Lauridsen, Keld (Heliosvej 22, Aalborg SØ, DK-9210, DK)
Larsen, Tina C. (Strindbergparken 13A, Sulsted, DK-9381, DK)
Lauridsen, Keld (Heliosvej 22, Aalborg SØ, DK-9210, DK)
| 1. | Elastisches Vliesmaterial mit Fasern, die wenigstens zwei Komponenten aufweisen, wobei wenigstens eine erste Komponente elastisch ist, wobei wenigstens eine zweite Komponente eine geringere Elastizität als die erste Komponente aufweist und wobei die zweite Komponente geringerer Elastizität durch Dehnen der Fasern hervorgerufene Risse oder Brüche aufweist. |
| 2. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Komponente der Fasern Polymermaterialien enthalten oder aus Polymermaterialien bestehen. |
| 3. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Komponente um ein Elastomer handelt oder dass die erste Komponente ein Elastomer enthält. |
| 4. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Komponente um ein Elastomer handelt oder dass sowohl die erste als auch die zweite Komponente ein Elastomer enthält, wobei die Elastizität der zweiten Komponente geringer ist als die der ersten Komponente. |
| 5. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zweiten Komponente um ein thermoplastisches Polymer handelt oder dass die zweite Komponente ein thermoplastisches Polymer enthält. |
| 6. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem thermoplastischen Polymer zum Beispiel um ein Polyolefin oder einen Polyester handelt. |
| 7. | Elastisches Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Fasern vollständig oder teilweise durch die zweite Komponente gebildet wird. |
| 8. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente die erste Komponente vollständig umgibt. |
| 9. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich im wesentlichen in Faserlängsrichtung erstreckender Strang vorgesehen ist, der von der ersten Komponente gebildet wird oder diese enthält, und der von einer Umhüllung umgeben ist, die die zweite Komponente enthält oder durch diese gebildet wird. |
| 10. | Elastisches Vliesmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere sich im wesentlichen in Faserlängsrichtung erstreckende Stränge vorgesehen sind, die von der ersten Komponente gebildet werden oder diese enthalten, und die von einer Umhüllung umgeben sind, die die zweite Komponente enthält oder durch diese gebildet wird. |
| 11. | Elastisches Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Risse oder Brüche der zweiten Komponente zwischen den Stellen angeordnet sind, an denen die Fasern miteinander in Verbindung stehen. |
| 12. | Elastisches Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesmaterial ferner Schmelzfasern aufweist. |
| 13. | Verfahren zur Herstellung eines elastischen Vliesmaterials mit Fasern, die wenigstens zwei Komponenten aufweisen, wobei wenigstens eine erste Komponente elastisch ist und wobei wenigstens eine zweite Komponente eine geringere Elastizität als die erste Komponente aufweist, wobei die Fasern erhitzt werden, so dass eine Bindung zwischen den Fasern eintritt, und wobei das Vliesmaterial anschließend derart gedehnt wird, dass in der zweiten Komponente Risse oder Brüche entstehen. |
| 14. | Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Risse oder Brüche im wesentlichen zwischen den Stellen der Fasern entstehen, an denen die Fasern miteinander in Verbindung stehen. |
| 15. | Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nach einem der Ansprüche 2 bis 12 aufgebaut sind. |
| 16. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nach der Herstellung der Bindungen abgekühlt werden und dass der Dehnvorgang nach dem Abkühlen der Fasern durchgeführt wird. |
| 17. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung im Bereich zwischen 5 % bis 200 % durchgeführt wird. |
| 18. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung bei einer Temperatur im Bereich zwischen Raumtemperatur und der Erweichungstemperatur der zweiten Komponente durchgeführt wird. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des elastischen Vliesmaterials ferner Schmelzfasern zur Stabilisierung der Bindungspunkte zwischen den wenigstens zwei Komponenten aufweisenden Fasern hinzugefügt werden. |
Elastisches Vliesmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Vliesmaterial mit Fasern, die wenigstens zwei Komponenten aufweisen, wobei wenigstens eine erste Komponente elastisch ist und wobei wenigstens eine zweite Komponente eine demgegenüber geringere Elastizität aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Vliesmaterials.
Elastische Gewebematerialien sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Ein Beispiel sind gewebte Textilien, die aufgrund ihrer aufwändigen Herstellung allerdings den Nachteil eines verhältnismäßig hohen Preises mit sich bringen.
Des Weiteren sind elastische Vliesmaterialien aus Elastomerfasern bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie sich wenig angenehm tragen bzw. anfühlen. Abgesehen davon sind derartige Vliesmaterialien aufgrund der eingesetzten hochpreisigen Elastomere ebenfalls teuer. Beispiele für derartige Elastomere sind Polyurethane und Polystyrol Block Copolymere. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, dass Elastomerfasern ein verhältnismäßig aufwändiges Handling erfordern und dass sich der Herstellungsprozess der daraus hergestellten elastischen Vliese entsprechend komplex gestaltet.
Ein weiteres Vliesmaterial ist aus der WO 00/08243 A1 bekannt. Aus dieser Druckschrift sind Vliesmaterialien mit Zweikomponenten-Fasern bekannt, wobei eine Komponente aus einem elastischen Polymermaterial und eine die äußere Schicht der Fasern bildende Komponente aus einem Polymermaterial geringerer Elastizität besteht. Das aus diesen Fasern hergestellte Vliesmaterial weist jedoch den Nachteil auf, dass die Komponente geringerer Elastizität die Bewegung des Vliesmaterials behindert und somit die Elastizität des gesamten Vliesmaterials limitiert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Vliesmaterial mit guten Elastizitätseigenschaften bereitzustellen, das kostengünstig ist, dessen Herstellung verhältnismäßig einfach ist und mittels dessen eine als angenehm empfundene Oberfläche erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein elastisches Vliesmaterial mit dem Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach weist die zweite Komponente geringerer Elastizität durch Dehnen des Vliesmaterials hervorgerufene Risse oder Brüche auf. Die Risse oder Brüche sind vorzugsweise in den Bereichen zwischen den Bindungsstellen der Fasern angeordnet. Aufgrund der Risse oder Brüche der Komponente geringerer Elastizität kann sich die erste Komponente höherer Elastizität dehnen oder zusammenziehen, ohne dass diese Bewegungen durch die Komponente geringerer Elastizität behindert werden. Auf diese Weise kann ein Vliesmaterial mit hoher Elastizität erhalten werden, dessen Oberflächeneigenschaften in Abhängigkeit davon eingestellt werden können, an welcher Position die Komponenten in der Faser angeordnet werden.
Die erste Komponente kann beispielsweise in einem oder mehreren Strängen angeordnet sein und bestimmte, diskrete Querschnittsbereiche der Fasern bilden. Die erste und zweite Komponente erstrecken sich in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zumindest bereichsweise im wesentlichen in Längsrichtung der Fasern. Denkbar ist beispielsweise, dass die erste Komponente in Form eines zentralen Stranges oder mehrerer verteilter feinerer Stränge ausgeführt ist, der/die von einer Umhüllung umgeben ist/sind, die durch die zweite Komponente gebildet wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Komponente der Fasern Polymermaterialien enthält oder aus diesen besteht.
Die Komponenten können jeweils aus einem bestimmten Polymermaterial oder auch aus Mischungen von Polymermaterialien bestehen bzw. diese aufweisen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass es sich bei der ersten Komponente um ein Elastomer handelt oder dass die erste Komponente ein Elastomer enthält.
Die Fasern können zwei oder auch mehr als zwei Komponenten enthalten.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass es sich sowohl bei der ersten Komponente als auch bei der zweiten Komponente um ein Elastomer handelt oder dass die erste sowie auch die zweite Komponente ein Elastomer enthält, wobei die Elastizität der zweiten Komponente geringer ist als die der ersten Komponente.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem oder den Elastomeren und thermoplastische Elastomere.
Bei der zweiten Komponente kann es sich um ein thermoplastisches Polymer handeln oder die zweite Komponente kann ein thermoplastisches Polymer enthalten.
Beispielsweise ist das thermoplastische Polymer ein Polyolefin oder ein Polyester. Selbstverständlich können auch andere geeignete Materialien eingesetzt werden. Im Rahmen der Herstellung des erfindungsgemäßen Vlieses kann vorgesehen sein, dass die Fasern so weit erhitzt werden, dass sich Bindungsstellen zwischen den Fasern ergeben, die vorzugsweise durch Verbindung der zweiten Komponenten der Fasern erhalten werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Außenseite der Fasern, d.h. die Oberfläche der Fasern wenigstens bereichsweise durch die zweite Komponente gebildet wird oder diese enthält. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Fasern in den Bereichen angenehm anfühlen, in denen die Oberfläche die zweite Komponente aufweist. Der Vorteil einer angenehmen Oberflächeneigenschaft wird insbesondere dann erhalten, wenn die zweite Komponente vollständig die erste Komponente umgibt.
Es kann ein sich im wesentlichen in Faserlängsrichtung erstreckender Strang vorgesehen sein, der von der ersten Komponente gebildet wird oder diese enthält, und der von einer Umhüllung umgeben ist, die die zweite Komponente enthält oder durch diese gebildet wird. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung nimmt der zentrale, von der Umhüllung umgebene Strang einen wesentlichen Teil des Querschnitts der Faser ein, um günstige elastische Eigenschaften der Fasern und des daraus hergestellten Vliesmaterials zu erhalten.
Ebenso ist von der Erfindung eine Ausführungsform umfasst, bei der mehrere sich im wesentlichen in Faserlängsrichtung erstreckende Stränge vorgesehen sind, die von der ersten Komponente gebildet werden oder diese enthalten, und die von einer Umhüllung umgeben sind, die die zweite Komponente enthält oder durch diese gebildet wird. In diesem Fall zeigt eine Querschnittansicht der Fasern einzelne, verteilte Stränge, die in einer Umhüllung aufgenommen sind.
Dementsprechend kann die zweite Komponente in einer die erste Komponente umgebenden Umhüllung vorgesehen sein oder diese bilden. Auf diese Weise wird ein Vliesmaterial bereitgestellt, das aufgrund der zweiten Komponente eine sich angenehm anfühlende Oberfläche und aufgrund der ersten Komponente gute elastische Eigenschaften aufweist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elastische Vliesmaterial nicht nur die wenigstens zwei Komponenten aufweisenden Fasern umfasst, sondern darüber hinaus Schmelzfasern, die dazu dienen, die Stabilität der Bindungspunkte der Fasern zu erhöhen. Die Schmelzfaser umgibt die Bindungspunkte und stellt auf diese Weise sicher, dass die Dehnung des Vliesmaterials nicht zu einem Lösen der Bindungspunkte führt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Vliesmaterials mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fasern, vorzugsweise die zweite Komponente erhitzt wird, so dass eine Bindung zwischen den Fasern eintritt. Ferner wird das Vliesmaterial anschließend gedehnt, so dass in der Komponente geringerer Elastizität Risse oder Brüche entstehen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Risse oder Brüche im wesentlichen zwischen den Bindungspunkten der Fasern entstehen. Dadurch wird es möglich, dass die Elastizitätseigenschaften des Vlieses im wesentlichen durch die erste Komponente höherer Elastizität bestimmt werden. Aufgrund der Risse oder Brüche in der weniger elastischen Komponente behindert diese die elastischen Bewegungen der Fasern nicht bzw. weitaus geringer als bei vorbekannten elastischen Vliesmaterialien.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Faser einen oder mehrere Stränge auf, die von einer Umhüllung umgeben sind. Dabei werden der oder die Stränge von der ersten Komponente gebildet oder enthalten diese. Die Umhüllung wird von der zweiten Komponente gebildet oder enthält diese. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zweite Komponente, in diesem Fall somit die Umhüllung der Stränge Risse oder Brüche aufweist, wodurch die elastischen Eigenschaften der ersten Komponente besonders gut zum Tragen kommen.
Die Risse oder Brüche können derart ausgeführt sein, dass benachbarte Bereiche der zweiten Komponente voneinander getrennt sind. Von der Erfindung ist ebenfalls umfasst, dass die Risse bzw. Brüche nicht zu einer vollständigen Trennung der zweiten Komponente führen.
Die Fasern des Vlieses sind vorzugsweise nach einem der Ansprüche 2 bis 12 aufgebaut.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dehnvorgang nach dem Abkühlen der Fasern durchgeführt wird. Dabei werden die Fasern nach der Herstellung der Bindungen abgekühlt oder abkühlen gelassen und sodann gedehnt. Die Dehnung der Fasern kann beispielsweise im Bereich von 5 % bis 200 % liegen. Auch davon abweichende Dehnungen können geeignet sein, die gewünschten Brüche oder Risse in dem Material geringerer Elastizität hervorzurufen. Die Dehnungen dienen zur Erzeugung der gewünschten Brüche oder Risse in dem Material mit geringerer Elastizität.
Denkbar ist beispielsweise, dass die Fasern bzw. das daraus aufgebaute Vliesmaterial nach der Herstellung der Bindungspunkte zwischen den Fasern auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Sodann werden die Fasern gestreckt, so dass das Polymaterial geringerer Elastizität bricht. Der Dehnprozess kann auch bei anderen Temperaturen als Raumtemperatur durchgeführt werden. Beispielsweise ist denkbar, dass die Dehnung bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und der Erweichungstemperatur der zweiten Komponente durchgeführt wird. Auch Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur können bei der Dehnung der Fasern angewandt werden.
Zur Erhöhung der Stabilität der Bindungspunkte zwischen den Fasern kann vorgesehen sein, dass Schmelzfasern hinzugefügt werden. Das erfindungsgemäße Vliesmaterial besteht in diesem Fall nicht nur aus den wenigstens zwei Komponenten aufweisenden Fasern, sondern darüber hinaus aus Schmelzfasern.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es wird eine Zweikomponenten-Faser eingesetzt, deren Kern aus einem elastischen Polymermaterial besteht. Dieser ist von einer Umhüllung aus einem thermoplastischen Polymer, beispielsweise aus einem Polyolefin oder Polyester umgeben.
Die Faser wird erhitzt, so dass sich zwischen den thermoplastischen, die Umhüllung bildenden Polymermaterialien der Fasern Bindungsstellen ausbilden, an denen die Fasern miteinander in Verbindung stehen. Die auf diese Weise vernetzten Fasern werden bis zur Raumtemperatur abgekühlt und sodann um einen Wert im Bereich von 5 % bis 200 % in Herstellrichtung sowie quer zu dieser Richtung gedehnt. Dabei entstehen zwischen den Bindungsstellen der Fasern Risse oder Brüche in der zweiten Komponente, d.h. in der Umhüllung der Fasern. Diese Risse oder Brüche ermöglichen es, die Fasern zu dehnen, ohne dass die geringere Elastizität der zweiten Komponente dieser Bewegung oder dem Zusammenziehen der Fasern entgegensteht.
Die die äußere Umhüllung bildende Komponente aus thermoplastischen Polymer verleiht der Faser und somit dem Vlies angenehme Berührungseigenschaften und bewirkt, dass die Fasern verhältnismäßig leicht verarbeitet werden können. Die innenliegende elastische Komponente verleiht der Faser und dem Vlies eine hervorragende Elastizität.
Das Vliesmaterial der vorliegenden Erfindung lässt sich in unterschiedlichsten Bereichen verwenden. Beispiele sind der Möbel- oder der Automobilbereich sowie die Verwendung der Vliese in Matratzen.