EP1172473A1 - Voluminöser Vliesstoff - Google Patents

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EP1172473A1
EP1172473A1 EP01109796A EP01109796A EP1172473A1 EP 1172473 A1 EP1172473 A1 EP 1172473A1 EP 01109796 A EP01109796 A EP 01109796A EP 01109796 A EP01109796 A EP 01109796A EP 1172473 A1 EP1172473 A1 EP 1172473A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filaments
fibers
nonwoven fabric
nonwoven
voluminous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01109796A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dr. Groitzsch
Gerhard Dr. Schaut
Peter Adam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP1172473A1 publication Critical patent/EP1172473A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/697—Containing at least two chemically different strand or fiber materials

Definitions

  • the invention relates to a voluminous nonwoven that at least in a preferred direction is interwoven with a textured yarn.
  • Nonwoven cloths with a weight per unit area of approximately 25 to 50 g / m 2 , which have good absorption properties and are particularly intended for wiping up oil, food residues or wiping electronic parts.
  • Absorbent wipes made of nonwovens for single use are used in the hygiene, cosmetics and medical sectors and consist either of so-called airlaid nonwovens or of water-jet needled nonwovens. They are often impregnated with liquids that contain skin-care substances.
  • Airlaid nonwovens are understood to mean those nonwovens whose fiber components mixed and evenly mixed in an air stream placed in a sieve.
  • the components of such an airlaid nonwoven are comparatively short fiber. This also comes with dusts and Components with a fibrid structure, such as cellulose and / or Synthetic pulp (pulp) at least in part for use.
  • the binding of the Airlaid nonwoven fabric for structural integrity that is useful for the application is carried out using the known methods of adhesive bonding Polymer dispersion and / or the use of melt or adhesive fibers.
  • the disadvantage of these short fiber nonwovens is that a comparable use of binders as in carded nonwovens lower strengths are obtained.
  • Airlaid nonwovens which as Wipes in hygienic, cosmetic or medical applications are used - due to their procedural technical Proximity to paper and especially when using high proportions of Cellulose fibers, even when moist - when used on sensitive human skin significant disadvantages in terms of their softness and Conformability.
  • the second class of absorbent nonwovens for suction and wiping purposes are those whose fibers are usually completely binder-free and exclusive by high pressure water jet, i.e. have been hydrodynamically consolidated.
  • These absorbent non-woven wipes have a very high structural integrity (strength), but only a small material thickness, i.e. a high material density and therefore combined a low absorbency per basis weight.
  • nonwovens and waterjet needled nonwovens known to provide their surface with a certain structure, nevertheless, these nonwovens have for use as wipes in hygienic or medical applications only a relatively flat, two-dimensional structure. Especially when wiping Removal of dirt particles, such as excrement from the human skin, these are shifted to the surface of the skin and not absorbed by the wipe.
  • the object of the invention is to provide a voluminous nonwoven fabric, which has a very good feel and textile both in terms of softness and has drapability even in the non-fluid-absorbed state.
  • the object is achieved by a voluminous nonwoven fabric which is knitted at least in one preferred direction with a textured yarn, an endless filament and / or staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 5 to 100 g / m 2 with a textured multifilament yarn with a titer in the range from 10 to 400 dtex, the distance of the multifilament yarns from each other is 1 / cm to 10 / cm and the number of stitches 0.5 / cm to 8 / cm and the multifilament yarns by 3 to 80 by wet-thermal or wet-thermal treatment % have shrunk.
  • the textured multifilament yarn in the knitted nonwoven fabric is shortened by supersaturated water vapor or by hot air currents, whereby contactless or non-contact shrinking conditions are selected as far as possible.
  • the basic nonwoven fabric can be knitted with yarns in both the machine direction (warp direction) and the transverse direction (weft direction). Textured multifilament yarns can be used in both directions. For cost reasons, however, it is advantageous to use multifilament yarns textured only in one preferred direction and non-textured multifilament yarns in the other preferred direction, or to use the even more cost-effective monofilaments. However, particularly voluminous structures can only be achieved with absorbent nonwovens warp knitted with textured multifilament yarns.
  • the voluminous nonwoven fabric according to the invention has a wave-like shape posed structure and a groove and trough-like created by it Forming the fabric on, which improves the wiping effect and improves the dirt storage capacity, especially between the waves become. It will be cuddly and at least in one direction stretchy absorbent disposable wipe produces that despite high Absorbability has a high structural integrity.
  • the voluminous nonwoven fabric is preferably one in which an endless filament and / or staple fiber nonwoven fabric with a basis weight of 7 to 60 g / cm 2 is interwoven with a textured multifilament yarn with a titer in the range from 30 to 300 dtex, the distance between the multifilament yarn threads from one another 3 / cm to 7 / cm and the number of stitches is 0.5 to 4 per cm and the multifilament yarn threads have shrunk by 5 to 60% due to wet-thermal or wet-thermal treatment.
  • textured yarns act in a preferred direction, this also means a surface shrinkage in the direction of this preferred direction. No shrinkage then occurs at a 90 ° angle to this preferred direction.
  • the shortening of the length in the warp and weft directions is determined by the number of yarns in the preferred direction per unit length or width, their total denier, their degree of texturing and their chemical composition.
  • the number of stitches is the number of stitches (needle stitches) in the warp direction Roger that.
  • the warp knitted yarns are preferably linear. she can also be sewn in a zigzag shape in the warp direction.
  • the rustled absorbent nonwovens are then one Undergone shrinking process in such a way that the nonwoven fabric itself does not Only the knitted textured yarns experience a reduction in area experience a reduction in their extent. This leads to a partial Reorientation of the absorbent nonwoven into the third dimension.
  • the preferred direction of the textured yarn determines the geometry of the three-dimensional structure and the fact whether the same in two Preferential directions are affected.
  • the textured multifilament yarns can consist of the same or two different homo filaments or bicomponent filaments consist. All of these come as polymer materials for the textured threads state of the art, e.g. Polyamide 6, Polyamide 6.6, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, copolyester Different composition, single or multi-component polyolefins and / or metallocene catalyzed polyolefins.
  • thermoplastics such as polyester amides or Copolyester based on terephthalic acid and adipic acid with aliphatic and cycloaliphatic diols, as described, for example, in WO 96/255446, DE 44 40 858 and DE 195 185 are described as the basis for textured threads are used.
  • Such a nonwoven fabric has proven to be particularly cuddly, whereby a high absorbency and high structural integrity having wiping is obtained.
  • a voluminous non-woven fabric is particularly preferred, in which an endless filament and / or staple fiber non-woven fabric with a basis weight of 10 to 40 g / cm 2 is provided with a partial, pattern-like consolidation covering 2 to 35% of the area and provided with a textured multifilament yarn, whereby the multifilament yarn threads have shrunk by 8 to 35%.
  • Partial bonding can be done by heat and pressure, by ultrasonic welding or by adhesive bonding using gravure or stencil printing.
  • needled nonwovens are used as the surface basis, hydrodynamic needling with high-pressure water jets being preferred over mechanical needling with the aid of a needle chair.
  • the voluminous nonwoven fabric is advantageously one in which the partial, pattern-like consolidation covers 4 to 25% of the area. This will make one achieved very good structural integrity.
  • a voluminous nonwoven fabric in which the titer of the Fibers and / or filaments of the nonwoven used between 0.05 and 4.4 dtex, with up to 20 wt .-% fibers and / or filaments with a Coarser titers than 4.4 dtex can be provided that the arithmetically averaged average of the fiber and / or filament titre of all Fibers and / or filaments in the nonwoven fabric do not exceed 4.4 dtex.
  • Fiber and / or filament titers below 0.8 dtex are fibers or Filaments made using the meltblown process or so-called multi-component split fibers, which before the split a titer of more than 0.8 dtex and a fraction of the same after splitting exhibit.
  • the splitting is preferably done with high pressure water jets.
  • the splitting can also be done by mechanical softening or micro crepe process (Micrex) as described in document EP 0 624 676 or by treatment with hot steam or hot water accordingly the document US 5,759,926 for spunbonded nonwovens or in accordance with the Document EP 0 864 006 for microfiber meltblown filaments Methods are done.
  • the hydrophilic dope or the more hydrophilic Both spinning masses can facilitate the splittability or increase the incompatibilities of the two polymers used in the split phase an ethoxylated polysiloxane as a hydrophilizing agent in an amount of approx. 1 - 5 wt .-% may be added.
  • All known fiber and / or filament cross-sectional shapes come for the voluminous nonwoven fabric according to the invention into consideration. For example round, oval, square and / or trilobal.
  • fibers and / or filaments with channel-shaped inserts are on their surface also included.
  • the split microfibers and / or filaments normally have a cross section like pieces of cake on.
  • the voluminous nonwoven is one in which the shrinkage temperature of the multifilament yarn approx. 25 ° C below the Softening temperature of those fibers and / or filaments in the nonwoven the lowest softening point. Normally the suffered suffer Nonwoven backing itself no surface shrinkage.
  • the fibrous web can also have a proportion Shrink fibers, such as physically modified polyester medium shrink fibers or polyester high-shrink fibers based on Polyethylene terephthalate can be added.
  • the proportion of these shrink fibers is chosen so low that the Surface shrinkage of the nonwoven fabric in the preferred direction of the multifilament yarn action is lower than that of the multifilament yarn shortening.
  • the proportion of polyester shrink fiber in the nonwoven is in the range from 3 to 40% by weight, preferably in the range of 5 to 25% by weight.
  • the Integrity of the multifilament yarn-penetrated nonwoven additionally increased be, which improves the abrasion resistance during wiping.
  • a voluminous nonwoven in which the nonwoven is transverse is particularly preferred is stretched to the machine direction.
  • the reorientation of the nonwoven base in the third dimension can be strengthened by stretching the through the nonwoven fabric is carried out transversely to the machine direction. You can do this the known methods for transverse stretching of fabrics are used be, however, the stretching by means of the acted through Nonwoven fabric is preferred over stretching rolls as opposed to this process is particularly gentle on the use of tenter frames and leads to an even distribution of the transverse forces over the width of the web.
  • the effect of transverse stretching is proportional to the stretching factor enlarged area of the finished material and thus in an economical favorable increase in productivity of the overall process.
  • the stretching factor is the quotient of the width of the web after the stretching process and the width of the web before the stretching process.
  • the voluminous nonwoven is preferably one in which about 20% by weight inherently hydrophilic fibers and / or filaments and the remainder to 100 % By weight are synthetic fibers and / or filaments.
  • the output fibers and / or filaments for the nonwoven fabric can consist of one or more Components exist. A proportion of about 20% by weight of the fibers and / or filaments are used which are permanently hydrophilic.
  • the Hydrophilicity of the fibers and / or filaments can be inherent in the polymer, as is the case for example in the case of fibers made of cellulose-based or polyamide-based Case is. But you can also by adding a hydrophilizing agent Melt the fiber-forming polymer before it is spun become.
  • the term “permanently hydrophilic” is a substance to understand from fibers and / or filaments, in which Hydrophilization components when stored from the inside of the fiber by migration get to the fiber surface.
  • the Lyocell fibers can be smooth or crimped.
  • a voluminous nonwoven is particularly preferred, in which at least a part the synthetic fibers and / or filaments are made hydrophilic.
  • the the 100% by weight fiber and / or filament content not inherent Hydrophilic fibers and / or filaments are preferably more synthetic Nature. In the case of continuous filaments, these are subsequently added to the nonwoven equipped with known surface-active substances hydrophilic.
  • the Adhesion of the hydrophilizing agents applied from the outside and the duration The hydrophilic effect is largely determined by the chemistry of the used surfactant and the surface properties of the Determined fiber and / or filament material.
  • the voluminous nonwoven is one that is at least partially superabsorbent fibers and / or filaments or fibers and / or Contains filaments, the core of which is made with a superabsorbent polymer is covered.
  • the use of superabsorbent fibers and / or Filaments or fibers coated with superabsorbent polymer and / or filaments improves the absorbency of the invention Nonwoven.
  • the voluminous nonwoven is also one that is crimped and contains colored fibers and / or filaments.
  • the fibers or filaments of the Nonwoven fabric can be smooth or two- or three-dimensional crimped or crimped fibers or filaments can be blended with uncrimped ones become.
  • crimped fibers or filaments are preferred used because these improve the absorbency.
  • the fibers and / or filaments can be used colorless or in the application Textile dyed with dye and / or white pigment. It can some of the fibers before or after the formation of the fleece or after completion of the Multifilament yarn-interwoven and shrunk voluminous nonwoven textile dyed.
  • the voluminous nonwoven is one that is coated with a lubricant such as Silicone oil is impregnated.
  • the nonwoven fabric can also be used proportionately contain siliconized fibers or fibers with other lubricants.
  • lubricant can also be added to the nonwoven afterwards its pile or its consolidation to a textile fabric have been applied.
  • silicone oil on the fibers and multifilaments of the nonwoven knitting with a multifilament yarn can be particularly high Basis weights of the nonwoven material the friction of the sewing needles with the Nonwovens can be reduced when exposed to the multifilament yarn.
  • a voluminous nonwoven fabric is particularly preferred, the two in their Composition and / or structure has different sides.
  • the for this purpose, nonwoven fabric consists of several different fibers and / or Filament layers that already exist before using the multifilament yarn With the help of known binding techniques to form a composite.
  • Through the Use of different fiber or filament layers on the two Main pages of the voluminous nonwoven can do different things Liquid absorption and wiping properties achieved and accordingly be used.
  • a voluminous nonwoven fabric with different sides between one Pre-cleaning and post-cleaning can be differentiated.
  • a voluminous nonwoven fabric with different sides between one Pre-cleaning and post-cleaning can be differentiated.
  • Nonwoven for the absorption of dirt particles and thus for one optimal wiping success is provided.
  • the folded shape is used for wiping, cleaning and Body care purposes. Especially in folded form Volume stable disposable wipes with very high absorbency.
  • a voluminous nonwoven fabric that is cleaned with a cleaning agent is particularly preferred. or care emulsion is impregnated.
  • aqueous Emulsions applied to the voluminous fleece.
  • Aqueous plastic dispersions are preferred for this used to improve the hydrophilic Properties wetting agents and / or hydrophilizing polymers are added.
  • the binder can also be used as a carrier for color pigmentation such as e.g. a White pigmentation of the product can be used.
  • the Binders can also be added to abrasive, inorganic particles such as corundum, to have an abrasive effect at least on one side when wiping or To achieve cleaning process.
  • abrasive, inorganic particles such as corundum
  • such Polymer dispersions used which result in a very hard film.
  • the polymeric binder can also be immersed in a full bath be applied.
  • the voluminous nonwoven fabric according to the invention is preferably used as a wiping, Cleaning or personal care cloth used.
  • a voluminous nonwoven fabric 1 according to the invention is shown schematically in FIG shown, wherein the original nonwoven fabric 2 is raised in waves 3, the consist of the elevations 4 and the valleys 5.
  • the direction A-A represents the Machine or warp direction.
  • the textured in the warp direction and shrunk multifilament yarns 6 are at positions 7 in the Nonwoven fabric 2 acted and form the stitches 8.
  • the direction A-A oriented areas 9 of the multifilament yarn 6 between the stitches 8 and the positions 7 are elastic.
  • the yarn regions 9 shown in FIG. 2 consist of shrinkage highly textured multifilament threads 6 with a structure like spring feathers what gives the product excellent softness and elasticity.
  • the nonwoven fabric 2 with its waves 3, consisting of the elevations 4 and the valleys 5 preferably constructed from crimped fibers 10 that are intensely interconnected are intertwined by water jets.
  • the case is one symmetrical corrugation 3 shown, the yarn areas 12 and 13 on the right and left of the maximum height 11 of the waves 3 each half the length of the Make out yarn section 9.
  • the maximum wave height 11 is defined than the distance of the yarn region 9 from the elevations 4 of the shafts 3.
  • Figure 3 shows an asymmetrical corrugation 3 of the fleece 2, in which the maximum height 11 of the shafts 3 in the direction of one of the yarn areas 12 or 13 is moved. Such a case can occur if the voluminous nonwoven fabric pressed or subjected to friction after the shrinking process.
  • the textured threads wound on warp beams are known Methods acted in the nonwoven, preferably only in the warp direction, whereby with regard to nonwoven parameters (weight, structure, pre-consolidation method etc.) and knitting parameters (type of textured yarn, total titer in dtex, Number of stitches / cm), the limits and gauges already described above must be observed.
  • both the used textured multifilament yarns preferably consist of such filaments, which have a relatively high melting or softening point, such as for example polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide 6 or polyamide 6.6 or bicomponent yarns from two of these Fiber filaments as well as the fibers of the nonwoven made of thermally stable Fiber material exist.
  • the wave-like structure necessary for the invention prohibits the use of the same polymer in both the nonwoven and in the textured yarn.
  • the flat goods are then either folded dry and / or with provided with an aqueous care lotion impregnation, then folded into shape and as a stack in hard, dimensionally stable and reclosable Plastic container ("dispenser box") placed or a stack of several folded Wraps wrapped in flexible foil bags (“refill packs").
  • a carded pile fiber pile consisting of 60% cellulose dtex 1.5 / 40 mm and 40% polyester dtex 1.5 / 38 mm based on polyethylene terephthalate is placed on a conveyor belt and fed to the dewatering screen of a high-pressure water jet needling device.
  • the metal sieve is fine-meshed and has a mesh number of 100.
  • the fibrous web is first treated with directed high-pressure water jets on one side, then turned over and solidified with high-pressure water jets on the other side. Excess water is then suctioned off through a vacuum slot to a residual moisture of 98%. It is then dried in a so-called belt dryer.
  • the basis weight of the water jet needled nonwoven fabric on the reel is 49 g / m 2 .
  • the water jet needled nonwoven is on a Raschel machine in Warp direction interwoven with textured polyester multifilament yarns.
  • This Yarns consist of 36 individual filaments with a single titer of 1.39 dtex, which results in a total titer of 50 dtex for the yarn.
  • the number of yarns knitted in parallel to each other is 18 / inch (7.11 / cm).
  • the weight per unit area after the warp penetration is 61.8 g / m 2 .
  • the warp-knit nonwoven is subjected to a thermal shrinking treatment at 140 ° C. over a period of 20 seconds. Under these conditions, the textured yarns in the warp-knitted nonwoven fabric were shortened by 16% and the structure was corrugated. The result is a basis weight of 73.6 g / m 2 .
  • composition of the hydroentangled nonwoven and the Conditions of exposure to the textured polyester yarns, as well as their The number of stitches and number of threads per unit length are identical. It was just instead of a dry thermal with a wet thermal treatment superheated steam at 125 ° C and a dwell time of 20 seconds carried out.
  • Example 1 The result was a significantly higher shrinkage in the machine direction than in Example 1. It was 24.5% with an even more pronounced wave structure than in Example 1. The width of the goods remained unchanged, so that a total area shrinkage of 24.5% and a basis weight of 81.8 g / m 2 resulted.
  • the fiber mixture of the water jet needled nonwoven fabric produced in Example 1 was exchanged for one made of 100% cellulose dtex 1.5 / 38 mm and the dry weight after the water jet consolidation was reduced from 49 to 20 g / m 2 .
  • steam shrinking is carried out according to Example 2.
  • the weight per unit area after the warp penetration is 32.2 g / m 2 .
  • Continuous filaments are extruded from the melt by cooling Air flows quenched, then directed air streams to a titer stretched by 1.7 dtex and on a storage belt to an unconsolidated Continuous filament nonwoven are deposited.
  • the continuous filaments have a cake structure with an overall cross section 16 pieces of cake, with larger ones in regular order and alternate smaller pieces of cake.
  • the larger pieces of cake exist made of polyamide 6.6 and the smaller ones made of polyethylene terephthalate, so that the total of 16 cake pieces on 8 large ones made of polyamide 6.6 and Divide 8 smaller ones made of polyethylene terephthalate.
  • the proportions by weight of the so-called PIE fiber are distributed over 65% of polyamide 6.6 and 35% polyethylene terephthalate.
  • the spinning mass of the polyamide 6.6 portion became an antistatic or hydrophilizing agent added.
  • the unconsolidated continuous filament nonwoven fabric became one as in Example 1 Water jet needling unit supplied.
  • the high-pressure water jet treatment not only led to intensive intertwining of the fibers, but also to a splitting of the fibers up to a degree of splitting of approx. 93%.
  • the degree of splitting was roughly determined by counting the resulting microfibers under the scanning electron microscope.
  • the titer of microfibers based on polyamide 6.6 and polyethylene terephthalate is calculated to be 0.138 dtex for polyamide 6.6 and 0.074 dtex for polyethylene terephthalate of the pie configuration (16er pie) and the total titer of the unsplit continuous filaments. The spec.
  • the density of polyamide 6.6 is 1.14 and the polyethylene terephthalate is 1.37 g / cm 3 , from which the fiber fineness is calculated for polyamide 6.6 microfiber of 3.92 ⁇ m and for polyethylene terephthalate microfiber of 2.62 ⁇ m.
  • textured multifilament polyester yarns are knitted in the machine direction, as described in Examples 1-3.
  • the goods are then subjected to a contact-free, airborne hot air treatment at 210 ° C over a period of 10 seconds.
  • example 1 becomes after the water jet needling used.
  • Comparative example B corresponds to example 1 after the water jet needling, with the difference that instead of the fine 100 mesh sieve, a coarse 20 mesh was used in the water jet needling device. This creates a nonwoven fabric with a perforated structure.

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. <IMAGE>

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 Flächengewicht 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-Vliesstoffen oder aus wasserstrahlvernadelten Vliesstoffen. Sie sind oftmals mit Flüssigkeiten imprägniert, welche hautpflegende Substanzen enthalten.
Unter Airlaid-Vliesstoffen versteht man solche Vliesstoffe, deren Faserbestandteile 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 anzugeben, 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 Diolen, 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:
Figur 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen voluminösen Vliesstoffes,
Figur 2
den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Vliesstoffes entlang der Linie A-A gemäß Figur 1 in vergrößerter Form und
Figur 3
den Querschnitt eines voluminösen Vliesstoffes mit einer asymmetrischen Wellung.
In Figur 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 Figur 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 Figur 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.
Figur 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-lmprägnierung 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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 4
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 % Polyethylenterephthalat.
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.
Vergleichsbeispiel A
Als Vergleichsbeispiel A wird Beispiel 1 nach der Wasserstrahlvernadelung herangezogen.
Vergleichsbeispiel B
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.
Prüfmerkmal Flächengewicht g/m2 Dicke mm Wasseraufnahme g/m2 HZK N/5cm Schrumpf % längs
1-lagig 4-lagig 1-lagig 4-lagig längs Quer
Beispiel 1 73,6 1,84 7,12 863 3374 65,3 12,1 16,0
Beispiel 2 81,8 1,93 6,93 952 3467 238 10,1 24,5
Beispiel 3 64,8 2,07 7,98 935 3838 84,9 3,8 50,3
Beispiel 4 69,3 1,87 7,05 289 1176 56,2 25,3 32,2
Beispiel A 49 0,91 4,05 577 2366 79,1 16,3 0
Beispiel B 54 1,04 4,36 542 2205 93,2 18,8 0
(HZK = Höchstzugkraft)

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 Vliesstoff nach 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 Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, dass die den Schrumpf des Multifilamentgarns auslösende Temperatur mindestens 25°C 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 gekennzeichnet, dass der Vliesstoff quer zur Maschinenlaufrichtung gereckt ist.
  8. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, dass er gekräuselte und gefärbte Fasern und/oder Filamente enthält.
  12. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Gleitmittel wie Silikonöl imprägniert ist.
  13. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei in ihrer Zusammensetzung und/oder Struktur unterschiedliche Seiten besitzt.
  14. Voluminöser Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, dass er als Wisch-, Reinigungs- oder Körperpflegetuch verwendet wird.
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