Zuführwalze 12 zugeführt wurde. Der Ofen wurde auf einer Temperatur von etwa 104° C gehalten. Während die Vorrichtung mit der genannten Geschwindigkeit arbeitete, wurde ein Hunter-Spannungsmesser benutzt, um einen Millfaden festzuhaken und die Zugfestigkeit zu bestimmen, die notwendig war, um den Faden von einem Kettenfaden wegzuziehen, während das grobgefügige Material die heiße Walze passierte. Die durchschnittliche Zügfestigkeit (bei über zwölf Tests) betrug 30 bis 50 g. Nachdem das grobgefüige Material rund um eine heiße Walze mit einem Durohmesser von 11 m (d.h. eine Umschlingung von etwa 90°) umlaufen hatte und die Walze durch Heißdampf auf einer Temperatur von etwa 104° C gehalten war, wobei die Füllfäden gegen die Walzenoberfläche lagen, wurde der beschriebene ZugfeBtigkeitstest wiederum durchgeführt. Hierbei wurde im Durchschnitt (bei über zwölf Tests) eine

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Kraft von 400 bis 500 g benötigt, um die Füllfäden von den Kettenfäden wegzuziehen.

Wie hieraus zu ersehen ist* wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von grobgefügigem Material geschaffen, mit dem die Bindung der Füllfäden mit den Kettenfäden um mehr als das zehn - bis fünfzehnfache verbessert wird. Zusätzlich· wird die Bindungsfestigkeit ausreichend verbessert, so daß eine nachfolgende Aufbringung von Klebemittel auf die Püll- und/ oder Kettenfäden nicht dazu führt, daß die Bindungen unterbrochen oder die Gleichförmigkeit der Abstände zwischen den einzelnen Fäden zerstört wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist infolgedessen relativ unabhängig von der Haftungsfähigkeit nachfolgend aufgebrachter Klebemittel. Ebenso ist die Gleichförmigkeit des hergestellten Materials unabhängig von diesen Klebemitteln. Zusätzlich wird durch die vorliegende Erfindung das Klebemittel äußerst wirtschaftlich genutzt, so daß eine Einsparung bis zu etwa 25# oder mehr im Klebemittelverbrauch möglich ist.

-Patentansprüche-

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Claims

P^;: a te η t a η s ρ r Ü ο h e

,Al.) Verfahren zur Herstellung nichtgewebten, grobgefügigen Materials, hei dem ein erster Satz von in Längsrichtung bewegten, in Querrichtung voneinander getrennten Fäden mit einem Klebemittel bedeckt wird, die mit Klebemittel bedeckten Fäden auf einen auf eine Temperatur geheizten Träger aufgebracht werden, dfe ausreicht, um die Haftwirkung des Klebemittels j zumindest auf ein vorbestimmtes Minimum zu erhöhen, ' ein zweiter Satz von voneinander getrennten Fäden ^; dergestalt in Querrichtung auf den ersten Satz von, : Fäden gelegt wird, daß ein nichtgewebtes, grobgefügiges Material entsteht, der Träger und das grobgefügige Material für eine ausreichende Zeit einer Temperatur ausgesetzt werden, daß das Klebemittel seinen gummiartigen Punkt erreicht, und das grobge-· fttgige Material von dem Träger getrennt wird, dadurch •gekennzeichnet, daß das grobgefügige Material dann in Kontakt mit einer Oberfläche gebracht wird, die auf · eine Temperatur erhitzt ist, die ausreicht^ das Klebemittel auf seine Fließtemperatur zu bringen, wobei der zweite Satz von Fäden in Kontakt mit der Oberfläche gebrächC wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geheizte Oberfläche eine gebogene Ablösefläche ist. .

3· Verfahren nach Anspruch l_?oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche auf eine Temperatur von etwa 93° 0 bis 177° 0 erhitzt ist. '

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trennen von der gebogenen Ablöseoberfläche dem grobgefügigen Material auf mindestens eine seiner beiden Sätze von Fäden ein Klebemittel aufgebracht wird und mindestens eine Schicht eines Materials dann mit mindestens einer der Oberflächen des grobgefügigen Materials verbunden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel auf beide Sätze von Fäden aufgebracht wird und mindestens eine Lage Zellulosewatte mit jeder Oberfläche des grobgefügigen Materials verbunden wird.

6. Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geheizte Oberfläche aus einer von innen geheizten Walze besteht, die eine Chromoberfläohe besitzt.

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ί 7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ] dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel ein Plastisol oder ein Latex ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichet, daß das Klebemittel ein Lösungsmittel enthält.

9. Vorrichtung zur. Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet 'durch Einrichtungen zum Bedecken, eines Satzes sich in Längsrichtung ■bewegender Fäden mit einem Klebemittel, einen geheizten Träger, Einrichtungen zum Trennen eines von dem Träger getragenen grobgefügigen Materials von dem Träger und eine geheizte gebogenen Ablöseoberfläche, die unmittelbar in Bewegungsrichtung der Fäden an den Träger angrenzt.

10. Nichtgewebtes Material dadurch gekennzeichnet, daß*es durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8 oder

mit der Vorrichtung nach Anspruch 9 hergestellt ist. Λ

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