DE3041089A1 - NONWOVEN FABRIC - Google Patents
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Description
B_e__s_c_h_r_e_i_b_u_n_gDescription
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus einer geordneten Anordnung von Fasern gebildeten, fülligen Nonwoven-Stoff. The invention relates to a voluminous nonwoven fabric formed from an orderly arrangement of fibers.
Es gibt zahlreiche Arten von bekannten Uonwoven-Stoffen, welche für verschiedene Zwecke verwendet werden.There are numerous types of known uonwoven fabrics that which are used for different purposes.
Die verschiedenen bekannten Uonwoven-Stoffe werden nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt, beispielsweise nach einem sogenannten Schmelzblasverfahren gemäß der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 10258/74, nach dem Schmelz-Formblasverfahren gemäß der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 46972/75» einem Düsenspinnverfahren gemäß der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 25871/69 und dergl. mehr. In diesen Verfahren werden durch Schmelzspinnen aus einem thermoplastischen Harz erzeugte, feine Fasern mittels eines Hochgeschwindigkeits-Gasstroms auf einen sich fortbewegenden Kollektor geblasen.The various well-known uonwoven fabrics are made according to produced different processes, for example by a so-called meltblown process according to Published Japanese Patent Application 10258/74, by the melt blow molding method disclosed in Japanese Published Patent Application No. 46972/75 The jet spinning method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 25871/69 and the like. In these Processes are produced by melt spinning from a thermoplastic resin, fine fibers by means of a High velocity gas stream blown onto a moving collector.
In jüngster Zeit wurden Versuche unternommen, nach solchen Verfahren hergestellte Honwoven-Stoffe für die Herstellung von Filtermaterial, Teppichen, Kunstleder und dergl. zu verwenden. Derartige Nonwoven-Stoffe weisen jedoch im Hinblick auf ihre Dicke und ihr Basisgewicht nicht die notwendige Gleichmäßigkeit auf und sind darüber hinaus nicht ausreichend flauschig oder füllig, da dieRecently, attempts have been made to use Honwoven fabrics made by such methods for manufacture of filter material, carpets, artificial leather and the like. To be used. Such nonwoven fabrics have however, their thickness and basis weight do not have the necessary uniformity and are above that also not sufficiently fluffy or plump, as the
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Fasern parallel zu den Oberflächen des Stoffs, d.h. also zweidimensional angeordnet sind. Wegen dieser Unzulänglichkeiten bekannter Nonwoven-Stoffe ist es bisher nicht gelungen, hohen Qualitätsansprüchen genügende Teppiche, Kunstleder od. dergl. daraus herzustellen.Fibers are parallel to the surface of the fabric, i.e. they are arranged two-dimensionally. Because of these shortcomings known nonwoven fabrics have so far not succeeded in making carpets that meet high quality standards, Synthetic leather or the like. Manufacture from it.
Die Erfindung schafft einen ein neuartiges Gefüge aufweisenden Nonwoven-Stoff, welcher frei von den Mangeln bekannter Nonwoven-Stoffe ist. Gemäß der Erfindung weist ein Nonwoven-Stoff der genannten Art eine Vielzahl gestapelter und zusammengewirrter, langer Fasern auf, welche eine sich zwischen wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Stoffs und wenigstens einem Teil einer anderen Oberflächhe des Stoffs erstreckende Schnittebene bilden.The invention creates a structure having a novel structure Nonwoven fabric that is free from the deficiencies of known nonwoven fabrics. According to the invention has a nonwoven fabric of the type mentioned has a large number of stacked and tangled, long fibers, which is between at least a portion of a surface of the fabric and at least a portion of a Form other surface of the fabric extending cutting plane.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The following are embodiments of the invention explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematisierte Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Nonwoven-Stoffs,1 shows a schematic oblique view of a nonwoven fabric according to the invention,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht eines bekannten Nonwoven-Stoffs,FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 of a known nonwoven material,
Fig. 3 eine Schrägansicht eines Stücks eines erfindungsgemäßen Nonwoven-Stoffs,Fig. 3 is an oblique view of a piece of an inventive Nonwoven fabrics,
Fig. 4- bis 7 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Nonwoven-Stoff en im Schnitt entlang der Ebene A in Fig. 1,4- to 7 different embodiments of the invention Nonwoven fabrics in section along plane A in Fig. 1,
Fig. 8 eine schematisierte Darstellung einer Verfahrens8 shows a schematic representation of a method
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anordnung für die Herstellung eines Nonwoven-Stoffs gemäß der Erfindung,arrangement for making a nonwoven fabric according to the invention,
Fig. 9 und 10 eine Teilansicht bzw. eine Schnittansicht der Wandung einer einen Kollektor tragenden Trommel der Anordnung nach Fig. 8 undFigures 9 and 10 are a partial view and a sectional view, respectively the wall of a drum carrying a collector of the arrangement according to FIGS. 8 and
Fig. 11 eine schematisierte Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Nonwoven-Stoffs mittels der Anordnung nach Fig. 8.11 shows a schematic representation of a method for producing a nonwoven fabric by means of the Arrangement according to FIG. 8.
In Fig. 1 erkennt man ein Stück eines Hbnwoven-Stoffs 1 mit einander gegenüberliegenden Oberflächen 2, 21, einer sich wenigstens zwischen Teilen der Oberflächen 2, 21 erstreckenden Längsschnittebene A und einer sich wenigstens zwischen Teilen der Oberflächen 2, 21 erstreckenden Querschnittsebene B. Zwischen den Oberflächen 2 und 21 erstreckt sich eine Faser-Zwischenschicht 3 aus einer Vielzahl von zusammengewirrten und gestapelten, langen Fasern. Diese sind in nebeneinander liegenden, dünnen Lagen 4, 41, 4" angeordnet. In Wirklichkeit sind die dünnen Lagen 4, 41, 4" fortlaufend miteinander verbunden und nicht einzeln erkennbar, wie in Fig. 1 lediglich zur- Erläuterung dargestellt. Da es jedoch möglich ist, den Stoff in derartige, jeweils eine gewünschte Dicke aufweisende Lagen zu zerlegen, ist der Stoff in Fig. 1 so dargestellt, als wäre er aus deutlich erkennbaren Lagen zusammengesetzt.1 shows a piece of a woven fabric 1 with opposing surfaces 2, 2 1 , a longitudinal sectional plane A extending at least between parts of the surfaces 2, 2 1 and a cross-sectional plane extending at least between parts of the surfaces 2, 2 1 B. Between the surfaces 2 and 2 1 extends an intermediate fiber layer 3 of a plurality of tangled and stacked, long fibers. These are arranged in thin layers 4, 4 1 , 4 ″ lying next to one another. In reality, the thin layers 4, 4 1 , 4 ″ are continuously connected to one another and cannot be identified individually, as shown in FIG. 1 merely for explanation. However, since it is possible to divide the fabric into such layers, each having a desired thickness, the fabric is shown in FIG. 1 as if it were composed of clearly recognizable layers.
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In Fig. 1 sind die Oberflächen 2, 2' des Nonwoven-Stoffs 1 durch das Zusammenwirken der dünnen Lagen 4, 4·, 4" gebildet. Darin unterscheidet sich der Nonwoven-Stoff gemäß der Erfindung grundsätzlich von bekannten Nonwoven-Stoff en, in denen derartige dünne Lagen 104, 104', 104" patallel zu den Oberflächen 102, 102' verlaufen (Fig. 2).In Fig. 1, the surfaces 2, 2 'are the nonwoven fabric 1 through the interaction of the thin layers 4, 4 ·, 4 " educated. This is where the nonwoven fabric according to the invention differs fundamentally from known nonwoven fabric s in which such thin layers 104, 104 ', 104 "run parallel to the surfaces 102, 102' (FIG. 2).
Die in Fig. 1 dargestellten dünnen Lagen 4, 4', 4" sind jeweils aus einer Vielzahl von zusammengewirrten und auf einer Fläche gesammelten, langen Fasern gebildet, d.h. sie haben im wesentlichen den gleichen Aufbau wie in bekannten Nonwoven-Stoffen. Der Nonwoven-Stoff gemäß der Erfindung ist dagegen dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern in der Dickenrichtung des Stoffs nebeneinander liegen. Die die dünnen Lagen bildenden einzelnen Fasern sind zusammengewirrt und haben Anschluß an die Oberflächen 2, 2', welche dadurch gebildet sind.The thin layers 4, 4 ', 4 "shown in FIG. 1 are each formed from a multitude of long fibers tangled together and collected on a surface, i.e. they have essentially the same structure as in known nonwoven fabrics. The nonwoven fabric according to the invention, however, is characterized in that the individual fibers in the thickness direction of the fabric lying next to each other. The individual fibers forming the thin layers are tangled together and have connections on the surfaces 2, 2 'which are thereby formed.
Während Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines Nonwoven-Stoffs gemäß der Erfindung in schematisierter Form darstellt, zeigen Fig. 4 bis 7 Schnittansichten von praktischen Ausführungsformen entsprechend der Längsschnittfläche A in Fig. 1. In den Ausführungsformen nach Fig. bis 6 sind die Oberflächen 2, 21 jeweils als Oberflächenschichten aus einer Vielzahl von Fasern ausgebildet. In Fig. 7 ist die Oberfläche 2 aus über die eigentliche Faserschicht 3 hervorstehende, lange Fasern gebildet. Ein Nonwoven-Stoff der in Fig. 7 gezeigten Art kann auch hergestellt werden, indem ein Nonwoven-Stoff derWhile FIG. 1 shows the basic structure of a nonwoven fabric according to the invention in schematic form, FIGS. 4 to 7 show sectional views of practical embodiments corresponding to the longitudinal sectional area A in FIG , 2 1 each formed as surface layers made of a plurality of fibers. In FIG. 7, the surface 2 is formed from long fibers protruding beyond the actual fiber layer 3. A nonwoven fabric of the type shown in FIG. 7 can also be made by using a nonwoven fabric of the
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in Pig. 3 bis 6 dargestellten Art entlang einer in beliebiger Höhe zwischen den Oberflächen 2, 21 und parallel dazu verlaufenden Ebene gespalten wird.in Pig. 3 to 6 is split along a plane running at any desired height between the surfaces 2, 2 1 and parallel thereto.
Der erfindungsgemäße Nonwoven-Stoff mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau hat gewöhnlich eine Dicke von ca. 0,5 bis ca. 100 mm und ein Basisgewicht von ca. 5 bis ca. 2 000 g/m . Er besteht vorzugsweise aus sehr feinen Pasern mit einem Durchmesser von beispielsweise ca. 0,1 bis ca. 30 Jim, vorzugsweise von ca. 1 bis ca. 20 »m, insbesondere von ca. 2 bis ca. 10 am. The nonwoven fabric according to the invention with the structure described above usually has a thickness of about 0.5 to about 100 mm and a basis weight of about 5 to about 2,000 g / m 2. It preferably consists of very fine fibers with a diameter of, for example, approximately 0.1 to approximately 30 μm, preferably approximately 1 to approximately 20 μm, in particular approximately 2 to approximately 10 μm .
Der erfindungsgemäße Nonwoven-Stoff kann zwar ohne besondere Beschränkung aus beliebigem Material gefertigt sein, vorzugsweise jedoch aus einem thermoplastischen Harz. Beispiele für verwendbare thermoplastische Harze sind u.A. Polyolefine wie Homopolymere des Äthylens, Propylens, Buten-1, 4-Methylpenten-i, oder andere «/-Olefine , deren Copolymere und Gemische solcher Polymere, Polyamide wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 612, Nylon 12 und Gemische davon, Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyurethan, insbesondere thermoplastisches Polyurethan, JLthylen-Vinylacetat-Copolymere, Äthylen-Methacrylsäureester-Copolymere sowie Pfropf-Copolymere von Polyolefinen mit ungesättigten Carboxylsäuren oder deren Derivaten, lerner ist es auch möglich beliebige Gemische dieser thermoplastischen Harze zu verwenden.The nonwoven fabric according to the invention can be made of any material without any particular restriction, but preferably made of a thermoplastic resin. Examples of usable thermoplastic resins are i.a. Polyolefins such as homopolymers of ethylene, propylene, butene-1, 4-methylpentene-1, or other «/ -olefins , their copolymers and blends of such polymers, polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 612, nylon 12 and Mixtures thereof, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyurethane, in particular thermoplastic polyurethane, ethylene-vinyl acetate copolymers, Ethylene-methacrylic acid ester copolymers and graft copolymers of polyolefins with unsaturated ones Carboxylic acids or their derivatives, it is learner too possible to use any mixtures of these thermoplastic resins.
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Der erfindungsgemäße Nonwoven-Stoff kann nach verschiedenen Verfahren gefertigt werden. So können die Oberflächenschicht 2 und die Faserschicht 3 getrennt hergestellt und miteinander vereinigt werden. Vorzugsweise werden die Schichten jedoch einstückig in einem Arbeitsgang gefertigt. Ein bevorzugtes Verfahren für die Herstellung des erfindungsgeraäßen Nonwoven-Stoffs ist nachstehend anhand eines Beispiels erläutert.The nonwoven fabric according to the invention can be according to various Process are manufactured. So can the surface layer 2 and the fiber layer 3 are produced separately and combined with one another. Preferably However, the layers are made in one piece in one operation. A preferred method of manufacture of the nonwoven fabric according to the invention is below explained using an example.
In der Anordnung nach Fig. 8 wird ein thermoplastischer Werkstoff über einen Trichter 11 einem Extruder 5 zugeführt und in diesem durch Erhitzung geschmolzen. Der geschmolzene Werkstoff wird durch ein am Extruder 5 vorhandenes Mundstück 6 gepreßt und kontinuierlich durch darin geformte Spinndüsenöffnungen 61 versponnen. Beiderseits der Spinndüsenöffnungen 61 enthält das Mundstück 6 über Zuleitungen 63 mit einem Gas gespeiste Blasdüsen 62. Ein über die Zuleitungen 63 zugeführtes Gas strömt mit nahezu Schallgeschwindigkeit aus den Blasdüsen 62 aus, so daß der aus den Spinndüsenöffnungen 61 austretende thermoplastische Werkstoff zu feinen Fasern zerrissen wird, welche dann zusammen mit dem Gas einen Faserstrom 7 bilden. In den Faserstrom 7 kann mittels einer Tropfeinrichtung 10 eine Flüssigkeit ' eingebracht werden. Nach dem jedoch nicht unbedingt notwendigen Einbringen der Flüssigkeitstropfen in den Faserstrom 7 wird dieser auf einen Aufschlagbereich P eines Kollektors 8 geblasen. Der Kollektor 8 hat die Form einesIn the arrangement of Fig. 8, a thermoplastic Material is fed to an extruder 5 via a funnel 11 and melted therein by heating. Of the Molten material is pressed through a mouthpiece 6 provided on the extruder 5 and continuously through spinneret orifices 61 formed therein. On both sides of the spinneret orifices 61, the mouthpiece 6 contains a gas fed via feed lines 63 Blowing nozzles 62. A gas supplied via the supply lines 63 flows out of the at almost the speed of sound Nozzles 62 off, so that the thermoplastic material emerging from the spinneret orifices 61 closes fine fibers are torn, which together with the gas then form a fiber stream 7. Into the fiber stream 7 a liquid can be introduced by means of a drip device 10. After that, however, it is not absolutely necessary Introducing the liquid droplets into the fiber stream 7, the latter is directed to an impact area P of a Collector 8 blown. The collector 8 has the shape of a
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Netzes oder einer porösen Gutbahn aus einem Kunstharz mit einer Durchlaß-weite von ca. 74 P® bis ca. 4 mm, vorzugsweise von ca. 140 um bis ca. 4 mm, insbesondere von ca. 0,36 mm bis ca. 1 mm, und ist um eine zylindrische Hohltrommel 81 gelegt. Die zylindrische Umfangswand der Trommel 81 ist von zahlreichen öffnungen 83 durchsetzt. Die öffnungen 83 haben vorzugsweise einen sich einwärts verjüngenden Querschnitt mit einem inneren Teil 84 und einem einen größeren Durchmesser als dieses aufweisenden äußeren Teil 85 (Fig. 9, 10). Im übrigen sind die öffnungen 83 kreisförmig. Die auf die Oberfläche des Kollektors 8 aufgeblasenen Fasern werden aus dem Faserstrom 7 ausgeschieden und bilden einen Nonwoven-Stoff Der auf diese Weise geformte Nonwoven-Stoff wird mittels eines Pressers 9 auf eine vorbestimmte Dicke zusammengepreßt und über Umlenkrollen 71» 71' einer Wickeleinrichtung 13 zugeführt. Der Presser 9 weist ein Netz oder eine poröse Gutbahn der für den Kollektor 8 verwendeten Art auf, welches bzw. welche um zwei Trommeln 91 und 91' von der gleichen Art wie die Trommel 81 herum geschlungen ist. Der Kollektor 8 und der Presser 9 begrenzen einen dazwischen liegenden Faser-Auffangbereich 12. Falls erforderlich kann eine Düse 14 für die Zufuhr eines Kühlmittels zum Kollektor 8 vorgesehen sein.Net or a porous material web made of a synthetic resin with a passage width of approx. 74 P® to approx. 4 mm, preferably from approx. 140 µm to approx. 4 mm, in particular from approx. 0.36 mm to approx. 1 mm , and is placed around a cylindrical hollow drum 81. Numerous openings 83 pass through the cylindrical peripheral wall of the drum 81. The openings 83 preferably have an inwardly tapering cross section with an inner part 84 and an outer part 85 having a larger diameter than this (FIGS. 9, 10). Otherwise, the openings 83 are circular. The fibers blown onto the surface of the collector 8 are separated from the fiber stream 7 and form a nonwoven fabric . The press 9 has a net or a porous material web of the type used for the collector 8, which is wound around two drums 91 and 91 ′ of the same type as the drum 81. The collector 8 and the presser 9 delimit an intermediate fiber collecting area 12. If necessary, a nozzle 14 can be provided for the supply of a coolant to the collector 8.
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Der erfindungsgemäße Nonwoven-Stoff ist mittels der vorstehend beschriebenen Verfahrensanordnung zweckmäßig herstellbar. Das Verfahren der Herstellung ist schematisch in Hg. 11 dargestellt. Beim Einblasen des aus einer Vielzahl von langen Fasern gebildeten Faserstroms 7 in. den Auffangbereich 12 zwischen dem Kollektor 8 und dem Itesser 9 werden die Fasern zusammengewirrt und zusammengestapelt, so daß ein Nonwoven-Stoff 1 entsteht.The nonwoven fabric of the present invention is by means of the above described process arrangement expediently produced. The method of manufacture is schematic shown in ed. 11. When the fiber stream 7 formed from a plurality of long fibers is blown into. the collecting area 12 between the collector 8 and the Itesser 9, the fibers are tangled together and stacked together, so that a nonwoven fabric 1 is produced.
In der in Fig. 1 dargestellten Längssehnittebene A des Mbnwoven-Stoffs können die Fasern in verschiedenen, in Fig. 3 bis 7 dargestellten Mustern angeordnet sein, welche jeweils vom Einbalswinkel des Faserstroms 7 und/oder von der Anordnung des Kollektors 8 und des Pressers 9 relativ zueinander abhängig sind. Wird der Faserstrom 7 unter einem kleinen Winkel eingeblasen oder sind der Kollektor 8 und der Presser 9 in größerem Abstand voneinander angeordnet, so kommen die dünnen Lagen 4, 41, 4" im wesentlichen gerade zu liegen, wie in Fig. 4 gezeigt. Wird der Faserstrom 7 dagegen unter einem großen Winkel eingeblasen oder sind der Kollektor 8 und der Presser 9 näher beieinander angeordnet, so erhalten die dünnen Lagen 4, 41, 4" eine spitz abgewinkelte Form, wie in Fig.. 6 dargestellt.In the longitudinal sectional plane A of the woven fabric shown in FIG. 1, the fibers can be arranged in different patterns shown in FIGS are dependent on each other. If the fiber stream 7 is blown in at a small angle or if the collector 8 and the presser 9 are arranged at a greater distance from one another, the thin layers 4, 4 1 , 4 ″ come to lie essentially straight, as shown in FIG the fiber stream 7, on the other hand, is blown in at a large angle or if the collector 8 and the presser 9 are arranged closer to one another, the thin layers 4, 4 1 , 4 ″ are given an acute angled shape, as shown in FIG.
Der auf vorstehend beschriebene Weise hergestellte ITonwoven-Stoff gemäß der Erfindung hat einen weichen Griff, ist füllig und kann mit gutem Ergebnis zu Filtermaterial, Teppichen, Kunstleder und dergl. verarbeitet werden.The ITonwoven fabric made in the manner described above according to the invention has a soft handle, is full and can be used with good results in filter material, Carpets, artificial leather and the like. Are processed.
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