WO2007000206A1 - Elastischer, weicher und punkförmig gebundener vliesstoff mit füllstoffpartikeln, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung - Google Patents

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    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/699—Including particulate material other than strand or fiber material

Definitions

  • the present invention relates to a nonwoven fabric, which is particularly suitable as a liner material, a process for its preparation and its use for the production of deposits.
  • EP-A-178,372 discloses a drapeable microporous multi-layer nonwoven fabric for medical applications.
  • the middle layer consists of microfibers and is covered on both sides with nonwovens.
  • the individual layers are connected by a pattern-shaped binder paste, for example a paraffin emulsion.
  • EP-A-190,788 nonwovens which contain patterned and preferably foamed microspheres and which can be used as reinforcing materials for plastics.
  • US-A-5,366,801 or EP-A-511,330 describes coating a fabric with a binder and microcapsules dispersed therein containing a latent heat storage material.
  • thermoregulatory properties imparting material is distributed throughout the interior of the nonwoven fabric.
  • variants are described in which the material is present only at the crossing points of the fibers and the interior spaces are filled with air.
  • the entire nonwoven fabric is impregnated with the material. This is done by soaking the trained nonwoven fabric with the
  • Binder Nonwovens, ie mechanically stabilized / bonded materials, are used as starting materials.
  • WO-A-02 / 59,414 is a coated material with temperature-regulating properties and improved flexibility and
  • the coated material consists of a substrate provided on a part of its surface with binder points or with applications of binders containing temperature-regulating materials.
  • the binders may be applied on the surface or penetrate into the interior of the substrate and penetrate this partially or completely. In any case, part of the surface is not impregnated with binder.
  • Various coated substrates are described, for example, fabrics, nonwovens, films, foams and papers.
  • WO-A-02 / 95,314 also discloses substrates with improved temperature-regulating properties.
  • polymer dispersions containing latent heat storage materials by means Stencil printing is applied to a textile surface in a knobbed pattern.
  • nonwovens ie mechanically stabilized materials / bonded fibrous webs, are mentioned as possible substrates.
  • nonwovens are produced by subsequently forming a nonwoven fabric after the formation of a fibrous web of a mechanically unstable surface ("web formation") (cf., for example, nonwovens, edited by W. Albrecht, H. Fuchs and W.
  • Typical processes of nonwoven bonding are chemical processes, such as application of a binder, or physical processes (mechanical and / or thermal processes), such as needling, vortexing, treatment with Hot air or calendering These processes are directly followed by the web forming process to convert the mechanically very unstable web into a handleable form.
  • nonwoven fabrics are understood to mean processed layers, nonwovens or battings of directionally arranged or randomly bonded fibers, solidified by friction and / or cohesion and / or adhesion (as defined in ISO 9092 or EN 29 092).
  • DE-A-29 14 617 a method for uniform and continuous printing of pastes on the front and back of textile fabrics is described.
  • a carding produced by carding is passed through a calender and thereby pre-consolidated.
  • a binder dispersion is applied on both sides in the form of a pattern on this textile fabric by means of rollers and then dried and the binder is crosslinked.
  • nonwovens with thermo-regulating properties have been produced by aftertreatment of nonwovens, ie of bonded, mechanically stabilized textile surfaces, with thermo-regulating materials.
  • the elasticity and softness of these nonwovens can - in some cases leave something to be desired - due to the upstream solidification step.
  • the object of the present invention is to provide a nonwoven fabric provided with filling material which, in addition to high elasticity, also has a high degree of softness. This makes it possible to produce textiles with improved fit and comfort.
  • Another object of the present invention was to provide an improved manufacturing method for fillers Nonwovens, in which the upstream step of Vüesverfestägung can be omitted and thus allows the production of nonwovens with reduced effort.
  • the present invention relates to a nonwoven fabric comprising crimped and optionally uncurled fibers and / or filaments which is solidified at selected locations with a binder containing particles of filler material and which is not solidified at further selected locations.
  • a sheet is produced which is not solidified in selected surface areas, which has thus experienced no web formation in these areas.
  • the presence of non-solidified areas improves the permeability, elasticity and feel of the nonwoven fabric.
  • heat-curable fibers or filaments are used in the manufacture of the batt.
  • the batt additionally contains non-crimped and non-crimpable or non-crimpable fibers or filaments under the processing conditions.
  • the nonwoven fabric according to the invention thus has crimped fibers and / or filaments and preferably also non-crimped fibers and / or filaments.
  • fibers are threads of finite length (staple fibers), ie threads with lengths up to the decimeter range. Filaments in the context of this description are threads of virtually infinite length, ie threads with lengths above the decimeter range.
  • bicomponent fibers or filaments can be used to circumvent the problems of the presently known products.
  • Bicomponent fibers or filaments have long been used in nonwoven fabric production. They can be used as core-sheath fibers or filaments with a lower melting sheath component as binder fiber in the thermal consolidation of nonwoven fabrics - surface or point-like (cf., for example, nonwovens, edited by W. Albrecht, H. Fuchs and W. Kittelmann, Wiley-VCH (2000), chapter 1.2, manmade fibers - bicomponent fibers, p.
  • the bicomponent fibers or filaments used are not used because of the adhesive / bonding properties of lower-melting components. It can also bicomponent fibers or filaments from
  • Polymer components with similar melting points are used; these are so constructed, for example in side-by-side arrangement or in asymmetric core-shell arrangement, that their heat treatment causes different shrinkage along the fiber or filament axis.
  • bicomponent fibers or filaments it is also possible to use homopolymer fibers or filaments which, during their production, have undergone an asymmetric cooling of the fiber / filament over their cross section.
  • the proportion of these crimpable fibers or filaments used in nonwoven fabric production causes an in situ contraction of the batt on exposure to temperature before the printing unit.
  • the curling fibers or filaments result in an improvement in the internal cohesion of the batt, thereby substantially facilitating the printability of the nonwoven fabric.
  • the nonwoven fabric volume and elasticity are to be chosen so that the treatment temperature remains below the melting or softening temperature of the lower melting or softening polymer of the multicomponent fiber, so that the heat treatment causes the crimp but does not cause adhesion.
  • the imprinted binder dots By triggering the crimping during the production of the nonwoven fabric according to the invention, the imprinted binder dots also gain in volume and softness, since the crimping fibers or filaments do not form any compact dots in the fiber matrix. Foaming the binder points is not necessary, but can take place.
  • Nonwovens containing two-dimensionally or three-dimensionally crimped fibers and / or filaments are preferred for achieving a particularly soft and elastic fabric.
  • the fibrous webs used according to the invention can consist of any desired fiber types of the most varied titer ranges, for example the titre of 0.5 to 10 dtex, preferably of 0.8 to 6.7 dtex, in particular of 1.3 to 3.3 dtex.
  • the fiber mixture should contain at least 5% by weight, preferably at least 20% by weight, of curled fibers or filaments. These may be heterofil fibers / bicomponent fibers or special homofil fibers (or the corresponding filaments).
  • the other fibers may be the usual in nonwoven fabric staple fibers or filaments.
  • the fibrous webs used according to the invention may have been produced using different web-forming techniques. Primary are carded, dry laid bobbin addressed. Direct Fas ⁇ rönstechniken after the spunbond fabric process or the melt-blown process are possible.
  • Fibers made of staple fibers are particularly preferably used.
  • the fibers of the fibrous webs used may be isotropic or in a preferred direction, i. anisotropic, have been filed.
  • the batt may consist of equal or different titers of the same fiber.
  • the fibers constituting the batt may be composed of a wide variety of fibers, for example of homofil fibers, but also of 100% bicomponent fibers or a blend of bicomponent fibers and homofil fibers. It is also possible to use mixtures of synthetic fibers with natural fibers.
  • polyester homofil fibers e.g. Homopolyester fiber 1, 7dtex / 38mm or 3,3dtex / 51mm mixed with polyester
  • Bicomponent fibers such as polyester side-by-side bicomponent fibers. It is also possible to use polyamide fibers, for example of PA 66, 3d / 1, 5 ", in the mixture A proportion of at least 5% of heterofil fibers, preferably bicofibres, is necessary, preferably at least 20%.
  • the fibrous webs used according to the invention can shrink up to 50%, depending on the orientation of the carded fiberboard, under the production conditions of the nonwoven fabric.
  • the nonwoven fabric is stabilized in the successive steps, preferably low in shrinkage, for example in the machine direction -3.0% and in the transverse direction -1, 5%.
  • the fibrous webs used have basis weights of 15 to 210 g / m 2 .
  • carded batt with basis weights of 35 to 140 g / m 2 is used.
  • fiber materials are polyolefins, preferably polypropylene or polypropylene-ethylene copolymers, polyesters, polyamides or polyacrylonitrile and natural fibers, in particular cellulose fibers, cotton fibers, wool or mixtures thereof.
  • the binder containing the finely divided filler material may be of any nature, provided that it is capable of strengthening the fiber pile in selected surface areas.
  • binders are chemical crosslinking plastics, especially in the form of dispersions, e.g. a mixture of ethyl and butyl acrylate with the usual Vernetzer phenomenon.
  • thermoplastic polymers containing finely divided filler material act as a hot melt adhesive and thus bring about a solidification of the fibers in the treated areas of the batt.
  • thermoplastic polymer binder examples include polyolefin powder, in particular polyethylene or polypropylene powder, preferably co-polyester powder with a melting range> 150 ° C.
  • binders can be found in US-A-5,366,801, WO-A-02 / 12,607, WO-A-02 / 59,414 and WO-A-02 / 95,314.
  • any finely divided materials can be used, by the addition of which the nonwoven fabric should be given a desired property.
  • filling materials are particles with ab- or adsorbing properties, ion exchangers, mineral fillers, reinforcing materials, electrically and / or thermally conductive materials / particles and in particular latent heat storage materials.
  • Particularly preferably used are expanding microcapeins, particles of activated carbon, metal particles, particles of superabsorbent materials or short fibers.
  • latent heat storage materials the substances known per se can be used. Examples of this can be found in the documents mentioned above.
  • microencapsulated hydrocarbons in particular microencapsulated paraffins, as latent heat storage materials.
  • Examples of latent heat storage materials are listed in the following table.
  • the weight proportion of fiber material to binder and filler material in the nonwovens according to the invention is typically 90:10 to 10:90, preferably 50:50 to 30:70.
  • Binder and filler are applied in predetermined areas on loose batt by means of a printing technique, preferably by means of stencil printing. The largest part of the applied material should penetrate into the batt and penetrate this as possible. Some of the binder will also remain on the surface. Due to the punctiform application of the mixture of binder / filler material, however, areas of the batt remain in the finished product, in which there is actually no binder / filler.
  • the coverage of the surface with binder / filler material can span a wide range, typically from more than 20% up to 95% of the area. Preferably, more than 35% and up to 80% of the area of the batt is covered with binder / filler.
  • the application of the binder / Fülirnaterials on the batt can be done according to different predetermined patterns. These patterns can be formed from line-shaped, hexagonal, circular or punctiform surface areas. Preference is given to dot patterns, such as regular or irregular dot patterns.
  • the invention also relates to a process for producing the nonwoven fabric described above comprising the steps of: a) producing a fibrous web by depositing heat curable fibers and / or thermally curable filaments and optionally non-thermally curable fibers and / or b) optionally preconsolidation of the batt by heated rollers whose temperature is selected so that the crimp of the crimpable fibers and / or filaments is triggered, c) application of Binder comprising particles of filler material on selected locations of the batt in a manner known per se; and d) heating the batt treated in step c) to fully induce the crimp of the crimpable fibers and / or filaments and to bond fibers of the batt through the binder and optionally crosslinking of the binder ttels.
  • the production of the batt can be done as described above with a variety of methods.
  • the order of the binder / filler on the surface of the batt can also be done by any method. Preferred are screen printing methods, in particular the use of round screen printing stencils.
  • the treated batt is heated by heat rollers, so that the crimp of the batt is triggered.
  • step a) takes place by carding and depositing fibers on a carrier tape.
  • step b) is carried out as a passage of the batt between heated rolls with little or no pressure such that the treatment does not affect the thickness of the batt, the temperature of the rolls being below the melting temperature of the lowest melting polymer component of the fiber-forming material is selected.
  • step c) is carried out as a punctiform application of binder comprising particles of filler material, preferably of latent heat storage material, through a stencil on selected points of the surface of the batt.
  • the nonwoven fabric according to the invention can be used in a wide variety of fields, for example as a lining material or as an intermediate insert. Examples of uses are in clothing, bedding, gloves or shoes. In particular, the nonwoven fabric is used as interlining material.
  • a batt was made from a blend of 40% polyester side-by-side bicomponent fibers 3.0dtex / 60mm, 30% polyester homofil 3,3dtex / 60mm and 30% polyester homofil fibers 1, 7dtex / 38mm. This had a basis weight of 50 g / m 2 .
  • the carded fiber web was passed between two heat rollers at 125 ° C without pressure.
  • a 40% mixture of a soft acrylate binder and mPCM latent heat storage material in the ratio 1: 2 in the form of a dot pattern was applied to the batt with a rotary screen printing stencil. The order was 90g / m 2 .
  • the printed area was 82.5%. After application, the printed batt was dried by a multi-belt dryer at 150 ° C and the binder crosslinked. The product is hereinafter called "40% biko, punctiform".
  • CTV full area
  • HZK means the maximum tensile force
  • HZD means the elongation at break.
  • the modulus values were measured at different strain values. The measurements were carried out in accordance with EN 29073-3. The lower the modulus at low elongation, the easier it is to stretch the material.

Abstract

Beschrieben wird ein Vliesstoff der an ausgewählten Stellen mit einem Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial (u.a. Latentwärmespeicher- Material) verfestigt ist und der an weiteren ausgewählten Stellen nicht verfestigt ist. Der Vliesstoff zeichnet sich durch einen weichen Griff und eine gute Flexibilität aus. Der Vliesstoff lässt sich als Einlagestoff oder als Zwischeneinlage verwenden.

Description

24. März 2006 RS/sb
Anmelderin: Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim, DE
Elastischer, weicher und punktförmig gebundener Vliesstoff mit Füllstoffpartikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vliesstoff, der sich insbesondere als Einlagematerial eignet, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Einlagen.
Stand der Technik
Mit Füllstoffen versehene textile Flächengebilde, insbesondere solche mit thermoregulierenden Eigenschaften, sind bereits bekannt.
EP-A-178,372 offenbart einen drapierfähigen mikroporösen Mehrschichtvliesstoff für medizinische Anwendungszwecke. Die mittlere Schicht besteht aus Mikrofasern und ist beidseitig mit Vliesstoffen abgedeckt. Die einzelnen Schichten sind durch eine musterförmig aufgedruckte Bindemittelpaste, beispielsweise eine Paraffinemulsion, verbunden.
In der EP-A-190,788 werden Nonwovens beschrieben, die in Mustern angeordnete und vorzugsweise aufgeschäumte Mikrokugeln enthalten und die als Verstärkungs-Materialien für Kunststoffe verwendet werden können. Die US-A-5,366,801 oder die EP-A-511 ,330 beschreiben die Beschichtung eines Gewebes mit einem Bindemittel und darin verteilten Mikrokapseln, die ein Latentwärmespeichermaterial enthalten.
Aus der WO-A-02/12,607 ist ein Vliesstoff mit temperaturregulierenden
Eigenschaften bekannt. Dieser ist in einer darin beschriebenen Ausführung, mit einem Bindemittel enthaltend ein darin dispergiertes mikroverkapseltes Latentwärmespeichermaterial imprägniert. Das die thermoregulierenden Eigenschaften vermittelnde Material ist im gesamten Inneren des Vliesstoffes verteilt. Neben Ausführungsformen, bei denen das gesamte innere Volumen mit diesem Material gefüllt ist, sind Varianten beschrieben, bei denen das Material lediglich an den Kreuzungspunkten der Fasern vorhanden ist und die Innenräume mit Luft gefüllt sind. Allerdings wird in diesen erwähnten Ausführungsformen der gesamte Vliesstoff mit dem Material imprägniert. Dieses erfolgt durch Tränken des ausgebildeten Vliesstoffes mit dem
Bindemittel. Als Ausgangsmaterialien werden Vliesstoffe, also mechanisch stabilisierte/gebundene Materialien, eingesetzt.
In der WO-A-02/59,414 wird ein beschichtetes Material mit temperaturregulierenden Eigenschaften und verbesserter Flexibilität und
Luftdurchlässigkeit beschrieben. Das beschichtete Material besteht aus einem Substrat, das auf einem Teil seiner Oberfläche mit Bindemittelpunkten oder mit Aufträgen von Bindemitteln enthaltend temperaturregulierende Materialien versehen ist. Die Bindemittel können oberflächlich aufgetragen sein oder in den Innenraum des Substrats eindringen und dieses teilweise oder ganz durchdringen. Auf jeden Fall ist ein Teil der Oberfläche nicht mit Bindemittel imprägniert. Es werden unterschiedliche beschichtete Substrate beschrieben, beispielsweise Gewebe, Vliesstoffe, Folien, Schäume und Papiere.
Auch aus der WO-A-02/95,314 sind Substrate mit verbesserten temperaturregulierenden Eigenschaften bekannt. Nach diesem Dokument werden Polymerdispersionen enthaltend Latentwärmespeichermaterialien mittels Schablonendruck) noppenförrnig auf eine textüe Oberfläche aufgetragen. Neben Metallfolien und textilen Flächen sind Vliesstoffe, also mechanisch stabilisierte Materialien/gebundene Faserflore, als mögliche Substrate erwähnt.
Bei den im Stand der Technik bislang eingesetzten Substraten handelt es sich, soweit textile Flächen beschrieben wurden, um Gebilde, die nach der Herstellung soweit stabilisiert (gebunden, verfestigt) wurden, so daß sie ohne weiteres gehandhabt werden können. So werden beispielsweise Vliesstoffe hergestellt, indem nach der Ausbildung eines Faserflors einer mechanisch noch instabilen Fläche („Vliesbildung") anschließend eine Vliesverfestigung vorgenommen wird (vergl. z.B. Vliesstoffe, herausgegeben von W. Albrecht, H. Fuchs und W. Kittelmann, Wiley-VCH (2000), Teil II, Herstellungsverfahren für Vliesstoffe, Kap. 6, Vliesverfestigung). Typische Verfahren der Vliesverfestigung sind chemische Verfahren, wie Applikation eines Bindemittels, oder physikalische Verfahren (mechanische und/oder thermische Verfahren), wie Vernadeln, Verwirbeln, Behandlung mit Heißluft oder Kalandern. Diese Verfahren schließen sich direkt an die Vliesbildungsprozess an, um den mechanisch sehr instabilen Faserflor in eine handhabbare Form zu überführen.
Unter Vliesstoffen im Sinne der vorliegenden Beschreibung werden bearbeitete Schichten, Vliese oder Faserflore aus gerichtet angeordneten oder wahllos zueinanderbefindlichen Fasern, verfestigt durch Reibung und/oder Kohäsion und/oder Adhäsion, verstanden (wie in ISO 9092 bzw. EN 29 092 definiert).
Es hat auch bereits Versuche gegeben, das Bindemittel durch Schablonendruck direkt nach der Vliesbildung aufzutragen, indem pastenförmige Bindeflüssigkeiten mittels einer Rundsiebschablone auf den noch instabilen Faserflor appliziert wurden (vergl. z.B. Vliesstoffe, herausgegeben von W. Albrecht, H. Fuchs und W. Kittelmann, Wiley-VCH (2000), Kap. 6.5, chemische Verfahren, S. 381). Diese Verfahren haben sich in der Technik bislang nicht durchsetzen können, weil eine gleichmäßige Bindung eines Faserflors mittels „klebriger" Bindemittel technisch problematisch ist. Die losen Fasern des Faserflors tendieren zur Haftung an der Druckschablone und verhindern in kurzer Zeit den Druckprozess. Man kann den Faserflor sehr stark komprimieren oder verpressen - flächig oder punktförmig - um diesem Phänomen entgegenzuwirken, aber die entstehenden Produkte werden dadurch sehr flach und wenig textil; auch schlägt das Bindemittel stark durch.
In der DE-A-29 14 617 wird ein Verfahren zum gleichmäßigen und kontinuierlichen Bedrucken von Pasten auf die Vorder- und Rückseite von textilen Flächengebilden beschrieben. Gemäß dem Beispiel wird ein durch Krempeln hergestellter Faserflor durch einen Kalander geleitet und dadurch vorverfestigt. Anschließend wird eine Bindemitteldispersion beidseitig in Form eines Musters auf dieses textile Flächengebilde mittels Walzen aufgetragen und anschließend getrocknet und das Bindemittel dabei vernetzt.
Bislang wurden Vliesstoffe mit thermoregulierenden Eigenschaften durch eine Nachbehandlung von Vliesstoffen, also von gebundenen, mechanisch stabilisierten textilen Flächen, mit thermoregulierenden Materialien hergestellt. Die Elastizität und die Weichheit dieser Vliesstoffe kann - bedingt durch den vorgeschalteten Verfestigungsschritt - in manchen Fällen zu wünschen übrig lassen.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mit Füllmaterial versehenen Vliesstoff bereitzustellen, der neben einer hohen Elastizität auch noch eine hohe Weichheit aufweist. Dadurch ist die Herstellung von Textilien mit verbesserter Passform und Tragekomfort möglich.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand in dem Bereitstellen eines verbesserten Herstellungsverfahrens für mit Füllmaterialien versehenen Vliesstoffen, bei dem der vorgeschaltete Schritt der Vüesverfestägung entfallen kann und dass folglich die Herstellung von Vliesstoffen mit verringertem Aufwand ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vliesstoff der gekräuselte und gegebenenfalls ungekräuselte Fasern und/oder Filamente aufweist, der an ausgewählten Stellen mit einem Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial verfestigt ist und der an weiteren ausgewählten Stellen nicht verfestigt ist.
Durch das Auftragen und gegebenenfalls Aushärten des Binders enthaltend Füllmaterial direkt auf das unverfestigte Vlies, also auf den Faserflor nach dessen Ablage auf einem Träger wird ein Flächengebilde erzeugt, das in ausgewählten Flächenbereichen nicht verfestigt ist, das also in diesen Flächenbereichen keine Vliesbildung erfahren hat. Durch das Vorhandensein von nicht verfestigten Bereichen werden Durchlässigkeit, Elastizität und Griff des Vliesstoffes verbessert.
In der vorliegenden Erfindung werden bei der Herstellung des Faserflors in der Wärme kräuselbare Fasern bzw. Filamente eingesetzt. Vorzugsweise enthält der Faserflor zusätzlich ungekräuselte und nicht kräuselbare oder bei den Verarbeitungsbedingungen nicht kräuselbare Fasern bzw. Filamente.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff weist also gekräuselte Fasern und/oder Filamente und vorzugsweise daneben auch ungekräuselte Fasern und/oder Filamente auf.
Unter Fasern sind im Rahmen dieser Beschreibung Fäden endlicher Länge (Stapelfasern) zu verstehen, also Fäden mit Längen bis in den Dezimeterbereich. Unter Filamenten sind im Rahmen dieser Beschreibung Fäden praktisch unendlicher Länge zu verstehen, also Fäden mit Längen oberhalb des Dezimeterbereichs.
Als in der Wärme kräuselbare Fasern bzw. Filamente können Bikomponenten- fasern bzw. -filamente eingesetzt werden, um die Probleme, welche die derzeit aus dem Stand der Technik bekannten Produkte aufweisen, zu umgehen.
Bikomponenten-Fasern bzw. -Filamente werden in der Vliesstoffherstellung seit langer Zeit eingesetzt. Sie können als Kern-Mantel-Fasern bzw. -Filamente mit niedriger schmelzenden Mantelkomponente als Bindefaser bei der thermischen Verfestigung von Vliesstoffen - flächig oder punktförmig - genutzt werden (vergl._z.B. Vliesstoffe, herausgegeben von W. Albrecht, H. Fuchs und W. Kittelmann, Wiley-VCH (2000), Kap. 1.2, Chemiefasern - Bikomponentenfasern, S. 63).
Im erfindungsgemäßen Vliesstoff kommen die eingesetzten Bikomponentenfasern bzw. -filamente nicht wegen der klebenden / verbindenden Eigenschaften von niedriger schmelzenden Komponenten zum Einsatz. Es können auch Bikomponentenfasern bzw. -filamente aus
Polymerkomponenten mit ähnlichen Schmelzpunkten zum Einsatz kommen; diese sind so aufgebaut, beispielsweise in Seite-an-Seite-Anordnung oder in asymmetrischer Kern-Mantel-Anordnung, dass bei deren Wärmebehandlung unterschiedlicher Schrumpf entlang der Faser- bzw. Filament-Achse ausgelöst wird. Anstelle von oder zusätzlich zu den Bikomponentenfasern bzw. - filamenten können auch Homopolymerfasern bzw. -filamente eingesetzt werden, die während ihrer Herstellung eine asymmetrische Abkühlung der Faser / des Filaments über deren Querschnitt erfahren haben.
Der eingesetzte Anteil dieser kräuselbaren Fasern bzw. Filamente bewirkt bei der Vliesstoffherstellung eine in-situ-Kontraktion des Faserflors bei Temperaturbeaufschlagung vor dem Druckwerk. Die sich kräuselnden Fasern bzw. Filamente ergeben eine Verbesserung des inneren Zusammenhalts des Faserflors, dass dadurch die Bedruckbarkeit des Vliesstoffes wesentlich erleichtert wird. Zusätzlich erhält der Vliesstoff Volumen und Elastizität. Bei der Wärmebehandlung ist das Temperaturprofil so zu wählen, dass die Behandlungstemperatur unterhalb der Schmelz- oder Erweichungstemperatur des niedriger schmelzenden oder erweichenden Polymers der Mehrkomponentenfaser bleibt, so dass die Wärmebehandlung zwar die Kräuselung auslöst nicht jedoch eine Verklebung bewirkt.
Durch das Auslösen der Kräuselung während der Herstellung des erfindungsgemäßen Vliesstoffes gewinnen auch die eingedruckten Binderpunkte an Volumen und Weichheit, da sich durch die kräuselnden Fasern bzw. Filamente keine kompakten Punkte in der Fasermatrix ausbilden. Ein Verschäumen der Binderpunkte ist nicht nötig, kann aber erfolgen.
Zur Erreichung einer besonders weichen und elastischen Ware werden Vliesstoffe enthaltend zweidimensional oder dreidimensional gekräuselte Fasern und/oder Filamente bevorzugt.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Faserflore können aus beliebigen Fasertypen der verschiedensten Titerbereiche bestehen, beispielsweise der Titer von 0,5 bis 10 dtex, vorzugsweise von 0,8 bis 6,7 dtex, insbesondere von 1 ,3 bis 3,3 dtex. Die Fasermischung soll mindestens 5 Gew. %, vorzugsweise mindestens 20 Gew. % an sich kräuselnden Fasern bzw. Filamenten enthalten. Diese können Heterofilfasern / Bikomponenten- fasern oder spezielle Homofilfasern (oder die entsprechenden Filamente) sein. Die sonstigen Fasern können die in der Vliesstoffherstellung üblichen Stapelfasern oder Filamente sein.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Faserflore können mit unterschiedlichen Vliesbildungstechniken erzeugt worden sein. Primär sind kardierte, trocken gelegte Faserflore angesprochen. Auch direkte Fasεrlegungstechniken nach dem Spinnvliesstoff-Verfahren oder dem Melt-Blown-Verfahren sind möglich.
Besonders bevorzugt kommen Faserflore aus Stapelfasern zum Einsatz.
Die Fasern der eingesetzten Faserflore können isotrop oder in einer Vorzugsrichtung, d.h. anisotrop, abgelegt worden sein. Der Faserflor kann aus gleichen oder unterschiedlichen Titern derselben Faser bestehen. Die den Faserflor aufbauenden Fasern können aus unterschiedlichsten Fasern aufgebaut sein, bspw. aus Homofilfasern, aber auch aus 100 % Bikomponenten-Fasern oder einem Verschnitt aus Bikomponenten-Fasern und Homofilfasern. Es können auch Gemische von Synthesefasern mit Naturfasern eingesetzt werden.
Bevorzugt werden Polyester-Homofilfasern, wie z.B. Homopolyesterfaser 1 ,7dtex/38mm oder 3,3dtex/51mm in Abmischung mit Polyester-
Bikomponentenfasern, wie Polyester-side-by-side-Bikomponentenfasern eingesetzt. Auch Polyamidfasern, beispielsweise aus PA 66, 3d/1 ,5" können in der Mischung eingesetzt werden. Ein Anteil von mindestens 5 % Heterofil- Fasern, bevorzugt Bikofasern, ist notwendig, bevorzugt mindestens 20 %.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Faserflore können unter den Herstellungsbedingungen des Vliesstoffes in Abhängigkeit von der Menge der zugesetzten Heterofil-Faser bis zu 50 %, je nach Orientierung des gekrempelten Faserflors schrumpfen. Der Vliesstoff wird aber in den sukzessiven Arbeitsschritten stabilisiert, vorzugsweise schrumpfarm, beispielsweise in Maschinenrichtung -3,0% und in Querrichtung -1 ,5 %.
Typischerweise weisen die zum Einsatz kommenden Faserflore Flächengewichte von 15 bis 210 g/m2 auf.
Besonders bevorzugt kommen kardierte Faserflore mit Flächengewichten von 35 bis 140 g/m2 zum Einsatz. Beispiele für Fasermaterialien sind Polyolefine, vorzugsweise Polypropylen oder Polypropylen-ethylen-copolymere, Polyester, Polyamide oder Polyacrylnitril sowie Naturfasern, insbesondere Cellulosefasern, Baumwollfasern, Wolle oder deren Mischungen.
Der das feinverteilte Füllmaterial enthaltende Binder kann beliebiger Natur sein, sofern er zur Verfestigung des Faserflors in ausgewählten Flächenbereichen in der Lage ist.
Beispiele für Binder sind chemische vernetzende Kunststoffe, insbesondere in der Form von Dispersionen, wie z.B. ein Gemisch aus Ethyl- und Butylacrylat mit den üblichen Vernetzergruppen. Es können aber auch thermoplastische Polymere enthaltend feinverteiltes Füllmaterial eingesetzt werden. Diese wirken als Schmelzkleber und führen auf diese Weise eine Verfestigung der Fasern in den behandelten Bereichen des Faserflors herbei. Beispiele für diesen Typ von thermoplastischem Polymerbinder sind Polyolefinpulver, insbesondere Polyethylen- oder Polypropylenpulver, bevorzugt Co-Polyester-Pulver mit Schmelzbereich >150°C. Weitere Beispiele für Binder sind in der US-A-5,366,801 , der WO-A-02/12,607, der WO-A-02/59,414 und der WO-A-02/95,314 zu finden.
Als Füllmaterialien können beliebige feinteilige Materialien eingesetzt werden, durch deren Zusatz dem Vliesstoff eine gewünschte Eigenschaft verliehen werden soll.
Beispiele für Füllmaterialien sind Teilchen mit ab- oder adsorbierenden Eigenschaften, Ionenaustauscher, mineralische Füllstoffe, Verstärkungsmaterialien, elektrisch und/oder thermisch leitende Materialien/Partikel und insbesondere Latentwärmespeichermaterialien. Besonders bevorzugt eingesetzt werden expandierende Mikrokapsein, Teilchen aus Aktivkohle, Metallteilchen, Teilchen aus superabsorbierenden Materialien oder Kurzfasern.
Als besonders bevorzugte Latentwärmespeichermaterialien können die an sich bekannten Substanzen eingesetzt werden. Beispiele dafür sind in den vorstehend erwähnten Dokumenten zu finden.
Ganz besonders bevorzugt werden mikroverkapselte Kohlenwasserstoffe, insbesondere mikro-verkapselte Paraffine als Latentwärmespeichermaterialien eingesetzt.
Beispiele für Latentwärmespeichermaterialien sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Der Gewichtsanteil von Fasermaterial zu Binder und Füllmaterial in den erfindungsgemäßen Vliesstoffen beträgt typischerweise 90 : 10 bis 10 : 90, bevorzugt 50 : 50 bis 30 : 70.
Binder und Füllmaterial werden in vorbestimmten Bereichen auf losen Faserflor mittels einer Drucktechnik, vorzugsweise mittels Schablonendruck aufgetragen. Dabei soll der größte Teil des aufgetragenen Materials in den Faserflor eindringen und diesen möglichst durchdringen. Etwas vom Binder wird auch auf der Oberfläche verbleiben. Durch den punktförmigen Auftrag der Mischung aus Binder/Füllmaterial bleiben jedoch im fertigen Produkt Bereiche des Faserflors erhalten, in denen sich eigentlich kein Binder/Füllmaterial befindet.
Die Bedeckung der Oberfläche mit Binder/Füllmaterial kann einen weiten Bereich umfassen, typischerweise von mehr als 20 % bis zu 95 % der Fläche. Bevorzugt werden mehr als 35 % und bis zu 80 % der Fläche des Faserflors mit Binder/Füllmaterial bedeckt. Der Auftrag des Binder/Fülirnaterials auf den Faserflor kann nach unterschiedlichen vorbestimmten Mustern erfolgen. Diese Muster können aus linienförmigen, sechseckigen, kreisringförmigen oder punktförmigen Flächenbereichen gebildet werden. Bevorzugt sind Punktmuster, wie reguläre oder irreguläre Punktmuster.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Vliesstoffes umfassend die Maßnahmen: a) Herstellen eines Faserflors durch Ablegen von in der Wärme kräuselbaren Fasern und/oder von in der Wärme kräuselbaren Filamenten und ggf. von nicht in der Wärme kräuselbaren Fasern und/oder von nicht in der Wärme kräuselbaren Filamenten auf einer Ablagevorrichtung in an sich bekannter Weise, b) gegebenenfalls Vorverfestigung des Faserflors durch beheizte Walzen, deren Temperatur so gewählt ist, dass die Kräuselung der kräuselbaren Fasern und/oder Filamente ausgelöst wird, c) Auftragen von Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial auf ausgewählte Stellen des Faserflors in an sich bekannter Weise, und d) Erhitzen des in Schritt c) behandelten Faserflors zum vollständigen Auslösen der Kräuselung der kräuselbaren Fasern und/oder Filamente und zum Verbinden von Fasern des Faserflors durch das Bindemittel und gegebenenfalls Vernetzung des Bindemittels.
Die Herstellung des Faserflors kann wie oben beschrieben mit unterschiedlichsten Verfahren erfolgen.
Der Auftrag des Binders/Füllmaterials auf die Oberfläche des Faserflors kann ebenfalls mit beliebigen Verfahren erfolgen. Bevorzugt sind Siebdruckverfahren, insbesondere der Einsatz von Rundsiebdruckschablonen.
Bevorzugt wird daher ein Verfahren bei dem das Auftragen des Bindemittels durch eine Rundsiebdruckschablone erfolgt, die unmittelbar nach dem Erzeugen des ungebundenen Faserflors und gegebenenfalls nach dessen Vorverfestigung auf dessen Oberfläche einwirkt.
Nach dem Auftrag des Binder/Füllmaterials wird der so behandelte Faserflor durch Erhitzen stabilisiert. Dieses kann auf an sich bekannte Art und Weise erfolgen.
Bevorzugt wird der behandelte Faserflor durch Heizwalzen erhitzt, so dass die Kräuselung des Faserflors ausgelöst wird.
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt Schritt a) durch Krempeln und Ablage von Fasern auf einem Trägerband.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung erfolgt Schritt b) als Durchgang des Faserflors zwischen beheizten Walzen ohne oder mit nur geringem Druck, so dass die Behandlung die Dicke des Faserflors nicht beeinflusst, wobei die Temperatur der Walzen unterhalb der Schmelztemperatur der am niedrigsten schmelzenden Polymerkomponente des faserbildenden Materials gewählt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung erfolgt Schritt c) als punktförmiges Auftragen von Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial, vorzugsweise von Latentwärmespeichermaterial, durch eine Schablone auf ausgewählte Stellen der Oberfläche des Faserflors.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff kann auf unterschiedlichsten Gebieten eingesetzt werden, beispielsweise als Einlagestoff oder als Zwischeneinlage. Beispiele für Verwendungen sind in der Bekleidung, im Bettwarenbereich, in Handschuhen oder Schuhen. Insbesondere wird der Vliesstoff als Einlagestoff eingesetzt.
Diese Verwendungen sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne diese zu begrenzen.
Beispiel
Auf einer Krempel wurde ein Faserflor aus einer Mischung von 40 % Polyester- side-by-side-Bikomponentenfasern 3,0dtex/60mm, 30 % Polyesterhomofilfaser 3,3dtex/60 mm und 30 % Polyesterhomofilfasern 1 ,7dtex/38 mm hergestellt. Diese besaß ein Flächengewicht von 50 g/m2. Der gekrempelte Faserflor wurde zwischen zwei Heizwalzen mit 125°C ohne Druck hindurchgeführt. Auf dem Faserflor wurde mit einer Rotationssiebdruckschablone eine 40 %ige Mischung aus einem weichen Acrylat-Binder und mPCM Latentwärmespeichermaterial im Verhältnis 1 :2 in Form eines Punktmusters appliziert. Der Auftag betrug 90g/m2. Die bedruckte Fläche war 82,5 %. Nach dem Auftrag wurde der bedruckte Faserflor durch einen Mehrband-Trockner bei 150°C getrocknet und der Binder vernetzt. Das Produkt wird nachstehend „40% Biko, punktförmig" genannt.
Die nachfolgenden Tabellen zeigen die elastischen Eigenschaften der hergestellten Vliesstoffe in Abhängigkeit von der eingesetzten Menge und Art an kräuselbaren Bikomponentenfasern.
Dabei bedeutet „CTV, vollflächig" ein vollflächig mit Binder/mPCM imprägniertes Faserflor.
„100% Bico, punktförmig" ist ein erfindungsgemäßer Vliesstoff, der analog dem oben beschriebenen „40% Biko, punktförmig" hergestellt wurde mit der Abänderung, dass 100 % an Bikomponentenfasern eingesetzt wurden.
HZK bedeutet die Höchstzugkraft; HZD bedeutet die Bruchdehnung. Die Modulwerte wurden bei unterschiedlichsten Dehnungswerten gemessen. Die Messungen erfolgten analog EN 29073-3. Je niedriger der Modul bei niedriger Dehnung ist, desto leichter iässt sich das Material dehnen.
Tabellen
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Figure imgf000016_0002

Claims

Patentansprüche
1. Elastischer Vliesstoff der gekräuselte Fasern und/oder gekräuselte Filamente und gegebenenfalls ungekräuselte Fasern und/oder gegebenenfalls ungekräuselte Filamente aufweist, der an ausgewählten
Stellen mit einem Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial verfestigt ist und der an weiteren ausgewählten Stellen nicht verfestigt ist.
2. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser gekräuselte Fasern und/oder Filamente und daneben auch ungekräuselte
Fasern und/oder Filamente aufweist.
3. Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mindestens 20 Gew. % gekräuselte Fasern und/oder gekräuselte Filamente aufweist.
4. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein gekrempelter Stapelfaservliesstoff ist.
5. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser gekräuselte Bikomponentenfasern enthält.
6. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser neben gekräuselten Polyester-Bikomponentenfasern ungekräuselte Polyester- Homofilfasern, und gegebenenfalls ungekräuselte Polyamidfasern enthält.
7. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser zwei- und/oder dreidimensional gekräuselte Fasern enthält.
8. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel einen chemisch vernetzenden Kunststoff enthält.
9. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittei ein thermoplastisches Polymer enthält, das durch Schmelzkleben die Fasern des Faserflors verbindet.
10. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Füllmaterial Teilchen mit ab- oder adsorbierenden Eigenschaften, Ionenaustauscher, mineralische Füllstoffe, Verstärkungsmaterialien, elektrisch und/oder thermisch leitende Materialien/Partikel und insbesondere Latentwärmespeichermaterialien eingesetzt werden.
11. Vliesstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllmaterial expandierende Mikrokapseln, Teilchen aus Aktivkohle, Metallteilchen, Teilchen aus superabsorbierenden Materialien oder Kurzfasern eingesetzt werden.
12. Vliesstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmespeichermaterial ein mikroverkapselter Kohlenwasserstoff ist.
13. Vliesstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstoff enthaltende Bindemittel in Form eines das Faserflor durchdringenden regulären oder irregulären Punktmusters aufgetragen ist.
14. Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffes nach Anspruch 1 umfassend die Maßnahmen:
a) Herstellen eines Faserflors durch Ablegen von in der Wärme kräuselbaren Fasern und/oder von in der Wärme kräuselbaren Filamenten und gegebenenfalls von nicht in der Wärme kräuselbaren Fasern und/oder von nicht in der Wärme kräuselbaren Filamenten auf einer Ablagevorrichtung in an sich bekannter Weise, b) gegebenenfalls Vorverfestigung des Faserflors durch beheizte Walzen, deren Temperatur so gewählt ist, dass die Kräuselung der kräuselbaren Fasern und/oder Filamente ausgelöst wird, c) Auftragen von Bindemittel enthaltend Teilchen aus Füllmaterial auf ausgewählte Stellen des Faserflors in an sich bekannter Weise, und d) Erhitzen des in Schritt c) behandelten Faserflors zum vollständigen Auslösen der Kräuselung der kräuselbaren Fasern und/oder Filamente und zum Verbinden von Fasern des Faserflors durch das Bindemittel und gegebenenfalls Vernetzung des Bindemittels.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) durch Krempeln und Ablage von Fasern auf einem Trägerband erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) als Durchgang des Faserflors zwischen beheizten Walzen ohne oder mit nur geringem Druck erfolgt, so dass die Behandlung die Dicke des Faserflors nicht beeinflusst, und dass die Temperatur der Walzen unterhalb der
Schmelztemperatur der am niedrigsten schmelzenden Polymerkomponente des faserbildenden Materials gewählt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) als punktförmiges Auftragen von Bindemittel enthaltend Teilchen aus
Füllmaterial, vorzugsweise von Latentwärmespeichermaterial, durch eine Schablone auf ausgewählte Stellen des Faserflors erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen des Bindemittels durch eine Rundsiebdruckschablone erfolgt, die unmittelbar nach dem Erzeugen des ungebundenen Faserflors und gegebenenfalls nach dessen Vorverfestigung auf dessen Oberfläche einwirkt.
19. Verwendung des Vliesstoffes nach Anspruch 1 als Einlagestoff oder als Zwischeneinlage, insbesondere in der Bekleidung, im Bettwarenbereich, in
Handschuhen oder Schuhen.
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