Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Tuchprodukte, insbesondere mehrlagiger Einweg-Tuchprodukte, wie zum Beispiel von Einweg- Bodenwischtüchern.

Tuchprodukte finden in Abhängigkeit ihrer Beschaffenheit sehr vielfältigen Einsatz, insbesondere im kosmetischen und hygienischen Bereich sowie auch für zahlreiche Reinigungsanwendungen. Je nach gewünschter Anwendung, die oftmals nass bzw. feucht erfolgt, können die Tuchprodukte bereits mit einem Tränkungsmittel imprägniert und einzeln oder zu Einheiten mit einer vorbestimmten Anzahl an Tuchprodukten verpackt sein, oder sie können auch im ungetränkten Zustand verpackt sein und ggf. erst nach der Entnahme aus der Verpackung befeuchtet oder getränkt werden, sofern dies gewünscht oder erforderlich ist.

Je nach gewünschter Anwendung der Tuchprodukte umfassen diese mehrere Schichten Vliesstoff, die gleich oder unterschiedlich zusammengesetzt sein können. Im Fall von Einweg-Wischtüchern zur Reinigung von Oberflächen ist es bekannt, dass diese mehrere Schichten Vliesstoff umfassen sollten, die in der Regel unterschiedlich zusammengesetzt sind. Dies bewirkt einerseits eine hinreichende Stabilität des Wischtuchs und kann andererseits bei Schichten aus unterschiedlich zusammengesetzten Vliesstoffen bei entsprechender Wahl der Vliesstoffe gewährleisten, dass beispielsweise eine erste Schicht eine gute Flüssigkeitsaufnahme bietet, während eine zweite Schicht eine gute Flüssigkeitsabgabe bietet.

Die WO 02/36339 A2 beschreibt beispielsweise ein solches mehrschichtiges vorgetränktes Wischtuch, dessen mindestens zwei Schichten eine Mischung aus hydrophilen und hydrophoben Fasern enthalten. Das Wischtuch umfasst dabei zumindest eine Reinigungsschicht sowie eine Schicht, die als Flüssigkeitsreservoir dient.

Ein ähnlicher Ansatz für ein mehrschichtiges Einweg-Bodenwischtuch wird in der EP 1 212 478 A1 verfolgt. Eine antimikrobielle Eigenschaft wird den Bodenwischtüchern durch das Hinzufügen von vorzugsweise Silberpartikeln verliehen.

Die US 4298649 A beschreibt ein mehrschichtiges Bodenwischtuch aus mehreren Schichten Polypropylen mit unterschiedlicher Erscheinung, wobei das Bodenwischtuch Tenside enthält.

An dieser Lösung ist nachteilhaft, dass das Bodenwischtuch aufgrund des hohen Kunststoffgehaltes als Einweg-Artikel nicht umweltfreundlich ist.

Eine umweltfreundlichere Alternative wird durch die WO 2018/017597 A1 offenbart, die ein mindestens einschichtiges Einweg-Bodenwischtuch beschreibt. Die Zusammensetzung der einzelnen Schichten soll vollständig kompostier- und abbaubar sein. Ein hoher Gehalt an PLA sorgt dabei dafür, dass die einzelnen Schichten miteinander verschweißt werden können.

Die DE 10 2021 122 041 B1 beschreibt ein mehrlagiges Einweg Bodenwischtuch mit abrasivem Streifen, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die beide Cellulose enthalten und vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei auf oder in der Reinigungsschicht ein Kratzstreifen mit im Vergleich zu der restlichen Reinigungsschicht erhöhten abrasiven Eigenschaften angeordnet ist, und wobei der Kratzstreifen Hanf enthält und ebenfalls vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern besteht. Die Reinigungsschicht und die Kernschicht sowie optionale weitere Schichten sind vorzugsweise mittels Mikro-Entangling durch mittels Ultraschall erzeugter Bewegung miteinander verbunden. Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zur Herstellung mehrlagiger umweltfreundlicher Tuchprodukte bereitzustellen, das die vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vorzugsweise überwindet und sich insbesondere durch eine feste und chemikalienfreie Verbindung der einzelnen Schichten miteinander auszeichnet.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts, das mindestens eine Reinigungsschicht und eine Kernschicht umfasst, die jeweils Cellulose enthalten und/oder vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, wobei die Reinigungsschicht und die Kernschicht mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.

Optional werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich eine oder mehrere weitere Schichten, die ebenfalls vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehen, ebenfalls mittels Wasserstrahlverfestigung mit der Reinigungsschicht und/oder der Kernschicht verbunden. Eine weitere Schicht kann insbesondere eine vollständig aus Naturfasern und/oder Regeneratfasern bestehende Deckschicht sein, die auf der der Reinigungsschicht abgewandten Seite der Kernschicht durch Wasserstrahlverfestigung mit dieser verbunden wird.

Eine „Reinigungsschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht mit einer guten Flüssigkeitsabgabe. Dies ist die Schicht, die bei der Anwendung direkt die zu reinigende Oberfläche kontaktiert. Abstrakter kann die Reinigungsschicht jedoch auch als „erste Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Reinigungsschicht“ und „erste Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden.

Eine „Kernschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht mit einer guten Flüssigkeitsaufnahme, die als Speicherreservoir für Tränkungsmittel dient und dieses an die Reinigungsschicht weitergibt. Abstrakter kann die Kernschicht jedoch auch als „zweite Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Kernschicht“ und „zweite Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden. Eine „Deckschicht“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht, die als Sperrschicht fungieren kann. Diese weitere Schicht kann insbesondere auf der der Reinigungsschicht abgewandten Seite der Kernschicht angeordnet sein und bewirkt dort, dass Flüssigkeit nicht nach oben, sondern ausschließlich nach unten abgegeben wird. Die Deckschicht kann auch als „dritte Schicht“ bezeichnet werden, weshalb „Deckschicht“ und „dritte Schicht“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung synonym und austauschbar verwendet werden.

Erfindungsgemäß enthalten die Reinigungsschicht, die Kernschicht, die optionale Deckschicht sowie weitere optionale Schichten Naturfasern und/oder Regeneratfasern. Unter „Naturfasern“ werden alle Fasern natürlichen Ursprungs verstanden, die sich ohne weitere chemische Umwandlungsreaktionen direkt einsetzen lassen. „Regeneratfasern“ sind hingegen Fasern, die aus natürlich vorkommenden, nachwachsenden Rohstoffen über chemische Prozesse hergestellt werden. Wie Naturfasern bestehen jedoch auch Regeneratfasern zu 100 % aus Naturstoff.

Wasserstrahlverfestigung ist im Stand der Technik bislang ausschließlich zur Verfestigung einzelner bzw. loser Fasern bekannt, d.h. es ist bekannt, dass mittels Wasserstrahlverfestigung Vliesstoffe herstellbar sind. Es wurde nun jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung überraschend herausgefunden, dass sich mittels Wasserstrahlverfestigung auch bereits verfestigte Vliesstoffe miteinander verbinden lassen.

Unter „Vliesstoffen“ sind aus Fasern bestehende, verfestigte Stoffe gemeint, in denen die Fasern bereits eine feste Verbindung eingegangen sind. Da bei der Wasserstrahlverfestigung normalerweise ein lockerer Faser-Floor durch die Wasserstrahlen miteinander verhakt und so verfestigt wird, würde man nicht vermuten, dass die Wasserstrahlverfestigung auch zur Verbindung bereits verfestigter Vliesstoffe eingesetzt werden kann, da in diesen nicht mehr genügend lose Faserenden mehr vorliegen, die nicht bereits mit anderen Fasern verhakt sind.

Es wurde jedoch in Experimenten, in denen die Eignung von Ultraschallverfestigung, Vernadelung und Wasserstrahlverfestigung zur Verbindung von Schichten aus verfestigten Vliesstoffen untersucht wurde, gefunden, dass die Wasserstrahlverfestigung sogar die am besten geeignetste Methode ist.

Bei der Ultraschallverfestigung musste dem Problem begegnet werden, dass durch Ultraschallfrequenzen Hitze erzeugt wird, die zu einer thermischen Verbindung der Fasern führt. Allerdings führt diese Hitze bei Abwesenheit eines thermoplastischen Polymers nicht zu einem Schmelzvorgang und somit zu keiner Verbindung. Es wurde daher versucht, durch Befeuchten der Kernschicht eine bessere Verbindung zu ermöglich. Dies war jedoch nur teilweise erfolgreich, da zwar durch die eingebrachten Wassermoleküle Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den cellulosehaltigen Schichten eingegangen wurden, diese aber bei Kontakt mit einer Tränklösung wieder zusammenbrachen, sodass das Tuch seine strukturelle Integrität verloren hat.

Auch wurde versucht, die Reinigungsschicht, die Kernschicht und eine Deckschicht durch Vernadelung (Needle Punching) miteinander zu verbinden. Die Vernadelung ist ein Verfahren, bei dem Nadeln durch das Vlies gestochen werden, die die Faser von der Ober- zur Unterseite transportieren. Dadurch werden die Fasern miteinander verbunden und das Vlies wird mechanisch verfestigt. Im vorliegenden Fall hat sich jedoch herausgestellt, dass die Kernschicht durch die Vernadelung stark beschädigt wurde und Noppen auf der „Ausstichseite“ bildete. Dennoch wurden unterschiedliche Zusammensetzungen der einzelnen Vliesstoff-Schichten gewählt, die mittels Vernadelung verbunden werden sollten. Hier konnte jedoch jeweils entweder keine ausreichende Verbindung erzielt werden, oder das erhaltene Tuch wies eine äußerst schlechte Gleitfähigkeit auf, weshalb es für die Reinigung von Oberflächen und insbesondere für Bodenwischtücher völlig ungeeignet war.

Mit Wasserstrahlverfestigung hingegen konnten auch zwischen den bereits stark verfestigten Vliesstoffen, aus denen die einzelnen Schichten bestanden, exzellente Verbindungen mit hoher Belastbarkeit und Stabilität, auch in Kontakt mit Tränkungsmitteln, hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Tuchprodukts zeichnet sich daher dadurch aus, dass die Reinigungsschicht und die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten, insbesondere die Deckschicht, hergestellt werden, indem für jede dieser Schichten unabhängig voneinander die Fasern, aus denen diese besteht, zu einem Vliesstoff verarbeitet, d.h. verfestigt, werden und so die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten jeweils als separater Vliesstoff erhalten werden, und wobei die auf diese Weise erhaltenen (verfestigten) Vliesstoffe, bei denen es sich um die Reinigungsschicht, die Kernschicht sowie optional eine oder mehrere weitere Schichten, insbesondere die Deckschicht, handelt, danach mittels Wasserstrahlverfestigung miteinander verbunden werden.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Verbindung der Fasern, die die Reinigungsschicht, die Kernschicht und/oder die weitere Schicht enthalten, zu einem Vliesstoff durch Herstellungstechnologien, die zur „Web formation“-Technologie oder zur „Web bonding“- Technologie gehören. Bevorzugte zur „Web formation“-Technologie gehörende Verfahren sind dabei Kardieren, Airlaid-Verfahren, Wetlaid-Verfahren, Meltblown-Verfahrenund Spunlaid-Verfahren . Bevorzugte zur „Web bonding“-Technologie gehörende Verfahren sind hingegen Kalandrierung, Wasserstrahlverfestigung (Hydroentanglement, spunlace), Vernadelung (Needle punch) sowie Air through Bonding.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reinigungsschicht hergestellt, indem Hanffasern und Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden/verfestigt werden, wobei der Anteil an Hanffasern vorzugsweise gleich groß wie oder größer ist als der Anteil an Viskosefasern. Vorteilhafterweise beträgt der Anteil an Hanffasern etwa 50-70 Gew.-% und der Anteil an Viskosefasern etwa 30-50 Gew.-%. Ein bevorzugtes Flächengewicht der Reinigungsschicht beträgt 40-60 g/m ² und besonders bevorzugt 50 g/m ² .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kernschicht hergestellt, indem Cellulosefasern, Lyocellfasern und/oder Pulp optional mit einem biobasierten Bindemittel und/oder weiteren Pflanzenfasern zu einem Vliesstoff verbunden/verfestigt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass als Kernschicht ausschließlich Cellulosefasern in Gegenwart eines biobasierten Bindemittels durch ein Airlaid-Verfahren zu einem Vliesstoff verfestigt werden. Dieser weist insbesondere ein Flächengewicht von ca. 120-140 g/m ² auf. Alternativ ist es z.B. auch möglich, dass in einem Wetlaid-Verfahren Pulp und Lyocellfasern zu einem Vliesstoff verfestigt werden, wobei der Anteil an Pulp insbesondere bei 65-85 Gew.-% liegt und der Anteil an Lyocellfasern entsprechend bei 15-35 Gew.-% liegt. Kernschichten aus Pulp/Lyocell weisen vorzugsweise ein Flächengewicht von ca. 50-70 g/m ² auf. Alternativ ist es z.B. auch möglich, dass weitere Pflanzenfasern zur Herstellung der Kernschicht verwendet werden. Insbesondere betrifft dies auch Hanffasern, die jedoch auch zu den bereits erwähnten Cellulosefasern zählen.

Optional wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zu der Reinigungsschicht und der Kernschicht noch eine weitere ausschließlich aus Viskosefasern bestehende Schicht hergestellt, indem die Viskosefasern zu einem Vliesstoff verbunden werden. Diese Schicht fungiert vorzugsweise als Deckschicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.- %): Deckschicht: 100 % Viskose

Reinigungsschicht: 70 % Hanf / 30 % Viskose

Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):

Deckschicht: 100 % Viskose

Reinigungsschicht: 70 % Hanf / 30 % Viskose

Kernschicht: 80 % Pulp, 20 % Lyocell

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):

Deckschicht: 100 % Viskose

Reinigungsschicht: 100 % CAC (Carded/Airlaid/Carded)-Cellulose

Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):

Deckschicht: 100 % Viskose

Reinigungsschicht: 50 % Hanf, 50 % Viskose

Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Vliesstoff-Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gew.-%):

Deckschicht: 100 % Viskose

Reinigungsschicht: 100 % Viskose

Kernschicht: 100 % Airlaid-Cellulose, biobasiertes Bindemittel

Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang, dass auch Ausführungsformen mit 100%

Cellulose bzw. Viskose in der Reinigungsschicht eine hervorragende Gleitfähigkeit des Tuchprodukts bewirken, sofern dieses eine 3D-Prägung aufweist. Ohne Prägung war es bislang für eine ausreichende Gleitfähigkeit stets erforderlich, dass Hanf in der Reinigungs- schicht enthalten ist. Es wurde jedoch gefunden, dass eine Reinigungsschicht aus reiner Cellulose bzw. Viskose eine mindestens gleichwertige Gleitfähigkeit zeigt, wenn das Tuchprodukt eine Prägung aufweist.

Vorzugsweise erfolgt die Wasserstrahlverfestigung der Reinigungsschicht mit der Kernschicht und optional einer oder mehreren weiteren Schichten in einer Vorrichtung, die mindestens zwei Trommeln aufweist, in denen die zu verbindenden Schichten mit Wasserstrahlen behandelt werden, wobei die Wasserstrahlen in der ersten Trommel mit einem geringeren Druck auf die zu verbindenden Schichten treffen als in der zweiten Trommel.

Bevorzugt treten dabei die Wasserstrahlen in der ersten Trommel aus mehreren Düsenstreifen aus, wobei jeder Düsenstreifen in der ersten Trommel mehrere Düsen umfasst, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 10 und 80 bar liegen. Vorzugsweise gibt es in der ersten Trommel drei Düsenstreifen, wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des ersten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 10 bis 30 bar liegt, wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des zweiten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 30 bis 60 bar liegt, und wobei der Druck, mit dem die Wasserstrahlen aus den Düsen des dritten Düsenstreifens austreten, bevorzugt bei 60 bis 80 bar liegt.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Wasserstrahlen in der zweiten Trommel aus mehreren Düsenstreifen austreten, wobei jeder Düsenstreifen in der zweiten Trommel mehrere Düsen umfasst, wobei die Wasserstrahlen aus jeder zu demselben Düsenstreifen gehörenden Düse mit dem gleichen Druck austreten und wobei die Drücke der Wasserstrahlen, die aus zu unterschiedlichen Düsenstreifen gehörenden Düsen austreten, gleich oder unterschiedlich sein können und jeweils zwischen 30 und 100 bar liegen, vorzugsweise zwischen 60 und 100 bar, noch bevorzugter zwischen 90 und 100 bar.

Optional weist die zweite Trommel eine Noppenstruktur, insbesondere eine 2D- Noppenstruktur auf, um eine Prägung des Tuchprodukts zu erzielen, die eine verbesserte Gleitfähigkeit bewirkt.

Infolge der Wasserstrahlverfestigung der Reinigungsschicht, der Kernschicht sowie optional einer oder mehrerer weiterer Schichten werden diese miteinander verbunden und das mehrlagige Tuchprodukt wird erhalten. Dieses wird optional anschließend bei Temperaturen oberhalb von 150 °C, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 170 °C und besonders bevorzugt bei Temperaturen zwischen 175 und 200 °C getrocknet. Der Trocknungsschritt erfolgt vorzugsweise in einem Mehrtrommel-Trockner, in dem das mehrlagige Tuchprodukt nicht nur getrocknet, sondern auch gepresst wird. Alternativ oder zusätzlich zu der vorgenannten Trocknung bei Temperaturen oberhalb von 150 °C kann der Trocknungsschritt auch die Anwendung von Ultraschall auf das Tuchprodukt beinhalten, das dabei durch die entstehende Bewegungsenergie getrocknet wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Beispielen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.