DE10034113A1 - Voluminöser Vliesstoff - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen voluminösen Vliesstoff, der zumindest in einer Vorzugsrichtung mit einem texturierten Garn durchwirkt ist, wobei ein Endlosfilament- und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem Flächengewicht von 5 bis 100 g/m·2· mit einem texturierten Multifilamentgarn mit einem Titer im Bereich von 10 bis 400 dtex durchwirkt ist und wobei der Abstand der Multifilamentgarnfäden voneinander 1 bis 10/cm sowie die Maschenzahl 0,5 bis 8/cm beträgt und die Multifilamentgarnfäden durch feucht-thermische oder nass-thermische Behandlung um 3 bis 80% geschrumpft sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen voluminösen Vliesstoff, der zumindest in
einer Vorzugsrichtung mit einem texturierten Garn durchwirkt ist.
Aus dem Dokument US 4,623,576 sind Vliesstofftücher mit einem Flächen
gewicht von etwa 25 bis 50 g/m2 bekannt, die gute Absorptionseigenschaften
besitzen und besonders für das Aufwischen von Öl, Speiseresten oder das
Wischen von elektronischen Teilen gedacht sind. Absorbierende Wischtücher
aus Vliesstoffen für den Einmalgebrauch (Disposables) werden im Hygiene-,
Kosmetik- und Medikalbereich eingesetzt und bestehen entweder aus
sogenannten Airlaid-/liesstoffen oder aus wasserstrahlvernadelten
Vliesstoffen. Sie sind oftmals mit Flüssigkeiten imprägniert, welche
hautpflegende Substanzen enthalten.
Unter Airlaid-Vliesstoffen versteht man solche Vliesstoffe, deren Faser
bestandteile in einem Luftstrom miteinander gleichmäßig vermischt und auf
einem Sieb abgelegt werden. Die Bestandteile eines solchen Airlaid-
Vliesstoffes sind vergleichsweise kurzfaserig. Dabei kommen auch Stäube und
Bestandteile mit Fibrid-Struktur, wie zum Beispiel Zellulose und/oder
Synthese-Pulp (Zellstoff) zumindest anteilig zur Anwendung. Die Bindung des
Airlaid-Vliesstoffes zu einer für die Anwendung brauchbaren Strukturintegrität
erfolgt mit den bekannten Methoden der adhäsiven Bindung mittels
Polymerdispersion und/oder dem Einsatz von Schmelz- oder Klebefasern.
Nachteilig an diesen aus kurzen Fasern bestehenden Vliesstoffen ist, dass bei
einem vergleichbaren Bindemitteleinsatz wie in kardierten Vliesstoffen deutlich
niedrigere Festigkeiten erhalten werden. Airlaid-Vliesstoffe, welche als
Wischtücher in hygienischen, kosmetischen oder medizinischen Anwendungen
eingesetzt werden, weisen - aufgrund ihrer verfahrensbedingten technischen
Nähe zum Papier sowie insbesondere bei Verwendung hoher Anteile von
Zellulose-Fasern auch im feuchten Zustand - in der Anwendung auf sensibler
menschlicher Haut erhebliche Nachteile hinsichtlich ihrer Weichheit und
Anschmiegsamkeit auf.
Die zweite Klasse an absorbierenden Vliesstoffen für Saug- und Wischzwecke
sind solche, deren Faser gewöhnlich völlig bindemittelfrei und ausschließlich
durch Hochdruck-Wasserstrahl, d. h. hydrodynamisch verfestigt worden sind.
Als Fasermaterial werden dabei Verschnitte aus hydrophilen Fasern, wie
Zellwolle, Lyocell, Baumwolle, Zellstoff und vollsynthetische Fasern, wie
Polyester oder Polypropylen eingesetzt. Diese absorbierenden Vliesstoff-
Wischtücher besitzen zwar eine sehr hohe Strukturintegrität (Festigkeit), aber
nur eine geringe Materialdicke, das heißt eine hohe Materialdichte und damit
verbunden ein niedriges Absorptionsvermögen pro Flächengewicht. Für die
beschriebenen Airlaid-Vliesstoffe und wasserstrahlvernadelten Vliesstoffe ist es
zwar bekannt deren Oberfläche mit einer gewissen Strukturierung zu versehen,
trotzdem weisen diese Vliesstoffe für den Einsatz als Wischtücher in
hygienischen oder medizinischen Anwendungen nur eine relativ flache,
zweidimensionale Struktur auf. Insbesondere beim Wischvorgang zum
Entfernen von Schmutzpartikeln, wie zum Beispiel Exkrementen von der
menschlichen Haut werden diese an der Oberfläche der Haut verschoben und
nicht durch das Wischtuch aufgenommen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen voluminösen Vliesstoff anzu
geben, der eine sehr gute Haptik und Textilität sowohl hinsichtlich Weichheit
und Drapierfähigkeit bereits in nicht fluidabsorbiertem Zustand aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen voluminösen Vliesstoff gelöst,
der zumindest in einer Vorzugsrichtung mit einem texturierten Garn durchwirkt
ist, wobei ein Endlosfilament- und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem
Flächengewicht von 5 bis 100 g/m2 mit einem texturierten Multifilamentgarn mit
einem Titer im Bereich von 10 bis 400 dtex durchwirkt ist, wobei der Abstand
der Multifilamentgarnfäden voneinander 1/cm bis 10/cm sowie die Maschenzahl
0,5/cm bis 8/cm beträgt und die Multifilamentgarnfäden durch feucht-
thermische oder nass-thermische Behandlung um 3 bis 80% geschrumpft sind.
Die Längenverkürzung des texturierten Multifilamentgarnes in dem
durchwirkten Vliesstoff erfolgt durch übersättigten Wasserdampf oder durch
heiße Luftströme, wobei möglichst berührungsarme oder berührungsfreie
Schrumpfbedingungen gewählt werden. Weiterhin kann der Basisvliesstoff
sowohl in Maschinenrichtung (Kettrichtung) als auch in Querrichtung
(Schussrichtung) mit Garnen durchwirkt sein. Es können in beiden Richtungen
texturierte Multifilament-Garne eingesetzt werden. Aus Kostengründen ist es
jedoch vorteilhaft, nur in der einen Vorzugsrichtung texturierte Multifilament
garne und in der anderen Vorzugsrichtung nicht texturierte Multifilamentgarne
oder die noch kostengünstigeren Monofilamente einzusetzen. Besonders
voluminöse Strukturen werden jedoch nur durch mit texturierten Multifilament-
Garnen kettdurchwirkte, absorbierende Vliesstoffe erzielt.
Der erfindungsgemäße voluminöse Vliesstoff weist eine wellenartig
aufgeworfene Struktur und eine dadurch erzeugte rinnen- und muldenartige
Ausformung des Flächengebildes auf, wodurch der Wischeffekt verbessert und
das Schmutzspeichervermögen insbesondere zwischen den Wellen verbessert
werden. Es wird ein anschmiegsames und zumindest in einer Richtung
dehnbares absorbierendes Einweg-Wischtuch erzeugt, dass trotz hoher
Absorptionsfähigkeit eine hohe Strukturintegrität aufweist.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, bei dem ein Endlosfilament-
und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem Flächengewicht von 7 bis 60 g/cm2 mit
einem texturierten Multifilamentgarn mit einem Titer im Bereich von 30 bis 300
dtex durchwirkt ist, wobei der Abstand der Multifilamentgarnfäden voneinander
3/cm bis 7/cm und die Maschenzahl 0,5 bis 4 je cm beträgt und bei dem die
Multifilamentgarnfäden durch feucht-thermische oder nass-thermische
Behandlung um 5 bis 60% geschrumpft sind. Bei Einwirken von texturierten
Garnen in einer Vorzugsrichtung bedeutet dies gleichzeitig einen
Flächenschrumpf in Richtung dieser Vorzugsrichtung. Im 90° Winkel zu dieser
Vorzugsrichtung erfolgt dann kein Schrumpf. Werden jedoch texturierte Garne
in beiden Richtungen eingewirkt, so wird die Längenverkürzung derselben in
Kett- und Schussrichtung durch die Anzahl der Garne in die Vorzugsrichtung
pro Längen- oder Breiteneinheit, deren Gesamttiter, deren Texturiergrad und
deren chemische Zusammensetzung bestimmt.
Unter Maschenzahl wird die Anzahl der Maschen (Nadelstiche) in Kettrichtung
verstanden. Die kettgewirkten Garne sind vorzugsweise linear ausgerichtet. Sie
können aber auch zick-zack-förmig in Kettrichtung eingenäht werden.
Die durchraschelten absorbierenden Vliesstoffe werden anschließend einem
Schrumpfprozess unterzogen, in der Weise, dass der Vliesstoff selbst keine
Flächenverminderung erfährt sondern nur die eingewirkten texturierten Garne
eine Verkürzung ihrer Ausdehnung erfahren. Dies führt zu einer partiellen
Umorientierung des absorbierenden Vliesstoffes in die dritte Dimension. Die
Vorzugsrichtung der texturierten Garne bestimmt die Geometrie der
dreidimensionalen Struktur und die Tatsache, ob dieselben in zwei
Vorzugsrichtungen eingewirkt werden.
Die texturierten Multifilamentgarne können aus gleichen oder zwei
unterschiedlichen Homo-Filamenten oder aus Bikomponenten-Filamenten
bestehen. Als Polymermaterialien für die texturierten Fäden kommen alle jene
in Betracht, die dem Stande der Technik entsprechen, wie z. B. Polyamid 6,
Polyamid 6.6, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Copolyester
unterschiedlichster Zusammensetzung, ein- oder Mehrkomponenten-
Polyolefine und/oder Metallocen katalysierte Polyolefine. Desgleichen können
biologisch abbaubare Thermoplaste, wie beispielsweise Polyesteramide oder
Copolyester auf Basis Terephthalsäure und Adipinsäure mit aliphatischen und
cycloaliphatischen Dielen, wie sie beispielsweise in WO 96/255446,
DE 44 40 858 und DE 195 185 beschrieben werden, als Basis für die
texturierten Fäden eingesetzt werden.
Ein solcher Vliesstoff hat sich als besonders anschmiegsam erwiesen, wobei
ein eine hohe Absorptionsfähigkeit und eine hohe Strukturintegrität
aufweisendes Wischtuch erhalten wird.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, bei dem ein Endlosfilament-
und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem Flächengewicht von 10 bis 40 g/cm2
mit einer teilflächigen, musterartigen Verfestigung, die 2 bis 35% der Fläche
bedeckt, versehen und mit einem texturierten Multifilamentgarn, wobei die
Multifilamentgarnfäden um 8 bis 35% geschrumpft sind. Die teilflächige
Bindung kann durch Hitze und Druck, durch Ultraschallverschweißung oder
durch adhäsive Bindung mittels Tief- oder Schablonendruck erfolgen. In einer
besonderen Ausgestaltungsform der Erfindung werden vernadelte Vliesstoffe
als Flächenbasis eingesetzt, wobei die hydrodynamische Vernadelung mit
Hochdruck-Wasserstrahlen, gegenüber der mechanischen Vernadelung mit
Hilfe eines Nadelstuhls bevorzugt ist.
Vorteilhafterweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, bei dem die teilflächige,
musterartige Verfestigung 4 bis 25% der Fläche bedeckt. Dadurch wird eine
sehr gute Strukturintegrität erzielt.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, bei dem der Titer der
Fasern und/oder Filamente des eingesetzten Vliesstoffes zwischen 0,05 und
4,4 dtex liegt, wobei bis zu 20 Gew.-% Fasern und/oder Filamente mit einem
gröberen Titer als 4,4 dtex sein können unter der Bedingung, dass der
arithmetisch gemittelte Durchschnitt des Faser- und/oder Filamenttiters aller
Fasern und/oder Filamente im Vliesstoff 4,4 dtex nicht übersteigt. Im Falle der
Faser- und/oder Filamenttiter unter 0,8 dtex handelt es sich um Fasern oder
Filamente, die nach dem sogenannten Meltblown-Verfahren hergestellt wurden,
oder um sogenannte Mehrkomponenten-Splittfasern, welche vor der Splittung
einen Titer von über 0,8 dtex und nach der Splittung einen Bruchteil desselben
aufweisen. Die Splittung erfolgt vorzugsweise mit Hochdruckwasserstrahlen.
Die Splittung kann aber auch durch einen mechanischen Weichmachungs-
oder Microkrepp-Prozess (Micrex), wie im Dokument EP 0 624 676 beschrieben
oder durch Behandlung mit heißem Dampf oder heißem Wasser entsprechend
dem Dokument US 5,759,926 für Spinnvliesstoffe oder entsprechend den im
Dokument EP 0 864 006 für Mikrofaser-Meltblown-Filamente dargestellten
Methoden erfolgen. Der hydrophilen Spinnmasse oder der hydrophileren der
beiden Spinnmassen kann zur Erleichterung der Splittbarkeit bzw. Erhöhung
der Unverträglichkeiten der beiden in der Splittphase eingesetzten Polymeren
ein ethoxyliertes Polysiloxan als Hydrophilierungsmittel in einer Menge von ca.
1-5 Gew.-% zugesetzt sein. Alle bekannten Faser- und/oder Filament-
Querschnittformen kommen für den erfindungsgemäßen voluminösen Vliesstoff
in Betracht. Beispielsweise runde, ovale, viereckige und/oder trilobale.
Weiterhin sind Fasern und/oder Filamente mit kanalförmigen Einlassungen an
deren Oberfläche ebenfalls mit eingeschlossen. Die gesplitteten Mikrofasern
und/oder Filamente weisen im Normalfall einen Querschnitt wie Kuchenstücke
auf.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, bei dem die den Schrumpf
des Multifilamentgarns auslösende Temperatur ca. 25°C unter der
Erweichungstemperatur derjenigen Fasern und/oder Filamente im Vliesstoff mit
dem niedrigsten Erweichungspunkt liegt. Im Normalfall erleidet der durchwirkte
Vliesstoffträger selbst keinen Flächenschrumpf. Erfindungsgemäß ist die
Längenverkürzung des texturierten Multifilamentgarns größer als die
Flächenverkleinerung des Vliesstoffes durch Eigenschrumpf in Richtung des
eingewirkten Multifilamentgarnes. Dem Faserflor kann anteilig auch eine
Schrumpffaser, wie beispielsweise physikalisch modifizierte Polyester-
Mittelschrumpffasern oder Polyester-Hochschrumpffasern auf Basis von
Polyethylenterephthalat zugesetzt werden. Der Anteil dieser Schrumpffasern
wird dabei so niedrig gewählt, dass beim Schrumpfprozess der
Flächenschrumpf des Vliesstoffes in der Vorzugsrichtung der Multifilamentgarn-
Einwirkung niedriger ist als die der Multifilamentgarn-Verkürzung. Der
Polyester-Schrumpffaser-Anteil im Vliesstoff liegt im Bereich von 3 bis 40 Gew.-
%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 25 Gew.-%. Mit diesem Zusatz kann die
Integrität des Multifilamentgarn-durchwirkten Vliesstoffes zusätzlich erhöht
werden, wodurch die Abriebbeständigkeit beim Wischvorgang verbessert wird.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, bei dem der Vliesstoff quer
zur Maschinenlaufrichtung gereckt ist. Die Umorientierung der Vliesstoffbasis in
die dritte Dimension lässt sich dadurch verstärken, dass eine Reckung des
durchwirkten Vliesstoffes quer zur Maschinenrichtung erfolgt. Hierzu können
die bekannten Methoden zur Querreckung von Flächengebilden eingesetzt
werden, wobei jedoch die Reckung mittels Führung des durchwirkten
Vliesstoffes über Reckwalzen bevorzugt ist, da dieses Verfahren im Gegensatz
zu der Verwendung von Spannrahmen besonders materialschonend ist und zu
einer gleichmäßigen Verteilung der Querkräfte über die Warenbahnbreite führt.
Weiterhin lassen sich durch das Recken in Querrichtung Verbindungen oder
gegenseitige mechanische Verankerungen der Fasern und/oder Filamente der
Vliesstoffbasis teilweise wieder auflösen bzw. lockern womit eine zusätzliche
erhebliche Steigerung der Weichheit und Anschmiegsamkeit des
erfindungsgemäßen voluminösen Vliesstoffes erzielt wird. Ein zusätzlicher
Effekt des Reckens in Querrichtung besteht in der proportional zum Reckfaktor
vergrößerten Fläche des Fertigmaterials und damit in einer wirtschaftlich
günstigen Steigerung der Produktivität des Gesamtprozesses. Der Reckfaktor
wird dabei als Quotient aus der Breite der Warenbahn nach dem Reckprozess
und der Breite der Warenbahn vor dem Reckprozess definiert.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, bei dem ca. 20 Gew.-%
inhärent hydrophile Fasern und/oder Filamente und der restliche Anteil zu 100 Gew.-%
synthetische Fasern und/oder Filamente sind. Die Ausgangsfasern
und/oder -filamente für den Vliesstoff können aus einer oder mehreren
Komponenten bestehen. Dabei wird ein Anteil von ca. 20 Gew.-% der Fasern
und/oder Filamente eingesetzt, welche dauerhaft hydrophil sind. Die
Hydrophilie der Fasern und/oder Filamente kann polymerinhärent sein, wie es
beispielsweise bei Fasern aus auf cellulosischer Basis oder Polyamid-Basis der
Fall ist. Sie kann aber auch durch den Zusatz eines Hydrophilierungsmittels zur
Schmelze des faserbildenden Polymers vor dessen Ausspinnung erzielt
werden. Unter dem Begriff "dauerhaft hydrophil" ist erfindungsgemäß ein Stoff
aus Fasern und/oder Filamenten zu verstehen, bei dem
Hydrophilierungskomponenten bei Lagerung vom Faserinneren durch Migration
an die Faseroberfläche gelangen. Als Fasern mit "inhärenter Hydrophilie" dient
vorzugsweise Viskose-Zellwolle aus zum Beispiel in N-Methylmorpholin-N-Oxyd
lösungsersponnene Zellulosefasern (Lyocell, Baumwolle oder Zellstoff). Die
Lyocell-Fasern können glatt oder gekräuselt sein. Erfindungsgemäß können
zwar auch Anteile von weniger als 20 Gew.-% inhärent hydrophiler Fasern im
Vliesstoff verwendet werden, dabei besteht jedoch die Gefahr, dass im Falle
eines gefalteten und in Stapeln gelagerten Nasswischtuches die zur Hautpflege
eingetragene wässrige Emulsion durch Lagerung sich in den unteren Lagen
anreichert. Tendenziell würde dieses zu einem Austrocknen der oberen Lagen
führen und damit deren Wischeigenschaften sowie die Abgabe der
hautpflegenden Substanzen beim Wischvorgang nachteilig beeinflussen.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, bei dem zumindest ein Teil
der synthetischen Fasern und/oder Filamente hydrophil ausgerüstet ist. Die den
zu 100 Gew.-% Faser- und/oder Filamentanteil ergänzenden nicht inhärent
hydrophilen Fasern und/oder Filamente sind vorzugsweise vollsynthetischer
Natur. Im Falle von Endlosfilamenten werden diese nachträglich im Vliesstoff
mit bekannten oberflächenaktiven Substanzen hydrophil ausgerüstet. Die
Haftung der von außen aufgetragenen Hydrophilierungsmittel und die Dauer
des hydrophilen Effektes werden dabei maßgeblich von der Chemie des
eingesetzten oberflächenaktiven Mittels und den Oberflächeneigenschaften des
Faser- und/oder Filamentmaterials bestimmt.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, der zumindest anteilmäßig
superabsorbierende Fasern und/oder Filamente oder Fasern und/oder
Filamente enthält, deren Kern mit einem superabsorbierenden Polymer
überzogen ist. Der Einsatz von superabsorbierenden Fasern und/oder
Filamenten oder mit superabsorbierenden Polymer überzogenen Fasern und/oder
Filamenten verbessert die Absorptionsfähigkeit des erfindungsgemäßen
Vliesstoffes.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff weiterhin einer, der gekräuselte und
gefärbte Fasern und/oder Filamente enthält. Die Fasern oder Filamente des
Vliesstoffs können glatt oder zwei- oder dreidimensional gekräuselt sein bzw.
es können gekräuselte Fasern oder Filamente mit ungekräuselten verschnitten
werden. Vorzugsweise werden jedoch gekräuselte Fasern oder Filamente
eingesetzt, da diese die Absorptionsfähigkeit verbessern. Je nach
Anwendungszweck können die Fasern und/oder Filamente farblos oder in der
Spinnmasse mit Farbstoff und/oder Weißpigment gefärbt werden. Dabei kann
ein Teil der Fasern vor oder nach der Vliesbildung oder nach Fertigstellung des
Multifilamentgarn-durchwirkten und geschrumpften voluminösen Vliesstoffes
textil gefärbt werden.
Vorzugsweise ist der voluminöse Vliesstoff einer, der mit einem Gleitmittel wie
Silikonöl imprägniert ist. Weiterhin kann der Vliesstoff zusätzlich anteilig
silikonisierte Fasern oder Fasern mit anderen Gleitmitteln enthalten. Das
Gleitmittel kann aber auch nachträglich auf den Vliesstoff entweder nach
dessen Florlegung oder dessen Verfestigung zu einem textilen Flächengebilde
aufgetragen worden sein. Durch das Auftragen von einem Gleitmittel wie
beispielsweise Silikonöl auf die Fasern und Multifilamente des Vliesstoffes vor
dem Durchwirken mit einem Multifilamentgarn kann insbesondere bei höheren
Flächengewichten des Vliesstoffes die Friktion der Nähnadeln mit dem
Vliesstoff beim Einwirken des Multifilamentgarnes vermindert werden.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, der zwei in ihrer
Zusammensetzung und/oder Struktur unterschiedliche Seiten besitzt. Der
Vliesstoff besteht dazu aus mehreren unterschiedlichen Faser- und/oder
Filamentlagen, die bereits vor der Durchwirkung mit dem Multifilamentgarn mit
Hilfe bekannter Bindetechniken zu einem Komposit verbunden sind. Durch die
Verwendung unterschiedlicher Faser- oder Filamentlagen auf den beiden
Hauptseiten des voluminösen Vliesstoffes können unterschiedliche
Flüssigkeitsabsorptions- und Wischeigenschaften erzielt und entsprechend
eingesetzt werden. Beispielsweise kann durch die Verwendung eines
voluminösen Vliesstoffes mit unterschiedlichen Seiten zwischen einer
Vorreinigung und einer Nachreinigung differenziert werden. Weiterhin kann
dadurch für den Anwender des voluminösen Vliesstoffes besser optisch und
haptisch differenziert werden, welche Seite des erfindungsgemäßen
Vliesstoffes für die Aufnahme von Schmutzpartikeln und damit für einen
optimalen Wischerfolg vorgesehen ist.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, der ein- oder mehrfach
gefaltet ist. Die gefaltete Form wird für Wisch-, Reinigungs- und
Körperpflegezwecke eingesetzt. Insbesondere in gefalteter Form werden
volumenstabile Einwegtücher mit sehr hohem Absorptionsvermögen erhalten.
Besonders bevorzugt ist ein voluminöser Vliesstoff, der mit einer Reinigungs-
oder Pflegeemulsion imprägniert ist. Dazu werden beispielsweise wässrige
Emulsionen auf das voluminöse Vlies aufgetragen. Weiterhin können nach der
Schrumpfung auf einer oder beiden Seiten Bindemittel durch bekannte
Methoden appliziert werden. Vorzugsweise werden hierfür wässrige Kunststoff-
Dispersionen eingesetzt, denen zur Verbesserung der hydrophilen
Eigenschaften Netzmittel und/oder hydrophilierende Polymere zugesetzt sind.
Das Bindemittel kann zusätzlich als Träger für Farbpigmentierung wie z. B. eine
Weißpigmentierung des Produktes benutzt werden. Weiterhin können dem
Bindemittel auch abrasive, anorganische Partikel wie Korund zugesetzt werden,
um zumindest auf einer Seite eine abrasive Wirkung beim Wisch- oder
Reinigungsvorgang zu erzielen. In diesem Fall werden solche
Polymerdisperionen eingesetzt, die einen sehr harten Film ergeben. Dabei
kann das polmyere Bindemittel auch durch einen Vollbad-Tauchprozess
aufgetragen werden.
Der erfindungsgemäße voluminöse Vliesstoff wird vorzugsweise als Wisch-,
Reinigungs- oder Körperpflegetuch verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen voluminö
sen Vliesstoffes,
Fig. 2 den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffes entlang der
Linie A-A gemäß Fig. 1 in vergrößerter Form und
Fig. 3 den Querschnitt eines voluminösen Vliesstoffes mit einer asymmetri
schen Wellung.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer voluminöser Vliesstoff 1 schematisch
dargestellt, wobei der ursprüngliche Vliesstoff 2 in Wellen 3 aufgeworfen ist, die
aus den Erhebungen 4 und den Tälern 5 bestehen. Die Richtung A-A stellt die
Maschinen- oder Kettrichtung dar. Die in Kettrichtung orientierten, texturierten
und geschrumpften Multifilamentgarne 6 sind an den Positionen 7 in den
Vliesstoff 2 eingewirkt und bilden die Maschen 8. Die in Richtung A-A
orientierten Bereiche 9 des Multifilamentgarns 6 zwischen den Maschen 8 bzw.
den Positionen 7 sind elastisch.
Die in Fig. 2 dargestellten Garnbereiche 9 bestehen aus durch Schrumpfung
stark texturierten Multifilamentfäden 6 mit einer Struktur wie Springfedern, was
dem Produkt hervorragende Weichheit und Elastizität verleiht. Der Vliesstoff 2
mit seinen Wellen 3, bestehend aus den Erhebungen 4 und den Tälern 5, ist
vorzugsweise aus gekräuselten Fasern 10 aufgebaut, die intensiv miteinander
durch Wasserstrahlen verflochten sind. In Fig. 2 ist der Fall einer
symmetrischen Wellung 3 dargestellt, wobei die Garnbereiche 12 und 13 rechts
und links der maximalen Höhe 11 der Wellen 3 jeweils die halbe Länge des
Garnbereiches 9 ausmachen. Die maximale Wellenhöhe 11 ist dabei definiert
als der Abstand des Garnbereiches 9 von den Erhebungen 4 der Wellen 3.
Fig. 3 zeigt eine asymmetrische Wellung 3 des Vlieses 2, bei dem die
maximale Höhe 11 der Wellen 3 in Richtung einer der Garnbereiche 12 oder 13
verschoben ist. Ein solcher Fall kann eintreten, wenn der voluminöse Vliesstoff
nach dem Schrumpfprozess gepresst oder einer Friktion unterzogen wird.
Die auf Kettbäumen aufgewickelten texturierten Fäden werden mit bekannten
Methoden in den Vliesstoff eingewirkt, vorzugsweise nur in Kettrichtung, wobei
hinsichtlich Vliesstoff-Parameter (Gewicht, Aufbau, Vorverfestigungsmethode
etc.) und Wirkparameter (Art der texturierten Garne, Gesamttiter in dtex,
Maschenzahlen/cm), die bereits oben beschriebenen Grenzen und Lehren
eingehalten werden müssen.
Nach dem Einwirken der texturierten Multifilamentgarne wird das
Flächengebilde einer feuchten Behandlung zur Schrumpfung im übersättigten
Wasserdampf in siedendem oder beinahe siedendem Wasser beziehungsweise
einer Heißwasserbehandlung im Druckbehälter (zum Beispiel ähnlich einer
textilen Polyester-Dispersionsfärbung) ausgesetzt. Temperaturen über 100°C
sind geeignet, jedoch aus Kostengründen weniger bevorzugt.
Die Wahl der Temperatur zur Garnschrumpfung in dem Flächengebilde richtet
sich nach der Zusammensetzung des Vliesstoffes und des texturierten
Multifilamentgarnes. Die Temperatur und deren Einwirkungszeit werden
vorzugsweise so gewählt, dass der Vliesstoff selbst keinem Flächenschrumpf
unterliegt und ausschließlich das texturierte Garn durch Schrumpfung eine
Längenverkürzung erleidet. Deswegen sollten sowohl die verwendeten
texturierten Multifilamentgarne vorzugsweise aus solchen Filamenten bestehen,
die einen relativ hohen Schmelz- oder Erweichungspunkt aufweisen, wie
beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid 6
oder Polyamid 6.6 beziehungsweise Bikomponenten-Garne aus zweien dieser
Faserfilamente als auch die Fasern des Vliesstoffes aus thermisch stabilem
Fasermaterial bestehen. Die für die Erfindung notwendige wellenartige Struktur
verbietet den Einsatz des gleichen Polymers sowohl in dem Vliesstoff als auch
in dem texturierten Garn. Vorzugsweise werden auch in dem Vliesstoff
entweder nicht thermoplastische und bei Schrumpftemperatur des Garnes sich
nicht zersetzende Fasern oder höher schmelzende Fasern, wie beispielsweise
Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid 6 oder Polyamid
6.6 beziehungsweise Bikomponentenfasern aus diesen Polymeren
beziehungsweise Verschnitte aus den genannten Fasern verwendet.
Die Flächenware wird anschließend entweder trocken gefaltet und/oder mit
einer wässrigen Pflegelotion-Imprägnierung versehen, sodann in Form gefaltet
und als Stapel in harte, formstabile und wiederverschließbare
Kunststoffbehälter ("Spender-Box") gelegt oder ein Stapel mehrerer gefalteter
Tücher in flexible Folienbeutel ("Nachfüll-Packungen") eingeschweißt.
Es wird ein kardierter Stapelfaserflor bestehend aus 60% Zellwolle dtex 1,5/40 mm
und 40% Polyester dtex 1,5/38 mm auf Basis Polyethylenterephthalat auf
einem Transportband abgelegt und dem Entwässerungssieb einer Hochdruck-
Wasserstrahlvernadelungseinrichtung zugeführt. Das Metallsieb ist feinmaschig
und weist mit eine Mesh Zahl von 100 auf. Nach einer Vornetzung mit Wasser
wird der Faserflor zunächst von einer Seite mit gerichteten
Hochdruckwasserstrahlen behandelt, dann umgedreht und von der anderen
Seite mit Hochdruckwasserstrahlen verfestigt. Anschließend wird durch
Passage eines Vakuumschlitzes überschüssiges Wasser abgesaugt bis auf
eine Restfeuchte von 98%. Anschließend wird getrocknet in einem sog.
Bandtrockner. Am Aufroller resultiert ein Flächengewicht des
wasserstrahlvernadelten Vliesstoffes von 49 g/m2.
Der wasserstrahlvernadelte Vliesstoff wird auf einer Raschelmaschine in
Kettrichtung mit texturierten Polyester-Multifilamentgarnen durchwirkt. Diese
Garne bestehen aus 36 Einzelfilamenten mit einem Einzeltiter von 1,39 dtex,
woraus sich ein Gesamttiter von 50 dtex für das Garn ergibt.
Die in Kettrichtung eingewirkten Garne weisen eine Maschenzahl in
Kettrichtung (= Maschinenlaufrichtung) von 2/cm auf. Die Anzahl parallel
zueinander eingewirkter Garne beträgt 18/inch (7,11/cm). Das Flächengewicht
nach der Kettdurchwirkung beträgt 61,8 g/m2.
In einem dritten Verfahrensschritt wird der kettdurchwirkte Vliesstoff einer
thermischen Schrumpfbehandlung bei 140°C über einen Zeitraum von 20
Sekunden unterzogen. Unter diesen Bedingungen wurde eine Verkürzung der
texturierten Garne in dem kettgewirkten Vliesstoff um 16% und eine gewellte
Struktur desselben erreicht. Es resultiert ein Flächengewicht von 73,6 g/m2.
Die Zusammensetzung des wasserstrahlverfestigten Vliesstoffes und die
Bedingungen der Einwirkung der texturierten Polyestergarne, sowie deren
Maschen- und Garnzahl pro Längeneinheit sind identisch. Es wurde lediglich
anstelle einer trocken thermischen eine feucht thermische Behandlung mit
überhitztem Wasserdampf bei 125°C und einer Verweildauer von 20 Sekunden
durchgeführt.
Es resultierte ein im Vergleich zu Beispiel 1 deutlich höherer Schrumpf in
Maschinenlaufrichtung. Er betrug 24,5% mit noch deutlicher ausgeprägter
Wellenstruktur als im Beispiel 1. Die Breite der Ware blieb unverändert, so dass
sich ein Gesamtflächenschrumpf von 24,5% und ein Flächengewicht von 81,8 g/m2
ergaben.
Die Fasermischung des im Beispiel 1 hergestellten wasserstrahlvernadelten
Vliesstoffes wurde ausgetauscht gegen einen solchen aus 100% Zellwolle dtex
1,5/38 mm und das Trockengewicht nach der Wasserstrahlverfestigung von 49
auf 20 g/m2 herabgesetzt. Nach Garndurchwirkung, wie in Beispiel 1
beschrieben, wird entsprechend Beispiel 2 dampfgeschrumpft. Das
Flächengewicht nach der Kettdurchwirkung beträgt 32,2 g/m2.
Es erfolgte ein Schrumpf bzw. eine Längenverkürzung der Flächenware in
Maschinenlaufrichtung von 50,3%. Es resultierte ein Fertigmaterialgewicht von
64,8 g/m2.
Es werden aus der Schmelze Endlosfilamente extrudiert, die durch kühlende
Luftströme abgeschreckt, dann mit Hilfe gerichteter Luftströme auf einen Titer
von 1,7 dtex verstreckt und auf einem Ablageband zu einem unverfestigten
Endlosfilamentvliesstoff abgelegt werden.
Die Endlosfilamente weisen im Querschnitt eine Kuchenstruktur mit insgesamt
16 Kuchenstücken auf, wobei sich in regelmäßiger Reihenfolge jeweils größere
und kleinere Kuchenstücke abwechseln. Die größeren Kuchenstücke bestehen
aus Polyamid 6.6 und die kleineren aus Polyethylenterephthalat, so dass sich
die insgesamt 16 Kuchenstücke auf 8 große aus Polyamid 6.6 bestehende und
8 kleinere aus Polyethylenterephthalat bestehende aufteilen. Die
Gewichtsanteile der sog, PIE-Faser verteilen sich auf 65% Polyamid 6.6 und
35% Polyethylenterephtlhalat.
Der Spinnmasse des Polyamid 6.6-Anteils wurde ein Antistatikum
beziehungsweise Hydrophilierungsmittel zugesetzt.
Der unverfestigte Endlosfilamentvliesstoff wurde wie in Beispiel 1 einer
Wasserstrahlvernadelungseinheit zugeführt.
Die Hochdruckwasserstrahlbehandlung führte hierbei nicht nur zu einer
intensiven Verschlingung der Fasern untereinander sondern auch zu einer
Splittung der Fasern bis zu einem Splittungsgrad von ca. 93%. Der
Splittungsgrad wurde durch Auszählung der entstandenen Mikrofasern unter
dem Rasterelektronenmikroskop grob ermittelt. Der Titer der Mikrofasern auf
Basis Polyamid 6.6 und Polyethylenterephthalat berechnet sich auf 0,138 dtex
für Polyamid 6.6 und 0,074 dtex für Polyethylenterephthalat der Pie-
Konfiguration (16er Pie) und dem Gesamttiter der ungesplitteten
Endlosfilamente. Die spez. Dichte von Polyamid 6.6 beträgt 1,14 und die
Polyethylenterephthalat 1,37 g/cm3, woraus sich die Faserfeinheit für Polyamid
6.6 Mikrofaser von 3,92 µm und für Polyethylenterephthalat-Mikrofaser von
2,62 µm berechnet.
Nach Trocknung des in Mikrofasern aufgesplitteten, wasserstrahlvernadelten
Vliesstoffes mit einem Gewicht von 34 g/m2 werden, wie in Beispielen 1-3
beschrieben, texturierte Multifilament-Polyestergarne in Maschinenlaufrichtung
eingewirkt. Dann wird die Ware einer berührungsfreien, luftgetragenen
Heißluftbehandlung bei 210°C über einen Zeitraum von 10 Sekunden
unterzogen.
Es stellte sich unter Wellung ein Längsschrumpf/Längsverkürzung von 32,2%
ein. Das Flächengewicht des Fertigmaterials betrug 69,3 g/m2.
Als Vergleichsbeispiel A wird Beispiel 1 nach der Wasserstrahlvernadelung
herangezogen.
Vergleichsbeispiel B entspricht Beispiel 1 nach der Wasserstrahlvernadelung,
mit dem Unterschied, dass anstelle des feinen 100 Mesh-Siebes in der
Wasserstrahlvernadelungseinrichtung ein grobes mit 20 Mesh eingesetzt
worden ist. Dadurch entsteht ein Vliesstoff mit perforierter Struktur.
Claims (16)
1. Voluminöser Vliesstoff, der zumindest in einer Vorzugsrichtung mit einem
texturierten Garn durchwirkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Endlosfilament- und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem Flächengewicht
von 5 bis 100 g/cm2 mit einem texturierten Multifilamentgarn mit einem Titer
im Bereich von 10 bis 400 dtex durchwirkt ist, wobei der Abstand der
Multifilamentgarnfäden voneinander 1/cm bis 10/cm sowie die Maschenzahl
0,5/cm bis 8/cm beträgt und die Multifilamentgarnfäden durch feucht
thermische oder nass-thermische Behandlung um 3 bis 80% geschrumpft
sind.
2. Voluminöser Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Endlosfilament- und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem Flächengewicht von
7 bis 60 g/cm2 mit einem texturierten Multifilamentgarn mit einem Titer im
Bereich von 30 bis 300 dtex durchwirkt ist, wobei der Abstand der
Multifilamentgarnfäden voneinander 3/cm bis 7/cm sowie die Maschenzahl
0,5/cm bis 4/cm beträgt und die Multifilamentgarnfäden durch feucht
thermische oder nass-thermische Behandlung um 5 bis 60% geschrumpft
sind.
3. Voluminöser Vliesstolfnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Endlosfilament- und/oder Stapelfaservliesstoff mit einem
Flächengewicht von 10 bis 40 g/cm2 mit einer teilflächigen, musterartigen
Verfestigung, die 2 bis 35% der Fläche bedeckt, versehen und mit einem
texturierten Multifilamentgarn durchwirkt ist, wobei die
Multifilamentgarnfäden um 8 bis 35% geschrumpft sind.
4. Voluminöser Vliesstolfnach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass die teilflächige, musterartige Verfestigung 4 bis 25% der
Fläche bedeckt.
5. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Titer der Fasern und/oder Filamente des
eingesetzten Vliesstoffes zwischen 0,05 und 4,4 dtex liegt, wobei bis zu 20 Gew.-%
Fasern und/oder Filamente mit, einem gröberen Titer als 4,4 dtex
sein können unter der Bedingung, dass der arithmetisch gemittelte
Durchschnitt des Faser- und/oder Filamenttiters aller Fasern und/oder
Filamente im Vliesstoff 4,4 dtex nicht übersteigt.
6. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die den Schrumpf des Multifilamentgarns auslösende Tempe
ratur mindestens 2500 unter der Erweichungstemperatur derjenigen Fasern
und/oder Filamente im Vliesstoff mit dem niedrigsten Erweichungsbereich
liegt.
7. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Vliesstoff quer zur Maschinenlaufrichtung gereckt ist.
8. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass mindestens 20 Gew.-% inhärent hydrophile Fasern und/oder
Filamente und der restliche Anteil zu 100 Gew.-% synthetische Fasern
und/oder Filamente sind.
9. Voluminöser Vliesstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil der synthetischen Fasern und/oder Filamente hydrophil
ausgerüstet ist.
10. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass er zumindest anteilmäßig superabsorbierende Fasern und/oder
Filamente oder Fasern und/oder Filamente enthält, deren Kern mit
einem superabsorbierenden Polymer überzogen ist.
11. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass er gekräuselte und gefärbte Fasern und/oder Filamente
enthält.
12. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass er mit einem Gleitmittel wie Silikonöl imprägniert ist.
13. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass er zwei in ihrer Zusammensetzung und/oder Struktur unter
schiedliche Seiten besitzt.
14. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass er ein- oder mehrfach gefaltet ist.
15. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass er mit einer Reinigungs- oder Pflegeemulsion
imprägniert ist.
16. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, dass er als Wisch-, Reinigungs- oder Körperpflegetuch verwendet
wird.
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