EP2428603A1 - Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses - Google Patents

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EP2428603A1
EP2428603A1 EP10009534A EP10009534A EP2428603A1 EP 2428603 A1 EP2428603 A1 EP 2428603A1 EP 10009534 A EP10009534 A EP 10009534A EP 10009534 A EP10009534 A EP 10009534A EP 2428603 A1 EP2428603 A1 EP 2428603A1
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EP
European Patent Office
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fibers
nonwoven fabric
flat
fiber
viscose
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Withdrawn
Application number
EP10009534A
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English (en)
French (fr)
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Ingo Dr. Bernt
Walter Roggenstein
Anemone Schmitsdorf
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Kelheim Fibres GmbH
Original Assignee
Kelheim Fibres GmbH
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Publication date
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Priority to US13/821,843 priority patent/US20190194846A1/en
Priority to KR1020137004388A priority patent/KR101889112B1/ko
Priority to CN201180043933.3A priority patent/CN103080397B/zh
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    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C29/00—Finishing or dressing, of textile fabrics, not provided for in the preceding groups
    • D06C29/005—Finishing or dressing, of textile fabrics, not provided for in the preceding groups hydroentangling

Definitions

  • the present invention relates to a method for solidifying a nonwoven fabric by means of water jet treatment.
  • the solidification of the carded fabric presented is achieved by an interweaving and turbulence of the fibers.
  • the submitted fibers are detected by the water jets, set in motion and three-dimensional entwined by a swirling movement.
  • cotton is generally considered, see e.g. the article "Aquajet spunlace process - technology for cotton fibers” by Alfred Watzl, Fa. Fleissner.
  • Aquajet spunlace process - technology for cotton fibers by Alfred Watzl, Fa. Fleissner.
  • the low wet modulus of the cotton fibers and the fact that the fiber does not have a round, smooth fiber cross section.
  • modulus of elasticity fibers with a high modulus of elasticity (hereinafter referred to as "modulus of elasticity") are suitable. These are essentially non-cellulosic fibers.
  • the present invention has as its object to provide a method for hydroentanglement of fiber webs, which is feasible with a lower energy consumption.
  • This object is achieved by a method for solidifying a nonwoven fabric by means of water jet treatment, which is characterized in that the nonwoven fabric contains flat fibers having a ratio of width B to thickness D of B: D ⁇ 10: 1.
  • the present invention relates to a hydroentangled nonwoven fabric comprising flat fibers with a ratio of width B to thickness D of B: D ⁇ 10: 1.
  • the flat fibers contained in the nonwoven fabric preferably have a ratio B: D of 10: 1 to 30: 1, particularly preferably of 20: 1.
  • the flat fibers may preferably have a titer of 0.9 to 5 dtex, particularly preferably 1.3 to 1.9 dtex.
  • Flat fibers and their production are known.
  • Flat fibers have a substantially flat or elongated cross-section, in contrast to the usually substantially circular cross-section of fibers.
  • any type of flat fibers including flax fibers of synthetic polymers, can be used.
  • cellulosic flat fibers can be produced by spinning a cellulose or a cellulose derivative containing dope through slit-shaped spinnerets.
  • flat fibers may alternatively be made in the form of collapsed hollow fibers.
  • a gas for example nitrogen
  • a blowing agent for example sodium carbonate
  • cellulosic flat fibers are for example from the GB 945,306A , of the US 3,156,605 A , of the US 3,318,990 , of the GB 1,063,217 A known.
  • Such fibers have been proposed, in part for use in papermaking, as described in part in the documents just mentioned.
  • cellulosic flat fibers viscose fibers are particularly preferred.
  • the Viskoseflachmaschinen can be prepared by known methods.
  • the viscose flat fibers are particularly preferably collapsed hollow fibers which, as mentioned above, can be produced by introducing gas or a blowing agent (in particular sodium carbonate) into the spinning viscose.
  • the fiber can be completely collapsed or still slightly open.
  • the water retention capacity of the fiber should preferably be 200% or less (measured according to DIN 53814).
  • the fiber cross section of the fibers should be predominantly flat and preferably not branched.
  • viscose flat fibers which are obtained by spinning through a slot-shaped nozzle.
  • viscose flat fibers have an irregularly ribbed surface. This reduces the fiber-fiber adhesion and thus the strength.
  • the achievable thickness in conventional flat fibers is limited by the nozzle geometry.
  • a fiber thickness of about 4-6 ⁇ m When spinning with nozzles with an opening of 25 ⁇ m height results in general, a fiber thickness of about 4-6 ⁇ m.
  • a nozzle orifice of about 12.5 ⁇ m in height would be necessary, which is not economically viable in either nozzle making or the production of viscose fibers by conventional techniques.
  • the proportion of flat fibers in the nonwoven fabric is preferably 5% to 100%, in particular 20% or more, particularly preferably 50% or more.
  • the fleece can thus be completely off Flat fibers or also contain a mixture of flat fibers with other fibers.
  • Suitable mixing partners are all cellulosic and non-cellulosic fiber materials which are suitable for hydroentanglement. It is clear to the person skilled in the art that the effect according to the invention (ie the strength increase of the nonwoven or the energy saving) is all the more pronounced, the higher the content of flat fibers in the nonwoven.
  • the invention also relates to a hydroentangled nonwoven fabric comprising flat fibers with a ratio of width B to thickness D of B: D ⁇ 10: 1.
  • a hydroentangled nonwoven fabric comprising flat fibers with a ratio of width B to thickness D of B: D ⁇ 10: 1.
  • the fibers were presented as carded web and solidified on both sides in two passages.
  • Nonwoven fabrics with two basis weights and with two solidification stages (lighter - higher solidification) were produced from each fiber.
  • Basis weights 50g / m 2 or 80g / m 2
  • Solidification stages (solidification pressure indicated in each case as the sum of all pressures of all nozzle beams in both passages) Basis weight 50g / m 2 - slight solidification: 65bar Basis weight 50g / m 2 - higher solidification: 95bar Basis weight 80g / m 2 - light solidification: 95bar Basis weight 80g / m 2 - higher solidification: 145bar
  • the higher solidification pressure is thus about 50% above the low solidification pressure.
  • the maximum elongation at break (with the same basis weight and with the same consolidation) is significantly lower for nonwovens made from flat fibers than for nonwoven fabric made from standard viscose fibers. This is probably due to the higher proportion of fiber-fiber bonds.
  • Nonwovens with flat fibers show, at the same experimental settings, a significantly higher MD / CD ratio than nonwovens made from standard viscose fibers.
  • the MD / CD ratio increases by reorienting the fibers in the solidification process.
  • the significantly higher MD / CD ratio of the nonwovens made of flat fibers compared to the nonwoven fabrics of standard viscose fibers at the same pressures shows the significantly higher flexibility of the flat fiber, which substantially facilitates the solidification process.
  • Table 3 Nonwoven fabric made of viscose flat fiber (according to the invention) grammage solidification stage Dry Wet ultimate tensile strength [N / 5cm] ultimate tensile strength [N / 5cm] MD + CD MD + CD 50 g / m 2 Light 74.1 50.1 50 g / m 2 High 72.3 54.5 80 g / m 2 Light 122.9 84.7 80 g / m 2 High 119.6 82.8
  • Table 4 Nonwoven fabric made of standard viscose fiber (comparison) grammage solidification stage Dry Wet ultimate tensile strength [N / 5cm] ultimate tensile strength [N / 5cm] MD + CD MD + CD 50 g / m 2 Light 54.5 37.8 50 g / m 2 High 81.3 46.0 80 g / m 2 Light 62.1 27.4 80 g / m 2 High 98.8 59.8
  • the strength of a nonwoven fabric normally correlates with the basis weight for the same consolidation.
  • the nonwoven reached only about 75% of its solidification potential in this solidification stage.
  • the example of the 80 g / m 2 nonwovens clearly shows the advantages of the use according to the invention of flat fibers in water-jet solidification.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses mittels Wasserstrahlbehandlung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ‰¥ 10:1 enthält. Die Flachfasern sind bevorzugt cellulosische Fasern, insbesondere nach dem Viskoseverfahren erhaltene kollabierte Hohlfasern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses mittels Wasserstrahlbehandlung.
  • Die Verfestigung von Faservliesen mittels Wasserstrahlen, auch "Hydroentanglement" oder "Spunlacing" genannt, ist dem Fachmann bestens bekannt.
  • Bei der Herstellung von Vliesstoffen nach dem Wasserstrahlverfahren wird die Verfestigung des vorgelegten Kardenvlieses durch eine Verflechtung und Verwirbelung der Fasern erreicht. Die vorgelegten Fasern werden durch die Wasserstrahlen erfasst, in Bewegung versetzt und durch eine Verwirbelungsbewegung dreidimensional miteinander verschlungen.
  • Als besonders geeignetes Fasermaterial für eine Wasserstrahlverfestigung wird allgemein Baumwolle angesehen, siehe z.B. den Artikel "Aquajet Spunlace Verfahren - Technik für Baumwollfasern" von Alfred Watzl, Fa. Fleissner. Als günstig werden dabei der niedrige Nassmodul der Baumwollfasern sowie die Tatsache, dass die Faser keinen runden, glatten Faserquerschnitt aufweist, angesehen.
  • Zum Erreichen hoher Vliesfestigkeiten sind Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul (nachfolgend: "E-Modul" genannt) geeignet. Dabei handelt es sich im wesentlichen um nicht-cellulosische Fasern.
  • Zur Erzielung ausreichender Vliesfestigkeiten werden im Zuge der Wasserstrahlverfestigung hohe Drücke benötigt, wodurch das Verfahren energieaufwendig ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Wasserstrahlverfestigung von Faservliesen zur Verfügung zu stellen, welches mit einem geringerem Energieaufwand durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses mittels Wasserstrahlbehandlung gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Faservlies Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ≥ 10:1 enthält.
  • Weiters betrifft die vorliegende Erfindung einen wasserstrahlverfestigter Vliesstoff, enthaltend Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ≥ 10:1.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angeführt.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass der Einsatz von Flachfasern in einem mittels Wasserstrahlen zu verfestigenden Faservlies dazu führt, dass bei der Wasserstrahlverfestigung bei gleichem Energieaufwand (d.h. Anwendung gleich hoher Behandlungsdrücke) höhere Vliesfestigkeiten resultieren als bei einem gleichartigen Vlies, welches keine Flachfasern enthält. Ebenso kann eine gewünschte Vliesfestigkeit unter geringerem Energieaufwand erreicht werden als dies bei einem Vlies der Fall wäre, welches keine cellulosischen Flachfasern enthält.
  • Dadurch kann Energie eingespart werden, und damit können die Prozesskosten reduziert werden. Zudem kann aufgrund der niedrigeren Drücke der apparative Aufwand geringer gehalten werden. Zudem ist es möglich, eine schonendere Verfestigung, d.h. bei niedrigeren Drücken, durchzuführen. Dies ist beispielsweise bei Mischungen mit Zellstoff, wo es bei hohen Drücken zu einem Auswaschen von Zellstoff kommt, oder auch bei Mischungen mit empfindlichen Fasern, von Vorteil. Zudem kann der Einsatz von synthetischen Fasern (zur Erzielung besonders hoher Festigkeiten) vermieden bzw. zumindest reduziert werden.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren weisen die im Faservlies enthaltenen Flachfasern bevorzugt ein Verhältnis B:D von 10:1 bis 30:1, insbesondere bevorzugt von 20:1 auf.
  • Die Flachfasern können bevorzugt einen Titer von 0,9 bis 5 dtex, insbesondere bevorzugt 1,3 bis 1,9 dtex aufweisen.
  • Flachfasern und deren Herstellung sind bekannt. Flachfasern haben im Unterschied zu dem üblicherweise im wesentlichen runden Querschnitt von Fasern einen im wesentlichen flachen bzw. länglichen Querschnitt. Erfindungsgemäß kann jeglicher Typ an Flachfasern, inkludierend Flachfasern aus synthetischen Polymeren, eingesetzt werden.
  • Bevorzugt ist die Verwendung von cellulosischen Flachfasern. Cellulosische Flachfasern können einerseits durch Verspinnen einer Cellulose oder ein Cellulosederivat enthaltenden Spinnmasse durch schlitzförmige Spinndüsen hergestellt werden. Im Fall von Viskosefasern können Flachfasern alternativ in Form von kollabierten Hohlfasern hergestellt werden. Dabei wird ein Gas, z.B. Stickstoff, oder ein Treibmittel, z.B. Natriumcarbonat, in die Spinnviskose eingemischt. Beim Verspinnen der Fasern durch an sich herkömmliche Düsen entstehen Hohlfasern, deren Wände aber bei Wahl entsprechender Verfahrensbedingungen so dünn sind, dass die Fasern kollabieren und danach in Form von Flachfasern vorliegen.
  • Die Herstellung von cellulosischen Flachfasern ist z.B. aus der GB 945,306 A , der US 3,156,605 A , der US 3,318,990 , der GB 1,063,217 A bekannt. Solche Fasern wurden, wie zum Teil in den eben erwähnten Dokumenten beschrieben ist, insbesondere zur Verwendung bei der Papierherstellung vorgeschlagen.
  • Der Artikel C.R. Woodings, A. J. Bartholomew; "The manufacture properties and uses of inflated viscose rayon fibres"; TAPPI Nonwovens Symposium; 1985; pp. 155-165. Quelle: http://www.nonwoven.co.uk/publications_cat4.php, beschreibt verschiedene Typen von Hohlfasern und deren Verwendung.
  • Besonderes bevorzugt sind die cellulosischen Flachfasern Viskosefasern.
  • Die Viskoseflachfasern können dabei nach bekannten Verfahren hergestellt werden.
  • Besonders bevorzugt sind die Viskoseflachfasern kollabierte Hohlfasern, die wie oben erwähnt durch Einbringen von Gas oder eines Treibmittels (insbesondere Natriumcarbonat) in die Spinnviskose herstellbar sind. Die Faser kann vollständig kollabiert oder noch leicht geöffnet sein. Das Wasserrückhaltevermögen der Faser soll jedoch bevorzugt 200% oder weniger sein (gemessen gemäß DIN 53814). Der Faserquerschnitt der Fasern soll überwiegend flach und bevorzugt nicht verzweigt sein.
  • Es können auch Viskoseflachfasern, welche durch Verspinnen durch eine schlitzförmige Düse erhalten werden, eingesetzt werden. Solche nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Viskose-Flachfasern weisen aber eine unregelmäßig gerippte Oberfläche auf. Dies reduziert die Faser-Faser Haftung und damit die Festigkeit. Zum anderen ist die erreichbare Dicke bei herkömmlichen Flachfasern durch die Düsengeometrie beschränkt. Bei Ausspinnungen mit Düsen mit einer Öffnung von 25µm Höhe ergibt sich im allgemeinen eine Faserdicke von etwa 4-6µm. Um konsistent eine Faserdicke von etwa 2-3µm wie bei kollabierten Hohlfasern herzustellen, wäre eine Düsenöffnung von ca. 12,5µm Höhe notwendig, was weder in der Düsenherstellung, noch in der der Produktion von Viskosefasern mit herkömmlichen Verfahren wirtschaftlich praktikabel ist.
  • Der Anteil an Flachfasern im Faservlies beträgt bevorzugt 5% bis 100%, insbesondere 20% oder mehr, besonders bevorzugt 50% oder mehr. Das Vlies kann somit vollständig aus Flachfasern bestehen oder auch eine Mischung von Flachfasern mit anderen Fasern enthalten. Als Mischungspartner kommen sämtliche cellulosischen und nicht-cellulosischen Fasermaterialien in Frage, die für eine Wasserstrahlverfestigung geeignet sind. Es ist für den Fachmann klar, dass der erfindungsgemäße Effekt (d.h. die Festigkeitssteigerung des Vlieses bzw. die Energieeinsparung) umso ausgeprägter ist, umso höher der Gehalt an Flachfasern im Vlies ist.
  • Die Erfindung betrifft auch einen wasserstrahlverfestigten Vliesstoff, enthaltend Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ≥ 10:1. Zu Details hinsichtlich der Flachfasern sowie deren Anteil im Vliesstoff siehe die Unteransprüche bzw. die obigen Ausführungen.
    • Beispiele:
  • Zur Herstellung von wasserstrahlverfestigten Vliesstoffen wurden folgende Fasern, jeweils mit einem Titer von 1,7dtex eingesetzt:
    1. a) Standard-Viskosefaser (Type Danufil ®)
    2. b) Viskose-Flachfaser aus einem Hohlfaser-Verfahren; Faserdicke ca. 2-3µm; Verhältnis Breite:Dicke = ca. 20:1
  • Die Fasern wurden als Krempelvlies vorgelegt und in zwei Passagen beidseitig verfestigt.
  • Es wurden aus jeder Faser Vliesstoffe mit zwei Flächengewichten und mit jeweils zwei Verfestigungsstufen (leichtere - höhere Verfestigung) hergestellt.
  • Flächengewichte: 50g/m2 bzw. 80g/m2
  • Verfestigungsstufen: (Verfestigungsdruck angegeben jeweils als Summe aller Drücke aller Düsenbalken in beiden Passagen)
    Flächengewicht 50g/m2 - leichte Verfestigung: 65bar
    Flächengewicht 50g/m2 - höhere Verfestigung: 95bar
    Flächengewicht 80g/m2 - leichte Verfestigung: 95bar
    Flächengewicht 80g/m2 - höhere Verfestigung: 145bar
  • Der höhere Verfestigungsdruck liegt somit jeweils ca. 50% über dem niedrigen Verfestigungsdruck.
    • Prüfung:
  • An Standard-Prüflingen 5x25cm wurden für alle Vliesstoffe folgende Parameter bestimmt:
    • Höchstzugkraft [N/5cm] in Produktionsrichtung (MD) und quer zur Produktionsrichtung (CD), jeweils nass und trocken
    • Höchstzugkraftdehnung
    bzw. daraus abgeleitet das Verhältnis MD/CD sowie die Summe MD + CD
  • Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen zusammengefasst: Tabelle 1a - Vliesstoff aus Viskose-Flachfaser (erfindungsgemäß)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Trocken
    Höchstzugkraft [N/5cm] Dehnung [%] MD/CD
    MD CD MD CD
    50 g/m2 Leicht 40,1 34,0 17,0 31,4 1,18
    50 g/m2 Hoch 38,9 33,3 16,2 29,1 1,17
    80 g/m2 Leicht 62,0 60,9 18,3 34,5 1,02
    80 g/m2 Hoch 59,8 59,8 14,7 30,6 1,00
    Tabelle 1b - Vliesstoff aus Viskose-Flachfaser (erfindungsgemäß)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Nass
    Höchstzugkraft [N/5cm] Dehnung [%] MD/CD
    MD CD MD CD
    50 g/m2 Leicht 27,4 22,6 27,8 34,1 1,21
    50 g/m2 Hoch 29,9 24,6 27,9 31,0 1,22
    80 g/m2 Leicht 44,3 40,3 28,6 35,8 1,10
    80 g/m2 Hoch 45,0 37,8 28,5 31,7 1,19
    Tabelle 2a - Vliesstoff aus Standard-Viskosefaser (Vergleich)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Trocken
    Höchstzugkraft [N/5cm] Dehnung [%] MD/CD
    MD CD MD CD
    50 g/m2 Leicht 21,0 33,5 26,1 41,6 0,62
    50 g/m2 Hoch 38,8 42,5 30,6 37,8 0,91
    80 g/m2 Leicht 10,8 51,3 13,6 42,4 0,21
    80 g/m2 Hoch 29,7 69,2 19,5 36,1 0,43
    Tabelle 2b - Vliesstoff aus Standard-Viskosefaser (Vergleich)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Nass
    Höchstzugkraft [N/5cm] Dehnung [%] MD/CD
    MD CD MD CD
    50 g/m2 Leicht 18,0 19,8 16,8 29,9 0,91
    50 g/m2 Hoch 21,3 24,7 25,1 30,5 0,86
    80 g/m2 Leicht 5,9 21,5 16,8 29,9 0,27
    80 g/m2 Hoch 18,5 41,2 25,1 30,5 0,45
  • Aus den obigen Daten lassen sich folgende Schlüsse ziehen:
    • Dehnung:
  • Im trockenen Vliesstoff ist die Höchstzugkraftsdehnung (bei gleichem Flächengewicht und bei mit gleicher Verfestigung) bei den aus Flachfasern hergestellten Vliesstoffen deutlich geringer als bei aus Standard-Viskosefasern hergestelltem Vliesstoff. Dies ist vermutlich auf den höheren Anteil an Faser-Faser Bindungen zurückzuführen.
    • MD/CD-Verhältnis:
  • Vliesstoffe mit Flachfasern zeigen bei gleichen Versuchseinstellungen ein wesentlich höheres MD/CD-Verhältnis als Vliesstoffe aus Standard-Viskosefasern.
  • Ausgehend von einem niedrigen MD/CD-Verhältnis bei niedrigen Verfestigungen erhöht sich das MD/CD-Verhältnis durch eine Umorientierung der Fasern im Verfestigungsprozeß. Das bei gleichen Drücken wesentlich höhere MD/CD-Verhältnis der Vliesstoffe aus Flachfasern gegenüber den Vliesstoffen aus Standard-Viskosefasern zeigt die deutlich höhere Flexibilität der Flachfaser, die den Verfestigungsprozeß wesentlich erleichtert.
    • Festigkeit:
  • Tabelle 3 - Vliesstoff aus Viskose-Flachfaser (erfindungsgemäß)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Trocken Nass
    Höchstzugkraft
    [N/5cm]    		 Höchstzugkraft
    [N/5cm]
    MD + CD MD + CD
    50 g/m2 Leicht 74,1 50,1
    50 g/m2 Hoch 72,3 54,5
    80 g/m2 Leicht 122,9 84,7
    80 g/m2 Hoch 119,6 82,8
    Tabelle 4 - Vliesstoff aus Standard-Viskosefaser (Vergleich)
    Flächengewicht Verfestigungsstufe Trocken Nass
    Höchstzugkraft
    [N/5cm]    		 Höchstzugkraft
    [N/5cm]
    MD+CD MD+CD
    50 g/m2 Leicht 54,5 37,8
    50 g/m2 Hoch 81,3 46,0
    80 g/m2 Leicht 62,1 27,4
    80 g/m2 Hoch 98,8 59,8
  • Zur Beurteilung der Festigkeit sei der einfacheren Betrachtung halber jeweils die Summe der Reißkräfte MD+CD herangezogen:
    • Bei den erfindungsgemäßen Vliesstoffen aus Flachfasern wird sichtbar, dass durch eine Erhöhung des Verfestigungsdrucks von "leicht" auf "hoch" keine höhere Festigkeit erreicht wird. Das heißt, dass das Vlies schon bei der jeweils niedrigen Verfestigungsstufe offenbar bereits maximal verfestigt worden ist.
  • Die Festigkeit eines Vliesstoffes korreliert bei gleicher Verfestigung normalerweise mit dem Flächengewicht.
  • In diesem Fall beträgt das Verhältnis der Flächengewichte 80g/m2 zu 50g/m2 = 1,6.
  • Ausgehend von beispielsweise einer gemessen Festigkeit von ca. 72 N/5cm des hoch verfestigten Vliesstoffes mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 würde man daher beim gleich hoch verfestigten Vliesstoff mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 eine Festigkeit von 72 * 1,6 = 115 N/5cm erwarten, was gut mit dem tatsächlich gemessen Wert von ca. 120 übereinstimmt.
  • Das heißt, das Vlies ist in allen vier Konfigurationen jeweils bereits maximal verfestigt.
  • Bei den Vliesstoffen aus Standard-Viskosefasern zeigt sich ein anderes Bild:
    • In der haptischen Beurteilung sind die beiden Vliese der leichten Verfestigungsstufe nur ungenügend verfestigt.
  • Bei Erhöhung des Verfestigungsdrucks von "leicht" auf "hoch" (um jeweils ca. 50%) ist jeweils eine deutliche Zunahme der Vliesfestigkeit festzustellen. Eine weitere Erhöhung des Drucks könnte hier also offenbar noch zu einer weiteren Verfestigung führen, d.h. dass für eine maximale Verfestigung ein noch höherer Druck notwendig wäre.
  • In der höheren Verfestigungsstufe des 50g/m2-Vliesstoffes liegt die Festigkeit für den trockenen Vliesstoff sogar etwas über der Festigkeit des Vliesstoffes aus Flachfasern. Dies ist wahrscheinlich in der höheren Einzelfaserfestigkeit der im Versuch verwendeten Fasern begründet (Standard-Viskosefaser: 22cN/tex; Viskose-Flachfaser: 16cN/tex). Man kann aber davon ausgehen, dass das Vlies hier weitgehend verfestigt ist.
  • Für ein vollständig verfestigtes Vlies mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 wäre daher nach obiger Rechnung mindestens eine Festigkeit von 81,3 x 1,6 = 130 N/5cm zu erwarten. Gemessen wurden aber lediglich ca. 99 N/5cm. Der 80g/m2-Vliesstoff ist somit auch bei Verwendung eines höheren Verfestigungsdrucks bei weitem noch nicht vollständig verfestigt.
  • Das Vlies hat in dieser Verfestigungsstufe nur ca. 75% seines Verfestigungspotenzials erreicht.
    • Gegenüberstellung:
  • Das Beispiel der 80g/m2-Vliesstoffe zeigt deutlich die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung von Flachfasern in der Wasserstrahl-Verfestigung.
  • Vliessstoff aus Viskose-Flachfaser - bei 95bar Verfestigungsdruck:
    • Festigkeit trocken (MD+CD) = 120N/5cm;
    • Festigkeit nass (MD+CD) = 83N/5cm
  • Vliesstoff aus Standard-Viskosefaser - bei 145bar Verfestigungsdruck:
    • Festigkeit trocken (MD+CD) = 99N/5cm;
    • Festigkeit nass (MD+CD) = 60N/5cm
  • Durch Verwendung von Viskose-Flachfasern im Vlies lassen sich also bei 50% niedrigeren Drücken 20% höhere (trocken) bzw. 40% höhere (nass) Festigkeiten erreichen als mit Standard-Viskosefasern.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Verfestigung eines Faservlieses mittels Wasserstrahlbehandlung, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ≥ 10:1 1 enthält.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfasern ein Verhältnis B:D von 10:1 bis 30:1, bevorzugt 20:1, aufweisen.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfasern einen Titer von 0,9 bis 5 dtex, bevorzugt 1,3 bis 1,9 dtex aufweisen.
  4. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfasern cellulosische Fasern sind.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Fasern Viskosefasern sind.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosefasern kollabierte Hohlfasern sind.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Flachfasern im Vlies 5% bis 100%, bevorzugt 20% oder mehr, besonders bevorzugt 50% oder mehr beträgt.
  8. Wasserstrahlverfestigter Vliesstoff, enthaltend Flachfasern mit einem Verhältnis von Breite B zu Dicke D von B:D ≥ 10:1.
  9. Vliesstoff gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfasern ein Verhältnis B:D von 10:1 bis 30:1, bevorzugt 20:1, aufweisen.
  10. Vliesstoff gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Flachfasern einen Titer von 0,9 bis 5 dtex, bevorzugt 1,3 bis 1,9 dtex aufweisen.
  11. Vliesstoff gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Flachfasern cellulosische Fasern sind.
  12. Vliesstoff gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Fasern Viskosefasern sind.
  13. Vliesstoff gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosefasern kollabierte Hohlfasern sind.
  14. Vliesstoff gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an cellulosischen Flachfasern im Faservlies 5% bis 100%, bevorzugt 20% oder mehr, besonders bevorzugt 50% oder mehr beträgt.
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