[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils und ein Formteil.
Bei den erfindungsgemäßen Formteilen kann es sich insbesondere um Behältnisse zur
Aufnahme und/oder Verpackung von Lebensmitteln, beispielsweise von Speisen, handeln.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den erfindungsgemäßen
Formteilen um Lebensmittelschalen oder um sonstiges Einweggeschirr. Darüber hinaus
kann es sich bei den erfindungsgemäßen Formteilen um Strukturbauteile für den Innenraum
von Automobilen, beispielsweise um Auskleidungselemente, handeln. Grundsätzlich liegen
aber auch andere Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Formteile im Rahmen
der Erfindung.
[0002] Verfahren zur Herstellung von Formteilen und Formteile sind aus der Praxis in unterschiedlichen
Ausführungsformen grundsätzlich bekannt.
WO 2014/053566 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Halbzeugs für die Herstellung eines
Verbundformteils.
DE 10 2021 118 909 B3 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes aus Fasern. Viele der
aus der Praxis bekannten Formteile bestehen aus Kunststoffmaterialien. Es sind beispielsweise
Kunststoffschalen für Speisen bekannt, die im Tiefziehverfahren hergestellt werden.
Auch Strukturbauteile für Automobile bestehen in der Regel aus Kunststoff. Solche
Formteile aus Kunststoff und die entsprechenden Herstellungsverfahren sind nur wenig
nachhaltig. Die Formteile bestehen zumeist vollständig oder zu einem sehr großen Anteil
aus Kunststoffen bzw. Rohstoffen, die auf Basis von Erdöl erzeugt werden.
[0003] Darüber hinaus sind Formteile bekannt, die aus Zellstoff bzw. Zellulose und mithin
aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Die Herstellungsverfahren für solche zellstoff-
bzw. zellulosebasierten Formteile sind aber oftmals aufwendig und kostenintensiv und
somit nur wenig wirtschaftlich. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die resultierenden
Formteile hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, beispielsweise im Hinblick
auf ihre mechanische Festigkeit und/oder ihre Flexibilität nicht allen Anforderungen
genügen. -Insoweit besteht bei den aus der Praxis bekannten Maßnahmen einerseits bezüglich
der Nachhaltigkeit der Formteile, beispielsweise hinsichtlich der verwendeten Rohstoffe,
und andererseits mit Blick auf die mechanischen Eigenschaften der Formteile Verbesserungsbedarf.
Hier setzt die Erfindung ein.
[0004] Der Erfindung liegt demgegenüber das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein Formteil hergestellt werden kann, das
sich sowohl durch Nachhaltigkeit bzw. durch die Verwendung nachhaltiger, insbesondere
nachwachsender, Rohstoffe auszeichnet und das nichtsdestoweniger hinsichtlich seiner
mechanischen Eigenschaften allen Anforderungen genügt. Darüber hinaus liegt der Erfindung
das technische Problem zugrunde, ein entsprechendes Formteil anzugeben.
[0005] Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Formteils aus zumindest einem Vliesstoff, wobei der zumindest eine Vliesstoff
zumindest eine Lage, insbesondere eine Lage, aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
aufweist, wobei mit zumindest einer Spinndüse zumindest ein Filament-Luft-Strom umfassend
Endlosfilamente erzeugt wird und wobei mit zumindest einer Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung
zumindest ein Kurzfaser-Luft-Strom umfassend Kurzfasern erzeugt wird,
wobei der zumindest eine Filament-Luft-Strom und der zumindest eine Kurzfaser-Luft-Strom
in einer Kontaktzone zusammengeführt werden und anschließend als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
auf zumindest einem Ablageförderer, insbesondere auf zumindest einem Ablagesiebband,
zum Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden, wobei die Endlosfilamente des auf
dem Ablageförderer abgelegten Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches eine Matrix bilden,
in die die Kurzfasern eingebettet sind,
wobei der zumindest eine Vliesstoff in einer Pressform angeordnet wird, wobei der
Vliesstoff - insbesondere durch Temperierung der Pressform - auf eine Temperatur im
Bereich von 30 °C bis 275 °C, vorzugsweise von 60 °C bis 260 °C, bevorzugt von 100
°C bis 250 °C, erwärmt wird und wobei der Vliesstoff - vorzugsweise der erwärmte Vliesstoff
- mit einem Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise von 2 MPa bis 40 MPa, bevorzugt
von 3 MPa bis 30 MPa, weiter bevorzugt von 4 MPa bis 25 MPa, sehr bevorzugt von 5
MPa bis 23 MPa, besonders bevorzugt von 6 MPa bis 22 MPa, ganz besonders bevorzugt
von 7 MPa bis 21 MPa, beispielsweise von 15 MPa bis 20 MPa, beaufschlagt wird und
zu dem Formteil geformt wird. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der zumindest eine Vliesstoff auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200
°C erwärmt.
[0006] Dass der zumindest eine Vliesstoff in der Pressform mit einem Umformdruck beaufschlagt
wird meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass zumindest ein Element der Pressform,
vorzugsweise ein Pressstempel, mit dem entsprechenden Umformdruck auf den zumindest
einen Vliesstoff wirkt bzw. auf den zumindest einen Vliesstoff gepresst wird. Es ist
möglich, dass der zumindest eine Vliesstoff in der Pressform mit einem isostatischen
Umformdruck in dem angegebenen Bereich beaufschlagt wird. Dann ist die Pressform bzw.
die Pressformumgebung zweckmäßigerweise entsprechend ausgestaltet, beispielsweise
kann eine geschlossene Druckkammer vorgesehen sein.
[0007] Mit dem Ausdruck Filament-Luft-Strom ist im Rahmen der Erfindung insbesondere ein
Strom aus von einer Spinndüse erzeugten Endlosfilamenten und Luft gemeint. Der Filament-Luft-Strom
umfassend die Endlosfilamente strömt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise
in Richtung des zumindest einen Kurzfaser-Luft-Stromes und/oder in Richtung des Ablageförderers.
Kurzfaser-Luft-Strom meint im Rahmen der Erfindung insbesondere einen Strom aus von
einer Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung erzeugten Kurzfasern und Luft, wobei der Kurzfaser-Luft-Strom
zweckmäßigerweise in Richtung des Ablageförderers und/oder in Richtung des zumindest
einen Filament-Luft-Stromes strömt. Mit dem Begriff Fasern sind im Rahmen der Erfindung
im Übrigen sowohl Endlosfilamente als auch Kurzfasern gemeint. Endlosfilamente unterscheiden
sich aufgrund ihrer quasi endlosen Länge von Kurzfasern, die deutlich geringere Längen
von beispielsweise 0,1 mm bis 60 mm aufweisen.
[0008] Erfindungsgemäß wird der zumindest eine Filament-Luft-Strom mit dem zumindest einen,
insbesondere mit dem einen, Kurzfaser-Luft-Strom in einer Kontaktzone zusammengeführt.
Die Kontaktzone ist im Rahmen der Erfindung insbesondere oberhalb des Ablageförderers,
vorzugsweise oberhalb des Ablagesiebbandes, angeordnet, sodass der zumindest eine
Filament-Luft-Strom und der zumindest eine Kurzfaser-Luft-Strom oberhalb des Ablageförderers
in der Kontaktzone zusammengeführt werden. In der Kontaktzone findet eine Durchmischung
des zumindest einen Filament-Luft-Stromes und des Kurzfaser-Luft-Stromes statt. Gemäß
bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens strömt das auf diese
Weise erzeugte Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch von der Kontaktzone zu dem Ablageförderer
als homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Gemisch. Durch die erfindungsgemäße Durchmischung
und Verteilung der Kurzfasern und der Endlosfilamente in dem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
resultieren besonders vorteilhafte Eigenschaften des abgelegten Vliesstoffes und des
entsprechenden Formteils. Beispielsweise ist dadurch ein verhältnismäßig geringer
Anteil der Endlosfilamente in dem zumindest einen Vliesstoff bzw. in dem Formteil
ausreichend, damit die Endlosfilamente funktionssicher eine Matrix bilden können,
in die die Kurzfasern eingebettet sind, sodass vorteilhafte mechanische Eigenschaften
des Formteils sichergestellt werden können.
[0009] Gemäß bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei dem Ablageförderer um ein Ablagesiebband,
besonders bevorzugt um ein luftdurchlässiges Ablagesiebband. Gemäß ganz besonders
bevorzugter Ausführungsform ist das Ablagesiebband bzw. das luftdurchlässige Ablagesiebband
ein kontinuierlich bewegbares, insbesondere ein endlos umlaufendes, Ablagesiebband.
[0010] Erfindungsgemäß wird der zumindest eine Vliesstoff in einer Pressform angeordnet
und auf eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275 °C, vorzugsweise von 60 °C bis
260 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250 °C, erwärmt. Zweckmäßigerweise erfolgt diese
Erwärmung des Vliesstoffes durch Temperierung der Pressform. Temperierung der Pressform
meint in diesem Zusammenhang insbesondere die Erwärmung bzw. Erhitzung der Pressform.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Vliesstoff bereits vor der Anordnung
in der Pressform auf die entsprechende Temperatur erwärmt wird oder zumindest teilweise
erwärmt bzw. vorgewärmt wird. Das kann etwa durch Heizeinrichtungen erfolgen, die
der Pressform vorgelagert sind. Weiter erfindungsgemäß wird der Vliesstoff mit einem
Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise von 2 MPa bis 40 MPa, bevorzugt von
3 MPa bis 30 MPa, weiter bevorzugt von 4 MPa bis 25 MPa, sehr bevorzugt von 5 MPa
bis 23 MPa, besonders bevorzugt von 6 MPa bis 22 MPa, ganz besonders bevorzugt von
7 MPa bis 21 MPa, beispielsweise von 15 MPa bis 20 MPa beaufschlagt und zu dem Formteil
geformt. Zweckmäßigerweise ist der Vliesstoff vor der Beaufschlagung mit dem Umformdruck
bereits auf die Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275 °C, vorzugsweise von 60 °C
bis 260 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250 °C, erwärmt. Grundsätzlich ist es aber auch
möglich, dass der Vliesstoff bereits vor der (vollständigen) Erwärmung auf diese Temperatur
mit dem Umformdruck in der Pressform beaufschlagt wird und erst dann, insbesondere
durch Temperierung der Pressform, (vollständig) auf diese Temperatur erwärmt wird,
sodass die Erwärmung bzw. die weitere Erwärmung des Vliesstoffes vorzugsweise während
der Druckbeaufschlagung erfolgt.
[0011] Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der zumindest eine Vliesstoff zunächst in der Pressform angeordnet, anschließend
durch Temperierung der Pressform auf eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275
°C, vorzugsweise von 60 °C bis 260 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250 °C, erwärmt und
der erwärmte Vliesstoff wird nachfolgend in der Pressform mit dem Umformdruck beaufschlagt
und zu dem Formteil geformt.
[0012] Es hat sich bewährt, dass der in der Pressform angeordnete zumindest eine Vliesstoff
über einen Zeitraum von 0,01 bis 25 Sekunden, vorzugsweise von 0,05 bis 20 Sekunden,
bevorzugt von 0,1 bis 15 Sekunden, besonders bevorzugt von 0,2 bis 10 Sekunden, mit
dem Umformdruck beaufschlagt wird.
[0013] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Pressform ein Formoberteil und ein Formunterteil aufweist
und wobei das Formoberteil und/oder das Formunterteil vorzugsweise als Pressstempel
ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Formoberteil als Pressstempel ausgebildet. Weiter
bevorzugt ist das Formunterteil als komplementäres Aufnahmeelement für den Pressstempel
ausgebildet. Der Umformdruck, mit dem der zumindest eine Vliesstoff in der Pressform
beaufschlagt wird, ist zweckmäßigerweise der Druck, mit dem der Pressstempel auf den
in der Pressform angeordneten Vliesstoff wirkt bzw. gepresst wird. Wenn die Pressform
gemäß bevorzugter Ausführungsform temperiert wird, werden vorzugsweise das Formoberteil
und/oder das Formunterteil, bevorzugt das Formoberteil und das Formunterteil temperiert.
[0014] Es ist im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt, dass die zumindest eine Spinndüse
eine Meltblown-Spinndüse ist, wobei vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere zwei,
Spinndüsen bzw. Meltblown-Spinndüsen vorhanden sind, sodass besonders bevorzugt zumindest
zwei, insbesondere zwei Filament-Luft-Ströme umfassend Endlosfilamente erzeugt werden
und in der Kontaktzone mit dem zumindest einen Kurzfaser-Luft-Strom zusammengeführt
werden. Wenn die Spinndüse bzw. die Spinndüsen gemäß bevorzugter Ausführungsform als
Meltblown-Spinndüsen ausgebildet sind, werden durch diese Meltblown-Spinndüsen schmelzflüssige
Kunststofffilamente (Meltblown-Endlosfilamente) erzeugt und in einen schnellen Blasluftstrom
extrudiert. Die Blasluft tritt zweckmäßigerweise ebenfalls aus der jeweiligen Meltblown-Spinndüse
aus und dabei handelt es sich bevorzugt um warme bzw. heiße Blasluft. Von der zumindest
einen Meltblown-Spinndüse bzw. von den Meltblown-Spinndüsen strömen dann vorzugsweise
Filament-Luft-Ströme aus den erzeugten Endlosfilamenten und der Blasluft in Richtung
des Kurzfaser-Luft-Stromes und/oder in Richtung des Ablageförderers.
[0015] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
zumindest eine Meltblown-Spinndüse als Single-Row-Düse ausgebildet ist, die eine Vielzahl
von in einer einzigen Reihe angeordneten Düsenöffnungen und vorzugsweise zwei beidseitig
parallel zu der Reihe von Düsenöffnungen verlaufende und insbesondere in Richtung
der Düsenöffnungen geneigte Luftzuströmspalte aufweist, aus denen Blasluft austritt.
Zweckmäßigerweise sind die zumindest zwei, insbesondere die zwei Meltblown-Spinndüsen
derart ausgebildet. Es ist auch möglich, dass zumindest eine der Meltblown-Spinndüsen,
vorzugsweise die zumindest zwei, insbesondere die zwei Meltblown-Spinndüsen, als Multi-Row-Düse
ausgebildet ist/sind, bei der eine Vielzahl von in mehreren Reihen angeordneten Düsenöffnungen
vorhanden ist, wobei vorzugsweise jeder Düsenöffnung eine (eigene) Luftzuströmöffnung
zugeordnet ist, aus der Blasluft austritt.
[0016] Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung strömen die erzeugten Endlosfilamente
von der zumindest einen Spinndüse bzw. Meltblown-Spinndüse als (erster) Filament-Luft-Strom
mit einem Anfangsvolumenstrom V2 in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes und/oder in
Richtung des Ablageförderers. Wenn gemäß bevorzugter Ausführungsform zumindest zwei
Spinndüsen bzw. Meltblown-Spinndüsen vorgesehen sind, strömt besonders bevorzugt von
der zweiten Spinndüse bzw. Meltblown-Spinndüse ein zweiter Filament-Luft-Strom mit
einem Anfangsvolumenstrom V3 in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes und/oder in Richtung
des Ablageförderers. Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 meint dabei insbesondere den direkt
bzw. unmittelbar unterhalb der jeweiligen Spinndüse bzw. Meltblown-Spinndüse vorliegenden
Volumenstrom des Filament-Luft-Stromes nach der Beaufschlagung der Endlosfilamente
mit Luft, insbesondere mit Blasluft.
[0017] Der zumindest eine Kurzfaser-Luft-Strom strömt zweckmäßigerweise mit einem Anfangsvolumenstrom
V1 in Richtung des Ablageförderers und/oder in Richtung des zumindest einen Filament-Luft-Stromes.
Anfangsvolumenstrom V1 meint dann insbesondere den direkt bzw. unmittelbar nach dem
Austritt aus der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung vorliegenden Volumenstrom. Es hat
sich bewährt, dass in dem Ablagebereich des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches Luft
bzw. Prozessluft mit einem Volumenstrom V4 durch den Ablageförderer, insbesondere
durch das Ablagesiebband, bevorzugt durch das luftdurchlässige Ablagesiebband, gesaugt
wird. Dazu ist zweckmäßigerweise zumindest eine Absaugeinrichtung, insbesondere ein
Absauggebläse, unterhalb des Ablageförderers, insbesondere unterhalb des Ablagebereiches,
angeordnet. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Volumenstrom V4, der durch den Ablageförderer gesaugt wird,
größer ist als die Summe der Volumenströme V1 und V2, sodass gilt: V4 > (V1+V2). Wenn
zumindest zwei Spinndüsen bzw. Meltblown-Spinndüsen vorhanden sind, ist es besonders
bevorzugt, dass der Volumenstrom V4 größer ist als die Summe der Volumenströme V1,
V2 und V3, sodass vorzugsweise gilt: V4 > (V1+V2+V3). Gemäß einer besonders bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Volumenstrom V4 zwischen
1,05 und 30 mal, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mal, bevorzugt zwischen 10 und 20
mal der Summe V1+V2 und/oder der Summe V1+V2+V3. Durch diese speziellen Strömungsverhältnisse
kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine besonders gute Durchmischung
der Kurzfasern und der Endlosfilamente und eine vorteilhafte Gleichmäßigkeit der Verteilung
von Endlosfilamenten und Kurzfasern in dem abgelegten Vliesstoff und in dem Formteil
erreicht werden. Dadurch kann der Anteil der benötigten Endlosfilamente weiter reduziert
werden und das Formteil erfüllt nichtsdestoweniger alle Anforderungen.
[0018] Es hat sich im Übrigen bewährt, dass im Fall von zwei Spinndüsen, insbesondere Meltblown-Spinndüsen,
der erste Filament-Luft-Strom in Förderrichtung F des Ablageförderers vor dem Kurzfaser-Luft-Strom
strömt und dass der zweite Filament-Luft-Strom zweckmäßigerweise in Förderrichtung
F des Ablageförderers hinter dem Kurzfaser-Luft-Strom strömt. Der Kurzfaser-Luft-Strom
ist dann insbesondere zentral zwischen den beiden Filament-Luft-Strömen angeordnet.
[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens trifft der
Filament-Luft-Strom in der Kontaktzone in einem spitzen Winkel α1, vorzugsweise in
einem Winkel α1 von 10° bis 80°, bevorzugt von 20° bis 75°, besonders bevorzugt von
30° bis 65° auf den zumindest einen Kurzfaser-Luft-Strom und/oder trifft der zweite
Filament-Luft-Strom in der Kontaktzone in einem spitzen Winkel α2, vorzugsweise in
einem Winkel α2 von 10° bis 80°, bevorzugt von 20° bis 75°, besonders bevorzugt von
30° bis 65° auf den zumindest einen Kurzfaser-Luft-Strom. - Die Winkel α1 und α2 beziehen
sich dabei insbesondere auf die von den Strömungsrichtungen bzw. Strömungsvektoren
des Kurzfaser-Luft-Stromes (S1) und des jeweiligen Filament-Luft-Stromes (S2 bzw.
S3) in bzw. kurz vor der Kontaktzone gebildeten Winkel und bezeichnen gleichsam die
Neigungswinkel, in denen die Filament-Luft-Ströme in der Kontaktzone auf den Kurzfaser-Luft-Strom
treffen.
[0020] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung strömt der zumindest eine Filament-Luft-Strom,
insbesondere die beiden Filament-Luft-Ströme, hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung
S2 bzw. S3 entlang des gesamten Strömungsweges - insbesondere geradlinig bzw. im Wesentlichen
geradlinig - von der jeweiligen Spinndüse, insbesondere Meltblown-Spinndüse, bis zu
der Kontaktzone in dem Winkel α1 bzw. α2 zu der Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stroms.
Dass der Filament-Luft-Strom bzw. die Filament-Luft-Ströme hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung
S2 bzw. S3 in einem Winkel α1 bzw. α2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes
strömen, meint im Rahmen der Erfindung insbesondere, dass der Strömungsvektor der
Filament-Luft-Ströme zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise in einem Winkel
α1 bzw. α2 zum Strömungsvektor des Kurzfaser-Luft-Stromes verläuft. Im Rahmen der
Erfindung ist mit den Begriffen Strömungsrichtung und Strömungsvektor insbesondere
die mittlere Strömungsrichtung bzw. der mittlere Strömungsvektor des jeweiligen Stromes
gemeint.
[0021] Es hat sich bewährt, dass die Winkel α1 und α2 den gleichen Wert aufweisen, sodass
die beiden Filament-Luft-Ströme in der Kontaktzone bevorzugt beidseitig symmetrisch
auf den - insbesondere zentral angeordneten - Kurzfaser-Luft-Strom treffen. Der Kurzfaser-Luft-Strom
strömt bevorzugt hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S1 senkrecht bzw. im Wesentlichen
senkrecht zur Oberfläche des Ablageförderers. Das meint im Rahmen der Erfindung insbesondere,
dass der Strömungsvektor des Kurzfaser-Luft-Stromes senkrecht bzw. im Wesentlichen
senkrecht zur flächigen Erstreckung der Ablagefördereroberfläche verläuft. - Der Ausführungsform
mit den Winkeln α1 und α2 in denen die Filament-Luft-Ströme in der Kontaktzone auf
den Kurzfaser-Luft-Strom treffen, liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit diesen Winkeln
eine besonders optimale Durchmischung der Endlosfilamente und der Kurzfasern in der
Kontaktzone erreicht werden kann und dass besonders bevorzugt ein homogenes bzw. im
Wesentlichen homogenes Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch auf dem Ablagesiebband zum
Vliesstoff bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden kann. Wenn die Winkel α1 und α2 gemäß
ganz besonders bevorzugter Ausführungsform den gleichen Wert aufweisen wird diese
Durchmischung der Endlosfilamente und der Kurzfasern weiter verbessert. Es ist vorteilhaft,
wenn das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch von der Kontaktzone zu dem Ablagesiebband
hinsichtlich seiner Strömungsrichtung senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur
Ablagefördereroberfläche strömt.
[0022] Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zumindest eine Spinndüse bzw. Meltblown-Spinndüse,
vorzugsweise die zumindest zwei, insbesondere die zwei Meltblown-Spinndüsen, in einem
Neigungswinkel zu der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung, insbesondere zu einem Auslasskanal
der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung, angeordnet ist/sind. Der Neigungswinkel zwischen
den Spinndüsen, insbesondere zwischen den Meltblown-Spinndüsen, und der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung
bzw. dem Auslasskanal der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung beträgt zweckmäßigerweise
(jeweils) 10° bis 80°, bevorzugt 20° bis 75°, besonders bevorzugt 30° bis 65°. Auf
diese Weise können aus den Spinndüsen, insbesondere aus den Meltblown-Spinndüsen,
Filament-Luft-Ströme in dem Winkel α1 bzw. α2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes
und in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes strömen. Es empfiehlt sich, dass der Neigungswinkel
zwischen den Spinndüsen und dem Auslasskanal jeweils einstellbar ist.
[0023] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Endlosfilamente
aus zumindest einem thermoplastischen Polymer erzeugt. Vorzugsweise werden die Endlosfilamente
aus zumindest einem Polyolefin, bevorzugt aus Polypropylen und/oder Polyethylen, besonders
bevorzugt aus Polypropylen erzeugt. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform
werden die Endlosfilamente aus zumindest einem Polyester, bevorzugt aus Polylactid
und/oder Polyethylenterephtalat, besonders bevorzugt aus Polylactid erzeugt. Gemäß
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Endlosfilamente
aus Polyvinylalkohol erzeugt. Grundsätzlich können die Endlosfilamente auch aus anderen
thermoplastischen Polymeren, beispielsweise aus Polyamid, sowie aus Mischungen der
vorstehend genannten thermoplastischen Polymere erzeugt werden. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird der zumindest eine Vliesstoff im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der Schmelztemperatur des zumindest
einen thermoplastischen Polymers der Endlosfilamente liegt. Es empfiehlt sich, dass
die Endlosfilamente einen mittleren Filamentdurchmesser von 0,2 bis 15 µm, vorzugsweise
von 0,5 bis 12 µm, bevorzugt von 0,5 bis 10 µm aufweisen. Bei den Endlosfilamenten
handelt es sich ganz besonders bevorzugt um Meltblown-Endlosfilamente.
[0024] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Endlosfilamente
aus zumindest einem biologisch abbaubaren thermoplastischen Polymer, vorzugsweise
aus Polylactid und/oder Polyvinylalkohol erzeugt. Es hat sich im Übrigen bewährt,
dass die Endlosfilamente aus den vorstehend und oben stehend genannten thermoplastischen
Polymeren oder deren Mischungen bestehen bzw. in Wesentlichen bestehen.
[0025] Erfindungsgemäß wird mit zumindest einer Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung zumindest
ein Kurzfaser-Luft-Strom umfassend Kurzfasern erzeugt. Zweckmäßigerweise ist die zumindest
eine Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung als Zerfaserungseinrichtung ausgebildet, wobei
in der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung bzw. in der Zerfaserungseinrichtung die Kurzfasern
des zumindest einen Kurzfaser-Luft-Stroms erzeugt werden, wobei der Kurzfaser-Luft-Strom
bevorzugt durch einen Auslasskanal geführt wird und aus diesem austritt und wobei
der Kurzfaser-Luft-Strom besonders bevorzugt von dem Auslasskanal bzw. einem Auslasskanalende
senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Ablageförderers strömt.
Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform tritt der Kurzfaser-Luft-Strom aus dem
Auslasskanal mit dem Anfangsvolumenstrom V1 aus und strömt mit der Strömungsrichtung
S1 in Richtung des Ablageförderers. Der Auslasskanal ist zweckmäßigerweise Teil der
Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung, insbesondere der Zerfaserungseinrichtung. Anfangsvolumenstrom
V1 meint dann zweckmäßigerweise den Volumenstrom des Kurzfaser-Luft-Stromes direkt
bzw. unmittelbar nach dem Austritt aus dem Auslasskanal. Es ist bevorzugt, dass die
Zerfaserungseinrichtung eine Sägemühle ist.
[0026] Es hat sich bewährt, dass der erzeugte Kurzfaser-Luft-Strom in dem Auslasskanal beschleunigt
wird, insbesondere durch ein Gebläse der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung bzw. der
Zerfaserungseinrichtung beschleunigt wird. Die Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung weist
somit gemäß bevorzugter Ausführungsform ein Gebläse auf, das der Einrichtung Luft
zuführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Luftstrom zur Erzeugung des Kurzfaser-Luft-Stromes
in der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung bzw. in der Zerfaserungseinrichtung durch den
Zerfaserungsvorgang und/oder durch das Gebläse erzeugt wird. Der bevorzugt in dem
Auslasskanal beschleunigte Kurzfaser-Luft-Strom tritt aus dem Auslasskanal dann mit
dem Anfangsvolumenstrom V1 aus.
[0027] Es ist bevorzugt, dass der Kurzfaser-Luft-Strom mit einem Anteil von 0,0138 kg bis
0,0833 kg, vorzugsweise von 0,0222 kg bis 0,0694 kg, bevorzugt von 0,0277 kg bis 0,05
kg der Kurzfasern pro kg Luft aus der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung, insbesondere
aus dem Auslasskanal, austritt. Es ist außerdem bevorzugt, dass der zumindest eine
Filament-Luft-Strom bzw. die Filament-Luft-Ströme (jeweils) mit einem Anteil von 0,002
kg bis 0,5 kg, vorzugsweise von 0,01 kg bis 0,25 kg, bevorzugt von 0,015 kg bis 0,12
kg, besonders bevorzugt von 0,018 kg bis 0,1 kg der Endlosfilamente pro kg Luft aus
den Spinndüsen, insbesondere aus den Meltblown-Spinndüsen, austritt bzw. austreten.
[0028] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die
Kurzfasern des zumindest einen Vliesstoffes bzw. zumindest einer Lage des Vliesstoffes
aus Naturfasern erzeugt. Dann handelt es sich bei den Kurzfasern um Naturkurzfasern.
Naturfasern bzw. Naturkurzfasern meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Fasern
bzw. Kurzfasern aus nachwachsenden Rohstoffen. Bevorzugt werden die Kurzfasern des
zumindest einen Vliesstoffes bzw. zumindest einer Lage des Vliesstoffes aus Zellstoff
bzw. Zellulose erzeugt. Ganz besonders bevorzugt werden die Kurzfasern des zumindest
einen Vliesstoffes bzw. zumindest einer Lage des Vliesstoffes aus zumindest einem
aus der Gruppe: "Pulp, Bagasse, Zellulose, Bambus, Baumwolle, Agrarabfälle" ausgewählten
Material erzeugt und bevorzugt aus Pulp erzeugt. Wenn die Kurzfasern aus Pulp erzeugt
werden, handelt es sich bei den Kurzfasern um Pulp-Kurzfasern. Der Begriff Pulp meint
im Rahmen der Erfindung insbesondere ein faseriges Material auf Basis von Zellstoff
bzw. Zellulose. Bevorzugt wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens fester Pulp
eingesetzt. Der Ausdruck fester Pulp meint dabei insbesondere ein trockenes Material
auf Basis von Zellstoff bzw. Zellulose. Besonders bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung
eine Bahn aus festem Pulp eingesetzt und durch die zumindest eine Zerfaserungseinrichtung
in Pulp-Kurzfasern zerfasert. Der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte
Pulp ist vorzugsweise konditioniert. Die in der zumindest einen Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung
erzeugten Kurzfasern, insbesondere die Pulp-Kurzfasern, haben zweckmäßigerweise eine
Länge bzw. mittlere Länge von 0,05 bis 5 mm, bevorzugt von 0,1 bis 4 mm, besonders
bevorzugt von 0,1 bis 3 mm.
[0029] Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Anteil der Endlosfilamente in dem zumindest
einen abgelegten Vliesstoff und/oder in dem Formteil 0,5 Gew.-% bis 35 Gew.-%, vorzugsweise
1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 Gew.-%
bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, beispielsweise 1 Gew.-%
bis 5 Gew.-% beträgt. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich
das resultierende Formteil durch einen besonders zufriedenstellenden Kompromiss aus
mechanischen Eigenschaften und Nachhaltigkeit, insbesondere durch die Verwendung nachhaltiger
bzw. nachwachsender Rohstoffe auszeichnet. Das gilt insbesondere auch für einen Anteil
der Endlosfilamente in dem zumindest einen abgelegten Vliesstoff und/oder in dem Formteil
im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt
von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%. Das resultierende Formteil ist dann zu einem überwiegenden
Anteil aus Kurzfasern, insbesondere Naturkurzfasern, vorzugsweise Pulp-Kurzfasern,
aufgebaut und daher papierähnlich, wobei die Endlosfilamente nichtsdestoweniger eine
funktionssichere Matrix für die Kurzfasern bilden.
[0030] Es ist weiter bevorzugt, dass der Anteil der Kurzfasern in dem abgelegten Vliesstoff
und/oder in dem Formteil 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%, vorzugsweise 70 Gew.-% bis 95 Gew.-%,
bevorzugt 75 Gew.-% bis 95 Gew.-% beträgt.
[0031] Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Vliesstoff zumindest zwei Lagen aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
aufweist, die vorzugsweise gleichzeitig und/oder nacheinander erzeugt und übereinander
auf dem zumindest einen Ablageförderer abgelegt werden, wobei die Endlosfilamente
des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches bzw. der Lagen jeweils eine Matrix bilden,
in die die Kurzfasern eingebettet sind. Die beiden Lagen aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
werden bevorzugt mit zwei in Förderrichtung F des Ablageförderers hintereinander angeordneten
Vlieserzeugungseinrichtungen aus zumindest einer Spinndüse, vorzugsweise aus zumindest
zwei Spinndüsen und zumindest einer Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung erzeugt. Hinsichtlich
der bevorzugten Eigenschaften des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches der zweiten Lage
gelten insbesondere die oben stehenden Ausführungen analog. Es ist möglich, dass sich
die Endlosfilament-Kurzfaser-Gemische der zumindest zwei Lagen in ihrer Zusammensetzung
unterscheiden. Die Endlosfilament-Kurzfaser-Gemische der zumindest zwei Lagen weisen
gemäß einer anderen Ausführungsform die gleiche bzw. im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung
auf. Gemäß bevorzugter Ausführungsform sind die Vlieserzeugungseinrichtungen zur Erzeugung
der jeweiligen Endlosfilament-Kurzfaser-Gemische oberhalb desselben Ablageförderers
angeordnet, sodass die zumindest zwei Lagen des Vliesstoffes übereinander auf demselben
Ablageförderer abgelegt werden.
[0032] Es ist möglich, dass der Vliesstoff zumindest drei, insbesondere zumindest vier Lagen
aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch aufweist und dass entsprechende
Vlieserzeugungseinrichtungen zur Erzeugung der Endlosfilament-Kurzfaser-Gemische vorhanden
sind. Es ist außerdem möglich, dass der Vliesstoff weitere Lagen, beispielsweise Spunbond-Lagen
oder Meltblown-Lagen aufweist, die mit entsprechenden Spinndüsen erzeugt werden. Solche
Spunbond-Lagen und/oder Meltblown-Lagen können als abschließende Lagen oder auch als
Zwischenlagen zwischen den Lagen aus Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Vliesstoff lediglich die zumindest
eine Lage, insbesondere die eine Lage, aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
auf, und besteht somit bevorzugt aus zumindest einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
bzw. im Wesentlichen aus zumindest einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch.
[0033] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Anordnung des zumindest einen
Vliesstoffes in der Pressform gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derart erfolgen,
dass der zumindest eine Vliesstoff als Vliesbahn in der Pressform angeordnet wird.
Zweckmäßigerweise erfolgt während oder im Anschluss an den Formungsvorgang bzw. Pressvorgang
dann eine Stanzung und/oder ein Schneiden des Vliesstoffes bzw. des Formteils, sodass
insbesondere ein einzelnes Formteil resultiert. Es ist aber gemäß einer anderen bevorzugten
Ausführungsform auch möglich, dass der zumindest eine Vliesstoff zunächst aus einer
Vliesbahn zugeschnitten wird und dass der zumindest eine zugeschnittene Vliesstoff
anschließend in der Pressform angeordnet wird. Im Rahmen der Erfindung meint Anordnung
des zumindest einen Vliesstoffes in der Pressform vorzugsweise das Einlegen des zumindest
einen Vliesstoffes bzw. zugeschnittenen Vliesstoffes in die Pressform.
[0034] Gemäß bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Anordnung
des zumindest einen Vliesstoffes in der Pressform und die Formung zu dem Formteil
in einem von der Vliesstofferzeugung örtlich und/oder zeitlich getrennten Verfahrensschritt.
Es hat sich besonders bewährt, dass der zumindest eine Vliesstoff nach der Ablage
auf dem zumindest einen Ablageförderer von dem Ablageförderer abgelöst, zu einer Rolle
aufgewickelt und für die Anordnung und Formung in der Pressform - bevorzugt in einem
örtlich und/oder zeitlich getrennten Verfahrensschritt - der Vliesstoff bzw. die Rolle
wieder abgewickelt wird. Örtlich getrennter Verfahrensschritt meint in diesem Zusammenhang
insbesondere, dass der zumindest eine Vliesstoff in einer von der Vlieserzeugungsvorrichtung
zur Erzeugung des zumindest einen Vliesstoffes örtlich getrennten Vorrichtung zu dem
Formteil geformt wird. Das bedeutet besonders bevorzugt, dass es sich nicht um ein
kontinuierliches Verfahren aus Vliesstofferzeugung und unmittelbar anschließender
Formung des Vliesstoffes zu dem Formteil handelt. Grundsätzlich liegt eine solche
kontinuierliche Verfahrensweise aber auch im Rahmen der Erfindung. Zeitlich getrennter
Verfahrensschritt meint in diesem Zusammenhang insbesondere, dass zwischen der Vliesstofferzeugung
und der Formung des zumindest einen Vliesstoffes zu dem Formteil ein zeitlicher Abstand
vorliegt, wobei dieser zeitliche Abstand beispielsweise mehrere Minuten, etwa mehr
als 2 Minuten, vorzugsweise mehr als 5 Minuten, bevorzugt mehr als 10 Minuten, besonders
bevorzugt mehr als 15 Minuten oder auch mehrere Stunden oder mehrere Tage betragen
kann. Es ist ganz besonders bevorzugt, dass der zumindest eine Vliesstoff nach der
Ablage auf dem zumindest einen Ablageförderer von dem Ablageförderer abgelöst und
zu einer Rolle aufgewickelt wird und dass bei Bedarf der Vliesstoff bzw. die Rolle
abgewickelt und der Vliesstoff zu dem Formteil geformt wird.
[0035] Es ist im Übrigen möglich, dass der Vliesstoff auf dem zumindest einen Ablageförderer
weiterbehandelt, beispielsweise verfestigt wird und/oder mit zumindest einem Additiv
versetzt wird. Es ist außerdem möglich, dass der Vliesstoff nach der Ablösung von
dem zumindest einen Ablageförderer in einem separaten Schritt weiterbehandelt wird,
beispielsweise verfestigt und/oder mit zumindest einem Additiv versetzt wird. Die
Verfestigung des Vliesstoffes kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch
zumindest einen Kalander erfolgen. Zweckmäßigerweise weist der zumindest eine Kalander
zumindest ein Kalanderwalzenpaar auf, durch das der Vliesstoff unter einem Anpressdruck
geführt wird. Die Weiterbehandlung, insbesondere die Versetzung des Vliesstoffes mit
Additiven, vorzugsweise in Form von Besprühung, Beschichtung, Kaschierung und dergleichen,
und/oder die Verfestigung des Vliesstoffes, vorzugsweise mit einem Kalander, kann
gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
vor dem bevorzugten Aufwickeln des Vliesstoffes zu einer Rolle und/oder nach dem Abwickeln
des Vliesstoffes bzw. der Rolle und zweckmäßigerweise vor der Anordnung des Vliesstoffes
in der Pressform durchgeführt werden.
[0036] Es ist bevorzugt, dass auf zumindest eine Außenseite des Vliesstoffes - vorzugsweise
auf beide Außenseiten des Vliesstoffes - zumindest eine Barriereschicht in Form einer
Abschlusslage aufgebracht wird, wobei die Abschlusslage vorzugsweise eine Meltblown-Vlieslage
und/oder eine Folie ist. Wenn der Vliesstoff lediglich eine Lage aus einem Endlosfilament
Kurzfaser Gemisch aufweist ist es somit möglich, dass die Abschlusslage bzw. Barriereschicht
auf eine oder beide Außenseiten dieser Lage des Vliesstoffes aufgebracht wird. Wenn
der Vliesstoff gemäß einer Ausführungsform zwei Lagen aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
aufweist, kann somit auf die vliesstoffaußenseitige Außenseite einer oder beider Lagen
eine Barriereschicht in Form einer Abschlusslage aufgebracht werden. Außenseite des
Vliesstoffes meint hier insbesondere auch Außenoberfläche des Vliesstoffes. Der resultierende
Vliesstoff weist somit vorzugsweise auf einer oder auf beiden seiner Außenseiten eine
Barriereschicht in Form einer Abschlusslage auf. Im Rahmen der Erfindung kann die
zumindest eine Barriereschicht beispielsweise als Barriere gegenüber Fetten und/oder
Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, wirken. Wenn es sich bei dem Formteil gemäß bevorzugter
Ausführungsform um eine Lebensmittelverpackung, etwa um eine Lebensmittelschale für
Speisen, handelt, kann die Abschlusslage bzw. Barriereschicht, wenn sie der Speise
zugewandt ist etwa das Eindringen von Fett in das Formteil verhindern. Wenn eine solche
Lebensmittelverpackung bzw. Lebensmittelschale auf der von der Speise abgewandten
Seite eine Abschlusslage bzw. Barriereschicht aufweist, kann dadurch der vollständige
Durchtritt von Fett durch das Formteil verhindert werden, sodass die Schale etwa von
einem Benutzer in der Hand gehalten werden kann, ohne dass in unerwünschter Weise
Fett austritt.
[0037] Die Aufbringung der zumindest einen Barriereschicht in Form einer Abschlusslage auf
den Vliesstoff kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform
in der Vlieserzeugungsvorrichtung auf dem zumindest einen Ablageförderer erfolgen.
Dann kann insbesondere zumindest eine Spinndüse, vorzugsweise zumindest eine Meltblown-Spinndüse,
der zumindest einen Vlieserzeugungseinrichtung zur Erzeugung des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches
vor- und/oder nachgeschaltet sein. Es ist auch möglich, dass die zumindest eine Barriereschicht
in Form einer Abschlusslage erst nach der Ablösung des Vliesstoffes von dem Ablageförderer
auf den Vliesstoff aufgebracht wird. Das kann beispielsweise auch erst in der Pressform
erfolgen. Dazu kann vorzugsweise in die Pressform und/oder auf den in der Pressform
angeordneten Vliesstoff eine Abschlusslage, beispielsweise in Form einer Folie, eingelegt
bzw. aufgelegt werden und dann zweckmäßigerweise im Zuge des Pressvorganges mit den
übrigen Vliesstofflagen verbunden werden.
[0038] Der zumindest eine Vliesstoff weist somit bevorzugt an einer oder an beiden Außenseiten
eine Barriereschicht in Form einer Abschlusslage auf.
[0039] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zumindest eine äußere Grenzschicht des Vliesstoffes und/oder des Formteils mit
zumindest einem Additiv zur Einstellung der mechanischen und/oder hydrophoben und/oder
oleophoben Eigenschaften des Formteils versetzt, sodass vorzugsweise zumindest eine
Barriereschicht des Formteils erzeugt wird. Das zumindest eine Additiv kann dabei
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der Vlieserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung
des zumindest einen Vliesstoffes auf den Vliesstoff aufgebracht werden. Bei dem Additiv
kann es sich um eine Avivage handeln. Äußere Grenzschicht des Vliesstoffes und/oder
des Formteils meint insbesondere einen vliesstoffaußenseitigen Abschnitt einer außenseitigen
Vliesstofflage, in den das Additiv eindringt. Die Versetzung der zumindest einen äußeren
Grenzschicht mit dem Additiv erfolgt zweckmäßigerweise auf einer oder auf beiden Außenseiten
des Vliesstoffes bzw. des Formteils.
[0040] Es ist auch möglich, dass der Vliesstoff erst nach der Ablösung von dem zumindest
einen Ablageförderer mit dem zumindest einen Additiv versetzt wird, vorzugsweise vor
dem bevorzugten Aufwickeln des Vliesstoffes zu einer Rolle oder nach dem Abwickeln
des Vliesstoffes bzw. der Rolle. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die
Aufbringung des zumindest einen Additivs beispielsweise durch Besprühung des Vliesstoffes
mit dem zumindest einen Additiv - insbesondere in Form einer Avivage - erfolgen.
[0041] Es ist weiterhin möglich, dass das zumindest eine Additiv erst nach der Formung des
Vliesstoffes zu dem Formteil auf zumindest eine äußere Grenzschicht des Formteils
aufgebracht wird. Auch in diesem Fall erfolgt die Aufbringung des Additivs zweckmäßigerweise
auf einer Außenseite des Formteils oder auf beiden Außenseiten des Formteils. Gemäß
bevorzugter Ausführungsform wird durch die Versetzung zumindest einer äußeren Grenzschicht
des Vliesstoffes und/oder des Formteils mit zumindest einem Additiv zumindest eine
Barriereschicht des Formteils erzeugt. Das kann beispielsweise durch Einstellung der
hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaften des Formteils mittels des zumindest
einen Additivs geschehen, sodass die mit dem zumindest einen Additiv versetzte zumindest
eine äußere Grenzschicht des Vliesstoffes und/oder des Formteils hydrophobe und/oder
oleophobe Eigenschaften aufweist und somit gleichsam als Barriere gegenüber Flüssigkeiten,
insbesondere Wasser, und/oder Fetten wirkt. - Es ist im Rahmen der Erfindung im Übrigen
möglich, dass die oben stehend beschriebene zumindest eine Abschlusslage des Vliesstoffes
die äußere Grenzschicht des Vliesstoffes bildet oder Teil dieser äußeren Grenzschicht
ist, die vorzugsweise mit dem zumindest einen Additiv versetzt wird.
[0042] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest zwei Vliesstoffe, vorzugsweise zumindest drei Vliesstoffe,
als Vliesstoffstapel in der Pressform angeordnet werden und wobei der Vliesstoffstapel
- insbesondere durch Temperierung der Pressform - auf eine Temperatur im Bereich von
30 °C bis 275 °C, vorzugsweise von 60 °C bis 260 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250
°C erwärmt wird und wobei der Vliesstoffstapel - vorzugsweise der erwärmte Vliesstoffstapel
- mit einem Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise von 2 MPa bis 40 MPa, bevorzugt
von 3 MPa bis 30 MPa, weiter bevorzugt von 4 MPa bis 25 MPa, sehr bevorzugt von 5
MPa bis 23 MPa, besonders bevorzugt von 6 MPa bis 22 MPa, ganz besonders bevorzugt
von 7 MPa bis 21 MPa, beispielsweise von 15 MPa bis 20 MPa beaufschlagt wird und zu
dem Formteil geformt wird. - Es hat sich in diesem Zusammenhang bewährt, dass die
zumindest zwei Vliesstoffe zunächst getrennt voneinander erzeugt und vorzugsweise
nach ihrer jeweiligen Ablage auf einem Ablageförderer von dem Ablageförderer abgelöst
und jeweils zu einer Rolle aufgewickelt werden und dann ganz besonders bevorzugt für
die Anordnung und Formung in der Pressform - sehr bevorzugt in einem örtlich und/oder
zeitlich getrennten Verfahrensschritt - der jeweilige Vliesstoff bzw. die jeweilige
Rolle wieder abgewickelt und die Vliesstoffe übereinander als Vliesstoffstapel in
der Pressform angeordnet werden.
[0043] Der zumindest eine Vliesstoff weist im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Dicke
von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 2 mm und bevorzugt von 0,3 bis 1,5 mm auf.
Dicke des Vliesstoffes meint dabei insbesondere die größte Dicke des Vliesstoffes
quer, insbesondere senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zu seiner flächigen Erstreckung.
Die Dicke bezieht sich dabei insbesondere auf den - gegebenenfalls verfestigten -
Vliesstoff vor dem Formungsvorgang zu dem Formteil. Es ist weiter bevorzugt, dass
der Vliesstoff ein Flächengewicht im Bereich von 10 g/m
2 bis 1000 g/m
2, vorzugsweise von 100 g/m
2 bis 300 g/m
2 aufweist.
[0044] Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin ein Formteil, hergestellt
mit einem vorstehend beschriebenen Verfahren, wobei das Formteil zumindest einen Vliesstoff
aufweist, wobei der Vliesstoff zumindest eine Lage, insbesondere eine Lage, aus einem
Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch aufweist und vorzugsweise aus dem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
besteht bzw. im Wesentlichen besteht, wobei das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch Endlosfilamente
und Kurzfasern aufweist, wobei die Endlosfilamente eine Matrix für die Kurzfasern
bilden und wobei der Anteil der Kurzfasern in dem Formteil 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%
beträgt.
[0045] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Formteil eine zweidimensionale
oder dreidimensionale Struktur auf. Bevorzugt handelt es sich bei dem Formteil um
ein Behältnis für die Aufnahme und/oder Verpackung von Lebensmitteln, beispielsweise
um eine Lebensmittelschale für Speisen. Bei dem erfindungsgemäßen Formteil kann es
sich gemäß einer Ausführungsform auch um Einweggeschirr oder um ein Strukturbauteil
für Automobile handeln.
[0046] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet zumindest eine äußere
Grenzschicht des Formteils eine Barriereschicht, die eine Wasserabsorptionsfähigkeit
von weniger als 300 %, vorzugsweise von weniger als 30 %, bevorzugt von weniger als
15 %, sehr bevorzugt von weniger als 5 %, besonders bevorzugt von weniger als 2,5
%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 1 %, der Masse des zumindest einen Vliesstoffes,
insbesondere der Gesamtmasse des Formteils, aufweist und/oder eine Fettabsorptionsfähigkeit
von weniger als 300 %, vorzugsweise von weniger als 30 %, bevorzugt von weniger als
15 %, sehr bevorzugt von weniger als 5 %, besonders bevorzugt von weniger als 2,5
%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 1 %, der Masse des zumindest einen Vliesstoffes,
insbesondere der Gesamtmasse des Formteils, aufweist und wobei die äußere Grenzschicht
bzw. Barriereschicht vorzugsweise biologisch abbaubar ist. Wenn das Formteil gemäß
einer Ausführungsform mehr als einen Vliesstoff, beispielsweise zwei Vliesstoffe,
aufweist, bezieht sich die Masse insbesondere auf diese (beiden) Vliesstoffe. Es ist
im Übrigen möglich, dass die oben stehend beschriebene zumindest eine Abschlusslage
die äußere Grenzschicht bzw. Barriereschicht bildet oder Teil der äußeren Grenzschicht
bzw. Barriereschicht ist, die die vorstehend angegebene Wasserabsorptionsfähigkeit
und/oder Fettabsorptionsfähigkeit aufweist.
[0047] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der zumindest eine Vliesstoff biologisch
abbaubar. Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Formteil
biologisch abbaubar. Biologisch abbaubar meint im Rahmen der Erfindung insbesondere,
dass die entsprechende Lage bzw. Schicht oder der Vliesstoff oder das gesamte Formteil
aus biologisch abbaubaren Materialien besteht/bestehen. Das kann beispielsweise realisiert
werden, indem als thermoplastisches Polymer für die Endlosfilamente ein biologisch
abbaubares thermoplastisches Polymer, beispielsweise ein Polyester, insbesondere Polylactid,
und/oder Polyvinylalkohol verwendet wird. Es liegt in diesem Zusammenhang im Rahmen
der Erfindung, dass die Endlosfilamente aus zumindest einem biologisch abbaubaren
thermoplastischen Polymer, vorzugsweise aus Polylactid und/oder Polyvinylalkohol,
erzeugt werden.
[0048] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein Formteil bereitgestellt werden kann, dass sich durch einen optimalen Kompromiss
aus Nachhaltigkeit - insbesondere durch die überwiegende Verwendung von Materialien
auf Basis nachwachsender Rohstoffe - und zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften
auszeichnet. Durch die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichte optimale
Durchmischung von Endlosfilamenten und Kurzfasern in dem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
kann ein Formteil hergestellt werden, das sich durch einen vorteilhaft niedrigen Anteil
an Endlosfilamenten auszeichnet und gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform zu
einem überwiegenden Anteil aus Naturkurzfasern, insbesondere aus Pulp-Kurzfasern besteht.
Nichtsdestoweniger bilden die Endlosfilamente eine funktionssichere Matrix für die
Kurzfasern, sodass das Formteil auch hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften
alle Anforderungen erfüllt. Trotzdem kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
ein überraschend geringer Anteil an Endlosfilamenten in dem Formteil realisiert werden.
Wenn gemäß bevorzugter Ausführungsform Endlosfilamente auf Basis eines biologisch
abbaubaren thermoplastischen Polymers eingesetzt werden ist es zudem möglich, ein
Formteil bereitzustellen, das vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig biologisch
abbaubar ist. Es ist außerdem zu betonen, dass die vorstehend beschriebenen Vorteile
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch wenig aufwendige Maßnahmen erreicht
werden und dass sich das erfindungsgemäße Verfahren insoweit auch durch eine hohe
Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Das ist insbesondere vor dem Hintergrund hervorzuheben,
dass die entsprechenden Formteile - beispielsweise wenn sie als Behältnisse zur Aufnahme
und/oder Verpackung von Lebensmitteln zum Einsatz kommen - Massenprodukte sind.
[0049] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- einen Vertikalschnitt durch eine Vlieserzeugungsvorrichtung zur Herstellung eines
Vliesstoffes im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
- Fig. 2a
- den erfindungsgemäßen Formungsvorgang eines mit der Vlieserzeugungsvorrichtung gemäß
Fig. 1 hergestellten Vliesstoffes zu dem Formteil
- Fig. 2b
- den erfindungsgemäßen Formungsvorgang eines Vliesstoffstapels zu dem Formteil
- Fig. 2c
- den erfindungsgemäßen Formungsvorgang eines mit der Vlieserzeugungsvorrichtung gemäß
Fig.1 hergestellten und anschließend zugeschnittenen Vliesstoffes zu dem Formteil
- Fig. 3a-d
- einen Querschnitt eines Ausschnittes aus einem Vliesstoff vor der Formung zu dem Formteil
in verschiedenen Ausführungsformen.
[0050] Die Figur 1 zeigt eine Vlieserzeugungsvorrichtung zur Herstellung eines Vliesstoffes
2 mit einer Lage 18 aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel werden durch zwei als Meltblown-Spinndüsen
12, 13 ausgebildete Spinndüsen jeweils Endlosfilamente 5 erzeugt. Im Rahmen der Erfindung
und im Ausführungsbeispiel mögen die Endlosfilamente 5 aus zumindest einem thermoplastischen
Polymer, beispielsweise aus Polypropylen und/oder Polylactid, erzeugt werden. Mit
zumindest einer vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel als Zerfaserungseinrichtung
15 ausgebildeten Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung werden bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
Kurzfasern 7 erzeugt. Bei der Zerfaserungseinrichtung 15 mag es sich im Ausführungsbeispiel
um eine Sägemühle handeln. Bei den Kurzfasern 7 handelt es sich zweckmäßigerweise
und im Ausführungsbeispiel um Naturkurzfasern, insbesondere um Pulp-Kurzfasern. In
der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung bzw. der Zerfaserungseinrichtung 15 wird vorzugsweise
und im Ausführungsbeispiel aus den Pulp-Kurzfasern ein Kurzfaser-Luft-Strom 6 umfassend
die Kurzfasern 7 erzeugt. Die Zerfaserungseinrichtung 15 weist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
einen Auslasskanal 16 mit einem Auslasskanalende 17 auf. Aus dem Auslasskanal 16 bzw.
aus dem Auslasskanalende 17 der Zerfaserungseinrichtung 15 tritt der Kurzfaser-Luft-Strom
6 mit einem Anfangsvolumenstrom V1 aus. Anfangsvolumenstrom V1 meint im Rahmen der
Erfindung insbesondere den Volumenstrom des Kurzfaser-Luft-Stromes 6 direkt bzw. unmittelbar
nach dem Austritt aus der Zerfaserungseinrichtung 15 bzw. aus dem Auslasskanal 16.
Der Kurzfaser-Luft-Strom 6 strömt mit einer Strömungsrichtung S1, die bevorzugt und
im Ausführungsbeispiel senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche
eines luftdurchlässigen Ablagesiebbandes 9 gerichtet ist, in Richtung des Ablagesiebbandes
9. Das luftdurchlässige Ablagesiebband 9 ist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
als endlos umlaufendes Ablagesiebband 9 ausgebildet.
[0051] Die von den Meltblown-Spinndüsen 12, 13 erzeugten Endlosfilamente 5 strömen zweckmäßigerweise
und im Ausführungsbeispiel als Filament-Luft-Ströme 4, 14 mit einem Anfangsvolumenstrom
V2 bzw. V3 von den Meltblown-Spinndüsen 12, 13 in Richtung des Kurzfaser-Luft-Stromes
6. Anfangsvolumenstrom V2 bzw. V3 meint dabei insbesondere den direkt bzw. unmittelbar
unterhalb der Meltblown-Spinndüsen 12, 13 nach der Beaufschlagung der Endlosfilamente
5 mit Luft bzw. Blasluft vorliegenden Volumenstrom der Filament-Luft-Ströme 4, 14.
[0052] Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel strömt ein erster Filament-Luft-Strom
4 in Förderrichtung F des Ablagesiebbandes 9 vor dem Kurzfaser-Luft-Strom 6. Der Filament-Luft-Strom
4 strömt vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel hinsichtlich seiner Strömungsrichtung
S2 in einem Winkel α1 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 6. Der zweite
Filament-Luft-Strom 14 strömt bevorzugt und im Ausführungsbeispiel in Förderrichtung
F des Ablagesiebbandes 9 hinter dem Kurzfaser-Luft-Strom 6. Dieser zweite Filament-Luft-Strom
14 strömt hinsichtlich seiner Strömungsrichtung S3 weiter bevorzugt und gemäß Fig.
1 in einem Winkel α2 zur Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 6. Die Filament-Luft-Ströme
4, 14 strömen somit vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel von beiden Seiten des
zentral angeordneten Kurzfaser-Luft-Stromes 6 in den Winkeln α1 bzw. α2 auf den Kurzfaser-Luft-Strom
6 zu.
[0053] Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel werden die Filament-Luft-Ströme 4, 14
und der Kurzfaser-Luft-Strom 6 oberhalb des Ablagesiebbandes 9 in einer Kontaktzone
8 zusammengeführt und als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 in einem Ablagebereich
24 auf dem Ablagesiebband 9 zum Vliesstoff 2 bzw. zur Vliesbahn abgelegt. Die Endlosfilamente
5 des abgelegten Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches 3 bilden dabei erfindungsgemäß
eine Matrix 10, in die die Kurzfasern 7 eingebettet sind. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
treffen die Filament-Luft-Ströme 4, 14 in der Kontaktzone 8 jeweils in einem spitzen
Winkel α1 bzw. α2 auf den Kurzfaser-Luft-Strom 6. Sehr bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
weisen die Winkel α1 und α2 den gleichen Wert auf, sodass die beiden Filament-Luft-Ströme
4, 14 in der Kontaktzone 8 beidseitig symmetrisch auf den zentral angeordneten Kurzfaser-Luft-Strom
6 treffen. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren mögen die Winkel α1 und α2 jeweils
etwa 30° betragen. Die Winkel α1 und α2 beziehen sich dabei insbesondere auf die von
den Strömungsrichtungen bzw. Strömungsvektoren des Kurzfaser-Luft-Stromes (S1) und
des jeweiligen Filament-Luft-Stromes (S2 bzw. S3) in bzw. kurz vor der Kontaktzone
gebildeten Winkel und bezeichnen somit gleichsam die Neigungswinkel, in denen die
Filament-Luft-Ströme 4, 14 in der Kontaktzone 8 auf den Kurzfaser-Luft-Strom 6 treffen.
Im Rahmen der Erfindung und im Ausführungsbeispiel strömen die beiden Filament-Luft-Ströme
4, 14 im Übrigen entlang ihres gesamten Strömungsweges von der jeweiligen Meltblown-Spinndüse
12, 13 bis zu der Kontaktzone 8 hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung S2 bzw. S3 in
dem Winkel α1 bzw. α2 zu der Strömungsrichtung S1 des Kurzfaser-Luft-Stromes 6.
[0054] Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 wird in dem Ablagebereich
24 des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches 3 auf dem Ablagesiebband 9 Luft bzw. Prozessluft
mit einem Volumenstrom V4 von unten durch das Ablagesiebband 9 gesaugt. Dazu ist vorzugsweise
und im Ausführungsbeispiel eine Absaugeinrichtung 25 unterhalb des Ablagesiebbandes
9, insbesondere unterhalb des Ablagebereiches 24, angeordnet. Bevorzugt ist der Volumenstrom
V4 größer als die Summe der Volumenströme V1, V2 und V3 (V4 > (V1+V2+V3)).
[0055] Es ist bevorzugt, dass das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 von der Kontaktzone
8 zu dem Ablagesiebband 9 als homogenes bzw. im Wesentlichen homogenes Gemisch strömt.
Das homogene Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 wird anschließend in dem Ablagebereich
24 zum Vliesstoff 2 bzw. zur Vliesbahn abgelegt. Weiter bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
strömt das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 von der Kontaktzone 8 zu dem Ablagesiebband
9 bzw. zu dem Ablagebereich 24 hinsichtlich seiner Strömungsrichtung senkrecht bzw.
im Wesentlichen senkrecht zur Siebbandoberfläche.
[0056] Die Figuren 2a und 2b zeigen den erfindungsgemäßen Formungsvorgang eines Vliesstoffes
2 (Figur 2a) bzw. eines Vliesstoffstapels 22 aus zwei Vliesstoffen 2 (Figur 2b) zu
dem Formteil 1. Im Anschluss an die in der Figur 1 dargestellte Vlieserzeugung in
der Vlieserzeugungsvorrichtung wird der zumindest eine Vliesstoff 2 gemäß bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung von dem Ablagesiebband 9 abgelöst und zu einer Rolle
21 aufgewickelt. Für die Anordnung und Formung in der Pressform 11 wird der Vliesstoff
2 bzw. die Rolle 21 dann zweckmäßigerweise wieder abgewickelt. Das ist in den Figuren
2a und 2b zu erkennen. Zweckmäßigerweise und gemäß den Figuren 2a und 2b wird der
Vliesstoff 2 bzw. der Vliesstoffstapel 22 in Form einer Vliesbahn bzw. in Form von
Vliesbahnen in der Pressform 11 angeordnet. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel
gemäß den Figuren 2a und 2b erfolgt dann während oder im Anschluss an den Formungsvorgang
bzw. Pressvorgang eine Stanzung und/oder ein Schneiden des Vliesstoffes 2/des Vliesstoffstapels
22 bzw. des Formteils 1, sodass insbesondere ein einzelnes Formteil 1 resultiert.
In der Figur 2c ist der erfindungsgemäße Formungsvorgang eines Vliesstoffes 2 dargestellt,
der bevorzugt und gemäß Figur 2c zunächst aus einer Vliesbahn zugeschnitten wurde
und anschließend als zugeschnittener Vliesstoff 2 in der Pressform 11 angeordnet wird.
[0057] Der Vliesstoff 2 wird bevorzugt und in der Ausführungsform gemäß den Figuren 2a und
2c in einer Pressform 11, die vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel aus einem als
Pressstempel ausgebildeten Formoberteil 11a und einem vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel
als komplementäres Aufnahmeelement für den Pressstempel ausgebildeten Formunterteil
11b besteht, angeordnet und durch Temperierung bzw. Erwärmung der Pressform 11 auf
eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250 °C erwärmt.
Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel wird der erwärmte Vliesstoff 2 dann mit einem
Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise von 2 MPa bis 40 MPa beaufschlagt und
zu dem Formteil 1 geformt. Dass der Vliesstoff 2 in der Pressform 11 mit einem Umformdruck
beaufschlagt wird meint dabei insbesondere, dass das als Pressstempel ausgebildete
Formoberteil 11a mit dem entsprechenden Umformdruck auf den zumindest einen Vliesstoff
2 wirkt bzw. auf den zumindest einen Vliesstoff 2 gepresst wird. Das ist in den Figuren
2a, 2b und 2c durch Pfeile angedeutet.
[0058] In der Figur 2b werden im Übrigen zwei übereinander angeordnete Vliesstoffe 2 als
Vliesstoffstapel 22 in der Pressform 11 angeordnet. Die Erwärmung des Vliesstoffstapels
22 und die Formung mit dem Umformdruck zu dem Formteil 1 erfolgt analog zu der vorstehend
beschriebenen Verfahrensführung mit einem einzigen Vliesstoff 2 in der Figur 2a bzw.
2c. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass es sich bei dem Vliesstoffstapel
22 um einen Stapel zugeschnittener Vliesstoffe 2 handelt. Das Formteil 1 ist im Übrigen
vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2a bis 2c als Lebensmittelschale
für Speisen ausgebildet.
[0059] Die Figuren 3a bis 3d zeigen jeweils einen Querschnitt eines Ausschnittes aus einem
Vliesstoff 2 vor der Formung zu dem Formteil 1 in verschiedenen Ausführungsformen.
In der Figur 3a ist ein Vliesstoff 2 in einer bevorzugten Ausgestaltung mit einer einzigen
Lage 18 aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 dargestellt. Das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
3 weist Endlosfilamente 5 und Kurzfasern 7 auf, wobei die Endlosfilamente 5 eine Matrix
10 für die Kurzfasern 7 bilden. Die Kurzfasern 7 sind in die Matrix 10 eingebettet.
[0060] In der Figur 3b ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Vliesstoffes 2 dargestellt,
bei dem eine äußere Grenzschicht 23 mit zumindest einem Additiv zur Einstellung der
mechanischen und/oder hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaften des Formteils
versetzt ist. Äußere Grenzschicht 23 des Vliesstoffes 2 meint hier insbesondere einen
vliesstoffaußenseitigen Abschnitt der Vliesstofflage 18. Das ist in der Figur 3b gestrichelt
angedeutet. In der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Figur 3b ist eine äußere
Grenzschicht 23 auf einer Außenseite des Vliesstoffes 2 mit einem Additiv versetzt.
Nach dem anschließenden Formungsschritt resultiert durch die Versetzung der äußeren
Grenzschicht 23 im Rahmen der Erfindung vorzugsweise eine Barriereschicht des Formteils
1, die beispielsweise als Barriere gegenüber Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, und/oder
Fetten wirkt.
[0061] In der Figur 3c ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Vliesstoffes 2
mit einer Lage 18 eines Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches 3 dargestellt. Auf einer
Außenseite des Vliesstoffes 2 ist eine Barriereschicht in Form einer Abschlusslage
20 aufgebracht, wobei die Abschlusslage 20 vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel
eine Meltblown-Vlieslage ist. Diese Barriereschicht in Form der Abschlusslage 20 kann
beispielsweise als Barriere gegenüber Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, und/oder
Fetten wirken.
[0062] In der Figur 3d ist eine weitere Ausführungsform eines Vliesstoffes 2 aus zwei Lagen
18, 19 aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch 3 dargestellt. Die Endlosfilamente
5 des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches 3 bzw. der Lagen 18, 19 bilden jeweils eine
Matrix 10, in die die Kurzfasern 7 eingebettet sind.
[0063] Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3a bis 3d mögen die
Endlosfilamente auf Basis zumindest eines thermoplastischen Polymers ausgebildet sein.
Die Kurzfasern 7 mögen empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel aus Naturfasern
erzeugt sein und vorzugsweise aus Pulp erzeugt sein, sodass es sich um Pulp-Kurzfasern
7 handelt. Der Anteil der Endlosfilamente 5 in dem zumindest einen abgelegten Vliesstoff
2 beträgt bevorzugt 1 Gew.-% bis 8 Gew.-% und mag im Ausführungsbeispiel beispielsweise
5 Gew.-% betragen.
1. Verfahren zur Herstellung eines Formteils (1) aus zumindest einem Vliesstoff (2),
wobei der zumindest eine Vliesstoff (2) zumindest eine Lage (18), insbesondere eine
Lage (18), aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (3) aufweist, wobei mit zumindest
einer Spinndüse zumindest ein Filament-Luft-Strom (4) umfassend Endlosfilamente (5)
erzeugt wird und wobei mit zumindest einer Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung zumindest
ein Kurzfaser-Luft-Strom (6) umfassend Kurzfasern (7) erzeugt wird,
wobei der zumindest eine Filament-Luft-Strom (4) und der zumindest eine Kurzfaser-Luft-Strom
(6) in einer Kontaktzone (8) zusammengeführt werden und anschließend als Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
(3) auf zumindest einem Ablageförderer, insbesondere auf zumindest einem Ablagesiebband
(9), zum Vliesstoff (2) bzw. zur Vliesbahn abgelegt werden, wobei die Endlosfilamente
(5) des auf dem Ablageförderer abgelegten Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches (3) eine
Matrix (10) bilden, in die die Kurzfasern (7) eingebettet sind,
wobei der zumindest eine Vliesstoff (2) in einer Pressform (11) angeordnet wird, wobei
der Vliesstoff (2) - insbesondere durch Temperierung der Pressform (11) - auf eine
Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275 °C, vorzugsweise von 60 °C bis 260 °C, bevorzugt
von 100 °C bis 250 °C, erwärmt wird und wobei der Vliesstoff (2) - vorzugsweise der
erwärmte Vliesstoff (2) - mit einem Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise
von 2 MPa bis 40 MPa, bevorzugt von 3 MPa bis 30 MPa, weiter bevorzugt von 4 MPa bis
25 MPa, sehr bevorzugt von 5 MPa bis 23 MPa, besonders bevorzugt von 6 MPa bis 22
MPa, ganz besonders bevorzugt von 7 MPa bis 21 MPa, beispielsweise von 15 MPa bis
20 MPa, beaufschlagt wird und zu dem Formteil (1) geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Pressform (11) ein Formoberteil (11a) und ein
Formunterteil (11b) aufweist und wobei das Formoberteil (11a) und/oder das Formunterteil
(11b) vorzugsweise als Pressstempel ausgebildet ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zumindest eine Spinndüse eine
Meltblown-Spinndüse (12) ist, wobei vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere zwei,
Spinndüsen bzw. Meltblown-Spinndüsen (12, 13) vorhanden sind, sodass besonders bevorzugt
zumindest zwei, insbesondere zwei Filament-Luft-Ströme (4, 14) umfassend Endlosfilamente
(5) erzeugt werden und in der Kontaktzone (8) mit dem zumindest einen Kurzfaser-Luft-Strom
(6) zusammengeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Filament-Luft-Strom (4) in der
Kontaktzone (8) in einem spitzen Winkel α1, vorzugsweise in einem Winkel α1 von 10°
bis 80°, bevorzugt von 20° bis 75°, besonders bevorzugt von 30° bis 65° auf den zumindest
einen Kurzfaser-Luft-Strom (6) trifft und/oder wobei der zweite Filament-Luft-Strom
(14) in der Kontaktzone (8) in einem spitzen Winkel α2, vorzugsweise in einem Winkel
α2 von 10° bis 80°, bevorzugt von 20° bis 75°, besonders bevorzugt von 30° bis 65°
auf den zumindest einen Kurzfaser-Luft-Strom (6) trifft.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Winkel α1 und α2 den gleichen Wert aufweisen,
sodass die beiden Filament-Luft-Ströme (4, 14) in der Kontaktzone (8) bevorzugt beidseitig
symmetrisch auf den - insbesondere zentral angeordneten - Kurzfaser-Luft-Strom (6)
treffen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Endlosfilamente (5) aus zumindest
einem thermoplastischen Polymer, vorzugsweise aus zumindest einem Polyolefin, bevorzugt
aus Polypropylen und/oder Polyethylen, besonders bevorzugt aus Polypropylen erzeugt
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Endlosfilamente (5) aus zumindest
einem thermoplastischen Polymer, vorzugsweise aus zumindest einem Polyester, bevorzugt
aus Polylactid und/oder Polyethylenterephthalat, besonders bevorzugt aus Polylactid
erzeugt werden und/oder wobei die Endlosfilamente aus Polyvinylalkohol erzeugt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zumindest eine Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung
als Zerfaserungseinrichtung (15) ausgebildet ist, wobei in der Kurzfaser-Erzeugungseinrichtung
bzw. in der Zerfaserungseinrichtung (15) die Kurzfasern (7) des zumindest einen Kurzfaser-Luft-Stroms
(6) erzeugt werden, wobei der Kurzfaser-Luft-Strom (6) bevorzugt durch einen Auslasskanal
(16) geführt wird und aus diesem austritt und wobei der Kurzfaser-Luft-Strom (6) besonders
bevorzugt von dem Auslasskanal (16) bzw. einem Auslasskanalende (17) senkrecht bzw.
im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Ablageförderers strömt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kurzfasern (7) des zumindest
einen Vliesstoffes (2) bzw. zumindest einer Lage (18) des Vliesstoffes (2) aus Naturfasern
erzeugt werden, vorzugsweise aus zumindest einem aus der Gruppe: "Pulp, Bagasse, Zellulose,
Bambus, Baumwolle, Agrarabfälle" ausgewählten Material erzeugt werden und bevorzugt
aus Pulp erzeugt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Anteil der Endlosfilamente (5)
in dem zumindest einen abgelegten Vliesstoff (2) und/oder in dem Formteil (1) 0,5
Gew.-% bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, bevorzugt 1 Gew.-% bis
15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1
Gew.-% bis 8 Gew.-%, beispielsweise 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Anteil der Kurzfasern (7) in
dem abgelegten Vliesstoff (2) und/oder in dem Formteil (1) 65 Gew.-% bis 97 Gew.-%,
vorzugsweise 70 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% bis 95 Gew.-% beträgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Vliesstoff (2) zumindest zwei
Lagen (18, 19) aus jeweils einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (3) aufweist, die
vorzugsweise gleichzeitig und/oder nacheinander erzeugt und übereinander auf dem zumindest
einen Ablageförderer abgelegt werden, wobei die Endlosfilamente (5) des Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisches
(3) bzw. der Lagen (18, 19) jeweils eine Matrix (10) bilden, in die die Kurzfasern
(7) eingebettet sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der zumindest eine Vliesstoff (2)
nach der Ablage auf dem zumindest Ablageförderer von dem Ablageförderer abgelöst,
zu einer Rolle (21) aufgewickelt und für die Anordnung und Formung in der Pressform
(11) - bevorzugt in einem örtlich und/oder zeitlich getrennten Verfahrensschritt -
der Vliesstoff (2) bzw. die Rolle (21) wieder abgewickelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei auf zumindest eine Außenseite des
Vliesstoffes (2) - vorzugsweise auf beide Außenseiten des Vliesstoffes (2) - zumindest
eine Barriereschicht in Form einer Abschlusslage (20) aufgebracht wird, wobei die
Abschlusslage (20) vorzugsweise eine Meltblown-Vlieslage ist und/oder eine Folie ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zumindest eine äußere Grenzschicht
(23) des Vliesstoffes (2) und/oder des Formteils (1) mit zumindest einem Additiv zur
Einstellung der mechanischen und/oder hydrophoben und/oder oleophoben Eigenschaften
des Formteils (1) versetzt wird, sodass vorzugsweise zumindest eine Barriereschicht
des Formteils (1) erzeugt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei zumindest zwei Vliesstoffe (2),
vorzugsweise zumindest drei Vliesstoffe (2), als Vliesstoffstapel (22) in der Pressform
(11) angeordnet werden und wobei der Vliesstoffstapel (22) - insbesondere durch Temperierung
der Pressform (11) - auf eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 275 °C, vorzugsweise
von 60 °C bis 260 °C, bevorzugt von 100 °C bis 250 °C, erwärmt wird und wobei der
Vliesstoffstapel (22) - vorzugsweise der erwärmte Vliesstoffstapel (22) - mit einem
Umformdruck von zumindest 1 MPa, vorzugsweise von 2 MPa bis 40 MPa, bevorzugt von
3 MPa bis 30 MPa, weiter bevorzugt von 4 MPa bis 25 MPa, sehr bevorzugt von 5 MPa
bis 23 MPa, besonders bevorzugt von 6 MPa bis 22 MPa, ganz besonders bevorzugt von
7 MPa bis 21 MPa, beispielsweise von 15 MPa bis 20 MPa beaufschlagt wird und zu dem
Formteil (1) geformt wird.
17. Formteil, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei
das Formteil (1) zumindest einen Vliesstoff (2) aufweist, wobei der Vliesstoff (2)
zumindest eine Lage (18), insbesondere eine Lage (18), aus einem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch
(3) aufweist und vorzugsweise aus dem Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (3) besteht
bzw. im Wesentlichen besteht, wobei das Endlosfilament-Kurzfaser-Gemisch (3) Endlosfilamente
(5) und Kurzfasern (7) aufweist, wobei die Endlosfilamente (5) eine Matrix (10) für
die Kurzfasern (7) bilden und wobei der Anteil der Kurzfasern (7) in dem Formteil
(1) 65 Gew.-% bis 97 Gew.-% beträgt.
18. Formteil nach Anspruch 17, wobei das Formteil (1) eine zweidimensionale oder dreidimensionale
Struktur aufweist.
19. Formteil nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei zumindest eine äußere Grenzschicht
(23) des Formteils (1) eine Barriereschicht bildet, die eine Wasserabsorptionsfähigkeit
von weniger als 300 %, vorzugsweise von weniger als 30 %, bevorzugt von weniger als
15 %, sehr bevorzugt von weniger als 5 %, besonders bevorzugt von weniger als 2,5
%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 1 %, der Masse des zumindest einen Vliesstoffes
(2), insbesondere der Gesamtmasse des Formteils (1), und/oder eine Fettabsorptionsfähigkeit
von weniger als 300 %, vorzugsweise von weniger als 30 %, bevorzugt von weniger als
15 %, sehr bevorzugt von weniger als 5 %, besonders bevorzugt von weniger als 2,5
%, ganz besonders bevorzugt von weniger als 1 %, der Masse des zumindest einen Vliesstoffes
(2), insbesondere der Gesamtmasse des Formteils (1), aufweist und wobei die äußere
Grenzschicht (23) bzw. die Barriereschicht vorzugsweise biologisch abbaubar ist.
1. Method for producing a moulded part (1) from at least one nonwoven fabric (2), wherein
the at least one nonwoven fabric (2) comprises at least one layer (18), in particular
one layer (18), of a continuous filament-short fibre mixture (3), wherein at least
one filament-air stream (4) comprising continuous filaments (5) is produced by at
least one spinneret and wherein at least one short fibre-air stream (6) comprising
short fibres (7) is produced by at least one short fibre generating device,
wherein the at least one filament-air stream (4) and the at least one short fibre-air
stream (6) are combined in a contact zone (8) and subsequently deposited as a continuous
filament-short fibre mixture (3) on at least one depositing conveyor, in particular
on at least one depositing foraminous belt (9), to form a nonwoven fabric (2) or a
nonwoven web, wherein the continuous filaments (5) of the continuous filament-short
fibre mixture (3) deposited on the depositing conveyor form a matrix (10) in which
the short fibres (7) are embedded,
wherein the at least one nonwoven fabric (2) is arranged in a pressing mould (11),
wherein the nonwoven fabric (2) is heated - in particular by temperature control of
the pressing mould (11) - to a temperature in the range of 30°C to 275°C, preferably
of 60°C to 260°C, preferably of 100°C to 250°C, and wherein the nonwoven fabric (2)
- preferably the heated nonwoven fabric (2) - is subjected to a deformation pressure
of at least 1 MPa, preferably of 2 MPa to 40 MPa, preferably of 3 MPa to 30 MPa, further
preferably of 4 MPa to 25 MPa, very preferably of 5 MPa to 23 MPa, particularly preferably
of 6 MPa to 22 MPa, quite particularly preferably of 7 MPa to 21 MPa, for example
of 15 MPa to 20 MPa, and is moulded into the moulded part (1).
2. Method according to Claim 1, wherein the pressing mould (11) comprises an upper mould
part (11a) and a lower mould part (11b) and wherein the upper mould part (11a) and/or
the lower mould part (11b) are preferably formed as a punch.
3. Method according to one of Claims 1 or 2, wherein the at least one spinneret is a
meltblown spinneret (12), wherein preferably at least two, in particular two spinnerets
or meltblown spinnerets (12, 13) are provided, so that particularly preferably at
least two, in particular two filament-air streams (4, 14) comprising continuous filaments
(5) are generated and combined with the at least one short fibre-air stream (6) in
the contact zone (8).
4. Method according to one of Claims 1 to 3, wherein the filament-air stream (4) impinges
upon the at least one short fibre-air stream (6) in the contact zone (8) at an acute
angle α1, preferably at an angle α1 of 10° to 80°, preferably 20° to 75°, and particularly
preferably 30° to 65° and/or wherein the second filament-air stream (14) impinges
upon the at least one short fibre-air stream (6) in the contact zone (8) at an acute
angle α2, preferably at an angle α2 of 10° to 80°, preferably 20° to 75°, and particularly
preferably 30° to 65°.
5. Method according to Claim 4, wherein the angles α1 and α2 have the same value so that
the two filament air streams (4, 14) in the contact zone (8) preferably impinge upon
the - in particular centrally arranged - short fibre-air stream (6) symmetrically
on both sides.
6. Method according to one of Claims 1 to 5, wherein the continuous filaments (5) are
produced from at least one thermoplastic polymer, preferably from at least one polyolefin,
preferably from polypropylene and/or polyethylene, particularly preferably from polypropylene.
7. Method according to one of Claims 1 to 6, wherein the continuous filaments (5) are
produced from at least one thermoplastic polymer, preferably from at least one polyester,
preferably from polylactide and/or polyethylene terephthalate, particularly preferably
from polylactide and/or wherein the continuous filaments are produced from polyvinyl
alcohol.
8. Method according to one of Claims 1 to 7, wherein the at least one short fibre generating
device is configured in the form of a defibration device (15), wherein the short fibres
(7) of the at least one short fibre-air stream (6) are generated in the short fibre
generating device or in the defibration device (15), wherein the short fibre-air stream
(6) is preferably guided through an outlet channel (16) and leaves the outlet channel,
and wherein the short fibre-air stream (6) particularly preferably flows from the
outlet channel (16) or from the outlet channel end (17) perpendicularly or substantially
perpendicularly to the surface of the depositing conveyor.
9. Method according to one of Claims 1 to 8, wherein the short fibres (7) of the at least
one nonwoven fabric (2) or at least one layer (18) of the nonwoven fabric (2) are
produced from natural fibres, preferably from at least one material selected from
the following group: "pulp, bagasse, cellulose, bamboo, cotton, agricultural waste",
and preferably from pulp.
10. Method according to one of Claims 1 to 9, wherein the proportion of the continuous
filaments (5) in the at least one deposited nonwoven fabric (2) and/or in the moulded
part (1) is 0.5% by weight to 35% by weight, preferably 1% by weight to 25% by weight,
preferably 1% by weight to 15% by weight, particularly preferably 1% by weight to
10% by weight, quite particularly preferably 1% by weight to 8% by weight, for example
1% by weight to 5% by weight.
11. Method according to one of Claims 1 to 10, wherein the proportion of the short fibres
(7) in the deposited nonwoven fabric (2) and/or in the moulded part (1) is 65% by
weight to 97% by weight, preferably 70% by weight to 95% by weight, preferably 75%
by weight to 95% by weight.
12. Method according to one of Claims 1 to 11, wherein the nonwoven fabric (2) comprises
at least two layers (18, 19) of respectively one continuous filament-short fibre mixture
(3), the layers being preferably produced simultaneously and/or successively and deposited
one above the other on the at least one depositing conveyor, wherein the continuous
filaments (5) of the continuous filament-short fibre mixture (3) or the layers (18,
19) each form a matrix (10), in which the short fibres (7) are embedded.
13. Method according to one of Claims 1 to 12, wherein after depositing on at least the
depositing conveyor, the at least one non-woven fabric (2) is removed from the depositing
conveyor, wound into a roll (21) and the nonwoven fabric (2) or the roll (21) is unwound
again in a - preferably spatially and/or temporally separate method step - for arrangement
and moulding in the pressing mould (11).
14. Method according to one of Claims 1 to 13, wherein at least one barrier layer in the
form of a final layer (20) is applied to at least one outer side of the nonwoven fabric
(2), preferably to both outer sides of the nonwoven fabric (2), wherein the final
layer (20) is preferably a meltblown nonwoven layer and/or a film.
15. Method according to one of Claims 1 to 14, wherein at least one outer boundary layer
(23) of the nonwoven fabric (2) and/or the moulded part (1) is mixed with at least
one additive for adjusting the mechanical properties and/or hydrophobic properties
and/or oleophobic properties of the moulded part (1), so that preferably at least
one barrier layer of the moulded part (1) is produced.
16. Method according to one of Claims 1 to 15, wherein at least two nonwoven fabrics (2),
preferably at least three nonwoven fabrics (2), are arranged as a nonwoven fabric
stack (22) in the pressing mould (11), and wherein the nonwoven fabric stack (22)
- in particular by temperature control of the pressing mould (11) - is heated to a
temperature in the range of 30°C to 275°C, preferably of 60°C to 260°C, preferably
of 100°C to 250°C, and wherein the nonwoven fabric stack (22) - preferably the heated
nonwoven fabric stack (22) - is subjected to a deformation pressure of at least 1
MPa, preferably of 2 MPa to 40 MPa, preferably of 3 MPa to 30 MPa, further preferably
of 4 MPa to 25 MPa, very preferably of 5 MPa to 23 MPa, particularly preferably of
6 MPa to 22 MPa, quite particularly preferably of 7 MPa to 21 MPa, for example of
15 MPa to 20 MPa and is moulded into the moulded part (1).
17. Moulded part produced by a method according to one of Claims 11 to 16, wherein the
moulded part (1) comprises at least one nonwoven fabric (2), wherein the nonwoven
fabric (2) comprises at least one layer (18), in particular one layer (18), of a continuous
filament-short fibre mixture (3) and preferably consists of or substantially consists
of the continuous filament-short fibre mixture (3), wherein the continuous filament-short
fibre mixture (3) comprises continuous filaments (5) and short fibres (7) and wherein
the continuous filaments (5) form a matrix (10) for the short fibres (7) and wherein
the proportion of the short fibres (7) in the moulded part (1) is 65% by weight to
97% by weight.
18. Moulded part according to Claim 17, wherein the moulded part (1) has a two-dimensional
or three-dimensional structure.
19. Moulded part according to one of Claims 17 or 18, wherein at least one outer boundary
layer (23) of the moulded part (1) forms a barrier layer, which has a water absorption
capacity of less than 300%, preferably less than 30%, preferably less than 15%, very
preferably less than 5%, particularly preferably less than 2.5%, quite particularly
preferably less than 1% of the mass of the at least one non-woven fabric (2), in particular
the total mass of the moulded part (1) and/or has a fat absorption capacity of less
than 300%, preferably less than 30%, preferably less than 15%, very preferably less
than 5%, particularly preferably less than 2.5%, quite particularly preferably less
than 1% of the mass of the at least one non-woven fabric (2), in particular the total
mass of the moulded part (1), and wherein the outer boundary layer (23) or the barrier
layer is preferably biodegradable.
1. Procédé, destiné à fabriquer une pièce moulée (1) à partir d'au moins un non-tissé
(2), l'au moins un non-tissé (2) comportant au moins une couche (18), notamment une
couche (18), en un mélange (3) de filaments continus et de fibres courtes, avec au
moins une filière étant généré au moins un flux (4) de filaments et d'air comprenant
des filaments continus (5) et à l'aide d'au moins un dispositif de génération de fibres
courtes étant généré au moins un flux (6) de fibres courtes et d'air comprenant des
fibres courtes (7),
l'au moins un flux (4) de filaments et d'air et l'au moins un flux (6) de fibres courtes
et d'air étant réunis dans une zone de contact (8) et étant déposés ensuite sous la
forme d'un mélange (3) de filaments continus et de fibres courtes sur au moins un
convoyeur de dépose, notamment sur au moins une toile perforée (9) de dépose, pour
former le non-tissé (2) ou une bande de non-tissé, les filaments continus (5) du mélange
(3) de filaments continus et de fibres courtes constituant une matrice (10), dans
laquelle sont incorporées les fibres courtes (7),
l'au moins un non-tissé (2) étant placé dans un moule de pressage (11), le non-tissé
(2) étant chauffé - notamment par mise en température contrôlée du moule de pressage
(11) - à une température de l'ordre de 30 °C à 275 °C, de préférence de 60 °C à 260
°C, de manière préférentielle de 100 °C à 250 °C et le non-tissé (2) - de préférence
le non-tissé (2) chauffé - étant soumis à une pression de formage d'au moins 1 MPa,
de préférence de 2 MPa à 40 MPa, de manière préférentielle de 3 MPa à 30 MPa, de manière
plus préférentielle de 4 MPa à 25 MPa, de manière très préférentielle de 5 MPa à 23
MPa, de manière particulièrement préférentielle de 6 MPa à 22 MPa, de manière tout
particulièrement préférentielle de 7 MPa à 21 MPa, par exemple de 15 MPa à 20 MPa
et étant façonnée pour obtenir la pièce moulée (1).
2. Procédé selon la revendication 1, le moule de pressage (11) comportant une partie
supérieure (11a) de moule et une partie inférieure (11b) de moule et la partie supérieure
(11a) de moule et / ou la partie inférieure (11b) de moule étant conçue de préférence
sous la forme d'un poinçon.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, l'au moins une filière étant
une filière (12) d'extrusion-soufflage, de préférence au moins deux, notamment deux
filières ou filières (12, 13) d'extrusion-soufflage étant présentes, de sorte que
de manière particulièrement préférentielle au moins deux, notamment deux flux (4,
14) de filaments et d'air comprenant des filaments continus (5) soient générés et
soient réunis dans la zone de contact (8) avec l'au moins un flux (6) de fibres courtes
et d'air.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, le flux (4) de filaments
et d'air étant incident dans la zone de contact (8) sous un angle aigu α1, de préférence
sous un angle α1 de 10° à 80°, de manière préférentielle de 20° à 75°, de manière
particulièrement préférentielle de 30° à 65° sur l'au moins un flux (6) de fibres
courtes et d'air et / ou le deuxième flux (14) de filaments et d'air étant incident
dans la zone de contact (8) sous un angle aigu α2, de préférence sous un angle α2
de 10° à 80°, de manière préférentielle de 20° à 75°, de manière particulièrement
préférentielle de 30° à 65° sur l'au moins un flux (6) de fibres courtes et d'air.
5. Procédé selon la revendication 4, l'angle α1 et α2 ayant la même valeur, de sorte
que les deux flux (4, 14) de filaments et d'air soient incidents dans la zone de contact
(8), de manière préférentielle de manière symétrique de part et d'autre sur le flux
(6) de fibres courtes et d'air - placé notamment de manière centrale -.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, les filaments continus (5)
étant générés à partir d'au moins un polymère thermoplastique, de préférence d'au
moins une polyoléfine, de manière préférentielle en un polypropylène et / ou un polyéthylène,
de manière particulièrement préférentielle en un polypropylène.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, les filaments continus (5)
étant générés à partir d'au moins un polymère thermoplastique, de préférence en au
moins un polyester, de manière préférentielle en un polylactide et / ou un polyéthylène
téréphtalate, de manière particulièrement préférentielle en un polylactide et / ou
les filaments continus étant générés à partir d'un alcool polyvinylique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, l'au moins un dispositif
de génération de fibres courtes étant conçu sous la forme d'un dispositif de défibrage
(15), dans le dispositif de génération de fibres courtes ou dans le dispositif de
défibrage (15) étant générées les fibres courtes (7) de l'au moins un flux (6) de
fibres courtes et d'air, le flux (6) de fibres courtes et d'air étant guidé de manière
préférentielle à travers un canal de sortie (16) et sortant de celui-ci et le flux
(6) de fibres courtes et d'air s'écoulant de manière particulièrement préférentielle
hors du canal de sortie (16) ou d'une extrémité (17) du canal de sortie, à la perpendiculaire
ou sensiblement à la perpendiculaire de la surface du convoyeur de dépose.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, les fibres courtes (7) de
l'au moins un non-tissé (2) ou de l'au moins une couche (18) du non-tissés (2) étant
générées à partir de fibres naturelles, de préférence à partir d'au moins une matière
sélectionnée dans le groupe comprenant : « la pulpe, la bagasse, la cellulose, le
bambou, le coton, les déchets agricoles » et de manière préférentielle à partir de
pulpe.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, la proportion des filaments
continus (5) dans l'au moins un non-tissé (2) déposé et / ou dans la pièce moulée
(1) s'élevant à de 0,5 % en poids à 35 % en poids, de préférence à de 1 % en poids
à 25 % en poids, de manière préférentielle à de 1 % en poids à 15 % en poids, de manière
particulièrement préférentielle, à de 1 % en poids à 10 % en poids, de manière tout
particulièrement préférentielle à de 1 % en poids à 8 % en poids, par exemple à de
1 % en poids à 5 % en poids.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, la proportion des fibres
courtes (7) dans le non-tissé (2) déposé et / ou dans la pièce moulée (1) s'élevant
à de 65 % en poids à 97 % en poids, de préférence à de 70 % en poids à 95 % en poids,
de manière préférentielle à de 75 % en poids à 95 % en poids.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, le non-tissé (2) comportant
au moins deux couches (18, 19) en chacune un mélange (3) de filaments continus et
de fibres courtes, qui sont générées de préférence simultanément et / ou successivement
et déposées en superposition sur l'au moins un convoyeur de dépose, les filaments
continus (5) du mélange (3) de filaments continus et de fibres courtes ou des couches
(18, 19) constituant chaque fois une matrice (10), dans laquelle sont incorporées
les fibres courtes (7).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, après la dépose sur l'au
moins un convoyeur de dépose, l'au moins un non-tissé (2) étant désolidarisé du convoyeur
de dépose, enroulé en un rouleau (21) et pour le placement et le façonnage dans le
moule de pressage (11) - de manière préférentielle dans une étape de procédé séparée
localement et / ou dans le temps -, le non-tissé (2) ou le rouleau (21) étant de nouveau
déroulé.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, sur au moins une face extérieure
du non-tissé (2) - de préférence sur les deux faces extérieures du non-tissé (2) -
étant appliquée au moins une couche formant barrière, sous la forme d'une couche de
terminaison (20), la couche de terminaison (20) étant de préférence une couche de
non-tissé obtenu par extrusion-soufflage et / ou un film.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, au moins couche de délimitation
(23) externe du non-tissé (2) et / ou de la pièce moulée (1) étant mélangée avec au
moins un additif, destiné à régler les propriétés mécaniques et / ou hydrophobes et
/ ou oléophobes de la pièce moulée (1), de sorte que de préférence soit générée au
moins une couche formant barrière de la pièce moulée (1).
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, au moins deux non-tissés
(2), de préférence au moins trois non-tissés (2) étant placés sous la forme d'une
pile (22) de non-tissés dans le moule de pressage (11) et la pile (22) de non-tissés
étant chauffée - notamment par mise en température contrôlée du moule de pressage
(11) - à une température de l'ordre de de 30 °C à 275 °C, de préférence de 60 °C à
260 °C, de manière préférentielle de 100 °C à 250 °C et la pile (22) de non-tissés
- de préférence la pile (22) de non-tissés chauffée - étant soumise à une pression
de formage d'au moins 1 MPa, de préférence de 2 MPa à 40 MPa, de manière préférentielle
de 3 MPa à 30 MPa, de manière plus préférentielle de 4 MPa à 25 MPa, de manière très
préférentielle de 5 MPa à 23 MPa, de manière particulièrement préférentielle de 6
MPa à 22 MPa, de manière tout particulièrement préférentielle de 7 MPa à 21 MPa, par
exemple de 15 MPa à 20 MPa et façonnée pour obtenir la pièce moulée (1).
17. Pièce moulée, fabriquée à l'aide d'un procédé selon l'une quelconque des revendications
11 à 16, la pièce moulée (1) comportant au moins un non-tissé (2), le non-tissé (2)
comportant au moins une couche (18), notamment une couche (18) en un mélange (3) de
filaments continus et de fibres courtes et étant constituée ou sensiblement constituée
de préférence du mélange (3) de filaments continus et de fibres courtes, le mélange
(3) de filaments continus et de fibres courtes comportant des filaments continus (5)
et des fibres courtes (7), les filaments continus (5) constituant une matrice (10)
pour les fibres courtes (7) et la proportion des fibres courtes (7) dans la pièce
moulée (1) s'élevant à de 65 % en poids à 97 % en poids.
18. Pièce moulée selon la revendication 17, la pièce moulée (1) comportant une structure
bidimensionnelle ou tridimensionnelle.
19. Pièce moulée selon l'une quelconque des revendications 17 ou 18, au moins une couche
de délimitation (23) externe de la pièce moulée (1) constituant une couche formant
barrière, qui fait preuve d'un pouvoir d'absorption d'eau de moins de 300 %, de préférence
de moins de 30 %, de manière préférentielle de moins de 15 %, de manière très préférentielle
de moins de 5 %, de manière particulièrement préférentielle de moins de 2,5 %, de
manière tout particulièrement préférentielle de moins de 1 % de la masse de l'au moins
un non-tissé (2), notamment de la masse totale de la pièce moulée (1), et / ou d'un
pouvoir d'absorption de graisse de moins de 300 %, de préférence de moins de 30 %,
de manière préférentielle de moins de 15 %, de manière très préférentielle de moins
de 5 %, de manière particulièrement préférentielle, de moins de 2,5 %, de manière
tout particulièrement préférentielle, de moins de 1 % de la masse de l'au moins un
non-tissé (2), notamment de la masse totale de la pièce moulée (1) et la couche de
délimitation (23) externe, de préférence la couche formant barrière étant de préférence
biodégradable.