Verfahren zur Herstellung eines ungewebten textilen Flächengebildes
Die vorlieg nde Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines ungewebten textilen Flä- chengebildes, das in gleicher Richtung liegende, synthetische oder halbsynthetische Endlosfäden mit unregel- mässigen Windungen und Schleifen enthält und auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Flächengebilde.
Das en6tehende textile Flächengebilde soll dabei für die Textilindustrie, so als Stoff für Bekleidungwn, Decken, Windeln usw., in Betracht kommen.
Es ist schon ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem aus einer Mehrzahl von gestaffelt h,intereinan- der angeordneten Düsen Fadenstränge über Antriebsrollen vertikal nach unten gezogen und dann auf ein horizontales Förderband abgelegt werden, dessen Ge- schwindigkeit kleiner ist als die Geschwindigkeit der Fadenstränge.
Dadurch entsteht auf dem Förderband ein Flächengebilde, das Endlosfäden mit unregelmässigen Windungen und Schleifen enthält. Bei diesem bekanten Verfahren werden also mehrere von verschiedenen Quellen herkommende Fädenstänge oder -bündel aneinantler- gereiht, um ein textiles Flächengebilde au bilde Es ist klar, dass damit, abgesehen davon, dass eine Mehrzahl von Düsen und zugehörigen Vorschubmitteln- benöSgt werden, kein Produkt gleichmässiger Dicke und Ausbildung entsteht.
Als Vorschubmittel, um die Fadenbündel einzeln auf das Förderband zu bringen, können beim bekannten Verfahren anstelle von Rollen auch Luft- oder Flüssigkeitsstrahien benützt werden.
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden Fade nstränge von nebeneinander angeordneten Abgabe vorrichtungen abgezogen und in unregelmässigen Winw zungen auf ein Förderband zur Bildung eines Fläehen- gebildes nebeneinander abgelegt. Dieses Verfahren ent- spricht grundsätzlich dem erstgenannten Verfahren und weist ähnliche Nachteile auf.
Die vorliegende Erfindung will diese Nachteile vermeiden und ein Verfahren schaffen, mit welchem unter Verwendung einer möglichst einfachen Vorrichtung ein Flächengebilde der eingangs beschtrielben Art geschaf- fen wird, das eine gleichmässige Dicke und Ausbildung aufweist.
Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass man ein Werg aus synthetischen oder halbsynthetischen Endlosfäden in einem fortlaufenden Arbeitsgang einer durch eine Kammer strömenden Flüssigkeit in Strömun,gsrichtung dieser Flüssigkeit zuführt und in die ser unter Spannung hält, dass man auf das Werg diver- gierende Flüssigkeitskräfte derart einwirken lässt, dass das Werg zu einem dünnen Flächengebilde ausgebreitet wird und dass man dieses Flächengebilde anschliessend in Längsrichtung verdichtet,
um die Fäden zur Bildung von Windungen und Schleifen zu veranlassen und d.as erhaltene Flächengebilde mit einem Bindemittel bindet und/oder zu einem mehrschichtigen Gebilde zusammenklebt.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird hier nur ein einziger, von einer Quelle herrührender Faden strang benutzt, der mittels eines Flüssigkeitsstromes auseinandergezogen und gleichmässig verteilt wird, um das Flächengebilde zu bilden.
Derart hergestellte aFlächengebilde, deren unregelmässige Windungen und Schleifen aufweisende synthetische oder halbsynthetische Endlosfäden sich auf den Windungen und Schleifen ,benachibar+uer Fäden überlappen und welche ein Bindemittel enthalten, das zum Teil als bezug auf wenters einem Teil der Fäden und zum Teil in den Zwischenräumen zwischen den Fäden vorhanden ist, besitzen eine im wesenIichen gleichinässige Dichte und gleichmässige Deck -Eigen- schalten, d. h.
sie sind frei von Löchern oder dicken Stellen
Im wesentlichen liegen alle Fäden in derselben allgemeinen Richtung 9, und die ungewebten Einzelschichten besitzen eine beträchtliche Festigkeit in der Richtung, in der die Fäden liegen. Es können sbarke mehrschichtige Flächengebilde daraus hergestellt werden durch Auf einandeegen einer Anzahl dieser Sch,ichten, gewöhnlich im Winkel zueinander und mit Zusatz einer geringen Menge eines Klebstoffes, um die Schichten zusammenzuhalten.
Die aus solchen Schichten zusammengestellten erfindungsgemässen Flächengebilde haben Festiigkeits- und WeichheilLseigenschXaftqen, die nicht unmittelbar voneinander abhängig sind.
Der nachfolgend benutzte Ausdruck zVIieso bezeichnet eine dünne lockere Faserschicht unbestimmter Länge im Unterschied zu Bändern oder dergleichen, die eine beträchtlichse Dicke aufweisen.
So ist z. B. bei bekannten ungewebtien Flächengebilden mit Fasern von Stapellänge, d. h. kurzen Fasern. das unverklebte Vlies sehr weich und schwach. Wird ein Binidemiiitel verwendet, um die Fasern von Stapellänge im Vlies zusammenzuhalten, so erhält das Vlies durch den Zusatz zwar höhere Festigkeit, doch wird es auch rauher und steifer. Je mehr Klebstoff im allge- meinen verwendet wird, um so stärker und auch um so rauher und steifer ist das erhaltene Flächengebilde.
Bei mehrschichtigen Ausführungsformen des erfin dlungsgemässen Flächengebildes dient zwischen den Schichten liegendes Bindemittel -,unabhängig davon, ob auch die einzelnen Schichten ein Bindemittel enthalten nicht zum Verbinden der Fasern benachblarter Schichten, sondern zum Zusammenhalten der Schichten als solchen.
Mit verhältnismässig wenig Bindemittel können starke mehrschichtige Flächengebilde erzeugt werden, die ebenso schmielgsam sind wie deren einzelne aus ,gleich- gerichteten Textilfäden bestehenden Schichten.
Die Festigkeit dieser Einzel schichten hängt mehr von der Festigkeit der verwendeten Fäden als vom Rei bungsschluss Ider Fäden und der Menge des Bindemittels ab. Dies steht im Gegensatz zu einem Wirrfaservlies aus Stapelfasern, dessen Festigkeit weniger von derjenigen der Fasern und mehr von der reibenden Verbindung der Fasern und der Menge des angewandten Klebstoffes abhängt.
Die Weichheitsleigenschlaften der aus solchen Einzelschichten hergestellten Flächengebilde unterscheiden sich von denen bekannter lungewebter Flächengebilde aus Fasern von Stapellänge, da die Weichheit der Einzelschichten das Ergebnis der Fadenoberfläche ist, während in den bekannten Stoffen mit kurzen Fasern die Weichheit das Ergebnis lockerer Faserenden ist, td. h. von Faserenden, die nicht durch Klebstoff gehalten wenden.
Die grosse Oberfläche, frei von Klebstoff ,und Faser enden, verleiht den Einzelschichten der Flächengebilde gemäss der Erfindung eine kühe, glatte, seidelnähnliche Weichheit.
Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den beigefügten Z-l chaungen beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf enn -ungewebties einheitliches Vliles gemäss der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht an der Linie 2-2 gemäss Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Stoff, hergestellt aus einem einheitlichen Vlies gemäss der Erfindung.
Fig. 4 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht an der Linie 44 gemäss Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen anderen Stoff, hergestellt aus einem ungewebten einheitlichen Vlies der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung bestilmmter Verfahrenssbufen im Verflah- ren gemäss der Erfindung.
Fig. 7 ist ein Seitenriss der Vorrichtung gemäss Fig. 6.
Fig. 8 ist ein Mikrophotogramm eines typischen ungewebten Vlieses der vorliegenden Erfindung mit einer Vergrösserung von nahezu 20 :1.
Fig. 9 ist ein Mikrophotogramm eines anderen ungewebten Vlieses der vorliegenden Erfindung mit einer Vergrösserung von nahezu 20 : 1, und
Fig. 10 ist ein Mikrophotogramm eines weiteren ungewebten Vlieses der vorliegenden Erfindung mit einer Vergrösserung von nahezu 20: 1.
In Fig. 1 ist ein ungewebter ieinheitliches Vlies 21 gemäss der Erfindung dargestellt. Das Vlies enthält einzelne Fäden 22, von denen jeder sich im einem gewundenen Zustand befindet lund deren Windungen in Richtung der Länge des Vlieses verlaufen. Die mit Schleifen versehenen oder verknoteten Fäden greifen übereinander und sind mit! schleifenartigen oder verknoteten Teilen angrenzender Fäden verbunden. Jeder einzelne Faden im Vlies ist mindestens so lang wie die Länge des gebildeten Vlieses. Das Vlies ist sehr dünn, wobei die Fäden 22 verhältnismässig gleichmässig durch die Breite des Vlieses gemäss Fig. 2 verteilt sind.
In Fig. 3 ist ein Stoff 23 aus zwei übereinandergelegten Vliesen der Erfindung dargestellt. Das erste Vlies 24 enthält einzelne Fäden 25, deren Windungen in Richtung der Länge des her,ges.ellten Stoffes liegen.
Die Länge jedes einzelnen Fadens in seinem gewundenen Zustand ist gleich der Länge des gebildeten Vlieses.
Ein zweites Vlies 26 mit einzelnen Fäden 27, die in unregelmässigen Windungen liegen, wird mit dem vorgenannten Vlies so aufeinandergeschichtet, dass die Fäden im zweiten Vlies zur Breite des Stoffes verlaufen.
Die Länge der Fäden in diesem Vlies in ihren Windun- gen ist nahezu gleich der Breite des Stoffes. Die beiden Vliese werden durch ein Bindemittel 28 ausammengehalten, das in geeigneter Weise angewendet wird, z. B. in einem Muster aus parallelen Linien, die in einem Winkel von etwa 450 zur Länge des Stoffes verlaufen.
In Fig. 5 list ein anderer Stoff 29 aus einem ungewebten einheitlichen Vlies 30 der Erfindung und einem daraufgeschichteten Faservlies 32 aus beliebig angeordneten Stapelfiasern dargestellt. Im Vlies 30 liegen die kontinuierlichen Fäden 31 in Windungen, die in Richtung der Länge des Stoffes verlaufen. Jeder Faden 31 ist mindestens so lang wie die Länge des Stoffes und besitzt schleifenartige Teile, die übereinandergreifen und mit schleifenartigen Teilen angreitzender Fäden in Verbindung stehen.
Die beiden Vliese werden zusammengehalten durch ein Klebstoffbindemittel 33, das in irgendeiner geeigneten Weise angewendet werden kann, beispielsweise in Form eines Musters von Punkten, wie es dargestellt ist. Die Festigkeit dieses Stoffes ist viel grösser in Längsnchtung als in Querrichtung 9, und die Weichheit oder das Sichanfühlen > ist auf jeder Seite anders. Die Seite mit den kontinuierlichen Fäden besitzt eine seidenartige Weichheit, und die Seite mit den beliebig angeordneten Fasern von Stapellänge hat eine florähniiche oder flanellähnliche Weichheit.
Diese Vliese gemäss der Erfindung können aus irgendwelchen bekannten synthetischen oder halbsynthe- tischen Fäden hergestellt werden. Darunter fallen z. B. solche aus ViskosevReyon, Cuprammonium-Reyon, Athylcellulose und Celluloseacetat; Polyamiden, d. h.
Nylon; Polyestern, d. h. zDacrona; Acrylpolymerisaten, d. h. zOrlons, aAcrillant und zDynela; Polyolefinen, d. h. Polyäthylen, Polypropylen; Polyvinylidenchlorid, d. h. Saran > ; Polyvinylchlorid, Polyurethanen usw.
Diese Fäden können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Das Gewicht der Vliese gemäss der Erfindung liegt in einem Bereich von etwa 1,95 bis 15,6 g/m2 und zweckmässig znv,ischen 2,7 bis 7,8 g/m2.
Der Titer der Fäden ur Herstellung der Vliese gemäss der Erfindung liegt im Bereich zwischen etwa
1 Denier bzw. etw s wentger, bis etwa 10 Denier.
Zweckmässig haben die Fäden einen Titer im Bereich von etwa 1,5 bis 6 Denier. So haben z. B. Viskose Reyon-Fäden einen Titer von etwa 1,5 bis 3 Denier und rufen ausgezeichnete Ergebnisse bei der Herstellung der Stoffe gemäss der Erfindung hervor.
Fäden mit einem Titer oberhalb des angegebenen Bereichs s'ind steif und fest und liegen nicht in unregelmässigen Windungen gleichmässig im Vlies verteilt. Die aus Vliesen mit Fäden mit einem solch hohen Titer hergestellten Stoffe führen zu Textilstoffen, die nicht in Falten gelegt werden können und die keine seiden ähnliche Weichheit aufweisen, wie es hier ausgeführt wurde, sondern sind steif und rauh.
Bei der Herstellung der Stoffe gemäss der vorliegenden Erfindung wird gemäss den Fig. 6 und 7 ein Bündel 40 aus kontinuierlichen Fäden 41 ohne eine bestimmte Zwirnung (Werg) kontinuierlich durch ein Paar Walzen 42 mit Spalt in eine öffnung 43 einer Kammer 44 mit fliessender Flüssigkeit zugeführt. Das Werg und die Flüssigkeit bewegen sich in Iderselben Richtung, aber die GeschwindliEgkeit des Wergs ist geringer als diejenige der Flüssigkeit; die Zugkraft der Flüssigkeit in bezug auf das sich langsamer bewegende Werg zieht' das Werg durch die Kammer.
Die Querschnittsform der Kammer iist rechtwilnklig an dem Ende, an dem das Werg eintritt. Die Seiten der Kammer gehen auseinander vom Zuführungsende nach dem A'ustrittsende, während die Oberseite und die Unterseite der Kammer vom Zuführungsende zum Austrittsende zusammenlaufen, so dass die rechteckige Form erweitert und abgeflacht wird zur Bildung eines Schlitzes 45 am Austrittsende wider Kammer. Das Aus einandergehen und Zusammengehen der Wände ist so, dass der Bereich der Kammer im wesentlichen im Hinblick auf die Länge der Kammer konstant bleibt oder leicht in Abflussrichtung abnimmt.
Die Flüssigkeit tritt durch eine Öffnung in die Kam- mer am selben Ende Ider Kammer ein, an dem das Werg eintritt, zweckmässig bei 46. Beim Eintreten trifft die Flüssigkeit auf ein Staublech 47, damit ein stärkeres Zerreissen des Wergs vermieden wird. Die Flüssigkeit fliesst kontinuierlich durch die Kammer mit einer b schwindigkeit, tdie grösser ist als die Geschwindigkeit, mit der das Werg durch die Kammer läuft, und hält so das Werg unter Spannung Sbeim Durchgang durch die Kammer. Wenn das Werg in Sdie Kammer eintritt, entwirrt die fliessende Flüssigkeit das Werg und trennt die kontinuierlichen Fäden auf zu einem flachen Band.
Das flache Band wird kontinuierlich getrennt end beim Durchtritt durch die Kammer zum Austrittsende in die Breite gezogen. Das Werg wird durch die Scherkraft getrennt, die durch die Flüssigkeit auf das Werg aus- geübt wird. Diese Kraft wirkt in derselben Richtung wie die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, und da, wo die Wände und der Strom auseinandergehend verlaufen, hat die Kraft eine Scherkraftkomponente, die senkrecht zur M,ittelliinie der Kammer verläuft. Diese senkrechte Kraftkomponente breitet das Werg ,beim Durchgang durch die Kammer aus.
Am Austrittsende der Kammer hat das Band die Form eines Vlies 48 aus kontinuierlichen Fäden, und das Vlies wird auf ein kontinuierliches Dnahtsielb 49 gebracht.
Die Oberseite des Drahtnetzes verläuft von der Walze 50 in der Nähe der Kammer zur Walze 51 in etwas weiterem Abstand von der Kammer, und die Unterseite verläuft von der Walze 51 zur Walze 50.
Wenn das ausgebreitete Werg das Sieb berührt, das sich langsamer bewegt als das Werg, wird die Spannung herabgesetzt. Die einzelnen Fäden nehmen einen un regelmässig gewundenen Verlauf flauf Idem Sieb an, bilden schleifenartige Teile in den einzelnen Fäden, die übereinander liegen und sich mit schleifenartigen Teilen der angrenzenden Fäden verbinden.
Das Sieb mit dem darauf lausgebreiteten Werg (Vlies) läuft über eine Saugvorrichtung 52 zum Abziehen der tFlüssigkeit. Das Vlies und dlas Sieb laufen dann zu einem Heisslufttrockner 53, wo,das Vlies aus kontinuierlichen Fäden getrocknet wird. Die unregel- mässig gewundenen Formen der kontinuierlichen Fäden erzeugen Teile von Fäden, die sich überlappen und in treibender Verbindung mit Teilen angrenzender Fäden stehen und bilden so ein einheitliches Vlies.
Das getrocknete einheitliche Vlies 54 kann dann geschichtet werden mit gekrempelten, durch Luftschichtung erzeugten oder anderen ungewebten Faservliesen oder mit anderen ausgebreiteten Wergvliesen zur Herstellung eines Stoffes gemäss der Erfindung.
Die Art der verwendeten Flüssigkeit zur Auslbrei- tung des Wergs ist verhältnismässig unwichtig, Hauptsache ist nur, dass die Flüssigkeit keine nachteiligen Wirkungen auf die Fäden ausübt. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der Sicherheit und der leichten Handhabung wird am besten Wasser zur Ausbreitung des Wergs gemäss dem Verfahren der Erfindung verwendet.
Die wichtigeren Variablen bei der Ausbreitung des Wergs gaus Fäden mit feinem Denier nach dem Verfahren der Erfindung bestehen in der Art des Flüssigkeitsstromes, dem Zustand der Flüssigkeitsschicht an den ausein-'anderstrebenden Wänden der Kammer und der relativen Geschwindigkeit des Wergs in der Flüssigkeit.
Der Flüssigkeitsstrom in der Kammer 44 kann entweder ilaminar oder turbulent sein. Der Strom wird hauptsächlich durch die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Kammer und durch die Form der Kammer gesteuert.
Die Flüssigkeitsschicht an den Wänden der Kammer hat Fliesseigenschaften, die nicht nachteilig einwirken auf die gewünschte A'usbreitung des Wergs. Meistens besitzt die Fliissigieit ein Minimum an Turbulenz, d. h. dis B1dung von Wirbeln oder Strudeln an den Seitenwänden wird auf einem Minimum halten. Der Zustand der Flüssigkeitsschicht an den Seitenwänden wird dadurch gesteuert, dass man den Winkel des Auseinanderstrebens dieser Wände auf weniger als 100 hält oder durch Anbringen von Prall- oder Leitwänden an den Wänden zum Ausgleich des Flüssigkeitsdrucks innerhalb der Kammer.
Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit in der Kammer ist grösser als die Geschwindikeit des Wergs beim Durch gang durch die Kammer, um ,dlas Werg unter Spannung zu halten und der Flüssigkeit die Einwitloung auf das Weng zu gestatten, um es zu einem Vlies auszubreiten.
Befriedigende Ergebnisse erhält man mit Wassergeschwindigkeiten im Bereich von etwa 2,5 bis 25 cm/sec und etwas höher. Wenn die Flüssigkeitsgeschwindigkeit über den angegebenen Bereich hinaus erhöht wird, neh- men die Probleme der Verhinderung von Geschwiawdig- keitsschwankungen und der Bildung von Wirbeln an den Kammerwandungen zu. Dies kann herabgesetzt werden durch Verminderung des Querschnittsbereich6 der Kammer und damit durch Erhöhung der Geschwindlig- keit in Abflussrichtung zur Erzeugung eins günstigen Druckgefälles, das die Stabilität des Stromes steigert und eine Trennung des Stromes verhindert.
Geschwindi!gkeitsschwanklungen können auch dadurch herabgesetzt werden, dass man den Abstand zwi- schen den zusammenstrebenden Wänden der Kammer so gering wie möglich hält; Die Breite der Kammer am Abflussende soll nahezu dieselbe sein wie dtie Breite des Vlieses. Die Kammerhöhe an dieser Stelle soll ganz gering sein und in der Grössenordnung von 1,6 mm oder weniger liegen, um eine gleichmässige Verteilung der Fäden innerhalb des Vlieses zu gewährleisten.
Wenn das. Werg in Vliesform ausgebreitet ist, wird es der sich langsamer bewegenden Verdichtungsfläche des Drahtsiebes ausgesetzt. Der Unterschied in der Ge schwtbdligkeib zwischen dem Werg und dem Drahtsieh kann in weiten Grenzen variiert werden, um den Fäden zahlreiche unregelmäBilge Windungen zu verleihen. Der Geschwindigkeitsunterschied bewirkt auch die Grösse der Windungen der einzelnen Fäden im Vlies. Unterschiede in der Geschwindigkeit des Wergs und der Gg schwindigkeit des Siebs im Bereich zwischen etwa
1,05: 1 bis 2 : 1 und noch höher führen zu befriedigenden Ergebnissen.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird das Werg mit einem Durchmesser von 0,8 bis zu 25,4 mm oder mehr mit etwa 5 000 bis 60 000 Fäden oder mehr zu dünnen, lockeren Vliesen mit Gewichten ausgebreitet, die zwischen 1,95 bis etwa 15,6 g/mê oder mehr liegen.
In den Fig. 8, 9 und 10 sind Teile typischer ungewebter einheitlicher Vliese dargestellt, die durch Ausbereitung von Wergaaus kontinuierlichen Fäden hergestellt wurden. Die Vliese enthalten einzelne Fäden mit unregelmässigen Windungen und Schleifen, die sich überlappen und reibend miteinander an den schleifenartigen Faserteiien angrenzender Fäden verbunden sind. Die Fäden erstreckte sich von einem Ende des Vlieses zum gegenüberliegenden Ende und besitzen zeine Faserenden auf der Stoffoherfläche und die so gebildete Fadenoberfläche erzeugt eine kühle, seidenartige Weichheit im Vlies.
Der Grad an Faserschleifen ,der angrenzenden Fäden variiert in den Fig. 8, 9 -und 10 und sstabhänlgig vom Grad der Verdichtung, der vorherrscht, und das Vlies aus ausgebreiteten Fäden aus dem Ausbreiiungsprozess herausgenommen wird, d. h. dem Unterschield in der Geschwindigkeit zwischen dem ausgebreiteten Werg und dem Siab, welches das ausgebreitete Werg aus der ausbreitenden Flüssigkeit aufnimmt. Der Stoff in Fig. 9 zeigt die Wirkung des geringsten Geschwindigkeitsunter schildes und derjenige von Fig. 8 des höchsten Ge ischwindigkeitsunterschiedes der drei Figuren.
Die Erfindung wird nun weiter in ihren Einzelheiten durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, in denen die Prozentangaben Gewichtsprozente bedeuten, wenn nicht etwas anderes angegeben ist.
Beispiele
1. Ein Viskose-Reyon-Werg von nahezu 2,4 mm im Durchmesser, mit einem Titer von 6 000 Denier und 2934 einzelnen kontinuierlichen Fäden von etwa 2 Denier pro Faden wird durch ein Paar Walzen der Aus breitungskammer mit einer Geschwindigkeit von etwa
20,6 cm/sec zugeführt. Die Ausbreitungskammer ist 72,4 cm lang. Die Querschnittsdimensionen am Zufüh rungsende betragen 1,8 cm Breite und 1,27 cm Höhe und am Austrittsende 15,24 cm Breite und 0,16 cm Höhe.
Der Querschnittsbereich ist im wesentlichen über die ganze Länge der Kammer konstant. Ein Flüssigkeitsstrom wird in der Kammer durch eine Röhre an der Unterseite der Kammer in der Nähe des Zuführunss- endes, wie es in Fig. 7 angedeutet ist, zugeführt. Eine Prallwand wird verwendet, um das Wasser nach vorn in die Kammer abzulenken, wenn es durch diese Röhre eintritt, wie dks angezeigt ist. Die Wassergeschwindig- keit durch die Kammer beträgt nahezu 200,7 cm/sec.
Das Werg geht durch die Eintrittsöffnung in die Kammer lunld der Wasserstrom zieht das Werg durch die Kammer hindurch. Auseinanderstrebende Wasserströme sorgen dafür, dass die Fäden in einem fächerförmigen Muster ausgebreitet werden. Das Werg wird vom Austrittsende als eine im wesentllichen gleichmässige Schicht aus kontinulierlfichen Fäden in einer Breite von 15,24 cm entfernt.
Diese Fäden werden auf ein Drahtsieb geführt, das über eine Saugvorrichtung läuft Das Sieb bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 19,6 cmisec. Die Absa,ugvorrichtung entfernt das Wasser aus der Schicht aus kontinuierlichen Fäden und die geringere Geschwin- digkeit des Drahtnetzes sorgt dafür, dass die einzelnen Fäden in einen unregelmässig gewundenen Zustand und im schleifenaflige Faserteile gebracht werden, die sich überlappen lund mit anderen schleifenartigen Teilen angrenzender Fäden in Verbindung treten.
Die Schicht auf dem Sieb wird mit einer nahezu I S; igen Polyvinylalkohollösung besprüht und über eine zweite Absaugvorrichtung geführt, um noch mehr Wasser aus der Schicht zu entfernen. Die Schicht wird dann unter einen Heisslufttrockner gebracht, um den Rest des Wassers zu entfernen, und anschliessend wird die trokkene Schicht zu einer Rolle aufgewickelt. Das ungewebte einheitliche Ausgangsvlies ist nahezu 15,24 cm breit und wiegt nahezu 4,4 g/me.
2. Es wird ein Ausgangsvlies aus kontinuierlichen Fäden laus Viskose-Reyon mit 2 Denier hergestellt, wie es in Beispiel 1 angegeben ist. Das Vlies ist nahezu
15,24 cm breit aund wiegt 6,2 g/me. Dieses Vlies wird zur Herstellung eines Stoffes verwendet, indem man zwei Lagen des Vlieses in einem Winkel zwischen zwei andere Lagen des Vlieses legt und so ein vier sohichtiges Gebilde formt. Die Fäden der äusseren Schichten verlaufen der Länge nach, während die Fäden in einer der inneren Schichten 600 iim Uhrzeilger- sinn in bezug auf die Länge und die Fäden in der anderen inneren Schicht 600 im Gegenuhrzeigersinn in bezug auf die Länge liegen.
Das vierschichtige Gebilde wird durch ein Viskosebindemittel zusammengehalten, das in einem Muster aus sechs Linien auf 2,54 cm angewendet wird, wobei die Linien im Winkel von 450 zur Länge des Stoffes verlaufen. Das Endgewicht des Stoffes beträgt 26,5 g/mê, wovon 1,6 g/m- Blinudemittel sind und 24,9 g/m2 aus kontinuierlichen Fäden bestehen.
Die Festigkeit des Stoffes wird bestimmt, indem man ein Stück von 2,54 X 15,24 cm entnimmt und dieses zwischen die Backen eines bekannten eConstant- Rate-of-Elongation -Prüfgeräts, wie es beispielsweise durch die Insco Corporation, in den Handel gebracht wird, legt. Die Backen leder Maschine sind
10,16 cm lause,inandtr und nachdem die Probe zwischen die Backen eingeklemmt worden ist, werden diese mit einer Geschwindigkeft von 10,16 cm pro Minute aus einandergezogen, wbis der Stoff reisst. Wenn die Probe reisst, wird die Zähfestigkeit des Stoffes registriert.
Fünf Proben von 15,24 cm Länge, die in Maschinenrichtung des Stoffes verlaufen, d. h. in der Länge des Stoffes, und fünf Proben von 15,24 cm Länge, die in Querrichtung des Stoffes verlaufen, dl. h. in der Breite des Stoffes, werden geprüft. Die Endfestilgkeit in Maschinen- und Querrichtung werden dann bestimmt, indem man den Durchschnitt der füinf Proben ermittelt.
Die Maschinenrichtung-Zähfestigkeit des Stoffes dieser Probe wird bestimmt mit 0,38 kg/cm auf 7,8 g/mê und die Querrichtung-Zähfestigkeit wird bestimmt mit 0,3 kg/cm auf 7,8 g/m2.
Die Weichheit dieses Stoffes wird nach zwei unterschiedlichen Massnahmen wie folgt bestimmt:
Die Biegefestigkeit (Widerstand) des Stoffes wird bestimmt durch Ausschneiden einer Probe von 21,6 cm im Quadrat aus dem Stoff und Prüfung derselben auf einem Thwling-Alibert Handle-O-Meter -Prüfgerät. In diesem Gerät biegt eine Metallstange den Stoff und der Widerstand zur Biegung wird in Milliampere bestimmt, die umgewandelt und in einem Weichhleitsa-Diagramm nach bekannten Verfahren niedergelegt werden. Wenn das Diagramm einen Anstieg zeigt, nimmt die Weichheit oder Geschmeidigkeit zu.
Die ,d,urchschnittliche Ge schmeidigkeit des Stoffes wird in dieser Maschine mit etwa 86 bestimmt.
Es wird auch die kombinierte Oberflächenweichheit und Geschmeidigkeit fades Stoffes bestimmt, indem m'an eine Probe von 15,24 X 17,78 cm wahllos aus dem Stoff herausschneidet. Die Probe wird in einem Trichter hinuntergeschoben, dessen grosses Ende 6,7 cm im Durchmesser lund dessen kleines Ende 2,24 cm im Durchmesser ist. Die Seiten des Trichters laufen nach innen zur Mitte des Trichters zu und haben einen Biegungsradius von 2,24 cm. Das kleine Ende des Trichters bildet ein Stück mit einem Zylinder von 2,24 cm im Durchmesser und 9,22 cm Länge. Die Probe wird im Trichter nach unten durch den Zylinder mit Hilfe einer vertikalen Sonde geschoben. Un- ten an der Sonde ist ein kugelartiger Ball von 1,6 cm Durchmesser.
Der Oberteil der Sonde ist an einem freitragenden Wagebalken System befestigt. Die Bewegung Vlieses Wagebalkens wird auf elektronischem Wege in ein elektrisches Signal ungewandelt, welches in Gramm gemessen die Kraft angibt, die Lurch die Probe auf die Sonde ausgeübt wird. Der Endwert der Kraft in Gramm nimmt ab, wenn die Oberflächenweichheit und Biegsamkeit zunimmt. Die Oberflächenweichheit und Biegsamkeit dieser Probe beträgt nach der beschri,ehe- nen Bestimmungsmethode 10 g.
3. Ein Stoff wird hergestellt laus einem kontinuierlichen Fadenvlies gemäss Beispiel 1, indem man dieses in einem Winkel zwischen Schichten von gewöhnlichen Krempelvlies legt. Die äusseren Schichten oder Krempelvliese wiegen nahezu 6,6 g/m2 rund bestehen aus Viskose-°Reyon-Fasern mit 1,5 Denier und von 3,98 cm Länge. Die zwei inneren Schichten werden aus kontinuierlichem Fadenvlies gemäss Beispiel 1 hergestellt.
Die eine der inneren Schichten liegt in einem Winkel von 600 in bezug auf die Länge des Enderzeugnisses im Uhrzeigersinn gemessen, während Idie andere innere Schicht im Winkel von 600 in bezug auf die Länge des Enderzeugnisses entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn liegt.
Das Vsiersch,ichtgeibi1de wird durch ein Viskosebindemittel zusammengehalten, das in Form von zwölf diagonalen Linien auf 2,54 cm ,aufgebracht wird, wobei die Linien iim Winkel von 200 zur Querrichtung des Stoffes verlaufen. Das Enderzengm.s wiegt 23,6 g/m2, wovon 1,6 g/mê Bindemittel, 8,7 g/m2 kontinuierliches Fadenvlies und 13,3 g/m2 gewöhnliches Krempelvlies sind.
Die Festigkeit des Stoffes wird in einem Constant-Rate-of-Elongation -Prüfgerät in derselben Weise, wie es in Beispiel 2 angegeben ist, bestimmt. Die Zähfestigkeit des Stoffes in Maschinenrichtung beträgt 0,22 kglcm auf 7,8 g/m2, und die Querrichtung-Zähfestigkeit beträgt 0,37 kg/cm auf 7,8 g/m2.
Die Weichheit und/oder die Biegefestigkeit dieses Stoffes wird ebenfalls gemäss Beispiel 2 bestimmt. Durch den Handle-O-Metera-Test wird die Weichheit des Stoffes mit 91 ermittelt, während der Trichter des Stoffes 15 g ergibt.
4. Zu Vergleichszwecken wurden ungewebte Stoffe mit vergleichbaren Gewichten hergestellt, die ganz aus Fasern mit Stapellänge bestanden und deren Festigkeit und Weichheit auf dieselbe Weise, wie sie in den Beispielen 2 und 3 beschrieben ist, bestimmt wurde.
Der erste dieser ganz aus Fasern mit Stapellänge bestehenden Stoffe wurde aus vier Krempelvliesen hergestellt, von denen jedes nahezu 5,5 g/mê wog und aus Viskose-Reyon-Fasern mit 1,5 Denier und 3,98 cm Länge hergestellt war. Zwei dieser Vliese bildeten die äusseren Schichten eines vierschichtigen Gebildes, während die anderen zwei Vliese im Winkel zwischen diese äusseren Schichten gelegt wurden, wobei eine Schicht 600 zur Länge des Stoffes im Uhrzeigersinn gemessen und die andere Schicht 600 zur Länge des Stoffes entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gemessen gelegt wurden.
Das Vierschichtgebilde wurde durch ein Viskosehindemittel zusammengehalten, das in einem Muster von sechs Linien auf 2,54 cm angewandt wurde und dessen Linien im Winkel von 450 zur Länge des Stoffes verliefen. Das Gesamtgewicht des Stoffes betrug 23,4 g/m2, wovon 1,6 g auf das Bindemittel und 21,8 g auf die Fasern mit Stapellänge entfielen. Die Maschinen und Querzähfestigkeit dieses Stoffes und die Weich- heit, bestiint mit dem Hanhdle-O-MeterswPrüfgerät und nach dem Trichtertest wunden in derselben Weise ausgeführt, wie es in den Beispielen 2 und 3 angegeten ist.
Die Werte sind in der nachfolgenden Tabelle an gegeben.
Der zweite, ebenfalls aus Fasern mit Stapellänge hergestellte Stoff wurde durch Alufschiohten von vier Schiohiben eines normalen Krempelvlieses aus Viskose Reyon-Faseln mit 1,5 Denier und von 3,98 cm Länge gebildet, wobei jede Schicht nahezu 6,2 ganz wog und wobei jede Schicht in derselben Richtung verlief, d. h. in Maschinenrichtung des Endprodukts.
Die vier Schichten wurden durch ein Viskosebindemittel zusam- mengehalten, das in einem Muster von sechs Linien auf 2,54 cm angewandt wurde, wobei die Linien im Winkel von 450 zur Länge des Stoffes verl,iefen. Das Endgewicht des Stoffes betrug 26,5 g,'m', wovon 1,6 g auf das Bindemittel und 24,9 g auf die Fasern mit Stapellänge entfielen.
Dieser Stoff wurde ebenfalls auf seine Maschinen- zähfesugkeit und seine Querzähfestigkeit sowie auf seine Weichheit nach dem Handie-0-Metters-Test und dem Trichterlust igemäss den lBleispielen 2 und 3 geprüft. Die Ergebnisse silnd in der nachfolgenden Tabelle ange gen.
Ganz aus konti- Stoff mit äusseren Schichten Ganz aus Fasern mit Ganz aus Fasern mit nuierlichen Faden- atls Vliesen mit Fasern von Stapellänge hergestellter Stapellänge hergestellter vliesen hergestellter Stapellänge und inneren, im Stoff, dessen innere Stoff, dessen innere
Stoff Winkel dazu gelegten Schichten im Winkel Schichten nicht im
Schichten aus kontinuier- gelegt sind Winkel gelegt sind lichen Fadenvliesen
Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 4 Stoffgewicht, g/m2 26,5 23,6 23,4 26,5 Bindemittelgewicht, g/m 1,6 1,6 1,6 1,6 Gewicht der kontinuier lichen Fäden, g/m2 23,4 8,7 Gewicht der Fasern mit
Stapellänge, g/m2 - 13,3 21,8 23,4 Bindemittelmuster 6 Linien zu 450 12 Linien zu 200 6 Linien zu 450 6 Linien zu 450 (Viskose) auf 2,54 cm auf 2,54 cm auf 2,54 cm auf 2,
54 cm Maschinenrichtung
Zähfestigkeit kg/cm auf 7,8 g/mê 0,38 0,22 0,16 0,21 Querrichtung
Zähfestigkeit kg/cm auf 7,8 g/m2 1,66 2,07 0,27 0,11 Weichheit nach dem
Handle-O-Meter-Test 86 91 74 73 Weichheit nach dem
Trichtertest 10 15 25 26
Die vier Proben der vorgenannten Tabelle hatten vergleichbare Gewichte. Die in jedem Falle angeate Bindemittelmenge war die gleiche und die Art, in der das Bindemittel angewandt wurde, war in allen Fällen vergleichbar. Wie aus dieser Tabelle entnommen werden kann, waren die Stoffe, die aus kontiniierlichen Faldenvliesen bestehen, beträchtlich stärker und beträchtlich weicher als diejenigen Stoffe, die ganz aus Fasern mit Stapellänge hergestellt waren.
Process for the production of a non-woven textile fabric
The present invention relates to a method for producing a non-woven textile fabric which contains synthetic or semi-synthetic continuous filaments with irregular windings and loops lying in the same direction and to a fabric produced by this method.
The resulting textile fabric should be considered for the textile industry, for example as a material for clothing, blankets, diapers, etc.
A method has already become known in which, from a plurality of staggered nozzles arranged one inside the other, thread strands are drawn vertically downwards via drive rollers and then deposited on a horizontal conveyor belt whose speed is lower than the speed of the thread strands.
This creates a flat structure on the conveyor belt that contains continuous threads with irregular turns and loops. In this known method, several strands or bundles of threads coming from different sources are strung together to form a flat textile structure. It is clear that, apart from the fact that a plurality of nozzles and associated feed means are required, no product is more even Thickness and training arises.
In the known method, instead of rollers, jets of air or liquid can also be used as a feed means to bring the thread bundles individually onto the conveyor belt.
In another known method, strands of thread are drawn off from dispensing devices arranged next to one another and placed next to one another in irregular windings on a conveyor belt to form a sheet structure. This method basically corresponds to the first-mentioned method and has similar disadvantages.
The present invention seeks to avoid these disadvantages and to create a method with which, using a device that is as simple as possible, a flat structure of the type described at the beginning is created which has a uniform thickness and design.
According to the invention, this aim is achieved in that a tow made of synthetic or semi-synthetic filaments is fed in a continuous operation to a liquid flowing through a chamber in the direction of flow of this liquid and is kept under tension in that liquid forces diverging on the tow lets act in such a way that the tow is spread out to form a thin sheet and that this sheet is then compressed in the longitudinal direction,
in order to cause the threads to form windings and loops and d.the resulting sheetlike structure binds with a binding agent and / or sticks together to form a multilayer structure.
In contrast to the known method, only a single strand of thread originating from a source is used here, which is pulled apart by a stream of liquid and evenly distributed in order to form the fabric.
A sheetlike structure produced in this way, the irregular turns and loops of which have synthetic or semi-synthetic continuous threads overlap on the turns and loops, adjacent threads and which contain a binding agent, which is partly used as a reference to some of the threads and partly in the spaces between The threads are present, have an essentially uniform density and uniform covering -independence, i.e. H.
they are free of holes or thick spots
Essentially all of the threads lie in the same general direction 9 and the nonwoven individual layers have considerable strength in the direction in which the threads lie. Bark multilayer sheets can be made therefrom by stacking a number of these layers together, usually at an angle to one another and with the addition of a small amount of adhesive to hold the layers together.
The planar structures according to the invention composed of such layers have strength and softness properties which are not directly dependent on one another.
The expression zVIieso used below denotes a thin, loose fiber layer of indefinite length in contrast to ribbons or the like, which have a considerable thickness.
So is z. B. in known nonwoven fabrics with fibers of staple length, d. H. short fibers. the non-glued fleece is very soft and weak. If a binidemiile is used to hold the staple-length fibers together in the fleece, the addition of the fleece gives the fleece greater strength, but it also becomes rougher and stiffer. The more adhesive that is generally used, the stronger and also the rougher and stiffer the surface structure obtained.
In the case of multilayered embodiments of the planar structure according to the invention, binding agent lying between the layers is used, irrespective of whether the individual layers also contain a binding agent, not to connect the fibers of adjacent layers, but to hold the layers together as such.
With relatively little binding agent, strong, multilayered flat structures can be produced which are just as narrow as their individual layers consisting of textile threads in the same direction.
The strength of these individual layers depends more on the strength of the threads used than on the frictional connection of the threads and the amount of binder. This is in contrast to a random fiber fleece made of staple fibers, the strength of which depends less on that of the fibers and more on the frictional connection of the fibers and the amount of adhesive used.
The softness properties of the fabrics made from such individual layers differ from those of known lungwoven fabrics made from fibers of staple length, since the softness of the individual layers is the result of the surface of the thread, while in the known fabrics with short fibers the softness is the result of loose fiber ends, td . of fiber ends that are not held by glue.
The large surface, free of adhesive and fiber ends, gives the individual layers of the flat structure according to the invention a bold, smooth, silk-like softness.
The invention will now be explained in connection with the accompanying statements, for example.
Figure 1 is a top plan view of non-woven unitary webs in accordance with the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view of a fabric made from a unitary nonwoven according to the invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view on line 44 according to FIG. 3.
Figure 5 is a top plan view of another fabric made from a nonwoven unitary web of the present invention.
6 is a plan view of a device for carrying out certain procedural steps in the method according to the invention.
FIG. 7 is a side elevation of the device according to FIG. 6.
Figure 8 is a photomicrograph of a typical nonwoven web of the present invention at a magnification of close to 20: 1.
9 is a photomicrograph of another nonwoven web of the present invention at a magnification of close to 20: 1, and FIG
Figure 10 is a photomicrograph of another nonwoven web of the present invention at a magnification of nearly 20: 1.
In Fig. 1, a non-woven unified fleece 21 according to the invention is shown. The fleece contains individual threads 22, each of which is in a wound state and the turns of which run in the direction of the length of the fleece. The threads, which are provided with loops or knotted, overlap and are with! loop-like or knotted parts of adjacent threads connected. Each individual thread in the fleece is at least as long as the length of the fleece formed. The fleece is very thin, the threads 22 being distributed relatively evenly through the width of the fleece according to FIG.
In Fig. 3, a fabric 23 is shown from two superimposed nonwovens of the invention. The first fleece 24 contains individual threads 25, the turns of which lie in the direction of the length of the fabric.
The length of each individual thread in its wound state is equal to the length of the web formed.
A second fleece 26 with individual threads 27 which lie in irregular turns is layered with the aforementioned fleece so that the threads in the second fleece run to the width of the fabric.
The length of the threads in this fleece in their turns is almost equal to the width of the fabric. The two webs are held together by a binder 28 which is applied in a suitable manner, e.g. B. in a pattern of parallel lines at an angle of about 450 to the length of the fabric.
FIG. 5 shows another fabric 29 made of a non-woven uniform fleece 30 of the invention and a fiber fleece 32 layered thereon made of staple fibers arranged in any way. In the fleece 30, the continuous threads 31 lie in turns which run in the direction of the length of the fabric. Each thread 31 is at least as long as the length of the fabric and has loop-like parts that overlap and are connected to loop-like parts of attacking threads.
The two webs are held together by an adhesive binder 33 which can be applied in any suitable manner, for example in the form of a pattern of dots as shown. The strength of this material is much greater in the longitudinal direction than in the transverse direction 9, and the softness or feel is different on each side. The side with the continuous filaments has a silk-like softness, and the side with the randomly arranged fibers of staple length has a pile-like or flannel-like softness.
These nonwovens according to the invention can be produced from any known synthetic or semi-synthetic threads. These include B. those made from viscose reyon, cuprammonium rayon, ethyl cellulose and cellulose acetate; Polyamides, d. H.
Nylon; Polyesters, d. H. zDacrona; Acrylic polymers, d. H. zOrlons, aAcrillant and zDynela; Polyolefins, d. H. Polyethylene, polypropylene; Polyvinylidene chloride, d. H. Saran>; Polyvinyl chloride, polyurethanes, etc.
These threads can be used alone or in combination with each other.
The weight of the nonwovens according to the invention is in a range from about 1.95 to 15.6 g / m 2 and expediently from 2.7 to 7.8 g / m 2.
The titer of the threads for the production of the nonwovens according to the invention is in the range between approximately
1 denier or slightly more, up to about 10 denier.
The threads expediently have a titer in the range from about 1.5 to 6 denier. So have z. B. Viscose rayon threads have a titer of about 1.5 to 3 denier and produce excellent results in the manufacture of the fabrics according to the invention.
Threads with a titer above the specified range are stiff and strong and are not evenly distributed in irregular turns in the fleece. The fabrics made from nonwovens with threads with such a high titer lead to textile fabrics that cannot be folded and that do not have a softness similar to that of silk, as explained here, but are stiff and rough.
In the manufacture of the fabrics according to the present invention, according to FIGS. 6 and 7, a bundle 40 of continuous threads 41 without a certain twist is continuously fed through a pair of rollers 42 with a gap into an opening 43 of a chamber 44 with flowing liquid . The tow and the liquid move in the same direction, but the speed of the tow is less than that of the liquid; the pull of the liquid in relation to the slower moving tow pulls the tow through the chamber.
The cross-sectional shape of the chamber is rectangular at the end where the tow enters. The sides of the chamber diverge from the inlet end to the outlet end, while the top and bottom of the chamber converge from the inlet end to the outlet end so that the rectangular shape is expanded and flattened to form a slot 45 at the outlet end against the chamber. The diverging and merging of the walls is such that the area of the chamber remains essentially constant with regard to the length of the chamber or decreases slightly in the direction of discharge.
The liquid enters the chamber through an opening at the same end of the chamber at which the tow enters, expediently at 46. Upon entering, the liquid strikes a baffle 47 so that the tow is prevented from tearing more severely. The liquid flows continuously through the chamber at a rate that is greater than the rate at which the tow is passing through the chamber, thus keeping the tow under tension as it passes through the chamber. When the tow enters the chamber, the flowing liquid untangles the tow and separates the continuous filaments into a flat ribbon.
The flat ribbon is continuously pulled apart as it passes through the chamber to the exit end. The tow is separated by the shear force exerted on the tow by the liquid. This force acts in the same direction as the liquid velocity, and where the walls and the flow diverge, the force has a component of shear force that is perpendicular to the center line of the chamber. This vertical force component spreads the tow as it passes through the chamber.
At the exit end of the chamber, the tape is in the form of a web 48 of continuous filaments and the web is brought onto a continuous seam sheet 49.
The top of the wire mesh runs from roller 50 near the chamber to roller 51 a little further from the chamber, and the bottom extends from roller 51 to roller 50.
When the spread tow touches the sieve, which is moving slower than the tow, the tension is released. The individual threads take on an irregularly twisted course along the sieve, forming loop-like parts in the individual threads that lie on top of one another and connect with loop-like parts of the adjacent threads.
The sieve with the tow (fleece) spread out on it runs over a suction device 52 to draw off the liquid. The fleece and the sieve then run to a hot air dryer 53, where the fleece is dried from continuous threads. The irregularly wound shapes of the continuous threads produce parts of threads that overlap and are in driving connection with parts of adjacent threads and thus form a uniform fleece.
The dried uniform web 54 can then be layered with carded, air-layered or other non-woven fiber webs or with other stretched tow webs to produce a fabric in accordance with the invention.
The type of liquid used to spread the tow is relatively unimportant, the main thing is that the liquid does not have any adverse effects on the threads. For reasons of economy, safety and ease of handling, it is best to use water to spread the tow according to the method of the invention.
The more important variables in the expansion of the tow of fine denier filaments by the method of the invention are the nature of the liquid flow, the condition of the liquid layer on the diverging walls of the chamber, and the relative velocity of the tow in the liquid.
The flow of liquid in chamber 44 can be either ilaminar or turbulent. The flow is controlled primarily by the speed of the liquid in the chamber and the shape of the chamber.
The liquid layer on the walls of the chamber has flow properties which do not have a negative effect on the desired spread of the tow. Most of the time the fluid has a minimum of turbulence, i.e. H. The formation of eddies or eddies on the side walls will be kept to a minimum. The condition of the liquid layer on the side walls is controlled by keeping the diverging angle of these walls less than 100 or by adding baffles or baffles to the walls to equalize the liquid pressure within the chamber.
The speed of the liquid in the chamber is greater than the speed of the tow when passing through the chamber in order to keep the tow under tension and to allow the liquid to swell onto the wen in order to spread it into a fleece.
Satisfactory results are obtained with water speeds in the range from about 2.5 to 25 cm / sec and somewhat higher. If the fluid velocity is increased beyond the specified range, the problems of preventing velocity fluctuations and the formation of eddies on the chamber walls increase. This can be reduced by reducing the cross-sectional area6 of the chamber and thus by increasing the speed in the outflow direction in order to generate a favorable pressure gradient which increases the stability of the flow and prevents the flow from being separated.
Fluctuations in speed can also be reduced by keeping the distance between the converging walls of the chamber as small as possible; The width of the chamber at the drain end should be almost the same as the width of the fleece. The chamber height at this point should be very small and of the order of magnitude of 1.6 mm or less in order to ensure an even distribution of the threads within the fleece.
When the tow is spread out in non-woven form, it is exposed to the slower moving compaction surface of the wire screen. The difference in the agitation between the tow and the wire can be varied within wide limits in order to give the threads numerous irregular turns. The difference in speed also affects the size of the turns of the individual threads in the fleece. Differences in the speed of the tow and the Gg speed of the sieve in the range between about
1.05: 1 to 2: 1 and even higher lead to satisfactory results.
According to the method of the invention, the tow with a diameter of 0.8 up to 25.4 mm or more with about 5,000 to 60,000 threads or more is spread into thin, loose fleeces with weights ranging from 1.95 to about 15 , 6 g / mê or more.
Figures 8, 9 and 10 show portions of typical non-woven, unitary webs made by making tow from continuous threads. The nonwovens contain individual threads with irregular turns and loops, which overlap and are connected to one another by friction on the loop-like fiber parts of adjoining threads. The threads extended from one end of the fleece to the opposite end and have two fiber ends on the fabric upper surface and the thread surface thus formed creates a cool, silky softness in the fleece.
The degree of fiber loops of the adjacent threads varies in Figs. 8, 9 and 10 and depends on the degree of compaction that prevails and the web of spread threads is removed from the spreading process, i.e. H. the lower shield in the velocity between the spreading tow and the Siab, which the spreading tow takes up from the spreading liquid. The fabric in Fig. 9 shows the effect of the lowest speed sub-shield and that of Fig. 8 of the highest Ge ispeed difference of the three figures.
The invention will now be explained in greater detail by the following examples, in which the percentages are percentages by weight, unless otherwise indicated.
Examples
1. A viscose rayon tow nearly 2.4 mm in diameter, with a titer of 6,000 denier and 2934 individual continuous filaments of about 2 denier per filament is spread through a pair of rollers from the expansion chamber at a speed of about
20.6 cm / sec fed. The expansion chamber is 72.4 cm long. The cross-sectional dimensions at the feed end are 1.8 cm wide and 1.27 cm high and at the outlet end 15.24 cm wide and 0.16 cm high.
The cross-sectional area is essentially constant over the entire length of the chamber. A stream of liquid is fed into the chamber through a tube on the underside of the chamber near the feed end, as indicated in FIG. 7. A baffle is used to divert the water forward into the chamber as it enters through this tube as indicated. The speed of the water through the chamber is almost 200.7 cm / sec.
The tow goes through the inlet opening into the chamber and the flow of water pulls the tow through the chamber. Divergent streams of water ensure that the threads are spread out in a fan-shaped pattern. The tow is removed from the exit end as an essentially uniform layer of continuous threads with a width of 15.24 cm.
These threads are passed onto a wire screen that runs over a suction device. The screen moves at a speed of 19.6 cmisec. The suction device removes the water from the layer of continuous threads and the lower speed of the wire netting ensures that the individual threads are brought into an irregularly twisted state and in loop-like fiber parts that overlap with other loop-like parts of adjacent threads get in contact.
The layer on the sieve has an almost I S; igen polyvinyl alcohol solution and passed through a second suction device to remove even more water from the layer. The layer is then placed under a hot air dryer to remove the rest of the water, and then the dry layer is wound up into a roll. The non-woven, uniform starting fleece is almost 15.24 cm wide and weighs almost 4.4 g / me.
2. A starting fleece is produced from continuous filaments of viscose rayon with 2 denier, as indicated in Example 1. The fleece is almost
15.24 cm wide and weighs 6.2 g / me. This fleece is used to produce a fabric by placing two layers of the fleece at an angle between two other layers of the fleece and thus forming a four-layer structure. The threads of the outer layers run lengthwise, while the threads in one of the inner layers 600 are clockwise with respect to length and the threads in the other inner layer 600 are counterclockwise with respect to length.
The four-layer structure is held together by a viscose binder applied in a six-line pattern every 2.54 cm, the lines being at 45 ° to the length of the fabric. The final weight of the fabric is 26.5 g / mê, of which 1.6 g / m is wool and 24.9 g / m consists of continuous threads.
The strength of the fabric is determined by removing a 2.54 X 15.24 cm piece and placing it between the jaws of a well-known eConstant Rate of Elongation tester, such as that sold by Insco Corporation will, lays. The baking leather machine are
10.16 cm louse, inside and after the sample has been clamped between the jaws, these are pulled apart at a speed of 10.16 cm per minute until the fabric tears. If the sample tears, the toughness of the fabric is registered.
Five samples 6 inches long running in the machine direction of the fabric; H. in the length of the fabric, and five samples 6 inches long running across the fabric, dl. H. in the width of the fabric are checked. The ultimate strength in the machine and cross directions are then determined by averaging the five samples.
The machine direction tenacity of the fabric of this sample is determined to be 0.38 kg / cm to 7.8 g / m2 and the cross direction toughness is determined to be 0.3 kg / cm to 7.8 g / m2.
The softness of this fabric is determined using two different measures:
The flexural strength (resistance) of the fabric is determined by cutting a 21.6 cm square sample from the fabric and testing it on a Thwling-Alibert Handle-O-Meter tester. In this device a metal rod bends the fabric and the resistance to bending is determined in milliamps, which are converted and recorded in a Weichhleitsa diagram according to known methods. When the graph shows an increase, the softness or pliability increases.
The, d, average pliability of the fabric is determined to be about 86 in this machine.
The combined surface softness and suppleness of the bland fabric is also determined by randomly cutting a 15.24 X 17.78 cm sample out of the fabric. The sample is pushed down into a funnel, the large end of which is 6.7 cm in diameter and the small end of 2.24 cm in diameter. The sides of the funnel taper inward towards the center of the funnel and have a 2.24 cm radius of curvature. The small end of the funnel forms a piece with a cylinder 2.24 cm in diameter and 9.22 cm in length. The sample is pushed down through the cylinder in the funnel with the aid of a vertical probe. At the bottom of the probe is a spherical ball 1.6 cm in diameter.
The upper part of the probe is attached to a cantilevered balance beam system. The movement of the fleece balance beam is electronically converted into an electrical signal, which, measured in grams, indicates the force that the sample exerts on the probe. The final value of the force in grams decreases as the surface softness and flexibility increases. The surface softness and flexibility of this sample is 10 g according to the previously described method of determination.
3. A fabric is made from a continuous thread fleece according to Example 1 by placing this at an angle between layers of ordinary carded fleece. The outer layers or carded fleeces weigh almost 6.6 g / m2 and are made of viscose rayon fibers with 1.5 denier and 3.98 cm in length. The two inner layers are made of continuous thread fleece according to Example 1.
One of the inner layers is at an angle of 600 with respect to the length of the finished product measured clockwise while the other inner layer is at an angle of 600 with respect to the length of the finished product counterclockwise.
The viscose body is held together by a viscose binder applied in the form of twelve diagonal lines 2.54 cm, the lines running at an angle of 200 to the cross direction of the fabric. The enderzengm.s weighs 23.6 g / m2, of which 1.6 g / mê is binder, 8.7 g / m2 is continuous nonwoven and 13.3 g / m2 is ordinary carded nonwoven.
The strength of the fabric is determined in a constant rate of elongation tester in the same way as is indicated in Example 2. The machine direction tenacity of the fabric is 0.22 kg / cm over 7.8 g / m 2 and the cross direction tenacity is 0.37 kg / cm over 7.8 g / m 2.
The softness and / or the flexural strength of this material is also determined according to Example 2. The Handle-O-Metera test gives the fabric softness at 91, while the funnel of the fabric gives 15 g.
4. For comparison purposes, nonwoven fabrics of comparable weights were made which consisted entirely of fibers of staple length and whose strength and softness were determined in the same manner as described in Examples 2 and 3.
The first of these all-fiber staple-length fabrics was made from four carded batts, each weighing nearly 5.5 g / mê, and made from 1.5 denier and 3.98 cm long viscose rayon fibers. Two of these fleeces formed the outer layers of a four-layer structure, while the other two fleeces were placed at an angle between these outer layers, with one layer 600 being measured clockwise to the length of the fabric and the other layer 600 being laid counterclockwise to the length of the fabric were.
The four-layer structure was held together by a viscose hinder applied in a pattern of six lines by 2.54 cm, the lines of which were at 45 ° to the length of the fabric. The total weight of the fabric was 23.4 g / m2, of which 1.6 g was accounted for by the binder and 21.8 g for the fibers with staple length. The machine and transverse toughness of this material and the softness, determined with the Hanhdle-O-Metersw tester and after the funnel test, are carried out in the same way as in Examples 2 and 3.
The values are given in the table below.
The second fabric, also made of staple-length fibers, was formed by aluminum slips of four layers of a normal carded fleece of viscose rayon fibers with 1.5 denier and 3.98 cm in length, each layer weighing almost 6.2 total and each Layer ran in the same direction, i.e. H. in the machine direction of the final product.
The four layers were held together by a viscose binder which was applied in a pattern of six lines every 2.54 cm, with the lines extending at 45 ° to the length of the fabric. The final fabric weight was 26.5 g, 'm' of which 1.6 g was the binder and 24.9 g was the staple length fibers.
This fabric was also tested for its machine toughness and its transverse toughness as well as for its softness according to the Handie-0-Metters test and the funnel lust according to Examples 2 and 3. The results are shown in the table below.
Entirely from continuous fabric with outer layers Entirely from fibers with Entirely from fibers with nuierlichen threads atls nonwovens made with fibers of staple length, staple length and inner, in the fabric, its inner fabric, its inner
Fabric angles, layers laid at angles, layers not in
Layers of continuously laid angles are laid out are nonwovens
Example 2 Example 3 Example 4 Example 4 Fabric weight, g / m2 26.5 23.6 23.4 26.5 Binder weight, g / m 1.6 1.6 1.6 1.6 Weight of the continuous threads, g / m2 23.4 8.7 weight of fibers with
Pile length, g / m2 - 13.3 21.8 23.4 Binder swatch 6 lines of 450 12 lines of 200 6 lines of 450 6 lines of 450 (viscose) by 2.54 cm by 2.54 cm by 2.54 cm on 2,
54 cm machine direction
Toughness kg / cm to 7.8 g / mê 0.38 0.22 0.16 0.21 cross direction
Toughness kg / cm to 7.8 g / m2 1.66 2.07 0.27 0.11 Softness after
Handle-O-Meter-Test 86 91 74 73 Softness after the
Funnel test 10 15 25 26
The four samples in the table above had comparable weights. The amount of binder breathed in in each case was the same and the manner in which the binder was applied was comparable in all cases. As can be seen from this table, fabrics made from continuous folded batt were considerably stronger and considerably softer than those made entirely from staple length fibers.