[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen stauchgekräuselten
Kabeln aus LOY-, POY- oder FOY-Filamenten sowie deren Weiterverarbeitung zu Hygieneartikeln
wie Windeln, Monatsbinden, Einlagen, auch Slipeinlagen, Inkontinenzeinlagen u. dgl.
[0002] Das Stauchkräuselverfahren wird vorwiegend bei der Herstellung von Stapelfasern angewandt.
Man stellt dazu zunächst möglichst dicke Kabel her, indem man zum Beispiel mehrere
Fadenbündel aus Kannen abzieht, zu einem Kabel zusammenfasst und gemeinsam einer Stauchkammer
zuführt, wie es beispielsweise in der EP 0 139 832 B1 offenbart wird. Die Gesamtstärke
der Kabel beträgt bis zu 4.000.000 dtex.
[0003] Bei Schmelzspinnverfahren, die vorwiegend Fasern für derartige Stauchkräuselverfahren
liefern und mit Spinngeschwindigkeiten von 500 m/min und höher arbeiten, fällt bei
einem Verstreckungsverhältnis von 1:4 das verstreckte Kabel bei der direkten Verstreckung
mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2.000 m/min an. Diese Kabel können deshalb
meistens nicht unmittelbar den weiteren Verarbeitungsstufen, die häufig mit erheblich
geringerer Geschwindigkeit arbeiten, zugeführt werden; sie werden deshalb zum Beispiel
in Kannen zwischengelagert. Außerdem ist die Stärke solcher Kabel für einige Weiterverarbeitungszwecke,
insbesondere zur Herstellung von textilen Hygieneprodukten, zu hoch.
[0004] Für die vorstehend angegebenen Verfahren sind Stauchkammer-Kräuselvorrichtungen erforderlich,
wie z. B. in der EP 0 139 832 B1 und DE 34 40 975 A1 beschrieben.
[0005] Flüssigkeiten absorbierende Hygieneartikel enthalten meist sogenannte "acquisition
layer", die aus faserhaltigen nonwoven Material, wie z. B. einem kardierten Faservlies,
bestehen. In der EP 0 937 791 A1 wird ein Verfahren beschrieben, wo diese absorbierende
Faserschicht aus einem dünnen Kabel aus kontinuierlichen Filamenten gebildet wird.
[0006] Hinweise auf ein Stauchkräuseln, auf den Gesamttiter der dort eingesetzten Kabel
oder auf ein Verfahren, wie das dort erwähnte Filamentkabel überhaupt hergestellt
werden soll, finden sich in dieser europäischen Patentanmeldung nicht.
[0007] Obwohl bereits eine ganze Reihe von Verfahren bekannt sind, Faserkabel mittels eines
Stauchkräuselverfahrens zu kräuseln, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten
flexibleren Verfahren, mit denen es in einfacher Weise möglich ist, sich an die Anforderungen
nachgeschalteter Prozesse anzupassen.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das
wirtschaftlich und einfach arbeitet, mit dem es möglich ist, gezielt den Gesamttiter
des gekräuselten Kabels auf die jeweiligen Bedürfnisse beim Weiterverarbeiten einzustellen,
das abgestimmt werden kann auf die Kabelstärken, die unmittelbar bei einem direkt
nachgeschalteten Weiterverarbeitungsprozess benötigt werden, dem ein Weiterverarbeitungsprozess
on-line angeschlossen werden kann und das zu Kabeln führt, die besonders geeignet
sind für die Herstellung von textilen Hygieneartikeln.
[0009] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von dünnen, gekräuselten
Kabeln aus LOY-, POY- oder FOY-Filamenten, das umfasst
a) Aufspulen der einzelnen LOY-, POY- oder FOY-Filamentgarne jeweils für sich auf
Spulen,
b) Abziehen der einzelnen Garne von auf einem Spulengatter aufgebrachten Spulen, wobei
die Anzahl der Spulen und der Titer der einzelnen Filamente bzw. Garne auf den Gesamttiter
des dünnen, gekräuselten Kabels abgestimmt sind,
c) Fachen der Filamentgarne,
d) Versehen der gefachten Filamentgarne mit einer Präparation,
e) Abziehen der gefachten, mit einer Präparation versehenen Filamentgarne mittels
einer aus zwei Streckwerken (3, 4) bestehenden Streckvorrichtung, wobei in der Streckvorrichtung
eine Verstreckung, Nachverstreckung und/oder Spannungsvergleichmäßigung durch geringen
Anspannverzug und Vorwärmung vorgenommen wird,
f) anschließendes Erwärmen und Erweichen der Filamentgarne zur Vorbereitung der Kräuselung
mittels einer Heizvorrichtung,
g) Stauchkräuseln des erwärmten Filamentgarnkabels,
wobei der Gesamttiter des gestauchten Kabels 2 bis 9 ktex, vorzugsweise 3 bis 8 ktex,
beträgt und die Stauchkräuselung mit einer Geschwindigkeit von 200 bis 1000 m/min,
vorzugsweise 300 bis 800 m/min, durchgeführt wird.
[0010] Vorzugsweise wird die Stauchkräuselung mit einer Geschwindigkeit von 300 bis 500
m/min durchgeführt.
[0011] Besonders vorteilhaft im Rahmen der Erfindung sind schmelzgesponnene Polyesterfilamente.
[0012] Sehr vorteilhaft sind erfindungsgemäß auch Mehrkomponentenfilamente, insbesondere
Bikomponentenfilamente.
[0013] In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei
oder mehrere Filamentarten verwendet, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
[0014] Ein weiterer Gegenstand ist die Verwendung des vorstehend beschriebenen Kabels zur
Herstellung von textilen Hygieneartikeln, insbesondere in einem online-Verfahren.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Beispiel auf folgende Weise
geschehen.
[0015] Die als Ausgangsmaterial eingesetzten LOY-, POY- oder FOY-Filamentgarne können nach
an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Hinweise auf solche Verfahren sind
zum Beispiel dem Aufsatz von H. Treptow in Chemiefasern/Textilindustrie, Juni 1985,
Seiten 411 und 412, zu entnehmen.
[0016] Unter LOY-Garnen versteht man gering orientierte Garne (low oriented yarns), unter
POY-Garnen versteht man vororientierte Garne (partial oriented yarns), unter FOY versteht
man voll orientiertes Garn (full oriented yarn).
[0017] Im übrigen sind Herstellungsverfahren für diese Filamentgarne dem Durchschnittsfachmann
bekannt, die Garne sind auch im Handel erhältlich.
[0018] Nach ihrer Herstellung werden diese Filamentgarne jeweils für sich auf Spulen aufgespult.
Der Titer dieser Filamentgarne liegt zweckmäßigerweise innerhalb eines Bereiches von
30 bis 300 dtex. Der Titer der Einzelfilamente beträgt vorzugsweise 1 bis 16 dtex,
insbesondere 3 bis 10 dtex.
[0019] Die Anzahl der eingesetzten Spulen hängt von dem Titer ab, den das herzustellende
stauchgekräuselte Kabel besitzen soll. Durch einfache Berechnung ist es möglich, die
erforderliche Anzahl von Spulen in Abhängigkeit von dem Titer des Filamentgarnes zu
ermitteln. Bei der Berechnung ist zu berücksichtigen, dass die Garne gegebenenfalls
noch verstreckt werden.
[0020] Die Filamentgarne werden sodann gefacht und anschließend mit einer Präparation versehen.
Dies Präparation unterstützt den Kabelschluß (Zusammenhalt der Filamente innerhalb
des Kabels) und ist dem späteren Einsatzzweck des Kabels entsprechend zu wählen. Z.
B. erfordert die Verwendung im Hygienebereich spezielle dafür zugelassene Präparationen.
Der Schutzdrall oder die Verwirbelung der Filamentgarne, die dem Zusammenhalt der
Garne dienen, sind möglichst gering zu wählen. Es ist lediglich ein einwandfreier
Ablauf von den im Gatter vorgelegten Spulen zu gewährleisten. Nach dem Fachen soll
aus den einzelnen Filamentgarnen ein homogenes Kabel entstehen. Eine zu hohe Drehung
oder Verwirbelung der einzelnen Filamentgarne wäre dabei hinderlich.
[0021] Die gefachten und mit einer Präparation versehenen Filamentgarne werden sodann einer
aus zwei Streckwerken bestehenden Streckvorrichtung zugeführt, wobei das erste Streckwerk
mit Temperaturen zwischen 30° C und 70° C und das zweite Streckwerk mit Galetten-Temperaturen
zwischen 100° C und 190° C gefahren wird. Bei LOY- und POY-Garnen findet hier eine
den gewünschten Garneigenschaften angepaßte Verstreckung statt, wobei mit zunehmender
Vororientierung der Garne das Streckverhältnis abnimmt. Bei FOY-Garnen ist es nicht
unbedingt erforderlich noch zu verstrecken, so daß innerhalb der Streckvorrichtung
durch einen geringen Anspann-Verzug (vorzugsweise zwischen 1 % und 2 %) lediglich
eine Vergleichsmäßigung des Spannungszustandes durchgeführt wird.
[0022] Das Erwärmen in der Streckvorrichtung dient gleichzeitig als Vorstufe zu der anschließend
in der Heizvorrichtung stattfindenden Haupterwärmung. Durch diese Haupterwärmung mit
rd. 100° C Niederdruckdampf werden die Filamente weich und biegsam für den anschließenden
Kräuselvorgang.
[0023] Nach Verlassen der Heizvorrichtung wird das Kabel einer Stauchkräuselmaschine zugeführt
und dort stauchgekräuselt. Es ist zweckmäßig, die Stauchkräuselung mit einer Geschwindigkeit
von 300 bis 800 m/min durchzuführen. Es ist vorteilhaft, die Stauchkräuselung in einer
Weise durchzuführen, dass etwa 3 bis 5 Bogen pro cm Filament entstehen. Besonders
geeignet als Filamentgarne sind Polyesterfilamentgarne, insbesondere Garne auf der
Basis von Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat
u. ä.
[0024] Sehr geeignet sind auch Mehrkomponenten-, insbesondere Bikomponentenfilamente. Die
Mehrkomponentengarne, insbesondere die Bikomponentengarne, können Garne des Kernmanteltyps
oder side-by-side-Bikomponentenfasern sein.
[0025] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bestehen die eingesetzten Filamentgarne
aus Filamenten unterschiedlicher Eigenschaften. Bevorzugt werden sog. Hybrid-Filamentgarne,
d.h. Garne, beispielsweise Polyestergarne, bei denen Filamente aus Polyestern mit
unterschiedlichen Schmelzpunkten vorhanden sind. Es können aber auch beispielsweise
Hybridgarne, die aus Filamenten aus unterschiedlichen Polymeren hergestellt sind,
z. B. aus Polyethylen- und Polyesterfilamenten, eingesetzt werden.
[0026] Nach Verlassen der Kräuselmaschine kann das gekräuselte Kabel auf einem Förderband
abgelegt und in Kartons oder Ballen abgelegt und gelagert und anschließend versendet
werden.
[0027] Bevorzugt werden die gekräuselten Kabel jedoch direkt insbesondere on-line einem
Weiterverarbeitungsprozess zugeleitet. Dabei werden die Kabel vorteilhaft zu Hygieneartikeln
mit textiler Struktur verarbeitet, wie Windeln, Damenbinden, Einlagen, Inkontinenzeinlagen
usw.
[0028] Die Herstellung von solchen Hygieneartikeln ist an sich bekannt. In diesem Zusammenhang
sei auf die EP 0 937 792 A1 verwiesen, deren Offenbarung hier mit eingeschlossen sein
soll.
[0029] Die Figur 1 dient zur näheren Erläuterung der Erfindung.
[0030] In Figur 1 wird schematisch das erfindungsgemäße Verfahren wiedergegeben. Auf einem
Spulengatter 1 sind eine Reihe von Spulen montiert, auf denen Filamentgarne aufgespult
sind. Die Filamentgarne werden von den Spulen auf dem Spulengatter abgezogen, gefacht
und in der Vorrichtung 2 mit einer Präparation versehen. Bei der Vorrichtung 2 kann
es sich um ein Bad handeln, durch das die gefachten Garne gezogen werden, es können
aber auch eine Spraybox oder entsprechende Walzen oder Präparationsgaletten eingesetzt
werden.
[0031] Sodann wird das mit einer Präparation versehene Filamentgarnkabel einer Streckvorrichtung
zugeführt, die aus zwei Streckwerken 3 und 4 besteht. In der Verstreckvorrichtung
werden die Garne verstreckt, wobei die Verstreckung, die insbesondere bei LOY- und
POY-Garnen durchgeführt wird, auf die gewünschten Eigenschaften wie Festigkeit und
Dehnung ausgerichtet wird. In der Verstreckvorrichtung kann auch eine Vergleichmäßigung
der Spannung durch einen geringen Anspannverzug stattfinden. Nach dem Verstrecken
bzw. Vergleichmäßigen des Kabels wird das Kabel durch eine Heizvorrichtung geführt,
in der die Filamente auf die für die Kräuselung notwendige Temperatur erwärmt werden.
Diese Erwärmung kann zum Beispiel durch Dampf aber auch durch trockene Hitze erfolgen.
[0032] Anschließend wird das Kabel einer Stauchkräuselmaschine zugeführt, in der das Kabel
gestaucht wird, wobei es zweckmäßig ist 3 bis 5 Bögen pro cm aufzubringen.
[0033] Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 und 2
[0034] Aus POY- und FOY-Polyesterfilamenten wurde ein Faserkabel hergestellt. Dabei wurden
folgende Filamente eingesetzt:
POY: 282f48
FOY: 167f32
Versuch POY
[0035] 304 Spulen wurden auf Anzahl entsprechender Spulenwagen aufgesteckt. Die Gesamtzahl
der Filamente wurde über einen Einlaufskamm zusammengefacht und durch ein Präparationsbad
(typische Faserpräparationskomponenten, 50° C) mittels rotierender Walzen gezogen.
Zwischen diesen Walzen, deren Temperatur 45° C betrug und weiteren rotierenden Walzen,
deren Temperatur 210° C betrug, erfolgte eine Verstreckung mit einem Verstreckverhältnis
von 2,0. Anschließend wurde das gesamte verstreckte Filamentkabel durch einen Dampfkasten,
welcher mit Niederdruckdampf (3 bar) beheizt wurde, der Stauchkammerkräuselmaschine
mit einer Walzenbreite von 15 mm zugeführt und gekräuselt. Das so hergestellte Faserkabel
wurde in einen Kunststoffbehälter abgelegt. Die Prozessgeschwindigkeit betrug 120
m/min. Aufgrund dem eingestellten Verstreckverhältnis von 2,0 ergab sich somit eine
Auslaufgeschwindigkeit von 240 m/min. Die Gesamtkabelstärke des hergestellten Kabels
betrug 4,3 ktex.
[0036] An dem hergestellten Kabel wurden folgende textiltechnologische Werte ermittelt:
Feinheit / dtex |
3,1 |
Reißfestigkeit / cN/tex |
50 |
Reißdehnung / % |
42 |
Thermoschrumpf (200° C) / % |
12 |
Kräuselung: Bg/cm |
4 |
Versuch FOY
[0037] Der Versuch mit FOY wurde im Vergleich zu POY mit angepassten Einstellungen durchgeführt.
Der grundsätzliche Unterschied liegt bei einer geringeren Spulenanzahl von 210, einer
nicht durchgeführten Verstreckung und einer geringeren Temperatur von 112° C bei den
zweiten Walzen. Die Prozessgeschwindigkeit wurde auf 170 m/min. eingestellt. Die Gesamtkabelstärke
betrug 3,5 ktex.
[0038] An dem hergestellten Kabel wurden folgende textiltechnologische Werte ermittelt:
Feinheit / dtex |
5,2 |
Reißfestigkeit /cN/tex |
44 |
Reißdehnung / % |
42 |
Thermoschrumpf (200° C) / % |
9 |
Kräuselung: Bg/cm |
5 |
[0039] Es war besonders überraschend, dass es mittels der Erfindung möglich ist, dünne Kabel
herzustellen, die nach der Stauchkräuselung direkt einer Weiterverarbeitung zugeführt
werden können. So ist es möglich, die Herstellung von textilen Hygieneartikeln, wie
Windeln, Monatsbinden, Einlagen, Inkontinenzeinlagen, on-line direkt an den Stauchkräuselprozess
anzuschließen.
[0040] Die für den Weiterverarbeitungsprozess benötigten Titer können auf einfache Weise
mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen werden.
[0041] Das Verfahren ist sehr flexibel und eignet sich vor allem auch für Betriebe, welche
Stauchkräuseln und Weiterverarbeitung in einem Betrieb durchführen wollen. Das Verfahren
gestattet es, auf einfache Weise Kabel mit unterschiedlichen Titern herzustellen und
die für den jeweiligen Weiterverarbeitungsprozess erforderlichen Gesamttiter zu liefern.
1. Verfahren zur Herstellung von dünnen, gekräuselten Kabeln aus LOY-, POY- oder FOY-Filamenten,
das umfasst
a) Aufspulen der einzelnen LOY-, POY- oder FOY-Filamentgarne jeweils für sich auf
Spulen,
b) Abziehen der einzelnen Garne von auf einem Spulengatter aufgebrachten Spulen, wobei
die Anzahl der Spulen und der Titer der einzelnen Filamente bzw. Garne auf den Gesamttiter
des dünnen, gekräuselten Kabels abgestimmt sind,
c) Fachen der Filamentgarne,
d) Versehen der gefachten Filamentgarne mit einer Präparation,
e) Abziehen der gefachten, mit einer Präparation versehenen Filamentgarne mittels
einer aus zwei Streckwerken (3, 4) bestehenden Streckvorrichtung, wobei in der Streckvorrichtung
eine Verstreckung, Nachverstreckung, und/oder Spannungsvergleichmäßigung durch geringen
Anspannverzug und Vorwärmung vorgenommen wird,
f) anschließendes Erwärmen der Filamentgarne mittels einer Heizvorrichtung,
g) Stauchkräuseln des fixierten Filamentgarnkabels,
wobei der Gesamttiter des gestauchten Kabels 2 bis 9 ktex, vorzugsweise 3 bis 8 ktex,
beträgt und die Stauchkräuselung mit einer Geschwindigkeit von 200 bis 1000 m/min,
vorzugsweise 300 bis 800 m/min, durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Stauchkräuselung bei Geschwindigkeiten von 300 bis 500 m/min durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man schmelzgesponnene Polyesterfilamente verwendet.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Mehrkomponenten-, insbesondere Bikomponentenfilamente verwendet.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man zwei oder mehrere unterschiedliche Eigenschaften aufweisende Filamentarten verwendet.
6. Verwendung der nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Patentansprüche 1 bis
5 erhaltenen gekräuselten Kabeln zur Herstellung von textilen Hygieneartikeln.
7. Verwendung nach Anspruch 6 zur on-line-Herstellung von textilen Hygieneartikeln.