Verfahren zur Herstellung eines flauschigen, leichtgewichtigen, weichen Vliesstoffes

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flauschigen, insbesondere leichtgewichtigen, weichen Vliesstoffes, bei dem ein Vlies aus Stapel- und/oder Endlosfasern zunächst mit Hilfe von thermoplastisch erweichbaren Bindefasern durch Kalandrieren oder Thermofusion gebunden und dann anschließend nachgenadelt wird.

Beschreibung

[0001] Leichtgewichtige, weiche Vliesstoffe sind bekannt. Sie finden vielfache Anwendung und sind insbesondere als Einlagestoffe zur Verstärkung von textilen Oberstoffen geschätzt. Darüberhinaus finden sie jedoch auch auf fast allen Gebieten Anwendung, bei denen gewebte oder gewirkte Textilien gebräuchlich sind.

[0002] Die Verfestigung von Vliesstoffen erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Bindemitteln, jedoch sind in letzter Zeit zunehmend Verfahren entwickelt worden, bei denen die Verfestigung mit Hilfe von Bindefasern erzielt wird, wobei sich insbesondere die sogenannte Punktschweißtechnik durchgesetzt hat.

[0003] Punktversdzweißte Vliesstoffe eignen sich gut zur Verwendung als Einlagevliesstoffe, wobei sich für die großflächige Fixierung von textilen Oberstoffen insbesondere Vliesgewichte von 30 bis 50 g/m ohne Haftmasse bewährt haben. Bei schwereren puhktverschweißten Vliesstoffen wird im allgemeinen bei der Verwendung als Einlagevliesstoffe nur ein mangelhaftes Volumen und ein etwas zu fester Griff erzielt.

[0004] In letzter Zeit werden immer mehr weiche aufgerauhte Gewebe und Gewirke als Einlagestoffe verwendet, die voluminöser und weicher als herkömmliche Einlagevliesstoffe der schweren Gewichtsklasse von 50 g/m² und mehr sind. Durch die Aufrauhtechnik erhalten die Gewebe bzw. Gewirke einen weichen Griff und einen sehr textilen Fall sowie ein gutes Volumen. Es wurde deshalb bereits der Versuch unternomen, fasergebundene punktverchweißte Vliesstoffe ebenfalls mit Hilfe einer Aufrauhtechnik zu einem besseren Volumen zu führen. Diese Versuche führten jedoch zu keinem Erfolg, denn die Fasern werden bei dem Aufrauhvorgang als Einzelfasern herausgezogen und so an die Oberfläche des Vliesstoffes gebracht. Eine Beschichtung mit Haftmasse ist nahezu unmöglich und beim Wasch- oder Chemischreinigungsvorgang werden die losen Fasern abgelöst.

[0005] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen flauschigen, insbesondere leichtgewichtigen und weichen Vliesstoff zu entwickeln, der bei guten mechanischen Gebrauchseigenschaften ebenfalls eine gute Beständigkeit beim Waschen und Chemischreinigen,aufweist.

[0006] Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Vliesstoffes vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Vlies aus Stapel- und/oder Endlosfasern zunächst mit Hilfe von thermoplastisch erweichbaren Bindefasern in an sich bekannter Weise durch Kalandrieren oder Thermofusion gebunden und anschließend ein- oder beidseitig mit Filznadeln derart nachgenadelt wird, daß der so behandelte Vliesstoff ca. 20 bis 100 Einstiche/cm² aufweist, wobei die Einstichtiefe der Filznadeln so bemessen wird, daß an der Ausstichseite eine flauschige Oberfläche entsteht. Es wird samit ein bekannter mit Hilfe von Bindefasern gebundener Vliesstoff vorzugsweise mit hoher Geschwindigkeit ein- oder beidseitig nachgenadelt. Die an der Ausstichseite entstehende flauschige Vliescberfläche ist gegenüber mechanischen Einflüssen sehr beständig und auch nach mehreren Chemischreinigungen oder Behandlungen in der Waschmaschine unverändert. Im Gegensatz zu einem aufgerauhten Vliesstoff, bei dem die Fasern an der Oberfläche nicht fest verankert sind, tritt keine Störung durch Fusselbildung ein. Für viele Zwecke sind punktverschweißte Vliesstoffe besonders gut geeignet.

[0007] Es war durchaus überraschend, daß die Nachbehandlung durch Nadeln zu dem angegebenen Ergebnis führt, insbesondere zu der größeren Weichheit und Flausc_higkeit des hergestellten Produktes. Vorgenadelte Vliese, die an sich bekannt sind, sind keineswegs weich oder flauschig. Sie werden üblicherweise für Nadelfilzbodenbeläge und als Rückfläche für Kunstleder verwendet. Bei dem sogenannten Nadelungsverfahren werden die Nadeln in ein loses Vlies eingestochen, wobei eine Vorverfestigung erzielt wird, die zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Vliesstoffes führt. Verbessert wird auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Einfluß von Wäsche und Chemischreinigen. Da jedoch durch Nadeln an sich niemals ein weicher und flauschiger Stoff herzustellen ist, wobei überdies die langsamen Geschwindigkeiten beim Vornadelungsverfahren unökonomisch sind und die Oberflächenglätte nicht befriedigt, war nicht zu erwarten, daß durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Nachnadeln eines mit Hilfe von Bindefasem gebundenen Vliesstoffes die gestellte Aufgabe gelöst wird.

[0008] Als Basisvliese werden quergelegte Vliese bevorzugt. Es eignen sich jedoch auch längsgelegte mit Hilfe von Schmelzklebefasern verfestigte Vliese. Die Vliese bestehen aus Stapelfasern und/oder Endlosfasem. Die Verfestigung erfolgt bevorzugt mit Hilfe eines Kalanders, der wenigstens einseitig gravierte Walzen aufweist, wobei die Temperatur der Walze abhängig ist von den gewählten Schmelzklebefasern.

[0009] Als Schmlzklebefasern eignen sich Homofilfasern, z.B. Nylon 6, Oopolyester mit einem Schmelzbereich um 200° C oder Polybutylenterephthalat.

[0010] Bevorzugt werden jedoch in der Regel Bikampanentenfasern, z.B. Nylon 66 - Nylon 6 oder Polyäthylenterephthalat - Copolyester bzw. PÄT-Polybutylenterephthalat.

[0011] Die Schmelzklebefasern werden mit einem Anteil von 10 bis 100 Gew. %, bezogen auf das Gewicht der gesamten Fasermasse, eingesetzt. Es ist somit möglich, sowohl ein ausschließlich aus thermoplastisch erweichbaren Fasern zusammengesetztes Vlies zu verwenden, als auch ein Vlies aus Schmelzklebefasern und Cofasern z.B. synthetischen Fasern wie bekannte Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylnitrilfasern. Es lassen sich jedoch auch halbsynthetische oder Naturfasern oder Mischungen verschiedener Fasersorten verwenden.

[0012] Punktverfestigte Vliese werden in jedem Falle bevorzugt. Die Punktverfestigung kann dabei sowohl mit Hilfe eines Kalanders mit gravierter und glatter Walze als auch durch Flächenverfestigung mit einem Kalander erfolgen, der mit zwei glatten Walzen bestückt ist. Es ist weiterhin möglich, das Vlies drucklos, z.B. in einem Thermofusicnsofen zu verfestigen, wobei die anschließende Fixierung zwischen kalten Glättwalzen erfolgt.

[0013] Die erwünschte weiche, flauschige und voluminöse Oberfläche des erfindungsgemäß nachgenadelten Vliesstoffes erhält man in der Pegel optimal bei punktverfestigten Vliesstoffen. Bei Vliesstoffen, die mit glatten Walzen verfestigt wurden, läßt oftmals die Weichheit zu wünschen übrig. In allen Fällen wird jedoch eine sehr gute Wasch- und Chemischreinigungsbeständigkeit erreicht.

[0014] Das Nachnadeln kann mit Nadelstühlen üblicher Bauart durchgeführt werden.

[0015] Besonders geeignet ist ein Nadelstuhl mit z.B. 2 Brettern, die jeweils mit ca. 3000 bis 6000 Nadeln/m bestückt sind. Bei einseitiger Nadelung weist der Vliesstoff eine relativ dichte Einstich- und eine flauschige, voluminöse Ausstichseite auf.

[0016] Sofern es erwünscht ist, einen beidseitig flauschigen Vliesstoff herzustellen, erfolgt das Nachnadeln von beiden Seiten aus, zweckmäßig mit 2 Nadelstühlen mit 3000 bis 6000 Nadeln/m Arbeitsbreite pro Brett, wobei die Nadeln des einen Nadelstuhls von eben die des anderen von unten einstechen.

[0017] Die Einstichtiefe ist variabel und hängt von der Beschaffenheit des nachzunadelnden Vliesstoffes ab. Die Widerhaken müssen stets so tief in das Material einstechen, daß auf der Ausstichseite die gewünschte flauschige Oberfläche entsteht. Die Länge und die Dichte der flauschigen Oberfläche sind dabei von der Einstichtiefe, der Nadeldichte, der Widerhakenform und von der Nadelfeinheit abhängig.

[0018] Bei einem schwereren Material mit groben Fasern werden bevorzugt etwas gröbere Nadeln angewendet. Bewährt haben sich Nadeln mit 36 bis 38 Gauge, die 2 bis 3 Widerhaken pro Nadel enthalten. Bei leichteren Vliesstoffen ist es vorteilhafter, feinere Nadeln mit etwa 41 bis 44 Gauge und nur 1 bis 2 Widerhaken zu verwenden. Auch die erforderliche Anzahl der Einstiche ist von dem Basismaterial abhängig. Bewährt haben sich 20 bis 100 Einstiche pro cm², insbesondere aber 25 bis 60 Einstiche pro cm².

[0019] Das Verfahren läßt sich sehr wirtschaftlich durchführen. Bei etwa 5000 Nadeln/m pro Brett und beim Einsatz von 2 Brettern an einem Nadelstuhl oder 2 Nadelstühlen mit je einem Brett von 5000 Nadeln können sehr hohe Geschwindigkeiten erzielt werden. So ist es beispielsweise möglich, bei 38 Einstichen/cm² mit 1000 Nadeln/m Arbeitsbreite eine Geschwindigkeit von 24 m/min zu erreichen.

[0020] Der erfindungsgemäß nachgenadelte Vliesstoff kann in beliebiger Weise nachbehandelt bzw. veredelt, z.B. gefärbt werden.

Beispiel 1

[0021] Auf einer Karde wird ein Vlies gekrempelt mit einer Fasermischung aus 30 Gew. % Nylon 66 mit einem Titer 1,7 dtex, 20 Gew. % Polyester mit einem Titer von 3,3 dtex und 50 Gew. % einer Kem-Mantel Bikamponentenfaser, die zu 50 Gew. % aus Nylcn 6 und 50 Gew. % Nylon 66 besteht und deren Titer ebenfalls 3,3 dtex beträgt. Dieses Vlies wird mittels Querleger auf ein Lattenband abgelegt. Anschließend wird das Vlies mit einem Kalander mit einer glatten Walze und einer gravierten Walze mit Punktdimensionen von 0,55 x 0,8 x 0,65 mm sowie 30 Punkte/cm² (Punktabstand in den waagrechten Reihen 2,1 mm, in den senkrechten Reihen 1,6 mm) bei einer Temperatur von 225^o C und einem Druck von 50 kp/cm verschweißt. Die Auslaufgeschwindigkeit beträgt 10 m/min, das Gewicht des kalandrierten Vliesstoffes 60 g/m². Die Breite ist 1 m.

[0022] Der Vliesstoff wird dann durch einen Nadelstuhl mit 2 Brettern mit je 5000 Nadeln/m mit 40 Gauge und 3 Widerhaken pro Kante (9 Widerhaken pro 3 Kanten) passieren gelassen. Der Hub ist 1000/min, die Einstichtiefe beträgt 14 mn. Alle 3 Widerhaken pro Kante durchstoßen den Vliesstoff. Die Durchlaufgeschwindigkeit liegt bei 24 m/min, die Zahl der Einstiche pro cm² beträgt 38. Es entsteht ein einseitig flausc_higes Material, das sehr drapierfähig, weich und voluminös ist.

Beispiel 2 (Vergleichsversuch)

[0023] Ein Vliesstoff wird wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch das Nachnadeln entfällt. Es entsteht ein härterer, flacherer Vliesstoff, der nahezu nicht darpierfähig ist, wcbei auch der flauschige Charakter der Oberfläche fehlt.

Beispiel 3 (Vergleichsversuch)

[0024] Ein Vlies der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 bzw. 2 wird kardiert, quergelegt und genadelt. Dabei werden folgende Bedingungen gewählt:

2 Nadelbretter (vcn oben eingenadelt), 6 m/min, 700 Hub, 12 mm Einstichtiefe. Dieses Vlies wird dann unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mit 10 m/min in einem Kalander mit gravierter und glatter Walze bei 225° C verschweißt. Der so erhaltene Vliesstoff weist einen harten und festen Griff auf und ist in seinen Eigenschaften mit einem Vliesstoff gemäß Beispiel 2 vergleichbar. Die Oberfläche aber ist weniger glatt als der nach Beispiel 1 und 2 hergestellte Vliesstoff.

Beispiel 4

[0025] Auf einer Karde wird ein Vlies gekrempelt mit einer Fasermischung von 50 % der Bikamponentenfaser gemäß Beispiel 1 und 50 Gew. % Nylon 66, 3,3 dtex. Anschließend wird dieses Vlies unter den Bedingungen des Beispiels 1 zwischen 2 Kalanderwalzen, deren eine graviert ist, bei 225° C verfestigt. Die Auslaufgeschwindigkeit beträgt 10 m/min, das Gewicht des kalandrierten Vliesstoffes 1₀0 g/m² und die Breite 1 m.

[0026] Der Vliesstoff wird dann durch 2 Nadelstühle mit je 1 Brett mit 5000 Nadeln/m mit 38 Gauge und 3 Widerhaken pro Kante (9 Widerhaken pro 3 Kanten) behandelt, wobei die Nadeln das eine Mal von oben, das andere Mal von unten einstechen. Der Hub ist 1000/min, die Einstichtiefe 12 mm. Alle 3 Widerhaken pro Kante durchstoßen den Vliesstoff. Die Durchlauf geschwindigkeit liegt bei 24 m/min. Die Zahl der Einstiche beträgt pro cm² 38.

[0027] Es entsteht ein beidseitig flauschiges Material mit weichem und voluminösen Griff.

Beispiel 5 (Vergleichsversuch)

[0028] Ein Vliesstoff wird unter den Bedingungen des Beispiels 4 hergestellt, ohne daß er dem Nachnadelungsprozess unterzogen wird. Dieser Vliesstoff ist deutlich härter und flacher als das nachgenadelte Produkt. Die flauschige Oberfläche an beiden Seiten fehlt.

[0029] Beide Muster werden nach Norm 53 920 Abschnitt 4.5 (40° C) 10 Mal gewaschen, wobei der nicht nachgenadelte Vliesstoff etwas mehr ausfasert als der Nachgenadelte. Beide Vliesstoffe neigen jedoch außerordentlich wenig zum Fusseln. Der ursprüngliche Griff bleibt nahezu unverändert.

[0030] Dickenmessung nach DIN 53 855 Teil 1 ergab:

[0031] Die Messung des Fallvermögens nach DIN 53 306 ergab folgende Werte:

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines flauschigen, insbesondere leichtgewichtigen, weichen Vliesstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vlies aus Stapel- und/oder Endlosfasern zunächst mit Hilfe von thermoplastisch erweichbaren Bindefasem in an sich bekannter Weise durch Kalandrieren oder Thermofusion gebunden und anschließend ein- oder beidseitig mit Filznadeln derart nachgenadelt wird, daß der so behandelte Vliesstoff ca. 20 bis 100 Einstiche/cm² aufweist, wobei die Einstichtiefe der Filznadeln so bemessen wird, daß an der Ausstichseite eine flauschige Oberfläche entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nadeln von 36 bis 44 Gauge mit 1 bis 3 Widerhaken pro Kante verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein quergelegtes Vlies gebunden und nachgenadelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgenadelte Vliesstoff 25 bis 60 Einstiche pro cm² aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindefasern Bikomponentenfasern verwendet werden, wobei die Menge der Bindefasern 10 bis 100 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein punktverfestigtes Vlies nachgenadelt wird.