Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gemusterten urgewobenen Gebildes ans Fasern Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines gemusterten urgewobenen Gebildes von ineinandergreifenden, durch Reibung zusammen gehaltenen Fasern.
Gemäss der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass man eine Schicht von Fasern, z. B. aus Reyon, Baumwolle, usw., die sich durch die Kraftwirkung eines strömenden Mediums einzeln be wegen lassen, zwischen zwei durchlochte Wandungen bringt, deren eine kleinere Löcher aufweist als die an dere und die in .solchem Abstand voneinander an geordnet sind, dass sie die Bewegung der einzelnen Fasern der Schicht nicht behindern, und dass man durch die Faserschicht zwischen den genannten Wan dungen ein durch die Löcher der einen Wandung eir und durch die der andern Wandung austretendes Me dium hindurchströmen lässt, derart,
dass mindestens ein Teil der Fasern zu einem der Anordnung der Löcher in einer der genannten Wandungen entsprechenden Mu ster umgelagert und zum Ineinandergreifen gebracht werden.
Unter Einwirkung des strömenden Mediums, das beispielsweise Wasser sein kann, durch die in Abstän den angeordneten Löcher der einen Wandung, die Fa serschicht und die Löcher der anderen Wandung, be wegen sich die einzelnen Fasern in einer Richtung, die im allgemeinen der Oberfläche der Wandungen par allel ist, während die Wandungen selbst dazu dienen, die Faserschicht gegen Zerstörung durch diese Kraft zu schützen. Die Flüssigkeitskraft ruft diese Seitwärtsbe- wegung dadurch hervor, dass eine Kraftkomponente auf die einzelnen Fasern .in einer Richtung einwirkt, die. im allgemeinen parallel zur Oberfläche der Wandungen ist.
Auf diese Weise werden die Fasergruppen zusam mengepresst und zu einem einheitlichen Gebilde mit einem Muster, das dem Muster der Öffnungen ent spricht, untereinander verbunden.
Man kann einen kräftigen Flüssigkeitsstrahl, z. B. Wasser, verwenden, um die Fasern in der Schicht neu zu ordnen; aber ein :intermittierender Strahl, z. B. ein Strahl von einzelnen Teilchen, ist wirksamer zur Er zeugung der gewünschten Neuordnung.
Durch das Auf heften der einzelnen Teilchen des Flüssigkeitsstrahles, wozu man zweckmässig eine schnelle Folge von Was sertröpfchen verwendet, erhält man eine abwechselnde Bombardierung der Fasern in dem Abschnitt, in dem sich die Fasern der Umlagerung unterziehen. Dadurch wird eine ausgeprägtere und besser gekennzeichnete Neuordnung der Fasern zu festen Bündeln hervorgeru fen als es der Fall wäre, wenn starke Wasserstrahlen benutzt würden.
Beide Wandungen können geschmeidig (biegsam, beweglich) sein, so dass bei geeigneter Spannung der die beiden Wandungen bildenden Teile unter der Ein wirkung starker intermittierender Flüssigkeitsstrahlen, wie z. B. Wasser, die intermittierend auftretenden Kräfte, die von der Bombardierung dieser geschmeidi gen Teile durch die Flüssigkeitsteilchen herrühren, die Wandung, durch deren Löcher die Flüssigkeit aus der Faserschicht austritt, ausbauchen, wobei im betreffen den Abschnitt der Faserschicht der Abstand zwischen den Wandungen geschaffen wird, der den einzelnen Fasern ermöglicht, sich zu bewegen und gemäss dem gewünschten Muster umzulagern.
Sobald die beiden Wandungen nicht mehr der Flüssigkeitsbombardierung ausgesetzt sind, nehmen sie wieder mehr oder weniger ihren ursprünglichen Abstand ein, wodurch die wei tere Umlagerung der Fasern verhindert wird.
Die Wassermenge und der gegenseitige. Abstand der Wandungen im Abschnitt der Faserschicht, in wel chem die Umlagerung der Fasern erfolgt, müssen ein ander entsprechen, damit der Abschnitt nicht überflu tet wird, wobei die umgelagerten Fasern aus den Be reichen, die sie einnehmen oder bereits eingenommen haben, verdrängt würden. Im allgemeinen hat eine Überflutung eine Abnahme der Gewebeähnlichkeit zur Folge. Mit Überflutung ist ein Zustand gemeint, in dem die durch die Bewegung des Wassers auf die umgela gerten Fasern ausgeübten Kräfte die von der Reibung der Fasern aneinander und an den Wandungen her rührenden und anderen auf diese Fasern wirkenden hemmenden Kräfte überschreiten.
Folglich müssen der Abstand der Wandungen, der Bereich, in welchem die Fasern umgelagert werden, und die Menge des an gewandten Wassers aufeinander abgestimmt sein, damit ein zusammenhängendes ungewobenes Gebilde erzeugt wird. Der beste Abstand und die entsprechende Menge angewandten Wassers - was von den physikalischen Eigenschaften der einzelnen Fasern (wie z.
B. dem Fa sergewicht, Denier, der Faserlänge, den Reibungskoef fizient usw.), der Grösse und dem Abstand der Löcher beider Wandungen, der Geschwindigkeit, mit welcher die Umlagerung der Fasern stattfindet, usw. abhängig ist - liegen so, dass eine die Gewebeähnlichkeit des erzeugten Gebildes beeinträchtigende Überflutung aus geschlossen ist, und dass ein erwünschtes Mass an Faser bindung eintritt. Auf diese Voraussetzungen ist in einem späteren Teil der Beschreibung genauer Bezug genom men.
Gute Ergebnisse erhält man z. B., wenn die Löcher der die kleineren Löcher aufweisenden Wandung ein heitlich ungefähr 0,08 cm im Durchmesser messen, wobei die Anzahl der Öffnungen in dieser Wandung (Sieb) zwischen ungefähr 140 bis ungefähr 8000 oder mehr Öffnungen pro Quadratzentimeter, vorzugsweise aber zwischen ungefähr 1500 bis 6200 Öffnungen pro cm2 liegt. Die Glätte dieser siebartigen Wandung be- einträchtigt die Entstehung des Gebildes aus umgela gerten Fasern. Bei Benutzung eines gewobenen Siebes ist dessen Glätte zum Teil eine Funktion seiner Ma schenweite.
So wird ein feineres Sieb glätter sein und leichter die Bewegung der Fasern auf seiner Ober fläche zu gestatten. Ein grobes Sieb hält die Fasern fest und bewirkt, dass diese in dem in der Richtung der Löcher durchlochten Teil steckenbleiben.
Das Siebband, also der Wandungsteil mit den klei neren Löchern, kann aus irgendeinem geeigneten Ma terial hergestellt sein. Ein gewobenes Siebband ergibt ausgezeichnete Ergebnisse, ist jedoch nicht erforderlich, da auch ein Band mit gestanzten oder geätzten Löchern brauchbar ist. Das Siebband kann aus rostfreiem Stahl, Bronze, Kupfer, einer Legierung, aus Nylon, syntheti schen Fasern, wie z. B. Orlony>, hergestellt werden.
Es kann aus einer beweglichen, gestanzten Stahlplatte, einer Kunststoffplatte oder einer Platte aus anderem Material bestehen, die genügende Durchlochungen ent hält, um den Durchgang der Flüssigkeit zu gestatten, aber wiederum genügend undurchlässig und geschmei dig ist, um die Wirkung der Flüssigkeit zur Entfaltung kommen zu lassen, damit die gewünschte Umlagerung der Fasern auf ihrer Oberfläche erfolgen kann, ohne dass die Fasern weggewaschen werden.
Die Flüssigkeitskräfte können von beiden Seiten auf eine Einlage, die aus den beiden die Wandungen bildenden Teilen und der dazwischengelegten Faser schicht besteht, einwirken. Ein Wasserstirahl, der von oben durch den die grösseren Löcher aufweisenden Teil auf die darunterliegenden Fasern gerichtet ist, wie in einer Ausführungsform beschrieben, bewegt die einzel nen Faserelemente in einer Richtung parallel zur Ober fläche der darunterliegenden Wandung mit den kleine ren Löchern, durch welche die Flüssigkeit austritt,
an die von den Eintrittsstellen der Flüssigkeit am weitesten entfernten Stellen, so dass die Gruppen von umgelager ten Fasern zusammengepresst und untereinander zu einem zusammenhängenden Gebilde in den Zonen hin- ter den nicht durchbrochenen Stellen des durchlochten Teiles verbunden werden.
In :einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden Flüssigkeitsströme von oben durch die in dieser Ausführungsform die kleineren Löcher aufweisende obere Wandung in die darunterliegende Faserschicht und dann durch die die grösseren Löcher aufweisende untere Wandung gerichtet.
Im Verfahren dieser Aus führungsform bewegen die Kräfte die Fasern in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu den Wan dungen ist, und in die grösseren Löcher der unteren Wandung, so dass in dieser eine Zusammenpressung von Pfropfen oder Bündeln erzeugt wird, die ausserhalb der Ebene der Ausgangsmaterialschicht liegen und die untereinander durch Bänder von Fasern an den nicht durchbrochenen Stellen zwischen diesen Löchern ver bunden sind.
So können dreidimensionale Stoffe mit sehr verschiedenen Mustern hergestellt werden, in de nen zusammengepresste, gebündelte, gepfropfte oder an derweitig vereinigte Fasern ausserhalb der Ebene der ineinandergreifenden Fasergruppen durch die genann ten untereinander verbundenen Faserbänder vereinigt werden, um die erwünschten Eigenschaften in dem fer tigen Stoff zu erzeugen.
Im allgemeinen kann die Ausgangsschicht aus ir gendeinem Material bestehen, bei dem die einzelnen Fasern imstande sind, sich unter dem Einfluss einer auf sie wirkenden Flüssigkeit zu bewegen. Folglich be zieht sich der Ausdruck ung-#wobenes Gebilde auf ein Gebilde, das direkt aus den Fasern ohne Anwendung der bekannten Spinn-, Web-, Filz- oder Strickverfahren :erzeugt wird.
Das fertige Gebilde ist das Ergebnis der Umlage rung der einzelnen Fasern, die den Komponenten von Flüssigkeitskräften in einer Richtung unterworfen wur den, die im allgemeinen den Wandungen parallel läuft. In der ersten oben beschriebenen Ausführungsform be finden sich diese Komponenten von Flüssigkeitskräften im Gleichgewicht an den zusammengepressten Faser stellen in der Nähe der die grösseren Löcher aufwei senden Wandung. Die Fasergruppen an :solchen Stellen sind nach einem vorbestimmten Muster durch die ganze Faserbahn hindurch in einem gelockerten Zustand zu sammengepresst.
Die Neuordnung der einzelnen Fasern zu Gruppen und die Zusammenpressung dieser Grup pen nach einem Muster, das durch die Wandung mit den grösseren Löchern bestimmt wird, ist eine Folge der Gleichgewichtseinstellung der Kraftkomponenten, die an jedem Loch dieser Wandung wirken. Wenn die Anzahl dieser Löcher pro Flächeninhalt konstant ist, so kann, wie gefunden wurde, die Verwendung von verhältnismässig kurzen Fasern dazu beitragen, eine schnellere Umlagerung derselben in einem gelockerten Zustand zu bewirken.
In der zweiten beschriebenen Ausführungsform, in der die Flüssigkeit auf die Faserschicht von der die kleineren Löcher enthaltenden Wandung her zur Wir kung gebracht wird, liegen die einzelnen Fasern nach ,ihrer Umlagerung wieder locker im Gebilde. In dieser Ausführungsform neigt keine Faser dazu, in ihre ur sprüngliche Lage in der Faserschicht zurückzukehren, da jede Faser einzeln durch Flüssigkeitskräfte in eine Lage gebracht wird, in der starke Ströme, die durch die grösseren Löcher der :entgegengesetzten Wandung abfliessen, dazu beitragen, dass die Fasern infolge der dazwischenliegenden, nicht durchbrochenen Stellen zwi- sehen den angrenzenden Bündeln oder Pfropfen über brückt werden.
Die Verdichtung der Fasern in den untereinander verbundenen Teilen erhöht die Stärke der Faserbahn. Die Zusammenpressung der Fasern durch Flüssig- keitskräfte kann sowohl bei sehr dünnen Bahnen als auch ganz dicken Bahnen gemäss dem Verfahren der Erfindung angewandt werden.
Zur Herstellung eines Flächengebildes mit dem charakteristischen Griff und Faltenwurf eines Textil stoffes kann die Schicht vom Ausgangsmaterial oder die Grundbahn natürliche Fasern enthalten, wie Baum wolle, Flachs, zerfasertes Holz, Seide, Wolle, Jute, As best, Ramie, Lumpen oder Abaka; mineralische Fa sern wie Glas;
künstliche Fasern wie Viskose-Reyon, Kupfer-Reyon, Äthyl-Cellulose oder Celluloseacetat; synthetische Fasern wie Polyamide (Nylon), Polyester, ( Dacron ), Acrylderivate ( Orion , Acrilan und Dynel ), Polyäthylen, Polyvinylidenchlorid ( Saran ), Polyvinylchlorid, Polyurethan usw., allein oder in Kom bination miteinander.
Es wurde gefunden, dass Viskose- Reyon ausgezeichnete Ergebnisse zeitigt. Obwohl Fa sern, deren Länge über die normale Länge von Papier fasern hinausgeht und sich der Länge normaler Textil fasern nähert, d. h. ungefähr bei 0,64 bis 5,08 cm oder mehr liegt, zur Herstellung textilienähnlicher Flä chengebilde vorgezogen werden, können kürzere Fasern unter 0,64 cm Länge, deren Länge innerhalb der Pa- pierfaserlänge liegt, verwendet werden. Man zieht je doch die kürzeren, für die Papierherstellung verwend baren Fasern, in ungeschlagenem oder stark entwäs sertem Zustand vor, wenn ein textilähnlicher Stoff als Endprodukt gewünscht wird.
In dieser Verbindung können kürzere wasserhaltige Fasern von Holzbrei in einer Länge, wie man sie für die Papierherstellung verwendet, z. B. mit längeren Fasern, in einer solchen Weise gemischt werden, dass die längeren Fasern zur gewünschten Stärke des Endproduktes beitragen, wäh rend die Verwendung von kürzeren Holzfasern die Ko sten herabsetzt. Mischungen von natürlichen und/oder synthetischen Fasern, die in der Schicht regellos oder mehr oder weniger ausgerichtet, z. B. in der Form eines gekrempelten Vlieses, angeordnet sind, können nach dem erfindungsgemässen Verfahren umgelagert werden.
Faserbahnen mit gemäss der Erfindung umgelager ten Fasern können aus Faserschichten hergestellt wer den, die ein Gewicht zwischen ungefähr 6 g/m2 oder etwas weniger und 100 g/m2 oder noch mehr haben.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein perforiertes Or gan mit in Abständen voneinander angeordneten, ein Muster bildenden Löchern, eine durchlöcherte, im Ab stand davon angeordnete Wandung und in Abstand von der Aussenseite des perforierten Organs angeordnete Düsen umfasst.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt: Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht der zwei mit Löchern versehenen Wandungen, zwischen denen in ,einer Ausführungsform der Vorrichtung die Fasern einer Faserschicht zur Herstellung eines gemusterten ungewobenen Gebildes umgelagert werden, und die zwi schen diesen Wandungen liegende Faserschicht.
Fig. 2 ist ein vergrösserter Längsschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1. Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2 in einem etwas vergrösserten Massstab; sie zeigt die Arbeitsweise dieser Teile während der Herstellung des Gebildes.
Fig. 4 ist eine vergrösserte Ansicht eines Teiles von Fig. 1 und zeigt die Ablagerung der Fasern eines bei Behandlung der Faserschicht mit Flüssigkeit bei einem verhältnismässig engen Abstand zwischen den Wandun gen.
Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4 und zeigt die Ablagerung der Fasern bei grösserem Abstand zwi schen den Wandungen.
Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4 und zeigt die Ablagerung der Fasern bei noch grösserem Abstand zwischen den beiden Wandungen.
Fig. 6a ist eine schematische Seitenansicht der Fa serbahn und zeigt ihre Dicke in nassem Zustand.
Fig. 6b ist eine schematische Seitenansicht der Bahn wie in Fig. 6a und zeigt die relative Dicke in trockenem Zustand.
Fig. 6c ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung mit Musterungs platte, Unterlagssieb und der Faserschicht und zeigt die Wirkung von Flüssigkeitsteilchen bei einem weiten Ab stand, der von dieser Platte und dem Sieb gebildeten Wandungen.
Fig. 6d ist eine schematische Ansicht wie in Fig. <B>6e,</B> aber mit einem engeren Abstand der Wan dungen.
Fig. 6e ist eine schematische Ansicht wie in Fig. <B>6e,</B> bei der die Platte und das Sieb umgekehrt angeordnet sind zur Herstellung dreidimensionaler Stoffe.
Fig. 6f ist eine vergrösserte Ansicht eines Teiles von Fig. 6c und zeigt die Zusammenpressungswirkung der Flüssigkeitsteilchen.
Fig. 6g ist eine Vergrösserung eines Schnittes senk recht zur Blickrichtung gemäss Fig. 6e und zeigt die Zusammenpressungswirkung wie in Fig. 6f zur Her stellung eines dreidimensionalen Stoffes.
Fig. 6h ist eine schematische Ansicht und zeigt die Kraftwirkung der Flüssigkeitsteilchen, die auf die Fa serbahn wirken, bei der Herstellung des Stoffes gemäss Fig. 6g.
Fig. 7 stellt eine perspektivische Ansicht einer zweckmässigen Vorrichtung zur Herstellung des Gebil des gemäss der Erfindung dar, wobei Teile der Deut lichkeit halber weggelassen sind.
Fig. 8 ist ein Seitenriss der Vorrichtung von Fig. 7 nach Wegnahme der Spritzschutzplatten.
Fig. 9 ist die Ansicht auf :ein Ende der Vorrich tung von Fig. 8, bei der ein Teil der Vorrichtung auf der rechten Seite der Figur weggenommen worden ist, um Einzelheiten der Konstruktion zu zeigen.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 von Fig. B.
Fig. 11 zeigt einen Teil der Vorrichtung von Fig. 7 während der Erzeugung des Gebildes. . Fig. 12 ist eine noch stärker vergrösserte Ansicht eines Teiles der Vorrichtung von Fig. 11 während der Erzeugung.
Fig. 13 zeigt einen Teil eines mit Öffnungen ver- sehenen Formteiles (Trommel), ein Muster aus recht eckigen Löchern enthaltend.
Fig. 14 zeigt einen Teil eines mit Öffnungen ver sehenen Formteiles (Trommel) mit gemäss einem spit zenähnlichen Muster angeordneten Löchern. Fig. 15 zeigt einen Formteil mit Löchern, die ein unregelmässiges Muster kennzeichnen.
Fig. 16 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriss, eine andere Ausführungsform der Vorrichtung. Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Vorrichtung von Fig. 16.
Fig. 18 ist eine vergrösserte Teilansicht eines Teiles der Vorrichtung von Fig. 16.
Fig. 19 ist eine vergrösserte Teilansicht ähnlich wie Fig. 18, für eine andere Form der Vorrichtung.
Fig. 20 ist eine vergrösserte Teilansicht.ähnlich wie Fig. 18 und zeigt eine andere Form der Vorrichtung. Fig. 21 ist eine schematische Ansicht der Vorrich tung nach Fig. 7-10.
Fig. 22 ist ein Aufriss von einem Ende einer zweck mässigen Vorrichtung mit einem beweglichen Band.
Fig. 23 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 22 entlang der Schnittlinie 23-23, bei der Teile der übersichh halber weggelassen sind.
Fig. 23a ist ein Teilschnitt einer Variante der Vor richtung von Fig. 23 und zeigt die Verwendung von Vakuum bei der Erzeugung des Gebildes.
Fig. 23b ist eine perspektivische Ansicht eines Trockenkörpers, der in Fig. 23 a gezeigt wird.
Fig. 24 ist ein Aufriss der Vorrichtung vom rech ten Ende gemäss Fig. 23 in Richtung der Pfeile 24-24 gesehen, wobei gewisse Teile der Übersicht halber weg gelassen sind.
Fig. 25 zeigt eine Einzelheit mit Blick auf die Linie 25-25 der Fig. 24.
Fig. 26 ist :ein Aufriss der Vorrichtung von hinten gesehen, gemäss den Fsg. 22 und 24, in der Richtung der Pfeile 26-26 in jenen Figuren.
Fig. 27 ist ein vergrösserter Vertikalschnitt entlang der Linie 27-27 der Fig. 23 und zeigt die Zugangs möglichkeit für den Bandwechsel oder für andere Zwecke.
Fig. 28 ist ein schematischer Vertikalschnitt der Bänder, der Bahn und der Düsen entlang der Schnitt linie 28-28 der Fig. 27.
Fig. 29 ist eine perspektivische Ansicht eines Tei les der Variante gemäss Fig. 23a und zeigt die Ver wendung von Vakuum bei der Erzeugung des Gebil des.
Fig. 30 ist ein teilweiser Vertikalschnitt entlang der Linie 30-30 von Fig. 29 und zeigt die Vakuum vorrichtung dieser Variante.
Fig. 31 ist ein Teilschnitt einer Variante der An ordnung nach Fig. 28, mit vertauschten Bändern.
Fig. 32 ist eine vergrösserte Teilansicht in vertika lem Schnitt entlang einer Linie quer zur Richtung des Faserbahnweges in Fig. 31 und zeigt die ersten Stufen der Erzeugung eines dreidimensionalen Gebildes.
Fig. 33 ist ein Teil von Fig. 32 in vergrössertem Massstäbe.
Fig. 34 stellt eine vergrösserte Teilansicht im Schnitt wie in Fig. 32 dar, aber in einem späteren Herstel lungsstadium des dreidimensionalen Gebildes und un ter Verwendung von Vakuum.
Fig. 35 ist ein schematischer Aufriss und zeigt eine mit einer Vakuumvorrichtung versehene Variante der in Fig. 8 dargestellten Anordnung.
Fig. 36 ist eine schematische Aufrissansicht einer Variante der Anordnung von Fig. 8, in der eine Va kuumvorrichtung und eine zusätzliche Sprühvorrich tung zum Andrücken der Faserschicht vorhanden sind und in der die Wasserstrahlen auf die Aussenseite der Trommel auftreffen.
Fig. 37 stellt im Schnitt den Teil der Trommel, des Bandes und der Faserschicht aus Fig. 36 dar, in dem Stoffbildung stattfindet.
Fig. 38 stellt im Schnitt den Teil der Trommel, der Faserschicht und des Bandes aus Fig. 36 dar, in welchem ein Bindemittel aufgebracht wird.
Fig. 39 ist eine schematische Ansicht eines Teiles einer weiteren Variante zur Vorrichtung<B>gemäss</B> Fig. 8, bei welcher die Düsen sich ausserhalb der Trommel befinden.
Fig. 40 stellt einen Teil der Trommel, des groben Siebes und der Faserschicht im Schnitt dar und dient zur Erläuterung der ähnlich wie nach dem Schema von Fig. 3 erfolgten Herstellung des Gebildes auf der Vorrichtungsvariante gemäss Fig. 39.
Fig. 41 ist eine schematische Übersicht einer Ein richtung, bei welcher Klebstoff mit Hilfe einer Saug vorrichtung auf die Ausstülpungen eines dreidimen- sionalen Gebildes aufgebracht wird.
Fig. 42 ist eine vergrösserte Ansicht des Saugwal zenteiles von Fsg. 41.
Fig. 43 stellt eine weitere Vergrösserung eines Tei les der in Fig. 42 gezeigten Anordnung dar.
Fig. 44 ist eine Endansicht einer anderen Ausfüh rungsform der Vorrichtung, bei welcher das Gebilde mit Hilfe eines beweglichen Bandes erzeugt wird, das durch eine auf einer feststehenden Trommel montierte Platte unterstützt wird.
Fig. 45 ist ein Vertikalschnitt der Vorrichtung von Fig. 44 entlang der Schnittlinie PP.
Fig. 46 ist ein vergrösserter Teil eines Ausschnittes der Platte und der Trommel von Fig. 45.
Fig. 47 ist eine Mikrophotographie einer Ausfüh rungsform des gemäss der Erfindung erzeugten ungewo- b:enen Gebildes bei einer Vergrösserung von nahezu 24:1.
Fig. 48 ist eine Mikrophotographie einer anderen Ausführungsform des Gebildes bei einer Vergrösserung von nahezu 14: 1.
Fig. 49 ist eine schematische Darstellung der Er zeugung dreidimensionaler Gebilde aus einer gekrem- pelten Faserbahn, bei der die Fasern im allgemeinen in der Laufrichtung der Bahn ausgerichtet sind (an gezeigt durch den Pfeil).
Fig. 50 ist eine schematische Darstellung wie Fig. 49, bei welcher jedoch ein perforierter Formteil verwendet wird, dessen Muster gegenüber Fig. 49 um 90 gedreht ist.
Fig. 51 ist eine schematische Darstellung der Er zeugung dreidimensionaler Gebilde unter Verwendung einer Schicht aus nach allen Richtungen laufenden Fa sern.
Fig. 52 ist eine schematische Darstellung wie Fig. 49, bei welcher die Faserschicht Fasern aus einem Bindemittel enthält.
Fig. 53 ist eine Mikrophotographie des schematisch in Fig. 50 dargestellten Gebildes mit nahezu 20facher Vergrösserung.
Fig. 54 ist eine Mikrophotographie des schematisch in Fig. 49 gezeigten Gebildes mit nahezu 20facher Vergrösserung.
Fig. 55 ist eine Mikrophotographie des schematisch in Fig. 51 gezeigten Gebildes mit nahezu 20facher Vergrösserung. Fig. 56 ist eine Mikrophotographie des schematisch in Fig. 52 dargestellten Gebildes in nahezu 20facher Vergrösserung.
Fig. 57 ist eine Mikrophotographie des in Fig. 56 dargestellten Gebildes in nahezu 30facher Vergrösse rung, wobei die Faserbündel nachträglich durch Hitze und Pressung vereinigt worden sind.
Fig. 58 ist eine Mikrophotographie des in Fig. 55 dargestellten Gebildes in nahezu 20facher Vergrösse rung, wobei Klebestoffteilchen oder Flocken auf die Bündelungsstellen geschüttet und teilweise vereinigt worden sind.
Nach Fig. 1 und 2 wird eine Bahn 25a ineinan- dergreifender Fasern in einem Gleichgewichtszustand gezeigt, wie man sie durch Krempeln, Reissen, Luft schichtung, mit Hilfe von Verfahren gemäss der ameri kanischen Patentschrift Nr.<B>2676364</B> bei der Papier herstellung usw. erhält und die zwischen einer mit Öffnungen versehenen Formplatte 26a und einer durch löcherten Unterlage 27a, z. B. einem feinen Maschen sieb, eingelegt ist. Die Platte enthält Öffnungen oder Löcher 28a nach einem bestimmten Muster.
Das Aus mass dieser Öffnungen ist wesentlich grösser als die öff- nungen in der durchlochten Unterlage, dem Siebband 27a.
Wie durch die schematischen Seitenansichten der Faserbahn im trockenen und im nassen Zustand in den Fig. 6b und 6a gezeigt wird, wird die Dicke der Aus gangsschicht 25a reduziert, wenn sie mit Wasser be feuchtet wird. Die Oberflächenspannung des Wassers in der Bahn zieht die Fasern dichter zusammen. Die Fasern selbst können bis zu einem Grade quellen, was von ihrer Wasseraufnahmefähigkeit abhängig ist. Reyon-Fasern z. B. werden merklich quellen, während Nylon-Fasern dies nicht tun. Der Grad der Faserquellen jedoch ist von verhältnismässig geringer Bedeutung. Von grösserer Bedeutung ist die Wirkung, die das Was ser auf die gekräuselte oder räumliche Struktur der Fasern ausübt.
Fasern, die wasserempfindlich sind, wie z. B. Reyon, werden dazu neigen, viel weicher zu wer den, wenn sie nass sind und verlieren jede Kräuselung, die sie in trockenem Zustand besitzen. Wasserunemp findliche Fasern anderseits, wie z. B. Nylon, werden dazu neigen, ihre Kräuselung beizubehalten und einer Zusammenpressung zu widerstehen, wenn die Bahn nass ist.
Da, wo sich die Platte 26a und das Siebband 27a befinden, wie es in den Fig. 2, 3, 6c und 6d gezeigt ist, wird die Flüssigkeitskraft von der Seite der mit Öffnungen versehenen Platte 26a her gegen die Faser bahn gerichtet, und die Fasern werden durch die me chanische Wirkung der Flüssigkeit auf dem Siebband 27a an den nicht durchbrochenen Stellen hinter der Platte 26a zu Bündeln gruppiert, um eine verhältnis mässig flache, zweidimensional neugeordnete Faserbahn zu bilden, wie es z. B. in den Fig. 47 und 48 gezeigt wird.
Wenn die Platte 26a und das Siebband 27a der Fig. 2, 3, 6c und 6d in bezug auf die Durchfluss- richtung der Flüssigkeit durch die dazwischengelegte Bahn umgekehrt werden, wirkt das Siebband als strah lenverteilender Teil, wie es in den Fig. 6e und 6g gezeigt ist, und es wird eine umgekehrt liegende drei dimensionale Faserbahn in und zwischen den öffnun- gen der Platte 26a gebildet.
Die Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, wird gegen den Strahlenverteilungs- oder Steuerungsteil geschleu- dert, geht dann durch die dazwischenliegende Faser bahn und schliesslich durch die Formplatte hindurch, um einen Teil der Fasern der Bahn in die Öffnungen der Formplatte hineinzubringen. Wenn die Fasern in die Öffnungen hineingebracht werden, neigen sie dazu, sich in wahlloser Anordnung zu vermischen und wer den zu einer dreidimensionalen, büscheligen Form ver schränkt, wobei sich einzelne Fasern dieser Struktur nach verschiedenen Richtungen in die angrenzende Stoffstruktur erstrecken, wie es z. B. in den Fig. 53, 54 und 55 gezeigt wird.
Unabhängig davon, ob der Abstand zwischen der mit Öffnungen versehenen Formplatte 26a und dem Siebband 27a gross oder klein in bezug auf die Dicke der Faserbahn 25a ist, wie es die Fig. 6e und 6d zei gen, zwingt die in Abständen erfolgende Bombardierung der nassen Faserbahn mit Wasserteilchen die Fasern dazu, sich zu Bündeln oder Gruppen infolge der seit wärts wirkenden Kraftkomponente, die durch die Flüs- sigkeitsteilchen hervorgerufen wird, zusammenzuschlie ssen.
Der Ab3tand darf nicht so klein sein, dass er eine Neuordnung der Fasern verhindert. Der Abstand darf aber auch nicht so gross sein, dass er eine über- flutung zulässt, bei der die neugeordneten Fasern so starken und regellosen Strömen unterworfen werden, dass die gebildete Bahn ihre Gleichmässigkeit verliert.
Entsprechend einem kleinen oder grossen Abstand wer den, wie oben schon erläutert wurde, die Fasern der Bahn zu Bündeln von bestimmter Dicke und Dichte zusammengepresst, wobei die Pressung der Bündel mit der Zunahme des Abstandes verändert wird, wie es schematisch die Fig. 6c und 6d zeigen; die erstere Ab bildung zeigt eine festere Packung der untereinander verbundenen Faserbündel und deshalb ein höheres Pro fil.
Wie Fig. 3 schematisch zeigt, wird die Flüssigkeit oder das Gas, wie z. B. Wasser, Dampf, Luft, oder eine andere Flüssigkeit oder ein anderes Gas oder dergleichen, durch die Öffnungen in der Platte 26a geschleudert und geht durch die Faserbahn 25a und die durchlochte Unterlage 27a. Man kann die Flüssigkeit aus den Öffnungen in der Platte in Strahlen mit Ab ständen entsprechend dem vorerwähnten Muster aus strömen lassen.
Die durch die Faserbahn geschleuderten Flüssig keitsströme bewegen die Fasern von ihren Plätzen weg zu den Stellen 29. Die so angeordneten Fasern erge ben ein netzförmiges, durchlöchertes Gebilde mit öff- nungen oder Löchern 31, die nach einem Muster an geordnet sind, das im allgemeinen dem Muster in der mit Öffnungen versehenen Platte entspricht. Die Fasern befinden sich in der Faserbahn in neuen, verhältnis mässig unbetonten Lagen in einem Gleichgewichtszu stand und sind durch Ineinandergreifen und Reibung zusammengehalten.
Wichtig :ist, dass die neue Anord nung der Fasern eine Gleichgewichtsanordnung ist; die neu angeordneten Fasern haben im wesentlichen keine Tendenz, in ihre ursprüngliche Anordnung zurückzu kehren.
Die Einwirkung der Flüssigkeit auf die Fasern und die Grösse der Bewegung der Fasern ist eine Funktion der Flüssigkeitskräfte, die in der Ebene des Ausgangs materials wirken. Der Abstand zwischen den angren zenden Oberflächen der mit Öffnungen versehenen Platte und des Siebbandes, die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, das Gewicht der Ausgangsfaserbahn, die Art der Fasern und andere Faktoren bewirken diese Kräfte, wie später auseinandergesetzt wird.
Wenn das Siebband 27a zien-flich fest gegen die untere Oberflä che der Platte 26a gedrückt wird, bewegen sich die Fasern, die vorher im Bereich der Löcher 28a lagen, nicht weiter als bis zu den Rändern der Löcher und umschliessen dann Öffnungen 31 in der Faserschicht, die ganz genau den Löchern 28a in der Platte 26a entsprechen, wie es Fig. 4 zeigt.
Wenn das Siebband 27a etwas von der Platte 26a entfernt wird, wird der Zwischenraum, in dem die Flüssigkeit seitwärts strömen kann, vergrössert. Die Flüssigkeitsströme, die sich seitwärts bewegen, werden aus den Strömen gebildet, die durch die mit Öffnungen versehene Platte gehen und die an den Rändern der Öffnungen seitwärts abgelenkt werden, und von den Strömen. die durch die Stauwirkung des Siebbandes 27a seitwärts abgelenkt werden. Diese zunehmende Seit wärtsbewegung der Flüssigkeit bewegt die Fasern von den Rändern der Löcher 28a weg und bringt sie in dichtere Berührung miteinander in den die Löcher in weiterem Abstand umgebenden Bereichen, so wie es in Fig. 5 und 6 gezeigt wird.
Es scheint, dass das Siebband mit seinen verhält nismässig kleinen Öffnungen dem Durchgang der Flüs sigkeit Widerstand entgegensetzt und einen Teil der selben in seitlicher Richtung ablenkt. Die seitlichen Komponenten der durch die einzelnen Öffnungen 28a fliessenden Ströme wirken gegeneinander auf die Fasern zwischen ihnen, halten einander das Gleichgewicht, wenn die Fasern zusammengepresst werden und gehen dann durch die Öffnungen des Siebbandes 27a. Jene Teile. der Flüssigkeitsströme, die nicht in seitlicher Richtung abgelenkt werden, gehen direkt durch die Öffnungen des Siebbandes.
Wenn der Abstand zwischen der Platte 26a und dem Siebband 27a genügend ver grössert wird, bringen die Querkomponenten der Flüs sigkeitsströme die Fasern in engere Berührung mitein ander und bilden garnähnliche Gruppen 32 aus im wesentlichen parallelen Faserabschnitten, die sich auf halbem Wege zwischen den Löchern 28a befinden.
Der Abstand zwischen der Platte und dem Sieb band kann verstellt werden, um den Widerstand der Fasern in seitlicher Richtung zu variieren.
Unter bestimmten Bedingungen kann dieser Ab stand so eingestellt werden, dass man einen Zustand erhält, in dem die Fasern aufhören, sich von den Rän dern der Löcher 28a wegzubewegen und in neuen La gen zwischen ihnen zur Ruhe kommen. Die Breite der Faserflächen zwischen den Löchern kann so weit ver ringert werden, bis die Fasern besonders dicht und parallel zueinander in kürzestem Abstand zwischen den Löchern liegen.
Mit dem Muster gleichmässig ausgespar ter runder Löcher, die in parallelen Reihen rechtwink lig zueinander angeordnet sind, wie es die Fig. 1 bis 6 zeigen, kann die Vorrichtung zur Herstellung eines gaze'ähnlichen (scheinbar gewobenen) Gebildes benutzt werden, das im wesentlichen rechteckige Löcher (Fig. 6) enthält.
In Fig. 4 sind die Fasern vor den Löchern 28a in den umliegenden Bereich der Faserbahn bewegt worden, um Öffnungen darin zu erzeugen, die genau den Öffnungen 28a in der Platte 26a entsprechen. Wenn der Abstand zwischen der mit Öffnungen versehenen Platte und der durch das Siebband gebildeten Unter lage vergrössert wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden die Fasern von den Mittelpunkten der Löcher weg- bewegt, um dicht zusammengefügte, im wesentlichen parallellaufende Gruppen 32 zu bilden, die im kür zesten Abstand (A in Fig. 5) zwischen den Löchern liegen und die durch Fasern untereinander verbunden sind,
die sich nach mehreren verschiedenen Richtun gen in flächenhaften Stellen 33 im grössten Abstand (B in Fig. 5) zwischen den Löchern erstrecken. Die Faserteile bei 34 in Fig. 5 sind ganz dicht zusam mengefügt worden, aber die Öffnungen 31 in der Fa serschicht sind im wesentlichen noch rund, der Form der Löcher in der Platte entsprechend. Man kann den Abstand zwischen der Platte und der Unterlage so ver- grösseren, dass eine weitere Faserbewegung im kürzesten Abstand zwischen den Löchern nicht mehr länger statt finden kann, die Fasern aber frei sind und zusammen gehen, damit die Flächen 33 innerhalb der grösseren Abstände der Löcher verkleinert werden (Fig. 6).
Auf diese Weise neigen die Öffnungen 31 in der Faser schicht dazu, rechteckig zu werden, und die Fasern zwischen den Löchern erlangen einen höchsten Grad von Parallelität in den Gruppen 32 (Fig. 6).
Wenn die mit Öffnungen versehene Platte 26a und die durchlochte Unterlage 27a weiter voneinander ent fernt werden, neigen die Flüssigkeitsströme dazu, unter den gleichen Bedingungen, die eine Bildung- gemäss den Fig. 4 bis 6 verursachen, zusammenzufliessen, eine Überflutung hervorzurufen und die netzförmige Faser struktur zu zerstören. Das Optimum des Abstandes zwischen Platte und Sieb ist von der Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch die Platte geht, der Art des Siebbandes und der Grösse und Ausdehnung seiner Öffnungen sowie von anderen Faktoren einschliesslich der Dicke und der Dichte der Schicht des Ausgangs materials abhängig.
Die Wirkung des Verfahrens ist besonders von der Art der durchlochten Unterlage und dem Umfang der Löcher, die sie enthält, abhängig. Die durchlochte Un terlage 27a muss imstande sein, die Faserbahn 25a zu unterstützen und doch die Flüssigkeit hindurchströmen lassen. Ihre nicht dargestellten Öffnungen oder Löcher müssen klein genug sein, um die Fasern davor zu be wahren, dass sie hindurchgespült werden. Wenn sie je doch zu eng sind oder zu grosse Abstände aufweisen, wird dem Durchgang der Flüssigkeit so viel Widerstand entgegengesetzt, dass die Flüssigkeit sich staut oder in einem zu grossen Masse seitwärts abfliesst und so die Bildung der gewünschten neugeordneten Bahnstruktur verhindert.
Wenn die durchlochte Unterlage bei be stimmten Flüssigkeitsgeschwindigkeiten dem Durchgang mehr Widerstand bietet, nehmen die seitwärts gehen den Komponenten der Flüssigkeitsströme an Stärke zu, mit dem Ergebnis, dass der maximale praktische Ab stand zwischen der mit Öffnungen versehenen Platte 26a und der Unterlage 27a verringert werden muss.
Es ist weiterhin wichtig, dass die innere Oberfläche der Unterlage genügend glatt ist, um eine Bewegung der Fasern zu gestatten. Wenn die Oberfläche zu un eben oder rauh ist, wie es z. B. bei verhältnismässig grossen Maschensieben der Fall ist, wird die Neubil dung der Faserbahn gehindert und es werden keine sauberen Öffnungen gebildet, was den Fasern zuzu schreiben ist, die auf der Unterlage vor den Löchern 28a in der perforierten Platte stecken.
In den Fig. 7-10 und 35 ist eine Maschine dar gestellt, in die eine Schicht von Ausgangsmaterial zwi schen einem gemusterten, mit Öffnungen versehenen Teil, z. B. eine starre Trommel und eine durchlochte Unterlage, wie z. B. ein Sieb, eingelegt wird. Die Schicht von Ausgangsmaterial kann teilweise um die Trommel herumgelegt werden, und die auf diese Weise gebildete Einlage wird mit entsprechender Geschwindigkeit, mit der sich die Trommel dreht, fortbewegt. Die Flüssigkeit kann durch die Löcher der Formtrommel durch eine Anzahl von Sprühdüsen, die innerhalb und in axialer Richtung mitten durch die Trommel angeordnet sind, geschleudert werden.
Der gemusterte, mit Öffnungen versehene Teil kann auch aus einem schmiegsamen Band mit Öffnungen bestehen, die grösser als die Löcher im Siebunterlagsteil sind, wie es in der Maschine mit dem schmiegsamen Band in den Fig. 22-29 gezeigt ist, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet wie die Maschine mit der Trommel. In der Maschine mit dem schmiegsamen Band sind die Sprühdüsen in einer Reihe oder in Rei hen im Abstand von der Fertigungszone in einem Form band angeordnet, wie nachfolgend näher beschrieben wird.
Die Sprühdüsen können auch ausserhalb der Trom mel angeordnet sein, wie es die Fig. 36 und 39 zei gen und wie ebenfalls nachfolgend näher beschrieben wird.
Man kann eine feste Trommel mit einer darin be findlichen Sprühvorrichtung in Verbindung mit einem doppelten beweglichen Bandformteil verwenden, wobei diese Trommel eine starre, horizontal geschlitzte Unter lage enthält, die sich zwischen den Sprühdüsen inner halb der Trommel und einer Einlage des Ausgangsma terials zwischen den beweglichen Bändern auf der ge genüberliegenden Seite befindet, wie es in der Doppel bandmaschine in den Fig. 44, 45 und 46 gezeigt ist.
Eine rotierende, mit Öffnungen versehene Trommel kann an Stelle von Sprühdüsen in Verbindung mit einer Flüssigkeitszuführungsvorrichtung verwendet werden, wie es z. B. in der Trommelmaschine der Fall ist, bei der eine in Abständen angeordnete, schlitzförmige Flüs- sigkeitszuführungsvorrichtung verwendet wird, wie es in den Fig. 18 bis 20 gezeigt ist.
In jeder dieser Maschinen wird die Ausgangsfa- serbahn den Strahlen der Flüssigkeit, vorzugsweise Was serstrahlen, unterworfen, die in Abständen und gleich zeitig über eine Fläche der Bahn quer zum Band oder dem Faserbahnweg angewandt werden. Die Bildung der Bahn kann nach dem gewünschten Muster eintre ten, wenn die Einlage in Ruhe ist, wenn sie in Ab ständen oder auch, wenn sie kontinuierlich bewegt wird. Des weiteren kann die Bildung der neugeordne ten Bahn in irgendeinem der Sprühbereiche oder in einem besonderen Abschnitt des Rotationsweges oder des geraden Weges, den die Einlage durchläuft, ein treten.
In den Fig. 7 bis 1d wird eine näher beschriebene Ausführungsform einer geeigneten Trommelvorrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens mit verhältnismässig hohen Geschwindigkeiten gezeigt. Diese Vorrichtung enthält eine zylindrische, mit öff- nungen versehene Trommel 36, ein durchlochtes Un- terlagsteil in Form eines unendlichen Siebbandes 37 und Sprühdüsen 38 innerhalb der Trommel zum Durch schleudern von Flüssigkeitsströmen, wie z. B. Wasser, durch die Trommelöffnungen 39.
Eine Schicht 41 von Ausgangsmaterial, zweckmässig in Form einer dreifa chen Faserbahnschicht aus gekrempelten Baumwollfa- sern, kann z. B. zwischen die zylindrische Trommel- wandung und das Band zur Herstellung eines Stoffes gemäss der Erfindung eingelegt werden, wobei die Flüs sigkeit durch die Trommelöffnungen geschleudert wird.
Die Trommel, die Flanschen 42 zur Verstärkung an jedem Ende trägt, ist in ein Gestell montiert, das durch zwei Paare von Flanschenrädern 43, die im Abstand voneinander angeordnet sind, gebildet wird. Jedes Paar enthält ein Rad 43 an jedem Ende der Trommel, auf einer gemeinsamen Welle 44 befestigt, welche anderseits frei in feststehenden Lagern 45 ro tieren kann, die auf einem festen Grundrahmen 46 montiert sind. Die Achsen oder Wellen 44, die jedes Räderpaar tragen, haben einen Abstand, um eine feste Unterstützung für die Trommel 36 zu bilden.
Jedes Rad enthält einen Aussenflansch 47, der sich nach oben von seiner Unterstützungsoberfläche aus betrach tet über eines der Enden der Trommel 36 und an grenzend dazu erstreckt, so dass die Trommel in axialer Hinsicht in ihrer Lage gehalten wird.
Das Sieb 37 läuft um den Hauptabschnitt der Trommel herum und wird darauf durch Haltewalzen 48 und 49 (Fig. 8) in seiner Lage gehalten, die ober halb der Trommel und dicht über ihrer Oberfläche angebracht sind. Diese Walzen sind auf Wellen 51 und 52 befestigt, welche frei in den Lagern 53 und 54 rotieren können und die auf horizontalen Rahmenteilen 55 aufmontiert sind und vom Grundrahmenteil 46 durch Vertikalstreben 56 an jedem Ende der Trommel getragen werden. Das Band läuft auch um verstellbare Führungswalzen 57 unter der Trommel, die auf Wellen befestigt sind, die frei in den Lagern 58 drehbar und verschiebbar in den Grundrahmenteil 46 montiert sind.
Die Lage der Lager 58 ist durch Haltebolzen 59, die durch den Rahmen geschraubt sind, verstellbar. Die Lage einer oder mehrerer Walzen ist verstellbar, um ein Band abzunehmen oder auszuwechseln und es in seiner Lage zu spannen.
Eine Laufwalze 57a, die mechanisch mit Hilfe von Lagerbolzen 59a gespannt wird, ähnlich wie die Spannwalzen 57, die vor oder zurückgeschraubt wer den können zum Festhalten des Lagerpaares 58a, in dem die Walze gelagert ist, dient als Haltevorrichtung zur Ausrichtung des Bandes 37. Die Laufwalze 57a steht in Berührung mit dem Band 37 und wechselt nach links oder rechts in bezug auf die Richtung des Bandweges gemäss der Lage des Lagerbolzens. Die Walze 57a ist drehbar in einer Lagerstütze 58a an einem Endzapfen gelagert, wie man in Fig. 8 vorn sieht, und ist in derselben mechanischen Weise mon tiert, wie die Laufvorrichtung 220 gemäss Fig. 23.
Eine von Hand vorzunehmende Einstellung des Bolzens 59a verändert die Achslage der Laufwalze 57a, um die Ausrichtung des Bandes 37 auf den feststehenden Wal zen und den Spannwalzen zu bewirken.
Das Siebband 37 läuft, nachdem es um die Trom mel 36 gegangen ist, um die zweite Haltewalze 49 und dann um und durch den Spalt zwischen einem Druckwalzenpaar 61 und 62 hindurch. Die untere Druckwalze 61 ist fest auf eine Welle montiert und drehbar in den Lagern 63 gelagert, welche anderseits in Vertikalstreben 64 untergebracht sind, die sich von dem oberen Rahmenteil 55 aus nach oben erstrecken. Zweckmässig wird diese Walze durch eine nicht dar gestellte Kraftquelle durch übliche Hilfsmittel, wie z. B. einem Band, einer Kette oder einer Getriebekette, die auch nicht dargestellt sind, angetrieben.
Die obere Druckwalze 62 ist auf eine Welle montiert, die frei in den Lagern 65 rotieren kann, welche in vertikaler Richtung in den Trägern 64 verschiebbar angeordnet sind.
Der Druck am Druckspalt wird durch die Stellung der Lager 65 gesteuert, welche anderseits durch Hebel arme 66 bestimmt wird, die auf die Lager auf jeder Seite der Trommel einwirken. Die Hebelarme 66 dre hen sich um Bolzen 67, die von den Ösen 68 aus gehen, welche auf die Vertikalträger 64 montiert sind. Die Hebel werden mit Hilfe von Luftzylindern 69 (Fig. 9) pneumatisch gesteuert, die von den Vertikalstre ben 56 getragen werden.
Die Zylinder sind an einem Ende der Ösen 71, die von diesen Vertikalstreben aus <I>gehen,</I> befestigt und durch Wellen 72, die an Kolben in den Zylindern (nicht gezeigt) befestigt sind, an den unteren Enden der Hebel 66 angebracht. Die anderen Enden der Hebel drücken auf Berührungsflächen 73 nieder, die sich auf den verstellbaren Lagern 65 befin den und die obere Druckwalze unterstützen. Druckluft wird mit Hilfe von Luftleitungen 74, die von einer nicht dargestellten Druckquelle kommen, in die Zylin der 69 gepresst.
In Fig. 9 ist nur ein. Hebelarm 66 zusammen mit seinem entsprechenden mit ihm in Ver bindung stehenden Luftzylinder 69 und der Welle 72 gezeigt. Die entsprechenden Teile sind der Deutlichkeit halber auf der anderen Seite der Vorrichtung weggelas sen, an der die Stütze 64 praktisch in ihrer ganzen Höhe und der feste Grundrahmen 46 teilweise weg genommen ist.
Zweckmässig wird die Arbeitsspannung auf dem Siebband 37 auch pneumatisch gesteuert. Dies wird, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, durch eine verstellbar montierte Walze 76 bewerkstelligt, die nach aussen ge gen das Band drückt. Die Walze ist auf eine Welle montiert, die in Beschlägen 77 gelagert ist und sich von den Hebelarmen 78 aus schwenkbar um die Ösen 79 erstreckt, die auf dem Grundrahmenteil 46 auf jeder Seite der Trommel befestigt sind. Das obere Ende eines jeden Armes 78 ist schwenkbar auf einer Welle 81 be festigt, die aus einem Luftzylinder 82 herauskommt, der an einem der Vertikalstreben 56 angebracht ist. Die Lage des Zylinders 82 kann mittels einer Schraube 83, die durch die Strebe geht, verstellt werden.
Ein Verstellknopf 84 ist zu diesem Zweck vorgesehen. Die Spannung auf dem Sieb 37 wird durch die Stellung der Walze 76 bestimmt, welche anderseits nach innen oder nach aussen durch den Druck in den Zylindern 82 mit Hilfe von nicht gezeigten Steuereinrichtungen verstellt werden kann.
Düsen 38 zum Ausschleudern von Strahlen aus Flüssigkeitströpfchen gegen die Innenoberfläche der zy lindrischen Wand der perforierten Trommel 36 sind an den Enden der Röhren 86 angebracht, die der Länge nach in Reihen auf einem Druckzylinder 87 angeord net sind, der anderseits einen Flansch 88 besitzt und an einem Ende mit dem Hauptrahmen durch eine Ver tikalstrebe 89 befestigt ist, wie man sie in Fig. 8 auf der hinteren Seite der Vorrichtung sieht. Der Flansch 88 besitzt geschlitzte Bolzenlöcher 91, damit der Zylin der 87 genau in bezug auf die Trommelachse befestigt werden kann.
Die Düsenanordnung ist fest und die Trommel dreht sich um dieselbe. Die Düsenanordnung erstreckt sich von der Strebe 89 aus durch eine vor gesehene Öffnung an der Seite der Trommel hindurch in den Innenraum der Trommel hinein. Die Seiten der Trommel können nach Wunsch durch eine Wand ver schlossen werden, mit Ausnahme dieser Öffnungen. Es ist zweckmässig, den Verschluss aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material herzustellen, damit man die laufende Maschine besser beobachten kann.
Flüssigkeit unter Druck wird in das Innere des Zylinders 87 aus einer nicht dargestellten Quelle ge schickt. Es kann eine Reihe von Düsen teilweise oder ganz mitten durch die perforierte Wandung der Trom mel angeordnet werden; zweckmässigerweise benutzt man wenigstens zwei Reihen von Düsen. Drei, vier oder noch mehr Reihen von Düsen können unter ge wissen Bedingungen vorteilhaft sein, da die Geschwin digkeit der Maschine dadurch erhöht werden kann. Düsen bekannter Formen können dazu verwendet wer den; zweckmässig benutzt man starke konische Düsen.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, erfolgt die Faserneuordnung in der zwischen die Trommel 36 und das Sieb 37 gelegten Stoffbahn 41 - wie es im Kreisbild 99 gezeigt ist - an einer Seite der Trommel dicht beim Eintritt der Bahn 41 in den Spalt zwischen der ersten Füh rungswalze 48 und der Trommel. Eine solche Neu ordnung kann jedoch an jeder Stelle der Einlage, der Trommel, der Bahn und des Siebes vorgenommen wer den, wie z. B. an der gegenüberliegenden Seite der Trommel 37 durch Drehen der verschiebbaren Sprüh düsen 38 in die gegenüberliegende Richtung gegen die rechte Innenoberfläche der Trommel 37, anstatt gegen die linke Innenoberfläche, wie es in der Fig. 8 gezeigt ist.
Die zweckmässige Stellung der Düsen hat so zu erfolgen, dass eine einwandfreie und gleichmässige Neu ordnung der Faserbahn im Hinblick auf das. Gewicht der Ausgangsfaserbahn, der Art der Fasern, der Sprüh bedingungen, des Musters usw. gewährleistet ist.
Der Grundrahmenteil 46 kann als Behälter für die Flüssigkeit dienen, die durch die Teile des Siebes aus der Richtung der Düsen kommt oder vom Sieb, der Trommel oder dem Druckspalt herunterfällt. Nicht dar gestellte separate Vorrichtungen können jedoch benutzt werden, als Kasten oder Behälter im oder um den Grundrahmen herum. Sprühplatten, wie sie z. B. bei 92 in Fig. 9 und 10 gezeigt sind, können am Rahmen an beiden Enden der Trommel und ähnliche Platten oder Schutzvorrichtungen zur Herstellung einer spritz- sicheren Umkleidung um das Sieb herum angebracht werden.
Zur Behandlung einer Schicht von Ausgangsmaterial 41, z. B. einer Bahn von gekrempelten Baumwollfa- sern, wird diese beispielsweise über die erste Lager walze 48 geführt und in Berührung mit dem endlosen Sieb 37 gebracht.
Das Sieb, das die Bahn trägt, wird um den Teil der Trommel 36 durch den Weg laufen gelassen, durch den die Flüssigkeit durch die Durch lochungen 39 der Trommel geschleudert wird, dann um die Trommel herum über die zweite Lagerwalze 49 und dann durch den Spalt, der durch die Druck- walzen 61 und 62 gebildet wird. Die untere Druck walze 61 treibt das Sieb 37. Das Sieb trägt die Bahn und treibt die Trommel 36, ohne dass ein Gleiten zwi schen der Trommel und dem Sieb stattfindet.
Die Bahn 41 wird in das zu erzeugende Gebilde 93 über geführt, wenn sie in den Weg der Flüssigkeit eintritt, die durch die Durchlochungen der Trommel geschleu dert wird.
Das Gebilde hält .etwas von dieser Flüssigkeit zu rück, wenn es um die Trommel läuft, obgleich der grösste Teil der Flüssigkeit durch das Sieb hindurch geht, wie es oben beschrieben wurde, und in den Sam- melbehälter abtropft, bevor das Sieb, das die gebildete Schicht trägt, den Druckspalt erreicht. Beim Druck spalt ist der Hauptteil der zurückbleibenden Flüssigkeit vom Gebilde 93 abgepresst. Schabemesser 94 und 95, wie sie in Fig. 21 für ähnliche Zwecke an einer an deren Vorrichtung schematisch gezeigt werden,
können zum Abwischen der Flüssigkeit vom Sieb oder anderen Teilen auf dem Wege zum Druckspalt angebracht werden.
Das Gebilde 93 und das Unterlagssieb 37 laufen um die Druckwalze 62 herum, und wenn sie nach unten von dieser Walze ablaufen, wird das Gebilde vom Unterlagssieb getrennt und zum Austrag der Ma schine geführt, während das Unterlagssieb weiter nach unten läuft und seinen kontinuierlichen Weg fortsetzt. Nochmals auf Fig. 8 bezugnehmend, kann eine Füh rungswalze 96 zur allmählichen Wegführung des Ge bildes 93 vom Sieb in der Nähe der Stelle vorgesehen werden, an der sich das Sieb 37 um die Walze 76 windet. Die Walze 96 wird drehbar in den oberen Enden der Vertikalführungen 97 befestigt, die vom Grundrahmen 46 getragen werden.
Im Kreisbild bei 99 in Fig. 8 wird ein vergrösserter Teil der Einlage gezeigt, der aus der durchlochten Trommel 36, der Schicht von Ausgangsmaterial 41 und dem durchlochten Unterlagssieb 37 gebildet wird. An dieser Stelle hat eine Neuordnung des Ausgangs materials 41 zum Endprodukt, dem Gebilde 93, schon teilweise stattgefunden. Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines Radialausschnittes, der dieselben Teile der Einlage enthält.
Darin ist die perforierte Trommel 36, das durchlochte Unterlagssieb 37 und dazwischen eine Faserschicht von Ausgangsmaterial 41 in einem fortgeschrittenen Umlagerungsstadium auf dem Wege zu einem neuen Gebilde gezeigt. Vier Reihen von Sprühdüsen 38 sind innerhalb der Trommel in einem Abstand von ihrer Innenoberfläche so angeordnet, dass die Strahlen von Flüssigkeitströpfchzn 101, die aus ihnen herausgedrückt werden, im Falle der zweckmä ssigen Ausführungsform aus Wasser bestehend, sich ausbilden und sich ziemlich gleichzeitig verteilen kön nen, bis sie die angrenzende Oberfläche der Trommel erreichen.
Es wurde gefunden, dass eine Trommel mit einem Innendurchmesser von etwa 76 cm und einem Düsenabstand von etwa 15 cm von der Innenseite der Trommel besonders befriedigende Ergebnisse ergibt. Dieser Abstand kann jedoch innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Vorzugsweise werden die Düsen 38 radial ausgerichtet, damit die Strahlen durch die Durch lochungen 39 in der Trommel hindurchgehen und die Schicht von Ausgangsmaterial in einer im wesentlichen zur Innenoberfläche normalen Richtung treffen. Es ist weiterhin zweckmässig, dass die Radialgeschwindigkeit dieser Strahlen im wesentlichen grösser ist als die Rota tionsgeschwindigkeit der Trommel 36 und der Unter lage der Einlage. Wird z.
B. die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 15 m/min angetrieben, so liegt die gewünschte Geschwindigkeit für den Austritt des Wassers aus den Düsen bei nahezu 30 m/sec.
Die Schicht von Ausgangsmaterial 41 wird unmit telbar durch die Flüssigkeitsströme 102 beeinflusst, die durch die Durchlochungen 39 in der Trommel gebildet werden. Wie die Fig. 11 zeigt, werden diese Ströme dadurch erzeugt, dass man die Trommel durch eine Zone gehen lässt, in der sich Ströme oder Strahlen 101 von Flüssigkeit mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit bewegen und ihre Innenoberfläche in einer im wesentlichen dazu verlaufenden Richtung tref fen.
Die Flüssigkeit, die in Richtung eines Loches 39 in der Trommel ankommt, gelangt direkt durch dieses Loch in Berührung mit der Faserschicht, vorausgesetzt, dass die Geschwindigkeiten im wesentlichen so gehal ten werden wie oben beschrieben. Diese Teile der Strah len, die direkt durch die Durchlochungen der Trommel gehen, verrichten die meiste Arbeit bei der Erzeugung des Gebildes 93.
Wie oben erwähnt, werden feste konisch geformte Düsen vorgezogen. Mit anderen Worten, es ist zweck mässig, dass die Strahlen 101, die aus den Düsen aus geschleudert werden, sich in einer im wesentlichen ziem lich gleichförmigen Weise ausbreiten. Mit einer Mehr zahl von Sprühdüsen erreicht man jedoch eine grö ssere Streuung an den Aussenrändern des Strahls als in seinem Inneren. Diese Randstreuung wird als vorteil haft erachtet. So werden z.
B. die Durchlochungen in der Trommel, wie bei 103 in Fig. 11 gezeigt wird, zuerst dem verhältnismässig gestreuten Aussenrand des obersten Strahls ausgesetzt, bevor sie der vollen Kraft der ersten Strahlenreihe unterworfen werden. So hat die Bewegung der Fasern im Ausgangsmaterial unter dem Einfluss der Ströme und ihrer seitlichen Kompo nenten, die in der Ebene der Bahn gegeneinander wir ken, allmählich begonnen und sich dann verstärkt, bis ein neugeordnetes Gebilde entstanden ist.
Flüssigkeits ströme 102 mit Abständen werden durch die oder aus den Durchlochungen in der Trommel geschleudert, wo auch immer die Innenfläche der Trommel den Strah len innerhalb der Zone oder dem Bereich ausgesetzt ist, in dem die Trommel 36 durch die Strahlen läuft, die von vier Reihen von Sprühdüsen ausgeschleudert werden. Vorzugsweise werden die Düsen 38 in Reihen längs des Druckzylinders 87 angeordnet und sind ab wechselnd in bezug auf die Düsen in den angrenzen den Reihen in der Rotationsrichtung der Trommel ver setzt.
Dies bewirkt eine vollständige und im wesentli chen gleichmässige Bedeckung der Innenfläche der Trommel bei der Rotation.
Bei den mit Abständen versehenen Flüssigkeitsströ men 102, die aus den Durchlochungen 39 in der Trom mel herausgeschleudert werden, muss beachtet werden, dass es keine relative Bewegung zwischen diesen Strö men und der Schicht von Ausgangsmaterial 41, die mit der Trommel rotiert, gibt. Wenn jedes einzelne Loch 39 in der Trommel die Sprühzone erreicht, be ginnt ein Flüssigkeitsstrom 102 hindurch und dann in die Faserschicht 41 zu gehen. Ein Teil dieses Stromes geht direkt durch die Faserschicht und durch das Un- terlagssieb 37.
Der Restteil wird durch das Unterlags- sieb nach seitlichen Richtungen abgelenkt und geht dann durch das Unterlagssieb, wie oben angeführt. Da der Strom 102 durch ein Loch in der Trommel be grenzt wird, fliesst er durch die Trommel hindurch und bewegt sich mit der Schicht und der Unterlage der Einlage von da ab, wo er auseinanderzufliessen beginnt, und fährt weiterhin so fort, solange das Loch einem der Strahlen ausgesetzt ist. Die Bewegung des Stromes 102 .ist im wesentlichen innerhalb der Sprühzone kon tinuierlich, wenn das Loch einem der Strahlen inner halb dieser Zone ausgesetzt ist.
Wie in Fig. 11 gezeigt wird, beginnen die Fasern in der Schicht 41 sich erst aus der Richtung der Ströme 102, die durch die Trommel treten, herauszubewegen, wenn die Trommel in die Sprühzone eintritt, und set zen diese Bewegung fort, wenn die Trommel unter der vollen Wirkung der Strahlen steht, so lange, bis eine vollständige Neuordnung der Fasern bewirkt ist.
Der Umfang der Neuordnung der Fasern hängt weitgehend vom Material der Schicht 41, deren Dicke und Dichte ab, sowie von dem Abstand der Trommel 36 und dem Sieb 37, der Grösse der Löcher 39 in der Trommel und den Öffnungen im Sieb, der Oberflächenbeschaf fenheit des Unterlagssiebes (glatt oder rauh), der Rota tionsgeschwindigkeit der Einlage und der Art und der Geschwindigkeit der Ströme.
Wie bereits erwähnt, wird das Sieb 37 durch Span nung desselben gegen die Trommel 36 gehalten. Nor malerweise ist die Spannung so, dass das Sieb leicht von der Trommel weggedrückt wird und eine Aus buchtung bildet, wie in Fig. 11 gezeigt wird, wenn die Trommelfaserschicht-Siebeinlage in die Sprühzone eintritt. Eine gewisse Ausbauchung durch das Sieb 37 ist wesentlich bei einer augenblicklichen Zunahme des Abstandes zwischen der mit Öffnungen versehenen Platte und dem durchlochten Sieb.
Fig. 12 stellt einen aufgeschnittenen Teil der Ein lage von Fig. 11 dar und zeigt das Verhältnis zwi schen der Trommel 36, dem Sieb 37 und den Fasern dazwischen. Natürlich sind die Grösse und die Form der Ströme 102, die die Schicht des Ausgangsmaterials berühren, anfänglich durch die Grösse und die Form der Löcher 39 in der Trommel bestimmt. Wie schon gesagt, sind die seitlichen Komponenten dieser Ströme und ihre Wirkung auf das Ausgangsmaterial von meh reren Faktoren abhängig, einschliesslich dem Abstand zwischen Trommel und Sieb und dem Widerstand des Siebes gegen den Durchgang der Flüssigkeit.
Im all- gemeinen ruft der Durchgang der Flüssigkeit durch die Faserschicht Öffnungen in der Schicht hervor, die, wenn das Sieb unter hoher Spannung steht und fest gegen die Trommel gehalten wird, im wesentlichen mit der Grösse und der Form der Öffnungen in der Trommel vergleichbar sind.
Wenn die Siebspannung abnimmt und das Sieb mit Hilfe der Strahlenkraft von der Trom mel wegbewegt wird, wobei der Abstand zwischen der Trommel und dem Sieb zunimmt, neigen die Ströme, die durch die Trommel treten, dazu, die Fasern seit wärts unter die festen Teile 104 der Trommel zu drük- ken und schaffen dabei Öffnungen in der Faserschicht, die etwas grösser sind als die Öffnungen 39 in der Trommel. Das :letztere ist grob in Fig. 12 dargestellt.
Wie auch bereits erwähnt, kann der Abstand zwischen der Trommel und dem Sieb so weit vergrössert werden, dass eine grösste Dichte der Fasergruppen 105 zwischen den Löchern der Trommel erreicht wird. Jedoch neigt ein über dieses Mass hinaus vergrösserter Abstand zwi schen der Trommel und dem Sieb nur dazu, das Strah lenmuster und demgemäss die Sturktur des Gebildes zu zerstören.
Gebilde verschiedener Muster können mit der Vor richtung gemäss den Fig. 7-12 hergestellt werden, wo bei das Muster des Gebildes vom Muster der Durch lochungen in der Trommel und der Ausrichtung der Fasern in der Ausgangsfaserbahn abhängig ist. So kann z. B. ein Gebilde, das im wesentlichen rechteckige Lö cher hat, leichter mit einer Trommel hergestellt wer den, die rechteckige Öffnungen 107 so angeordnet ent hält, wie es Fig. 13 zeigt, als vergleichsweise mit einer Trommel, die runde Öffnungen im selben Muster an geordnet enthält.
Ein spitzenähnliches Gebilde kann mit einer Trommel hergestellt werden, die so geformte und angeordnete Öffnungen 108 enthält, wie es in Fig. 14 gezeigt wird. Die Spitze kann ziemlich grobe Öffnungen besitzen, ganz genau der Grösse und der Form der Öffnungen gemäss Fig. 14 entsprechend, oder sie kann feiner ausgeführt werden durch Verminde rung der Spannung auf dem durchlochten Sieb, wobei ein Anwachsen der Festigkeit der Fasergruppen zwi schen den Löchern 108 bewirkt wird.
Fig. <B>15</B> zeigt, wie man eine besondere Zeichnung oder ein Muster im Gebilde erzeugen kann. In dieser Figur sind die Durchlochungen 39 in der Trommel gemäss der erwünschten Zeichnung oder dem erwünsch ten Muster versperrt oder weggelassen. Im vorliegen den Falle handelt es sich um die verhältnismässig gro ssen Buchstaben D, O und E.
Die Trommel 36 kann aus irgendeinem Material hergestellt werden, wie z. B. einer plastischen Masse, aus Metall, Gummi oder irgendeinem anderen, sich selbst tragenden Material, das imstande ist, die in ihm befindlichen gewünschten Durchbrechungenoder Durchlochungen beizubehalten. Zweckmässigerweise besteht die Trommel 36 aus Metall, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Ma terial, das der Korrosion widersteht. Die Dicke der Trommelwand kann in weiten Grenzen variieren, im allgemeinen soll sie eine bestimmte Festigkeit aufwei sen.
Wie schon angedeutet, kann das Siebband 37 aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden. Zweckmässig verwendet man gewobene Siebbänder.
In den Fig. 16 bis 20 wird eine andere Ausfüh rungsform der Vorrichtung gezeigt. Diese Vorrichtung enthält eine perforierte Trommel oder einen Zylinder 111 und ein durchlochtes Band 112, das auf dem Hauptteil des Drehweges der Trommel um dieselbe läuft. Die Trommel 111 ist drehbar auf einen hohlen Druckzylinder 113 montiert. Der Zylinder 113 befindet sich in fester horizontaler Lage durch Befestigung an jedem Ende auf Bauträger 114a montiert, welche ander seits auf Seitenteile 114 montiert sind. Der Zylinder 113 kann mit einer nicht gezeigten, unter Druck ste henden Flüssigkeitsquelle, z. B.
Wasser, mit Hilfe eines Rohres<B>115</B> verbunden werden, das an einem Ende des Zylinders austritt.
Die Trommel 111 ist dem Zylinder angepasst und dreht sich mit diesem mit dem durchlochten Sieb 112. Der Weg des Siebes wird durch die Trommel und vier Führungswalzen bestimmt, die auf Wellen befestigt sind, die sich in Lagern befinden, welche auf den Trägern 114 und 114a ruhen.
Zwei der Führungswal zen 116 und 117 sind in der Nähe der Trommel und oberhalb ihrer Mittellinie angeordnet, und die anderen zwei Walzen<B>118</B> und 119 befinden sich unterhalb der Trommel und sind nach aussen versetzt angeord net in bezug auf die beiden ersten Walzen. Die Walzen 116 und 117 in der Nähe der Trommel führen das Sieb 112 um die untere Hälfte der Trommel 111 herum, wenn sie sich um den Druckzylinder<B>113</B> dreht.
Das Sieb kann gespannt werden, um es mit der Trommel in dichter Berührung zu halten. Dies wird durch Verstellen der Lage der unteren Führungswalze 118 bewerkstelligt. Diese Walze ist in einem Lager 121 an jedem Ende montiert, welches in dem Konstruk tionsteil 114 durch die Schraube 122, die durch einen Teil der Trägerkonstruktion geschraubt ist, gleitbar ver stellt werden kann.
Der Druckzylinder 113 enthält einen länglichen Drosselspalt 123, durch den ein Strom von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in Form einer Schicht hindurchgedrückt werden kann. Der Spalt ist im Durch- schnitt in den Fig. 16 und 18 und in seiner vollen Länge und der Draufsicht auf den Zylinder in Fig. 17 dargestellt. Wie gezeigt, befindet sich der Spalt am unteren Ende der vertikalen Mittellinie des Druckzylin ders 113.
Das Verfahren gemäss dieser Ausführungsform und verschiedener davon abgeänderter Formen wird unter Bezugnahme auf die vergrösserten Teilansichten der Fig. 18-20 erläutert. In Fig. 18 .ist die Schicht, die durch die Trommel 111, den Ausgangsstoff 124 und das durchlochte Band 112 gebildet wird, beim Passie ren des Drosselspalts 123 gezeigt. Wie sich daraus er gibt, läuft die Schichtenlage von links nach rechts um den Zylinder herum, so dass die Durchlochung 125 in der Trommel 111 unmittelbar links von der Mit tellinie gerade geöffnet ist in bezug auf den Spalt 123, während die Durchlochung 126 unmittelbar rechts von der Mittellinie gerade geschlossen ist in bezug auf den Spalt.
Da die Trommel 111 weiter rotiert, wird jede Durchlochung in bezug auf den Spalt 123 geöffnet, da sie zwischen den durch die Durchlochung besetzten Stellen unmittelbar auf das Obige bezogen hindurch geht. Während dieser Zeit wird ein Flüssigkeitsstrom durch die Durchlochung in die Schicht von Ausgangs material und dann durch das durchlochte Band ge schleudert. So sind die Ströme von kurzer Dauer, wenn die Trommel mit einer merklichen Geschwindigkeit ro tiert.
Es ist klar, dass in dieser Ausführungsform das Ausgangsmaterial begrenzteren Flüssigkeitskräften un terworfen ist als im Falle der vorher beschriebenen Ausführungsform, und folglich kann der Grad und die Art der erhaltenen Faserneuordnung gemäss der in die sen Ausführungsformen gezeigten Vorrichtung variie- ren. Da der Spalt 123 immer mit Flüssigkeit angefüllt und selbst jederzeit dem Hauptteil der im Zylinder unter Druck stehenden Flüssigkeit ausgesetzt ist, ist die Flüssigkeit bestrebt, ihren Weg in einzelne Durch lochungen und dann in und durch die Stoffschicht 124 zu nehmen, sobald irgendein Teil der Durchlochung dem Spalt ausgesetzt ist.
Dies kann manchmal die Flüssigkeit veranlassen, in schiefer Richtung in die Durchlochung einzutreten und die so gebildete Stoff schicht in einer schräg dazu geneigten Richtung zu treffen mit dem Ergebnis, dass sie das Material in der Schicht von der Durchlochung in dieser Richtung weg schiebt. Das kann zweckmässig sein, wenn man ein Gebilde zu erhalten wünscht, das wenigstens einige Lö cher oder Öffnungen enthält, die in der Drehrichtung länglich sind.
Fig. 19 zeigt eine abgeänderte Form der Vorrich tung der Fig. 16-18, in der der Boden 128 des Spal tes 123 im Druckzylinder 113 aufgeweitet ist, um den Strom, der durch den Spalt tritt, zu verteilen. Mit dieser Vorrichtung wird die Schicht 125 von Ausgangs material der Einwirkung der Flüssigkeitsströme für eine längere Zeitspanne ausgesetzt, so dass man im allgemei nen eine schärfere Ausbildung erhält.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 20 dar gestellt. Die Trommel 129 hat eine Wandung, die be trächtlich dicker als die der vorhergehenden ist, was zur Folge hat, dass ein Schrägfliessen, wie es in Ver bindung mit Fig. 18 beschrieben ist, verhindert werden kann, sogar dann, wenn der Drosselspalt so angeord net ist, wie es in dieser Figur gezeigt ist.
Dies liegt daran, dass die längeren Durchlochungen 131 in der Trommel der Fig. 20 jetzt zu Kanälen oder Mündun- gen zur Ausrichtung des Flüssigkeitsstromes werden und sogar dazu neigen, wenn die Flüssigkeit anfänglich in diese Löcher in einem schiefen Winkel eintreten sollte, sie grade zu richten und in eine Richtung zu lenken, die im wesentlichen parallel zu den Achsen der Durchlochungen 131 laufen.
Zusätzlich ist ein Drossel spalt<B>123</B> zu sehen, der eine Aussparung 132 in Be rührung mit der Trommel hat zur Verteilung der Flüs sigkeit auf einen grösseren Bereich als es bei der ge neigten Aussparung von Fig. 19 der Fall ist, wobei er gleichzeitig die Flusseigenschaften verbessert.
Die in Fig. 21 dargestellte Vorrichtung verwendet die drehbare perforierte Trommel 141 und die Sieb bandanordnung 139 gemäss den Fig. 7-12 zum Ein legen der Bahn 135 aus faserigem Ausgangsmaterial zwischen die Trommel und das Siebband, wenn die Bahn die erste Lagerwalze<B>138</B> verlässt.
Die Trommel wird durch im Abstand angeordnete Räder 142 unterstützt und durch Berührung mit dem Sieb 139 angetrieben, das anderseits durch die untere Walze 143 eines Entwässerungsdruckspaltes, der durch die Walzen 143 und 144 gebildet wird, angetrieben wird, wie in Verbindung mit den Fig. 7-12 beschrie ben wurde. Das Band 139 läuft um die Trommel 141, über eine zweite Lagerwalze 145, durch den Druck spalt und um Führungswalzen 146 zurück zu der ersten Lagerwalze 138.
Ein Kasten oder Behälter 147 dient zum Sammeln des durch die Schichtenlage Ceschleuder- ten und von der Maschine herabtropfenden Wassers. Wie vorerwähnt, sind Schabemesser oder Abstreifer 94 und 95 zum Abstreifen des Wassers von der Rückseite des Siebes 139 unten an der zweiten Lagerwalze 145 zu sehen.
Wasser wird durch die Öffnungen in der Trommel 141, durch die Faserbahn 135 und durch das Sieb 139 mit Hilfe radial innerhalb der Trommel angeord neter Düsen 148 geschleudert. Die Düsen 148 sind so in Reihen an den Enden der Röhren 149 angeordnet, dass sie sich überschneiden und sind direkt mit dem Druckzylinder 151 verbunden, wie in den Fig. 7-12 beschrieben ist.
Nachdem die Faserbahn die besprühte Neuord nungszone passiert hat, wird sie auf dem Sieb über eine zweite Lagerwalze 145 und durch den Druckspalt zwischen den Walzen 143 und 144 hindurch zur Ver minderung des Wassergehaltes geführt, wie es bereits beschrieben wurde. Die Wasserstrahlen, die von den Sprühdüsen 148 aus geliefert werden, bewirken eine Pressung der Bahn, wie es in den Fig. 6a und 6b gezeigt ist.
In Abhängig keit von der Art der Faser, ihren physikalischen Ei genschaften, der Dichte, der Wasseraufnahme usw., ihrer Ausmasse, Denier und Länge, ihrer Oberflächen- ,eigenschaften und auch vom relativen Abstand zwi schen der durchlochten stofferzeugenden Trommel in bezug auf das Unterlagsband, kann der Wassergehalt, der in der Bahn im Faserneuordnungsbereich enthalten ist, zwischen etwa 50-3000 ö oder mehr variieren, ohne dabei Bedingungen zu schaffen, die die Faserneuord nung verhindern.
Trocken hergestellte Bahnen aus 2,9 cm langen und 1,5 Denier enthaltenden Viskose-Reyon-Fasern scheinen ihre Unversehrtheit in dieser Maschine bei zubehalten, wenn ungefähr die 30- oder mehrfache Menge an Wasser, bezogen auf ihr Gewicht, in der Neuordnungszone enthalten ist. Dieses Wasser muss zwi- schen dem Band und der Trommel auf weniger als etwa das 15fache, bezogen auf das Fasergewicht, aus gepresst werden, wenn die Bahn von der Trommel weggeführt wird, um eine Zerstörung der Bahn zu verhindern.
Im Gegensatz dazu kann dieselbe trocken erzeugte Bahn, die etwa ungefähr 200 % Wasser enthält, mit Luft- oder Dampfstrahlen leicht neugeordnet wer den, obgleich diese Strahlen bekanntlich weniger wirk sam sind als Wasser. Sogar bei sehr geringen Faser- bahnfeuchtigkeiten von weniger als ungefähr <B>50%</B> hat man eine erfolgreiche Neuordnung dieser Bahnen mit Luft durchgeführt, obgleich die Ergebnisse nicht so gut sind und das Produkt minderwertig ist gegenüber demjenigen, bei dem man grössere Wassermengen ver wendet.
Mit Bahnen aus kürzeren Fasern, mit einer Länge von etwa 1 cm und 1,5 Denier Viskose-Reyon, schei nen die Feuchtigkeitsgrenzen ungefähr beim 20fachen (oder mehr) des Fasergewichtes in der Neuordnungs zone zu liegen, bevor die Bahn ihre Unversehrtheit verliert und auf weniger als ungefähr das 12fache, be zogen auf das Fasergewicht, abnimmt, wenn die Bahn die Trommel verlässt. Anderseits können diese 1 cm langen Fasern leicht durch Luft- oder Dampfstrahlen neugeordnet werden, wenn die Bahn ungefähr 150 Feuchtigkeit enthält.
Holzbreifasern von 2-3 mm durchschnittlicher Länge lassen sich in der Neuordnungszone gut hand haben, wenn ungefähr das 15fache an Wasser, bezogen auf ihr eigenes Gewicht, anwesend ist. Diese Fasern sind verhältnismässig steif und grob. Vor dem Verlas sen der Trommel reduziert jedoch die Bandspannung den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als ungefähr das 11fache des Fasergewichtes. Ungefähr 200-300% Flüs sigkeitsmenge ist die untere Grenze, um eine befrie digende Neuordnung mittels Luft, Dampf oder anderen Flüssigkeiten durchzuführen.
Wenn die Faserbahn 152 das Sieb verlässt, läuft sie, wie in Fig. 21 weiter gezeigt, um eine Führungs walze<B>153</B> in einer im allgemeinen horizontalen Rich tung nach dem oberen Ende eines endlosen Kupfer siebförderbandes 154, das sich um eine obere und untere Unterstützungswalze 155 und 156 dreht, von denen eine mit derselben gleichförmigen Geschwindig keit wie die Faserbahn angetrieben wird. Ein Heiz körper 157 ist über dem Förderband so montiert, dass er von der oberen Seite des die Faserbahn tragenden Förderbandes zu und weg bewegt werden kann.
Der Heizkörper hat an jedem Ende Verlängerungsstücke 158 und 159, die in vertikale Laufrillen <B>161</B> und 162 eingepasst sind zur Bewegung des Heizkörpers in ver tikaler Richtung in bezug auf das Förderband. Diese Verlängerungsstücke können in den Laufrillen verscho ben werden, um die erwünschte Hitzeintensität auf der Faserbahn 152 zu erhalten.
Eine untere Führungs- walze 163 ist in der Nähe der unteren Unterstützungs walze 156 des Förderbandes angebracht, damit die Bahn vom unteren Ende des Förderbandes abläuft, ohne vorzeitig vom Kupfersieb abgehoben zu werden.
Die Bahn 152 wird bis auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet oder sie kann mit Hilfe des Heizkörpers 157 vollständig getrocknet werden. Man kann die getrocknete Bahn mit einem Klebstoff, Farbstoff oder anderen Imprägnier- oder überzugsstof- fen behandeln, indem man sie zwischen Walzen 164 und<B>165</B> eines Bades 166 durchlaufen lässt. Eine Füh- rungswalze 169 hat den Zweck, die Bahn vom Bad wegzuführen.
Nach Wunsch können eine Anzahl geeigneter Kleb stoffe oder Bindemittel, die in wässriger oder nicht wässriger Lösung in das Bad 166 gegeben werden, zur weiteren Festigung der neugeordneten Bahn benutzt werden. Zum Beispiel können wasserlösliche Stoffe in einer wässrigen Lösung benutzt werden, die folgende Stoffe enthalten kann: im Holländer behandelte Cel- lulose-Gallerten aus Holzbrei, Caroa, Ramie usw.;
na türliche Gummiarten einschliesslich Karaya, Johannis brot, Gummi arabicum u. a.; Stärken und synthetische Stoffe, wie z. B. Polyvinylalkohol, Carboxymethylcel- lulose, Polyvinylacetat usw. Geeignete Bindemittel oder Klebstoffe, die in anderen Lösungsmitteln als Wasser löslich sind, werden verwendet, wie z.
B. Polyvinyl- chlorid und Polyvinylbutyral und ihre Kopolymeren. Nicht reversible Bindemittel können benutzt werden, wenn die Neuordnung vor dem Zusatz des Bindemit tels durchgeführt wird; solche Bindemittel können Harnstoff-Formaldehyd- und Melaminformaldehyd- Kondensationsprodukte enthalten, die sich in einer niedrigeren Kondensationsstufe befinden.
Man kann der neugeordneten Bahn 152 nach Wunsch thermoplastische Bindemittel in Puderform zu setzen, die dann vereinigt werden, um die Fasern zu binden, einschliesslich büschelige Fasern, wie hiernach beschrieben wird; solche Puderstoffe können Äthylcel- lulose, Nylon 6, Nylon 11, andere Nylonarten, Poly- vinylchlorid, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Cellu- loseacetat u. a. enthalten.
Der günstigste Bindemittelgehalt hängt von einer Anzahl Faktoren ab, einschliesslich der Art des Binde mittels, der Grösse und Form der Bindemittelteilchen und ihrer Anordnung im Gebilde, der Art und Menge der Fasern, dem Gesamtfasergewicht u. a. über 2 %, vorzugsweise 6-15 % Bindemittel, bezogen auf das Fa sergewicht, führen zu einem befriedigenden Ergebnis.
Diese Nass- oder Warmbehandlungen der getrock neten Bahn mit einem Klebestoff, Farbstoff oder andern Imprägnier- oder überzugsstoffen oder mit thermopla stischen Bindemitteln gehören nur insofern zur Erfin dung, als sie eine aus nichttextilen Fasern, beispiels weise den erwähnten kurzen Holzstoffasern von 2 bis 3 mm Länge hergestellte Bahn betreffen;
dagegen ge hört die Anwendung entsprechender Behandlungen zur Veredlung einer ganz oder teilweise aus Textilfasern bestehenden Bahn, soweit diese Behandlungen für die Textilindustrie in Betracht kommen, nicht zur Erfin dung und ist durch das vorliegende Patent nicht ge schützt.
Vom Bad 166 in Fig. 21 kann der Stoff über eine Vorrichtung, bestehend aus dampfbeheizten Trok- kentrommeln 171, geführt werden. Alsdann kann er auf eine Haspel oder Trommel 172 mit Hilfe bekann ter Vorrichtungen zur späteren Verwendung aufgewik- kelt werden.
Wenn die Faserbahn keine zusätzlichen Imprä gnier- oder überzugsmittel erfordert, kann man auf den auf den Heizkörper 157 folgenden Teil der Vor richtung verzichten. Wenn die Hitze für die Trocknung ungeeignet ist, lässt man die die Walze 153 verlassende Faserbahn in der Luft durch Aufhängen trocknen.
In den Fig. 22-28 ist eine andere zweckmässige Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, die zur Her stellung gemusterter Faserbahnen geeignet ist, wobei flache, zweidimensionale, ungewobene Faserbahnen und büschelige oder gepfropfte dreidimensionale Fa serbahnen miteinbegreiffen sind.
Diese Ausführungs form, als Maschine mit schmiegsamen Bändern bezeich net, arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip und unter im wesentlichen gleichen Bedingungen wie die Vor richtung gemäss den Fig. 7-12, wobei anstelle der dreh baren perforierten Trommel ein bewegliches, biegsames, durchbrochenes Band angebracht ist, das in Zusam menarbeit mit dem Siebband die Schicht von Faser material einschliesst und die Faserbahn mit hohen gleichbleibenden Geschwindigkeiten durch eine oder mehrere Faserumlagerungszonen unter Anwendung von Flüssigkeitskräften befördert.
Eine vollkommene Kontrolle der Faktoren, die die Faserneuordnung in den Abschnitten bewirken, in de nen die Flüssigkeitskräfte angewandt werden, wird da durch erhalten, dass jedes der Bänder einzeln verstellt werden kann zur Bestimmung des Bereiches der Faser neuordnung. Ein weiterer bedeutender Vorteil ist darin zu sehen, dass die beiden Bänder mit Leichtigkeit aus gewechselt werden können, um eine Reihe verschie dener Bahnmuster zu ermöglichen.
Ein wesentliches Merkmal dieser Vorrichtung mit den Bändern besteht darin, dass ein Teil der Unter stützungskonstruktion so ausgebildet ist, dass man eine Zugangswand oder Zugangsplatte 290 und weiterhin eine Auslegerkonstruktion erhält, die das Verfahren und die Brauchbarkeit der Maschine verbessert. Dies kann man am besten in den Fig. 24, 26 und 27 er kennen.
Durch Entfernung der Zugangswand kann man die Maschine leicht zugänglich machen, einen Ersatz von Bändern, eine Reparatur beschädigter Bänder, eine Ausrichtung der Sprühdüsen, je nach Wunsch eine Ent fernung von Sprühdüsen und die Einbringung von Zu satz- oder Hilfsvorrichtungen zur Erleichterung der Fa- serumlagerung oder zur Entwässerung der Faserbahn vornehmen, wie es .im einzelnen nachfolgend beschrie ben wird.
Wie in der Vorrichtung mit den Bändern gemäss Fig. 23 gezeigt wird, ist die Maschine auf Vertikal rahmenteile 247 (an der linken Seite der Fig. 23) und Stützen 256 rechts und links montiert. An den Stütz teilen 247 und 256 ist der horizontale feste Rahmenteil 246 befestigt, der an seinem oberen Rand die Wand 289 trägt, an der die Einlassleitungen 287a, 287b und 287c der Sprühdüsen mit den entsprechenden Montage flanschen 288 befestigt sind.
Das obere und das untere Band 236 und 237 lau fen über entsprechende Antriebswalzen 260 und 249 und über die entsprechende obere und untere Folge walze 258 und 257 innerhalb des Rahmens, der durch die Vertikalstützen 247, den horizontalen festen Rah menteil 246, die Zugangswand 290 und die erste Schutzwand 289 gebildet wird. Die Oberseite des obe ren Bandes 236 steht in Berührung mit der Band laufwalze 258a und läuft unter dieser hindurch. Die Unterseite des Bandes 237 steht in Berührung mit einer Bandlaufwalze 257a und läuft über diese hinweg. Die Laufwalzen 257a und 258a sind drehbar auf Wellen gelagert, die sich quer zur Maschine erstrecken.
Die Wellen sind drehbar an einem Ende um Zapfen zwecks Schrägeinstellung gelagert, um das einwandfreie Laufen der Bänder 236 und 237 in bezug auf die Stellung der Walzen, auf denen sie laufen, zu ermöglichen.
Wie in Fig. 27 gezeigt wird, kann die Zugangs platte 290 aus ihrer normalen Lage entfernt werden (gestrichelte Linie) und zurückgestellt werden (dicke Linie), von wo aus sie dann umgekippt und nach unten in die dritte Lage (gestrichelt) gebracht werden kann, in der sie gänzlich aus dem Wege geschafft ist. Der Rahmenteil 246 ist an seiner oberen Kante mit Trägern 214 versehen. Der Träger 214 trägt die Zahnstange 215 und ein Oberteil mit Längsriefen oder Längsaus sparungen 218 (Fig. 24 und 26), die nach aussen von der Vertikalstütze 256 hinausragen. Die Zugangswand 290 enthält ein Paar Montageträger 219, durch die die Achse 217 geht.
Die Achse trägt ein Getriebezahn rad 216 an jedem Ende, das mit der Zahnstange 215 in Eingriff steht und als Vorrichtung zum Halten und Wegnehmen der Zugangswand dient.
Wie man in den Fig. 24. 26 und 27 sieht, ent hält der obere Teil des Trägers 214 auch einen Ver- riegelungs- und Entriegelungsmechanismus 212 für die Zugangswand 290. Dieser Mechanismus enthält an je dem Stützträger<B>219</B> einen Verriegelungsstift <B>213,</B> so dass er in den Schlitz der entsprechenden Längsaus sparung 218 eingreift und dabei die Zugangswand 290 in vertikaler Lage verriegelt hält. Wenn die Zugangs wand ganz in ihre äusserste Lage nach hinten zurück gebracht wird, werden die Stifte 213 aus ihren ent sprechenden Längsaussparungen 218 freigestellt und die Zugangswand ist frei, um abwärts aus dem Wege geschwungen zu werden.
So ist im geschlossenen Zustand, wie es die Fig. 26 und 27 zeigen (gestrichelte Linie in der letzteren), die Zugangswand in gleicher Ebene mit dem angrenzenden Vertikalrahmenteil 247.
Die aneinanderliegenden abgebogenen Randkanten der Zugangswand 290 und des Teiles 247 verhindern, dass Wasser von den Düsen in der Maschine nach ausserhalb aus der Maschine geschleudert wird.
In Fig. 27 ist ein Trägergestell für die oberen und die unteren feststehenden Walzen für die Bänder ge zeigt. Die Wellen 280 und 279 der oberen und der unteren feststehenden Walzen für die Bänder sind in den Lagern 282 und 281 in der feststehenden Wand 289 montiert. Diese Wellen 280 und 279 gehen durch die Lager in der feststehenden Wand zu den Lagern in der Wand 295. Wie man in der Fig. 27 sieht, dient die Zugangswand 290 als erste Wand, die feststehend Wand 289, die die Stützwand für die Einlassleitungen für die Düsenstrahlen bildet, dient als zweite Wand und die dritte Wand 295 befindet sich jenseits dieser zweiten Wand 289.
Die Lager 250 und 251 für die Wellen 28<B>0</B> und 279 sind die betreffenden Endlager für diese Wellen in der dritten Wand 295.
Eine ähnliche Montierung ist für die Wellen der Auflagewalzen 248a, 248b, 248c und 248d vorgesehen, die durch die starre zweite Wand 289 eingelassen sind und zur dritten Wand hindurchgehen, wie es Fig. 27 zeigt. Gemäss Fig. 23 dienen die Auflagewalzen 248a, 248b, 248c und 248d dazu, die Einlage der oberen und unteren Bänder 236 und 237, zwischen die die Bahn 241 dazwischengelegt ist, zu unterstützen. Die Auflagewalzen verhindern ein Durchsacken der Bän der während der Einwirkung der Düsenstrahlen auf die Einlage in den Faserumlagerungszonen. Die Mon tage der Wellen 252a, 252b, 252c und 252d der Auf lagewalzen ist ähnlich derjenigen,
wie sie in bezug auf die Wellen 280 und 279 der oberen und der unteren feststehenden Walzen für die Bänder beschrieben ist.
Diese Auflagewalzenwellen 252a, 252b,<B>252e</B> und 252d sind durch die Lager 254a, 254b, 254c und 254d in der dritten Wand 295 eingelassen. In Fig. 27 ist nur eine Welle 252d der Auflagewalze 248d mit ihren dazugehörigen Lagern 254d und 277d zu sehen, die übrigen Wellen der Auflagewalzen sind wie im Falle der Welle 252d montiert.
Wie in Fig. 25 gezeigt ist, ist eine Lageranordnung 226 vorgesehen, die ein Lager 291 für das eine Ende der Welle 225 der Laufwalze 258a enthält. Das Lager 291 ist oben und unten mit Drehstiften 232 versehen, die in die Teile 292, die in die Zugangswand 290 ein greifen, montiert sind. Ein entsprechendes Lager und eine Halterung 226a für die untere Laufwalze 257a sind auch in der Fig. 24 zu sehen. Das Lager 291 ist in den Fig. 24 und 27 weggelassen und in ver grössertem Seitenriss in Fig. 25 gezeigt.
Die Konstruk tion und Halterung des Lagers für die untere Lauf walze 257a ist die gleiche.
Aus der obigen Beschreibung sieht man, dass sich drei Anordnungen von Lagern in der Zugangswand 290 befinden, die sich mit der Wand bewegen, wenn die Wand herausgenommen wird, um die Maschine zu öffnen. Es handelt sich um die Lager 253a, 253b, 253c und 253d für die Auflagewalzenwellen, die Lager 226 und 226a für die obere und untere Laufwalzenwelle und die Lager 275 und 276 für die Wellen 280 und 279 der oberen und unteren Antriebswalze für die Bänder.
Ein hydraulischer und elektrisch gesteuerter Lauf walzenmechanismus 220 und 220a sichert eine Aus richtung des oberen und unteren Bandes auf der Ma schine durch eine mechanische, mit Hand zu betäti- gende Vorrichtung, bestehend aus dem Teil 59a, der Walze 57a und dem Lager 38a in der Trommelma schine der Fig. 7-10. Wie in den Fig. 23 und 24 zu sehen ist, enthält der obere Laufmechanismus 220 einen hydraulischen Luftzylinder 221, der an einem Ende durch ein Zapfenelement 222 mit dem vertikalen Rand des Rahmenteiles 289 verbunden ist.
Der Lauf mechanismus schliesst auch eine Gegentakbzylindervor- richtung ein, deren Kolbenstange 223 an ihrem äusseren Ende mit der Welle 225 der Walze 258a am Ende dieser Welle gegenüber ihrer Lagerhalterung 291 ver bunden ist. Die Welle 225 ist zum Vor- und Rück- wärisschieben in einem Schlitz 224 gelagert, der sich in der festen Wand 289 in der Nähe der Verbindung der Welle mit der Kolbenstange 223 befindet.
Um die seitliche Ausrichtung des Bandes 236 zu gewährleisten, ist in der Nähe jedes Bandrandes ein Begrenzungsschalter 228 und 229 angebracht. Die Schalter sind in einen elektrischen Stromkreis geschal tet; Schalter 228 mit der Solenoidröhre 231 und Schal ter 229 mit der Solenoidröhre 230.
Mit Hilfe des Laufmechanismus wird, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, wenn das Band 236 nach rechts läuft (gemäss Fig. 24) über seine eigentliche Aus richtung auf den Walzen hinaus der Begrenzungsschal- ter 228 in Betrieb gesetzt und löst Röhre 231 aus, wodurch Druckluft in das vordere Ende des Luftzy linders 221 gegeben wird.
Daraufhin bewegt sich der Kolben 223 in das Zylinderinnere (nach links gemäss Fig. 23) und verschiebt dabei die Laufwalze 258a so, dass sie das Band, das mit ihr in Berührung steht, nach links bewegt (wie es in Fig. 24 zu sehen ist).
Wenn sich das Band 236 nach links über seine Lage auf den Walzen hinausbewegt, betätigt es den Begrenzungsschalter 229 und setzt Röhre 230 in Be- trieb, wodurch Druckluft hinter den Kolben im Luft zylinder 221 gegeben wird. Infolgedessen bewegt sich die Kolbenstange 223 nach rechts (gemäss Fig. 23) und verschiebt dabei die Laufwalze 258a so, dass sie das Band 236 nach rechts (gemäss Fig. 24) in seine genaue Ausgangslage auf den Walzen bewegt.
Wie es in Fig. 23 gezeigt ist, wird die Ausgangs bahn 241 zweckmässig in Form einer dreifach geschich- teten gekrempelten Bahn aus Baumwoll- oder viskosen Reyonfasern oder einer Mischung einer solchen Faser mit anderen Fasern in den Spalt zwischen der unteren Walze 257 und der oberen Walze 258 eingeführt, um zwischen das geschmeidige, mit grösseren Öffnungen versehene Mustererzeugungsband 236 und das ge schmeidige, mit kleinen Löchern versehene Unterlags- band 237 gelegt zu werden.
Das Mustererzeugungsband besteht vorzugsweise aus einem Metallsieb, während das Unterlagsband zweckmässig aus Nylon hergestellt ist. Die zwischen die Bänder 236 und 237 gelegte Bahn 241 wird auf ihrem Wege der Wirkung von Dü senstrahlen 201 einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unterworfen, die auf und durch die Einlage hindurch gehen, zuerst durch die grösseren Öffnungen 202 im Band 236, dann durch die Bahn und schliesslich durch die kleineren Durchlochungen im Band 237.
Die Dü senstrahlen der drei aufeinanderfolgenden Düsenaggre gate 238 erzeugen drei aufeinanderfolgende Faserum- lagerungszonen. Es kann jedoch eine mehr oder we niger grosse Anzahl dieser Zonen zweckmässig sein, was von der Feinheit der gewünschten Struktur der Faserbahn, der Dichte der Bahn, dem Material, aus dem die Bahn gebildet wird, und anderen Faktoren abhängt.
*Wie man in den Fig. 23, 24 und 26 sieht, wird dass obere, mit den grösseren Öffnungen versehene Mu- stererzeugungsband 236 auf seinem Weg durch Spann vorrichtungen 259 an der oberen Walze an jedem Ende der Walle 297 für die obere Bandspannwalze 258 ge spannt. Eine Spannvorrichtung 259 ist auf einem Ein satzstück 259a montiert, das am aufrechten Rahmen teil 256 und der Wand 289 befestigt ist. Die andere Spannvorrichtung ist auf dem Rand 259b der Zu gangswand 290 montiert. Die Welle 297 rotiert nicht, Walze 258 ist drehbar darauf montiert.
Die Welle läuft innerhalb des Schlitzes 299 in der Wand 289 (Fig. 23) im aufrechten Rahmenteil 256 an einem Ende und am anderen Ende innerhalb eines ähnlichen Schlitzes in der Zugangswand 290 (Fig. 26). In ähnlicher Weise ist das untere Band 237 mit einer gleichen Spann vorrichtung versehen. Das Rad 284 dient dazu, die Welle 245 für die untere Walze 257 zurückzuziehen.
Die obere Walzenspannvorrichtung 259 ist an der Welle 297 der oberen Bandspannwalze 258 und die untere Spannvorrichtung an der Welle 2'45 der unteren Spannwalze 257 angebracht. Jede dieser Spannvorrich tungen bewegt die entsprechende Spannwalze 258 und 257 in einer Richtung von der entsprechenden fest stehenden Walze 260 und 249 weg. Die Spannvorrich tung 259 enthält einen verschiebbaren Schraubentell 283. der an der Welle 297 am Ende derselben durch eine rechteckige, um den Schaft herumgehende Muffe befestigt ist.
Am anderen Ende des Schraubenteiles 283 ist ein verstellbarer Knopf oder ein Rad 285 für die obere Walze vorgesehen, das dazu dient, die Schraubwelle 297 zu betätigen, um die Welle in Rich tung auf das Rad 285 zurückzuziehen. An der Ablaufstelle der neugeordneten Faserbahn am Ende des Spaltes zwischen dem oberen Band 236 und dem unteren Band 237, die um die obere und die untere Walze 260 und 249 laufen, läuft die Bahn durch ein erstes Paar von Mangelwalzen 262 und 263 und dann durch ein zweites Paar von Mangelwalzen 264 und 265, nach deren Verlassen sie für die weitere Verarbeitung oder Lagerung genügend entwässert ist.
Pneumatisch arbeitende Vorrichtungen 269 und 296 in doppelter Ausführung auf jeder Seite der Maschine dienen zur Regulierung des Druckes an den beiden Mangelwalzenpaaren. Die erste Vorrichtung enthält einen Luftzylinder, der mit einem Stift an einem Ende des Trägers befestigt ist, der am Vertikalstreben 247 montiert ist und einen Kolben (nicht gezeigt), eine Kol benstange 272, einen Hebelarm 266 enthält, der mit der Kolbenstange mittels eines drehbar gelagerten Stif tes 267 in Verbindung steht. Die erste gummiüberzo gene Mangelwalze 262 ist an ihren Enden an den Hebelarm 266 montiert und bewegt sich mit diesem um den Drehpunkt zur Regulierung des Druckes am Spalt.
Durch das Zurückziehen der Kolbenstange 272 wird die Welle der gummiüberzogenen Walze nach oben bewegt und vergrössert dabei die öffnung oder den Spalt zwischen der gummiüberzogenen Mangelwalze und der metallenen Mangelwalze 263.
In ähnlicher Weise dient die Spaltsteuerungsvor- richtung aus dem Luftzylinder 296, dem Hebelarm 268, dem Drehpunktsäft 270 und der Kolbenstange 271 zur Steuerung der Spaltöffnung zwischen der zwei ten gummiüberzogenen Mangelwalze 264 und der zwei ten metallenen Mangelwalze 265. Die Druckluft in den Luftleitungen 274 des obren Zylinders 269 und in den Luftleitungen 273 des unteren Zylinders steuert die Kolben, um den erwünschten Spaltdruck für die Walzen 262 und 265 zu liefern.
Dadurch wird eine leichte Verschiebung jeder der Mangeln in den beiden Mangelwalzenpaaren erreicht, um eine ununterbrochene schnelle Bewegung des Faserbandes vom Bandablauf zur ersten und zweiten Entwässerungsvorrichtung zu ermöglichen, die aus jenen Mangeln besteht.
Zur Inbetriebsetzung der Maschine treibt eine Kraftquelle (nicht gezeigt), wie z. B. ein Elektromotor, die Welle 203 der ersten Metallmangelwalze 263 an. Auf derselben Welle 203 der ersten Metallmangelwalze 263 ist ein Kettenrad 200 montiert, über das eine Kette 235 läuft; diese Kette treibt ein Kettenrad 204, das das untere Band auf der Welle 279 der unteren Walze 249 treibt.
In das Kettenrad 204 greift ander seits ein Zahnrad 261 ein, das auf der Welle 280 der Walze 260 des oberen Bandes montiert ist, um eine einheitliche Bewegung des oberen und des unteren Ban des der Maschine zu gewährleisten. Wie die Pfeile in Fig. 23 zeigen, laufen die Bänder mit der Bahn 241 - um diese in ihre Ausgangslage zu bewegen - durch die aufeinanderfolgenden Fas@erumlagerungszonen, wor auf diese vom Spalt am Bandablauf in die Mangeln 262 und 263 zur Entwässerung austritt. Das Triebwerk zieht die Faserbahn und das obere und das untere Band von der Zuführungsstelle, damit sie durch die Entwässerungswalzen laufen, die die Abtriebswalze für die Maschine miteinschliessen.
Auf derselben Welle 203 wie die erste Metallman- gelwalzen 263 ist ein Zahnrad 239 montiert, das den Zahn 233 auf der zweiten Metallmangelwalze 264 an treibt, wodurch die zwei Mangelwalzenpaare als Ein heit wirken.
Ein gemeinsames Kopfstück für den Wassereinlass 208 ist mit einem Wasseranschluss 207 verbunden, der entweder von einer Pumpe (nicht gezeigt) oder zweck mässigerweise von einem Wasserreservoir (nicht gezeigt) gespeist werden kann und das eine Filtervorrichtung und eine Pumpe enthält, in der die Flüssigkeit von der Maschine gefiltert und durch Umpumpen im Kreis lauf zurückgeführt wird zur Speisung der Düsenstrah len 238. Entsprechende Ventile 209a, 209b und 209c sind in den drei Zuführungsleitungen 210a, 210b und 210c zur unabhängigen Steuerung des Wassers aus dem gemeinsamen Kopfstück 208 vorgesehen.
Jede der bei den Sprühanordnungen 238 hat ihre eigene Einlasslei- tung 211a, 211 b und 211c.
Zweckmässig verwendet man eine feste konische Düse, wie sie in bezug auf die Ausführungsform der Maschine mit der drehbaren Trommel, Fig. 7-10, be schrieben ist.
Das Wasser, das aus den Sprühdüsen durch die Bänder und die Bahn hindurchgeht, wird in einem Wasserbehälter 205 gesammelt und fliesst von dort zu einem Ablauf. Nach Wunsch kann das Wasser aus dem Ablauf nach Filtration zur Wiedergewinnung der von der Bahn abgefallenen Fasern im Kreislauf zurückge führt werden. Der Druck im gemeinsamen Kopfstück 208 wird auf einer für die Herstellung des betreffen den Gebildes zweckmässigen Höhe gehalten.
Beim Austritt der Faserbahn nach der Umlagerung der Fasern zwischen dem oberen Band 236 und dem unteren Band 237 ist die Bahn mit den neugeordneten Fasern ein sich selbst tragendes Gebilde, das ungefähr 1200 bis<B>3000%</B> Wasser enthalten kann. Die Bahn läuft dann in den Spalt zwischen der gummiüberzoge nen Mangelwalze 262 und der metallenen Mangelwalze 263, zwischen denen der Wassergehalt auf ungefähr 600 bis 1500ö herabgesetzt wird. Infolge des grösse ren Haftvermögens der nassen Bahn an der Stahlober fläche der Metallmangelwalze folgt die Bahn der Ober fläche der Metallwalze und geht in das zweite Mangel walzenpaar, das eine gummiüberzogene Walze und eine Metallwalze enthält, die der ersten Mangelwalze ähn lich ist.
Bei diesem zweiten Mangelprozess wird die Wassermenge in der Bahn auf weniger als 300 % redu ziert. Das Gebilde befindet sich nun in einem solchen Zustand, dass es leicht für andere Verfahren verwendet werden kann.
Obgleich nur drei Faserumlagerungszonen gezeigt wurden, kann eine beliebige Anzahl solcher Zonen in einfacher Weise dadurch geschaffen werden, dass man mehr Düsen und längere Bänder verwendet. Die zu verwendende Anzahl richtet sich nach dem Herstel lungsverfahren und hängt von der Dicke des faserigen Ausgangsmaterials und der Reinheit der Form und dem Pressungsgrad der untereinander verbundenen, zusam- mengepressten Bündel ab. Eine Vielzahl von Ausgangs bahnen kann in der Maschine zur Herstellung einer grossen Anzahl textilähnlicher Muster verwendet wer den.
Es wurde gefunden, dass das Gebilde bei Ge schwindigkeiten von ungefähr 45 m pro Minute in drei oder mehr Herstellungsgängen erzeugt werden kann, in denen es der Sprühwirkung von Strahlen in jeder aufeinanderfolgenden Zone ausgesetzt wird.
Die Bänder werden gespannt, um in den Bereich, in dem die Neuordnung der Fasern vor sich geht, den notwendigen Abstand zu schaffen. Die Einstellung die ses Abstandes ist von besonderer Bedeutung, da die Er zeugung zwei- oder dreidimensionaler Gebilde verschie- dene Erfordernisse in bezug auf die verwendete Was sermenge und andere Dinge, die bereits erwähnt wur den, notwendig macht.
Die Verfahrensbedingungen der Bändermaschine lassen sich innerhalb weiter Bereiche zur Herstellung einer geeigneten Zone für die Umlagerung der Fasern der eintretenden Bahn ändern.
Die Entfernung des Wassers nach der -letzten Ar beitsstufe trägt zu einer schnelleren Entfernung der Bahn aus der Maschine bei. Es wurde gefunden, dass die Vakuum-Entwässerungsvorrichtung 400, gemäss Fig. 23b, aus einem geschlitzten Rohr mit einem zylin drischen Vakuumverbindungsrohr 402 bestehend, für diesen Zweck geeignet äst. Die Faserbahn läuft über den Schlitz 399 der Entwässerungsvorrichtung 400. Das Vakuum vermindert die Bahnfeuchtigkeit auf un gefähr 150 % in .einer Bahn mit einem Wassergehalt von etwa 1200 % in diesem Herstellungsabschnitt.
Die Verwendung dieser in Fig. 23a gezeigten Vakuum- Entwässerungsvorrichtung gestattet, in der fertigen Bahn einen Entwässerungsgrad zu erreichen, der die zweite Mangelungsoperation überflüssig macht.
Wie in den Fig. 23a, 29 und 35 gezeigt wird, ermöglicht die Anbringung von Saugvorrichtungen 401 oder 403 direkt unter der Faserumlagerungszone (di rekt unter der Stelle, die unter der Einwirkung von Wasserteilchen aus den Strahlen steht) sowohl in der Trommelmaschine gemäss Fig. 7 als auch in der Ma schine mit den Bändern gemäss Fig. 23 die gewünschte Neuordnung der Fasern und die Entwässerung der Bahn.
Im Hinblick auf die Tatsache, dass höhere Ge schwindigkeiten am Bandablauf durch Entwässerung der Bahn ohne Beschädigung der neugeordneten Struk- tur erreicht werden sollen, ist dies ein geeignetes Ver fahren. Entsprechend den .erwünschten Sprühbedingun gen wird man sich je nach Bedarf verschiedener Hilfs- mittel bedienen können.
Der Wasserstrom, der auf das Sprühregelungsband, die zu formende Bahn und das Formsieb geschleudert wird, wird so gesteuert, dass er genügend Kraft hat, um die Fasern leicht in die gewünschte Lage zu be wegen und gleichzeitig zu vermeiden, dass eine Was sermenge vorhanden ist, die im Bereich des Formsie bes eine Überflutung hervorrufen würde. Eine überflu- tung ist unangenehm, da sie die Fasern wegträgt und die Formierung der gewünschten Stoffstruktur verhin dert.
Eine Überflutung im Bereich des Formsiebes kann auf verschiedenen Wegen vermieden werden. Zum Bei spiel kann man eine Überflutung durch Ableiten des Wassers vom Formsieb vermeiden, indem man es so schnell ableitet, wie die Überflutung zu entstehen be ginnt, ungeachtet der Öffnungen des Siebes. Diese Ab leitung kann man durch Saugen unterstützen, z. B. da durch, dass man Saugkammern unmittelbar unter dem Formsieb und unmittelbar zwischen den Auflagewalzen anbringt, wobei die Auflagewalzen die Aufgabe haben, das Formsieb zu unterstützen.
Mit Hilfe von Vakuum vorrichtungen 401, wie Saugkammern, wie sie in den Fig. 29, 30 und 34 dargestellt sind, ist es möglich, das Wasser so zu steuern, dass es ein neugeordnetes Gebilde entsprechend den Fig. 47 und 48 :erzeugt, bei Wasserdrucken, die zwischen 4,9 bis 7 atm. und Men gen von ungefähr 4,2 bis etwa 6,4 Liter pro Minute je Düse liegen.
Es ist auch möglich, die Überflutung im Bereich des Formbandes durch Steuerung der Wassermengen zu kontrollieren, die auf die vorerwähnte Anordnung geschleudert werden. Wenn keine Saugkammern be nutzt werden, ist es notwendig, die aus der oben ge nannten Anordnung hinausgeschleuderte Wassermenge zu verringern.
Wie man sieht, wird eine Entwässerung des Pro duktes durch Mangeln oder mit Hilfe von Vakuum oder einer Kombination beider Verfahren bewirkt.
Die Arbeitsbedingungen für die Anwendung der Flüssigkeitskräfte zur Herstellung des neugeordneten Gebildes gemäss den Fig. 47 und 48 brauchen nicht so exakt eingehalten zu werden wie bei der Herstellung gepfropfter dreidimensionaler Gebilde gemäss den Fig. 53 und 54.
Im letzteren Falle sind Vakuumvor richtungen 401 (Fig. 23a und 29) zur Unterstützung der Bildung der dreidimensionalen büscheligen Form zweckmässig, während gleichzeitig eine Entwässerung des Produktes zur Verhinderung einer Überflutung bei der Faserneuordnung erfolgt.
Im allgemeinen liegt das auf die Bahn einwirkende Vakuum bei Verwendung von Vakuum zur Vermei dung einer Überflutung und zur Unterstützung bei der Erzeugung des Gebildes zweckmässig zwischen etwa 12,7 bis 76,2 mm Hb Säule. Es ist klar, dass die auf die Bahn einwirkende Vakuumkraft zur Unterstützung der Ableitung des Wassers von der Bahn bei der Her stellung des dreidimensionalen gepfropften Gebildes be grenzt werden muss, um Zerstörungskräfte in der Bahn zu vermeiden, die die Fasern gänzlich aus der Bahn ziehen und so den Zusammenhang des Gebildes zer stören würden.
Es ist wichtig, dass der einheitliche Auf bau der Faserbahn bei der Neuordnung der Fasern aus der ursprünglichen gekrempelten Form in die neu geordnete dreidimensionale gepfropfte Anordnung bei behalten wird.
Ein besonders zweckmässiges Arbeitsverfahren mit Hilfe der Bändermaschine, wie sie in den Fig. 31, 32, 33 und 41 dargestellt ist, bildet die Neuordnung der Faserbahn zu seinem dreidimensionalen Gebilde durch Verwendung eines Paares einander gegenüberliegender geschmeidiger durchlochter Bänder, einem oberen Strahlenverteilungsband für die Flüssigkeitsstrahlen und dem unteren Band, das als dreidimensionales, mit öff- nungen versehenes Mustererzeugungsband dient.
Bei der vorgenannten Anordnung, die ein Formsieb mit Perforationen mit 7,7 in einheitlichen Abständen angeordneten Öffnungen von 1,6 mm Durchmesser pro Quadratzentimeter benutzt, können bekannte feste ko nische Düsen, wie sie in bezug auf die Fig. 7-10 beschrieben wurden, verwendet werden, die sich zur Herstellung der dreidimensionalen gepfropften Gebilde eignen.
Bei Verwendung dieser Düsen, des Formsiebes der oben erwähnten Konstruktion, der Abstandsanord nung und der Zahl von Düsen und unter Zuhilfe nahme von Vakuum gibt es keine Überflutung, wenn die Düsen eine Wassermenge zwischen etwa 1,9 bis 7,6 Liter pro Minute und Düse liefern.
Eine saubere Faserbahnbildung tritt bei Anwendung dieser Wasser menge ein, bei der die Düsen die vorgenannte Was sermenge mit einer Austrittsgeschwindigkeit von 15 bis 60 m/sec abgeben, wenn sich das Austrittsende der Düsen in einer Entfernung von ungefähr 10 cm von der Anordnung befindet.
Es ist klar, dass das Strahlensteuerungsband nicht so nahe mit dem Formband zusammenstehen darf, dass die Bewegung der Fasern unter dem Einfluss der Was serkräfte in die dreidimensionale gepfropfte Struktur- form ausgeschlossen ist. Allgemein ist es zweckmässig, dass ein Mindestabstand zwischen den zwei Bändern vorhanden ist, der eine seitliche Bewegung der Fasern in die dreidimensionale gepfropfte Form zulässt und doch zur selben Zeit ;eine Entfernung der Fasern aus der Ebene der Bahn durch nach oben gerichtete Kraft komponenten infolge des Aufpralls der Flüssigkeit auf die nicht durchbrochenen Teile des Formsiebes ver meidet.
Die genaue Abstandseinstellung der zwei Bän der entspricht im wesentlichen derjenigen Abstandsein- stellung, wie sie in bezug auf die Fig. 7-10 hinsichtlich des Siebes und der Trommel beschrieben wurde.
Die Benutzung von Vakuum wurde in Verbindung mit der Maschine mit den Bändern erwähnt, um ein Hilfsmittel zur Entwässerung des Stoffes nach seiner Herstellung zu schaffen, als auch ein Hilfsmittel zur Förderung der Faserneuordnung während des Herstel lungsverfahrens unter der Einwirkung der Flüssigkeit aus der Strahlvorrichtung. Die Verwendung von Va kuum zum Zwecke der Unterstützung der Faserbildung ist bei allen beschriebenen Maschinen anwendbar.
Zum Beispiel ist in Fig. 35 die Verwendung von Vakuum in der Mustererzeugungszone 46 gezeigt, in der die Vakuumvorrichtung 403, die vorzugsweise ein Vakuum von ungefähr 76,2 mm 11-Säule hat, dem ganzen Mustererzeugungsbereich an der Aussenseite des ge schmeidigen Bandes 37 gegenüberliegt. Eine ausgepräg tere und bessere Musterbildung tritt ein, während man zur gleichen Zeit eine trockene Bahn erhält, wodurch eine Schädigung der gewünschten Faseranordnung bei der Behandlung verhindert wird, wenn das Gebilde feucht ist.
Die Verwendung einer Anzahl Vakuumvorrichtun gen erlaubt jedoch, wie es in der Maschine mit dem geschmeidigen Band gemäss den Fig. 23a und 29 ge zeigt ist, eine Verwendung grösserer Wassermengen und bewirkt eine schnellere Faserneuordnung in jeder Er zeugungszone.
Die Vakuumwirkung bei dem Verfahren ist sche matisch in den Fig. 30 und 34 bei der Bildung eines Flächen- und eines dreidimensionalen Gebildes dar gestellt.
In Fig. 30 ist die Herstellung eines durchlöcher ten Gebildes der Art gemäss den Fig. 47 und 48 ge zeigt, in dem die neugeordneten Faserbündel hinter den nicht durchbrochenen Stellen des durchlochten Formteiles 236 zusammengepresst werden. Die Va kuumvorrichtung 401, die in Verbindung mit der durchlöcherten Unterlage 237 steht und sich unter die ser befindet, hilft die Wasserteilchen durch die öffnun- gen im durchlochten Sieb zu ziehen. Weitere Kraft komponenten, wie es die Pfeile in der Vakuumvorrich tung 401 andeuten, sind zusätzlich zu den Kraftkom ponenten der Flüssigkeitsteilchen in den Öffnungen in der Mustererzeugungsvorrichtung 202 vorhanden.
In diesem Zusammenhang zeigen die Fig. <B>6e,</B> 6d und 6e, wie man sich die Idealbedingungen beim Durchtritt von Wassertröpfchen durch die Öffnungen 28a im Formteil 26a, den Löchern in der durchlöcherten Un terlage 27a und bei der Verteilung der Tröpfchen vor stellt, wenn sie durch die Einlage der Bahn 25a und diese Teile gehen.
In Abhängigkeit vom Abstand zwi schen dem mit Öffnungen versehenen Teil 26a und der Unterlage 27a, gemäss den Fig. 6c und 6d, werden die Faserbündel in übereinstimmung mit den seit lichen, durch die Wassertröpfchen hervorgerufenen Kraftkomponenten zusammengepresst und nehmen eine feste, zusammengepresste Form an, die ein verhältnis mässig hohes Profil (gemäss Fig. <B>6e)</B> oder ein flaches Profil (gemäss Fig. 6d) haben kann.
Durch Benutzung der Vakuumvorrichtung 401 der Fig. 30 können sich die Tröpfchen schneller bewegen als einzelne bombar dierende Teilchen durch die oberen Öffnungen des Formteiles und durch die unteren Öffnungen in der Unterlage, und es entsteht dabei eine schnellere ab wechselnde Bombardierung der Faser in seitlicher Rich tung.
Wenn man sich nun der Unterseite der Bänder in Fig. 31 zuwendet, so sieht man, was das geschmeidige Band der Maschine gemäss Fig. 23 anbetrifft, dass die obere Walze 258, die mit dem durchlöcherten Unter lagsband 237 versehen ist, kleinere Öffnungen hat als das untere Band 236, der mit Öffnungen versehene Bandteil auf der Walze 257. Der Strahl 201 wirkt auf die Bahn 241 in umgekehrtem Sinne im Vergleich zu Fig. 23 ein.
In den Fig. 32 und 33 sind schematisch verschie dene Stufen der dreidimensionalen Stoffbildung gezeigt, die man durch eine umgekehrte Verwendung der Bän der erhalten hat. Durch die Wirkung der abwechseln den Bombardierung der Flüssigkeitsteilchen überbrük- ken die Fasern die grösseren Öffnungen 202 des mit Öffnungen versehenen Formbandes 236. Die kleineren Durchbrechungen im durchbrochenen Band 237 die nen als Strahlenverteilungsvorrichtung zur Verteilung der Flüssigkeitsströme- oder -teilchen in noch kleinere Teilchen.
Seitliche Kraftkomponenten dienen dazu, ei nige Fasern an Stellen zu schieben, die unmittelbar an die Öffnungen angrenzen und zwischen unmittelbar be nachbarte Öffnungen, während andere Teile der Fasern in die Öffnung 202 in ein nach unten büscheliges Muster geschoben werden.
Diese Umkehrung mit einer Erläuterung des Weges der Wassertröpfchen ist in Fig. 6e gezeigt, in der zu sehen ist, dass die Bahn 25a im Querschnitt eine ge wundene Form annimmt und Stellen, die eine Zusam menpressung über den nicht durchbrochenen Stellen des durchbrochenen Formteiles 26a zeigen, und auch büschelige Teile hat, die eine grössere Konzentration von Fasern darstellen, welche nach unten zwischen die Seitenwandungen der Öffnungen 28a hineinragen.
Es ist wichtig, dass die Faserbewegung leicht auf der inneren Oberfläche des mit Öffnungen versehenen Formteiles 26a vonstatten gehen kann. Aus diesem Grund soll die Oberfläche dieses Teiles glatt sein und keine scharfen Ecken aufweisen, welche die Bewegung der Fasern in die gewünschte Lage hindern.
Die Verwendung der Vakuumvorrichtung 401 ge mäss Fig. 32 fördert die Entstehung des dreidimen sionalen Gebildes. In diesem Fall werden die Wasser tröpfchen, wie es in Fig. 6e gezeigt wurde, schnell aus den büscheligen Zonen in die Öffnungen des Form teiles 236 und durch die Vakuumvorrichtung 401 be wegt. Eine bessere Zusammenpressung des dreidimen sionalen Gebildes und eine bessere Entwässerung wer den unter Verwendung einer solchen Vorrichtung er halten.
In den Fig. 6f, 6g und 6h ist idealisiert und stark vergrössert in schematischen Abbildungen die Kraftwir kung dargestellt, die beim Durchschleudern von Flüs sigkeitsteilchen durch die Einlage auftritt. In Fig. 6f sind einzelne Stromfäden des Flüssigkeitsstromes über der Ebene des mit Öffnungen versehenen Teiles 28a durch Pfeile angedeutet.
Die Flüssigkeit tritt in die dargestellte Öffnung ein, trifft die festen Teile der durchbrochenen Unterlage 27a und wird von diesen festen Teilen gestaut, um die Fasern von den Stellen unter der Öffnung in zusammengepresste Bündel hinter den nicht durchbrochenen Stellen des durchbrochenen Teiles 26a zu bewegen. Unter der rechten nicht durch brochenen Stelle ist ein Querschnitt einer einzelnen Faser dargestellt, die bewegt wurde und eine Lage unten am Boden des unter der nicht durchbrochenen Stelle rechts in der Figur zusammengepressten Faser bündels annahm.
Durch Vertauschung der Unterlage 27a und des mit Öffnungen versehenen Teiles 26a gemäss Fig. 6g werden einzelne Fasern der Bahn 25a an den nicht durchbrochenen Stellen entlang bewegt und in Bü scheln oder Bündeln konzentriert, die kreuzweise die Öffnungen überbrücken, die an die nicht durchbroche nen Stellen des mit Öffnungen versehenen Teiles 28a angrenzen. Die Stromfäden der Flüssigkeit, die durch die Öffnungen des durchbrochenen Teiles 27a wirken, sind durch Pfeile angedeutet, die durch die Öffnungen in diesem durchbrochenen Teil gehen.
Die Flüssigkeits ströme bewegen die einzelnen Fasern seitwärts, um sie in Form von Bündeln durch die Öffnungen hindurch zusammenzupressen. In Fig. 6g sind noch einige Fasern links auf den nicht durchbrochenen Teilen des mit Öffnungen versehenen Teiles 26a vorhanden, die noch nicht in ein Bündel bewegt wurden, die aber, wenn die Erzeugung des neuen Gebildes ihrem Ende ent gegengeht, seitwärts in der einen oder anderen Rich tung bewegt werden, um sich den Büscheln an der einen oder anderen Öffnung anzuschliessen.
Fig. 6h zeigt, sehr stark schematisiert, ein einzelnes. Tröpfchen, dessen Kraftwirkung mit Hilfe eines Pfeiles zum Ausdruck gebracht wurde, der das Element 26a auf der Seite trifft, auf der sich eine Faser 25b befindet, und sie an eine neue Stelle 25c bewegt. Diese seitliche Kraftkomponente wird durch den Staudruck unter- stützt, der mit Hilfe der Pfeile an der Basis des Faser schnittes 25b angedeutet ist.
Der an den nicht durch brochenen Stellen 26a auftretende Staudruck bewegt die Faser in der Richtung nach dem Faserquerschnitt <B>25e.</B> Eine solche Bewegung setzt sich fort, bis die Faser die Öffnung überbrückt. Infolge der Anwesen heit einer beträchtlichen Menge von Fasern, die in wahlloser Beziehung zueinander liegen, gibt es selbst in gekrempelten Bahnen mit einem Ausrichtungsgrad von etwa 90 % eine genügende Verflechtung solcher Fasern untereinander, so dass es überraschenderweise nur einen kleinen Verlust an Fasern gibt, die durch die Öffnungen 28a des Teiles 26a unter genau fest gelegten Sprühbedingungen gewaschen werden.
Solch ein auftretender Verlust kann durch Beherr schung dür Spannung zwischen den Teilen 237 und 236 herabgherab---mindert werden, wie es in Fig .3 2und33ge- zeigt ist. Eine Bewegung in die Löcher und Öffnungen der mustererzeugenden Platte 236 wird durch die Ein stellung eines grösseren Abstandes zwischen der durch lochten Unterlage 237 und der Platte 236 gemäss Fig. 33 gesteigert und eine solche Bewegung wird durch einen geringeren Abstand gemäss Fig. 32 etwas herabgemindert.
Die Herstellung dreidimensionaler Gebilde mit Hilfe von Vakuum kann in der Maschine mit den geschmeidigen Bändern gemäss Fig. 7-10 durchgeführt werden. Wie in Fig. 36 gezeigt ist, können solche Ge- bilde im wesentlichen mit einer drehbaren Trommel und Bandführung gemäss Fig. 7-10 erhalten werden, mit der Ausnahme, dass die Sprühdüsen<B>100</B> ausserhalb der Trommel montiert sind und Vakuum auf die Innen seite der Trommel mit Hilfe einer Vakuumvorrichtung 404 gelegt wird.
Wie im Nebenbild der Fig. 37 gezeigt ist, werden im Faserneuordnungsabschnitt unmittelbar angrenzend an die Strahlen nach dem Vakuumbehälter 404 büschelige Gebilde aus der Ausgangsbahn 241 er zeugt. Die Öffnungen des Bandes 37 sind kleiner als die Öffnungen in der Trommel 36.
In der in Fig. 36 dargestellten Maschine werden die Büschel- oder Pfropfenteil@e der dreidimensionalen Gebilde mit einem puderförmigen Klebstoff aus der Sprühvorrichtung 538 besprüht, die einen feinen Puder 501 aussprüht, der an den feuchten Pfropfenstellen gemäss Fig. 38 haften bleibt. Eine Schutzvorrichtung 405, auf Träger 406 aufmontiert, verhindert, dass Pu der, der sich in der Trommel sammelt, in die Sprüh bildungszone der Trommel zurückfällt, und eine Bürste 502 befindet sich in der Nähe des Ablaufspaltes des Gebildes 294 über der Walze 49, um überschüssigen puderförmigen Klebstoff von den Büscheln abzubür sten.
Ein Auffangbehälter 407 ist vorgesehen, um durch die. Oberfläche des Bandes 37 abgelenktes Wasser von der Maschine fernzuhalten.
Diese Anwendung eines puderförmigen Klebstof fes gehört nur insofern zur Erfindung, als die Stoff bahn 294 aus nichttextilen Fasern (Kurzfasern) gebildet ist; eine entsprechende Anwendung auf eine ganz oder teilweise aus Textilfasern bestehende Bahn gehört, so weit sie für die Textilindustrie in Betracht kommt, nicht zur Erfindung und ist durch das vorliegende Patent nicht geschützt.
In Fig. 39 ist das Herstellungsverfahren eines Ge bildes gemäss den Fig. 47 und 48 dargestellt, bei dem aber die Bänder umgekehrt und die Sprühdüsenstrah- len 100 auch umgekehrt auf der Aussenseite der Trom mel angeordnet sind. Eine Vakuumentwässerungsvor- richtung 404 ist an der Innenseite der Trommel vor gesehen. In anderer Hinsicht entspricht die Maschine der nach Fsg. B.
Die Umwandlung der Faserschicht in ein neugeordnetes Gebilde ist im Nebenbild in Fig. 40 gezeigt und entspricht ebenfalls dem in Fig. 6d gezeig ten Vorgang.
In den Fig. 44, 45 und 46 sind Vorrichtungen mit zwei geschmeidigen Bändern derselben Art ab gebildet, wie in den Fig. 22-27, zwischen die die Aus gangsfaserbahn 341 eingelegt ist, um so mit den Bän dern zusammen durch eine Sprühzone 334, einen of fenen Abschnitt einer festen Trommel 335 zu laufen. In diesen Trommelabschnitt ist eine feste, horizontal geschlitzte Platte 334 zwischen den offenen Trommel- abschnitt und die Einlage dazwischengelegt, um die Einlage zu stützen und die Flüssigkeitsstrahlen, die durch die Einlage in den Aufnahmebehälter 314 gehen, zu verteilen.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 45 ist für die Erzeu gung des durchlöcherten, in den Fig. 47 und 48 dar gestellten Gebildes geeignet. Die Arbeitsweise mit Hilfe des mit Öffnungen versehenen Mustererzeugungsbandes 336 auf dem beweglichen durchlöcherten Unterlags- band 337 in der Maschine gemäss Fig. 45 entspricht im wesentlichen dem Erzeugungsverfahren zwischen dem oberen Band 236 und dem unteren Band 237 in Fig. 23.
Beide Bänder sind geschmeidig, die Öff- nungen im Band 336 sind grösser als die Löcher im Band 337, beide Bänder sind gespannt und führen zu sammen die Faserbahn 341 durch die Faserumlage rungszone zur Herstellung eines Gebildes 393. Hinsicht lich des geometrischen Verhältnisses des offenen Trom melabschnittes 335 ist jedoch der Weg der Einlage in der Umlagerungszone kürzer in der Vorrichtung gemäss Fig. 44 als in der Maschine mit den Bändern gemäss Fig. 23. Die horizontalen Schlitze im Teil 334 dienen zur Auflösung der Tröpfchen oder Flüssigkeitsteilchen aus den Sprühdüsen 338.
Man verwendet zweckmässig eine feste konische Düse der Art, wie sie in Fig. 7 ge zeigt ist.
Die obere Oberfläche des Bandes 337 ist mit einer Spurvorrichtung 320 versehen, die eine Laufwalze 358a enthält, die im wesentlichen mit derjenigen iden tisch ist, wie sie bei den oberen und unteren Ober flächen der Bänder 236 und 237 in der Maschine mit den geschmeidigen Bändern verwendet wird.
Vorrichtungen 369 und 396 zur Steuerung des Druckes sind am Ablaufspalt vorgesehen, die denjeni gen ähneln, wie sie beim ersten Mangelwalzenpaar 362 und 363 in der Maschine mit geschmeidigen Bändern gemäss den Fig. 22-27 verwendet wurden. Die obere dieser Vorrichtungen am Ablaufspalt, die auf den Rah men montiert sind, enthält einen Zylinder 369, einen Kolben (nicht gezeigt), einen Hebel 366, der in einem Stift an seinem Ende gegenüber der Kolbenstange 372 um einen Drehpunkt 367 gelagert ist. Der Hebelarm 366 ist drehbar um den Punkt 367 angebracht.
In ähn licher Weise ist der Hebelarm 368 drehbar um den Punkt 370 angeordnet, der sich gegenüber dem mit der Kolbenstange<B>371</B> in Verbindung stehenden Ende des Hebels 368 zur Steuerung des Druckes auf den Walzen 364 und 365 befindet. Die Kolben in den Zylindern 369 und 396 sind Gegentaktkolben, die darauf wirkende Kraft ist Luft, die durch die Einlass- leitungen 373 in den Zylinder 396 und durch die Einlasslvitungen 374 in den Zylinder 369 zugeführt wird.
Ein Leitungskopfstück 387 wird über eine Zufüh rungsleitung 310, die mit einer Pumpe oder einer an deren Druckquelle in Verbindung steht, mit Wasser versorgt und die Düse, zweckmässig eine feste koni sche Düse, schleudert den Sprühstrahl 301 gegen den horizontal geschlitzten Teil 334 in die Einlage des Bandes 336, die Bahn 341 und die Unterlage 337. Das sich in der Trommel 335 sammelnde Wasser wird durch den Abfluss 312 in einen Behälter 315 und ein gewöhnliches Abflussrohr 316 abgeleitet. Der Behälter 314 ist wahlweise mit einem Abfluss<B>313</B> in einen gemeinsamen Behälter versehen.
Die Halterung der Vorrichtung ist ganz ähnlich derjenigen in Fig. 23, Vertikalstreben 356 unterstützen den oberen horizon talen Wandteil 389, auf dem die Trommel 335, die Wasserzuführungsleitung 387, die Düsenvorrichtung 338 und die hydraulischen Spannvorrichtungen 369 und 396 montiert sind.
Wie in Fig. 46 gezeigt ist, sind die oberen und unteren Kanten des Auffangbehälters 314, die an das untere Band 337 angrenzen, wie bei 317 dargestellt, nach aussen umgebogen, um zu verhindern, dass Was ser abtropft, das von den Strahlen 301 entweder von der Innenseite der Trommel 335 oder der Innenseite des Behälters 314 zurückgeschleudert wird.
Die Richtung der Fasern in der Ausgangsfaser bahn 41, 241, 341 oder 25a, wie sie in den verschie- denen Figuren der Zeichnungen dargestellt ist, ist im Hinblick auf eine leichte Faserneuordnung von Bedeu tung. Wie in den Fig. 49, 50, 51 und 52 gezeigt ist, können im Hinblick auf die Bildung dreidimensionaler büscheliger Gebilde verschiedene Arten der Faseraus richtung in der Ausgangsbahn, was die geometrische Anordnung und Ausrichtung der Formlöcher hinsicht lich ihrer Abstände anbetrifft, verschiedene Faserneu ordnungen im fertigen Produkt erzeugen.
Es gibt mehrere Arten von Faserbahnen, die mit befriedigendem Erfolg benutzt werden können. Eine gekrempelte Bahn enthält eine Anzahl übereinander greifender, sich kreuzender Fasern, die im allgemeinen in der Richtung angeordnet sind, in der die Bahn die Krempelmaschine verlässt. Wenn diese Bahn einer Längsdehnung unterworfen wird, nimmt der Ausrich tungsgrad zu, so dass die Fasern überwiegend in dieser Richtung angeordnet werden.
Eine andere Faserbahnart ist das Scheingewebe, in dem die Fasern so angeordnet sind, dass sie sich nach allen Richtungen, hauptsächlich in der Ebene der Bahn, in einer im wesentlichen gleichen Anzahl erstrecken. Diese Bahnart kann nach einer Vielzahl von Verfah ren, wie z. B. mittels Luftschichtung, hergestellt werden, wie es in der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 676 364 beschrieben ist.
Eine auf nassem Wege gebildete Bahn kann durch Suspension von Fasern in einer grossen Wassermenge hergestellt werden, indem man den erhaltenen Brei durch ein Drahtsieb, wie z. B. durch ein Fourdrinier- Drahtnetz gehen lässb.
Es ist zweckmässig, eine gekrempelte Bahn zu be nutzen, vorzugsweise eine Bahn, bei der die Fasern hauptsächlich in einer einzigen Richtung oder wie in einem Scheingewebe ausgerichtet sind.
In den Fig. 47 und 48 sind Teile typischer faseri ger, ungewebter Gebilde gezeigt, die man durch Ver fahren hergestellt hat, die die Fasern hinter die nicht durchbrochenen Stellen des stofferzeugenden Teiles be wegen, wie es in Verbindung mit der Maschine gemäss den Fig. 7-10 beschrieben ist. Die Gebilde enthalten gebündelte Fasern, die in untereinander verbundenen Gruppen 11 angeordnet sind, die Löcher oder öffnun- gen 12 zwischen sich umgrenzen.
Die Öffnungen 12 und die Gruppen 11 sind beide gemäss einem vor bestimmten Muster entsprechend dem Muster in der benutzten perforierten Platte oder dem Formteil an geordnet. Die Löcher in Fig. 47 sind nach einem mehr oder weniger rechteckigen Muster angeordnet, während jene in Fig. 48 einem auf die Seite gelegten Rhombus ähneln. Die Gruppen 11 sind durch Fasern verbunden, die einer Anzahl Gruppen an Verbindungsstellen 13 gemeinsam angehören, in denen die Fasern nach ver schiedenen Richtungen ausgerichtet sind.
Die meisten der Fasern sind in der Mikrophoto graphie gemäss Fig. 47 vertikal ausgerichtet und die sich vertikal erstreckenden Fasergruppen erscheinen dicker und dichter als jene, die sich horizontal er strecken. Dies ist hauptsächlich der Ausrichtung der Krempelbahnschicht des Ausgangsmaterials zuzu schreiben, aus dem das Gebilde dieser Figur erzeugt wurde. In diesem Gebilde ist eine überwiegende Zahl jener Teile oder Abschnitte der Fasern in den Gruppen 11 dicht zusammengefügt und im wesentlichen um die Achsen der Gruppen parallel ausgerichtet, wo sie in Längsberührung miteinander erscheinen.
Die Gruppen sind garnähnlich in Fig. 47. Im Schnitt besitzen viele Gruppen garnähnliche Dicke nach zwei Richtungen, in der Ebene der Bahn und senkrecht dazu.
Gemäss Fig. 47 und 48 sind die Löcher 12 zwi schen den Gruppen im wesentlichen frei von Fasern, und die meisten der die Löcher umgrenzenden Faser abschnitte erstrecken sich im wesentlichen tangential zu den Lochumfängen; d. h. sie erstrecken sich um die Löcher herum und haben an den Lochumfängen keine Enden. In diesen beiden Figuren gibt es jedoch einige wahllos angeordnete Faserabschnitte 14; die sich mitten durch oder in die Löcher von den sie umgebenden Fasergruppen hinein erstrecken. Einige erscheinen in Fig. 48.
Die relative Zahl wahllos angeordneter Fasern und die Schärfe der Löcher kann zur Erzielung ver schiedener Effekte etwas variiert werden. Zur Verwen dung des erhaltenen Gebildes zur Umhüllung hygieni scher Binden ist z. B. ein flaumiges Aussehen von Vorteil.
In Fig. 47 sind die Löcher 12 im wesentlichen einheitlich und von beinahe rechteckiger Form und haben einheitliche Abstände in einem rechteckigen Mu ster, und die Fasergruppen 11 zwischen den Löchern erstrecken sich im wesentlichen in Winkeln von 90 und 180 zueinander, allgemein in der Ebene des Ge bildes, und dieses zeigt eine netzförmige, gazeähnliche, scheinbar gewobene Struktur.
Im allgemeinen ist die durchschnittliche Länge der Fasern beträchtlich grösser als die Länge der sie ent haltenden Gruppen, mit dem Ergebnis, dass die Grup pen hauptsächlich nur Teile der durch sie gehenden Fasern enthalten. Die Formen der Fasern entsprechen weitgehend den Formen der sie enthaltenden Gruppen. So können die Fasern in der Struktur von Fig. 47 gebogen oder gekräuselt sein in einer gewundenen Form oder sie können auf sich selbst zurücklaufen und sich vollkommen um eines der Löcher herum erstrecken oder eine Form annehmen, die dem Buchstaben S ähnlich ist usw.
Fig. 49 ist eine schematische Ansicht einer Bahn, die in Richtung der durch aufeinanderfolgende Löcher in der das Muster erzeugenden Wandung gehenden Vertikalachsen gekrempelt ist; sie zeigt diese Bahn im Augenblick, in welchem sie durch die Faserneuord- nungszone läuft.
Die Wegrichtung der Bahn geht wie durch den Pfeil angezeigt, von oben nach unten; die Fasern, die oben in der Figur vor der Faserneuord nung und unten nach dieser gezeigt sind, haben ihre Hauptausrichtung in Richtung des Pfeiles. In dieser Zone gehen die Flüssigkeitsströme zuerst durch die kleineren Durchlochungen in der einen Wandung und dann durch die grösseren Öffnungen in der andern Wandung und bewirken dazwischen die Neuordnung der zwischen diese Teile gelegten faserigen gekrempel- ten Bahn zu einem gepfropften dreidimensionalen Ge bilde mit
Büschelteilen 615, vereinigten flachgepress- ten Bändern 616, die sich in der allgemeinen Rich tung der Bahnfasern erstrecken, und kleineren vereinig ten querlaufenden flachen Bündeln 617, die sich zwi- schen den unmittelbar benachbarten Büscheln 615 in einer im wesentlichen quer zur Richtung der Haupt faserausrichtung verlaufenden Richtung erstrecken.
Im allgemeinen neigen die vereinigten, die vertika len Bündel 616 bildenden Fasern oder die Querbün del 617 hauptsächlich dazu, von einem bestimmten Loch im perforierten Sieb zu dem quer zur allgemei nen Faserrichtung unmittelbar benachbarten Loch zu wandern. So entsteht in der in Fig. 49 gezeigten Bahn eine grössere Faserkonzentration, d. h. ein breiteres Band<B>616</B> in der vertikalen als in der dazu querlaufen den Richtung. Die Mikrophotographie in Fig. 54 zeigt eine Vergrösserung des auf diese Weise gewonnenen Stoffes.
Durch Bewegung der das Muster erzeugenden Wan dung in einer Richtung, die um 90 von derjenigen gemäss Fig. 49 verschieden ist, erhält man eine An ordnung, die schematisch in Fig. 50 gezeigt ist. In Fig. 50 wird das gleiche rhombische Muster der das Gebildemuster erzeugenden Wandung verwendet wie nach Fig. 49, aber um 90 gedreht, während die Fa serrichtung im allgemeinen vertikal bleibt.
Die diagona len Bänder 617 werden jetzt dicker, da ihre Laufrich tung der allgemeinen, vertikalen Laufrichtung der Fa sern näher kommt und die nächsten Büschel 615, nach denen sie laufen, in Querrichtung dichter beisammen liegen, als sie es in Fig. 49 tun. Aus demselben Grunde sind die horizontalen Bündel 616 viel schmaler. Eine Mikrophotographie des so erhaltenen Stoffes ist in Fig. 53 gezeigt.
Bei Verwendung einer isotropen (nach allen Rich tungen gleichmässig beschaffenen) Bahn gemäss Fig. 51 und 52 könnte man sagen, dass dadurch ein Element von Parallelismus in bezug auf die Ausrichtung irgend einer einzelnen Faser nach jeder Richtung eingeführt wird. Bezeichnenderweise ist in diesen Figuren jedes Büschel 615 mit vereinigten Fasern verbunden, die sich nach jedem unmittelbar benachbarten Büschel 615 er strecken und das in Frage stehende Büschel umgeben. Besonders in Fig. 55 gehen die vereinigten Fasern 618 wie Speichen eines Rades zu dem Sechseck auseinan der, das die sechs unmittelbar benachbarten dreidimen sionalen Büschel bilden.
Im Hinblick auf die geometrische Anordnung der zusammengepressten Bänder, wie z. B. 618, und die Bildung der zusammengepfropften Büschel 615, die sich senkrecht zur Ebene der vereinigten Bänder von Fasern erstrecken, ist zu bemerken, dass die Büschel Knotenpunkte darstellen, die der Oberfläche des Ge bildes Weichheit verleihen und auch die vereinigten Bänder verteilen und stärken. Als Ergebnis der Aus richtung erhält man eine weiche Musterung und eine besondere Festigkeit, die sich derjenigen gewobener Textilstoffe mit gleichem Gewicht nähert.
Zur Herstellung solcher dreidimensionaler Gebilde ist es wesentlich, ein Formsieb mit einer weichen Ober fläche zu benutzen, auf dem die Bahn unterstützt und deren Fasern umgelagert werden. Die dreidimensionalen Büschel bilden sich in der Bahn mit Öffnungen jeden Umfanges und mit jeder Anordnung der Öffnungen, und Lücken zwischen den dreidimensionalen Büscheln entstehen nur, wo die Entfernung zwischen den öff- nungen, der Umfang der Öffnungen und die Länge der Fasern in der Bahn so ist, dass die Fasern im stande sind, sich zu Bändern in Zonen zu vereinigen, die sich zwischen benachbarten Öffnungen erstrecken.
Bei der Vereinigung von Fasern in den angrenzen den Zonen zwischen den dreidimensional zusammen gepfropften Büscheln bewirkt die Verteilung von Lö chern mit regelmässigen Abständen auf der weichen Platte in bezug auf die Krempelung der Faserbahn wechselnde geometrische Formen in der Verbindung angrenzender Fasern. In einem rhombischen Muster, wie es z.
B. in Fig. 53 gezeigt ist, könnten die stark vereinigten, die dreidimensionalen Büschel 615 verbin denden Fasern 617 im allgemeinen entweder zwischen Büscheln in einer vertikalen Spitze oder zwischen Bü scheln 615 an einander gegenüberliegenden Seiten in der Querlinie des Rhombus verlaufen. Infolge der par allelen Ausrichtung der Fasern in der ursprünglichen Schicht sind im vorliegenden Fall jedoch im wesentli chen alle dicken vereinigten Faserbündel eher in der Form des Rhombus angeordnet, nämlich in der all gemeinen Richtung der Parallelisierung, als quer zu dieser Richtung längs der horizontalen Mittellinie des Rhombus.
Im allgemeinen besteht keine starke Ver einigung von Fasern zwischen den oberen und unteren Spitzen des Rhombusmusters gemäss Fig. 53, wodurch eine bessere Einheitlichkeit, Vervollkommnung und Bestimmtheit der Rhombusform erzielt wird, unbeein trächtigt durch Diagonalverbindungen zwischen der oberen und unteren Ecke. Es gibt jedoch einige Ver einigungen zwischen den Querecken des Rhombus.
Es ist klar, dass die oben genannten Kennzeichen einer besonderen dreidimensionalen gepfropften Form eine Reihe von Bedingungen zur Voraussetzung haben. Diese Bedingungen können in weiten Grenzen variiert werden, was vom Gewicht der Bahn, der Geschwindig keit der Bahn, der Anzahl, dem Umfang und der An ordnung der Öffnungen, den Formkennzeichen, der Faserart, der Geschwindigkeit, mit der Wasser durch die Düsen ausgeschleudert wird, dem Abstand der Dü sen von der Bahn und anderen veränderlichen Fak toren, die für die Probleme einer besonderen Faser bahnerzeugung massgeblich sind, abhängig ist. Weiter hin ist die Vermeidung von Überflutungen im Form bandbereich durch Sicherung einer glatten Ableitung des gegen die Faserbahn geschleuderten Wassers von Bedeutung.
Die vorerwähnten Bedingungen hinsichtlich der Bandstruktur und Anordnung, der Düsenkonstruk tion, der Wassergeschwindigkeit und Wassermenge, des Fasergewichts der Bahn und anderer Faktoren sind für die Erzeugung eines dreidimensional gepfropften Gebildes aus gekrempelten Fasern in Bahnen aus einer Mischung von z. B. 75 % Reyonfasern und 25 % Baum- wollfasern von Bedeutung.
In der vorangehenden Beschreibung wurde die Be tonung auf die Herstellung eines Gebildes aus einer Schicht textilähnlicher Fasern gelegt. Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Gebilden aus solchen Fa sern begrenzt, da das obige Verfahren zur Erzeugung von Löchern oder öffnungen irgendeiner gewünschten Form in einer Schicht beliebiger Fasern, z. B. einer zusammenhängenden Schicht, anwendbar ist, die sich unter dem Einfluss einer Fluidumskraft, z. B. der Kraft des fliessenden Wassers, eines Gases oder einer anderen Flüssigkeit bewegen können. So ist z.
B. das Verfahren zur Erzeugung von Löchern einer gewünschten Form in einem für alle Zwecke verwendbaren Papierfaser material oder in einer Mischung von Textilfasern und Papierfasermaterial, allein oder im Gemisch mit einem Harz oder anderen plastischen Stoffen verwendbar.
Bei der Neuordnung von Faserbahnen zu dreidi mensional gepfropften Gebilden findet man die grösste Faserkonzentration an den Büschelstellen 615.
Die einzelnen Fasern der neugeordneten Faserbahn neigen dazu, sich an den Büschelstellen zu sammeln und zu konzentrieren. Dies ist von besonderem Vor teil, wenn man eine Veränderung der gepfropften Teile durch Verwendung bestimmter erwünschter Zusätze, z. B. eines besonderen Materials in der neu zu ordnen den Faserbahn erreichen will. Dies kann auf dreierlei Dinge zurückgeführt werden. Erstens erzeugen die Bü- schel schwere Faserkonzentrationspunkte, da sich eine Anzahl untereinander verbundener Bänder 616 an die sen Punkten kreuzen.
Zweitens erfordert die Krüm mung der Fasern in die Öffnungen hinein zur Bildung der Büschel eine grössere Faserlänge als es bei den flachen untereinander verbundenen Bändern der Fall ist, in denen die einzelnen Fasern im wesentlichen gerade liegen. Drittens werden die erst in die öffnun- gen zur Bildung der Büschel geschobenen Fasern an scheinend zusätzlich durch die wirbelnden Flüssigkeits ströme herumgewirbelt, die entstehen, wenn diese Ströme durch die schon teilweise gebildeten Büschel hindurchgehen.
Wie bereits erklärt, können bei Verwendung nicht textiler Fasern (Kurzfasern) die büscheligen Teile 615 mit Klebstoff, der in From von Teilchen angewandt wird, gebunden werden. Sie können auch mit Hilfe einer Flüssigkeit oder mit einem Bindemittel in Form von Stäbchen oder dergleichen zusammengehalten wer den, wie nachfolgend beschrieben wird.
Wie in Fig. 56 gezeigt, ist eine kleine Menge stäb- chenförmiger Klebstoffbeilchen 620, die in der Faser mischung der Ausgangsfaserbahn enthalten sind, wäh rend des Bahnneuordnungsprozesses an den Büschel stellen 615 vorhanden.
In dieser Mikrophotographie sind die Stäbchen 0,8 mm lang und bestehen aus Nylon von 15 Denier. Die Grundfaserbahn hat ein Gewicht von 15,5 g/m2 und besteht aus Reyon- Kurzfasern von 10 mm Faserlänge, die mit Hilfe von Wasser in eine Scheinausrichtung gebracht wurden, be vor der dreidimensionale Stoff erzeugt wird.
Dasselbe unter etwas veränderten Bedingungen zur Erzeugung schmalerer Bänder hergestellte Gebilde kann mit einem pudrigen Klebstoff, wie Nylon-Puder, be handelt werden, der auf die Unterseite der Formplatte nach Vollendung der Herstellung aufgestreut wird. Ge mäss Fig. 58 sind die Bänder zwischen den Büschel stellen 615 beim Herstellungsverfahren fest miteinander verbunden worden und man sieht, dass die Büschel stellen anhaftende Harzkügelchen enthalten. Diese Kü gelchen entstammen der teilweisen Vereinigung des an den Büschelteilen haftenden Puders.
Im besonderen ist die in Fig. 36 beschriebene und erläuterte Vorrichtung zur Herstellung des in Fsg. 58 gezeigten Gebildes geeignet.
In Fig. 57 wird ein Gebilde gezeigt, bei dem die Verwendung einer grösseren Zahl 0,8 mm langer 15 Denier Nylon-Stäbchen, als es beim Gebilde gemäss Fig. 56 der Fall war, zu einer Konzentration dieser Stäbchen in den Büscheln 615 führte. Tatsächlich sind keine Klebstoffteilch.en an irgendeiner Bandstelle ab gelagert. Die Stäbchen sind vereinigt und das Gebilde zwischen Walzen geglättet worden. Als Folge davon breiten sich die Bänder 618 aus und es entsteht eine typische stoffähnliche Spannfähigkeit.
Die Stäbchen sammeln sich auf den büscheligen Fasern der neugeordneten Faserschicht an. Die Stäb chen können in der Ausgangsfaserbahn mit Hilfe einer Reihe bekannter Verfahrensmassnahmen einge führt werden, wie sie zur Ablagerung oder Anordnung von Fasern in einer Bahn oder Schicht benutzt werden. Diese Verfahrensmassnahmen schliessen Luftschichtung, Papiererzeugungsverfahren und ähnliches ein. Es ist auch möglich, die Klebstoffteilchen auf der schon vor bereiteten Schicht von Ausgangsmaterial zur Anwen dung zu bringen, wie z.
B. durch Aufstreuen der Stäb chen auf eine Faserbahn, wenn sie aus einer Bahn- herstellungsvorrichtung für die Herstellung auf nassem Wege oder ähnlichen Vorrichtungen herauskommt.
Die Klebestoffstäbchen können in der Schicht wäh rend der Herstellung durch Vermischung der Stäbchen mit den anderen, z. B. Reyon-Kurzfasern, durch be kannte Mischmethoden verteilt werden. Wahlweise kön nen die Fasern einer solchen Mischung in einem Luft strom verteilt und auf durchlöcherten Vorrichtungen zur Herstellung einer Schicht nach einer bekannten Ausführungsart gesammelt werden, obgleich auch kür zere Stäbchen für diese Zwecke benutzt werden kön nen.
Kurze Stäbchen von etwa 0,8 mm Länge oder kürzer können mit anderen Fasern, wie Reyon-Kurz- fasern in einem wässerigen Brei vermischt und dann über ein Sieb oder einen Draht zur Papiererzeugung nach bekannten Papierherstellungsverfahren laufen ge lassen werden, zur Herstellung eines Stäbchen enthal tenden dreidimensionalen Gebildes, wie es in Verbin dung mit den Fig. 52 und 57 gezeigt wird.
Die Stäbchenlänge kann für eine wirksame Verbin dung und ein leichtes und geschmeidiges Erzeugnis be deutsam sein. Die Länge der zur Verwendung kom menden Stäbchen ist natürlich abhängig vom räumli chen Verhältnis zwischen den büscheligen Teilen des Gebildes. Wenn während der Faserbahnneuordnung eine Ansammlung der Stäbchen in diesen büscheligen Teilen erwünscht wird, müssen die Stäbchen kürzer sein als die Abstände zwischen den Mittelpunkten der Büschel.
Fig. 41-43 zeigen schematisch eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf die Ausstülpungen des dreidimensionalen Gebildes mit Hilfe einer Saug vorrichtung. Die Maschine mit den beweglichen Bän dern gemäss Fig. 23 mit umgekehrten Bändern, wie sie Fig. 31 zeigt, liefert am Austrag der Maschine ein büscheliges Gebilde 293. Dieses wird in den Spalt zwi schen eine Lagerwalze 650 und eine Saugwalze 651 geführt, die sich in den Pfeilrichtungen gemäss den Fig. 41 und 42 drehen.
Die vorstehenden Teile 615 zur Erzeugung der Büschel haben einen solchen Ab stand vom Harzklebstoff oder der anderen mit Kleb stoff überzogenen Schicht der Saugtrommel 651, dass nur die Büschel mit Klebstoff befeuchtet werden, wäh rend die dazwischenliegenden Räume oder Streifen zwi schen den Büscheln 615 von Klebstoff freigehalten wer den.
In Fig. 43 zeigt die vergrösserte Ansicht, wie die Büschel Teile des Klebstoffilmes 654 wegnehmen, so dass Einbuchtungen 655 nach Berührung der Büschel zwischen den vorstehenden Teilen 615 und dem Film 654 durch das Saugen hervorgerufen werden.
Das Ge bilde, das mit Klebstoff überzogene, hervorstehende Teile 615a enthält, kann dann getrocknet werden, oder es kann nach Wunsch weiter erhitzt werden, um ent weder den Klebstoff zu glätten oder den Klebstoff aus zubreiten, wie es im Hinblick auf die verwendeten Klebstoffe angeführt wurde. Zu diesem Zweck führen Walzen 656 und 6561 die Faserbahn 693 durch die zugehörige Behandlungszone, um das Produkt einer Walze 657 auszuliefern.
Die Saugwalze ist in ein Harzbad 653 in einem Behälter 652 getaucht und hat an einer Seite einen Schaber 660, um die Dicke des darauf befindlichen Klebstoffilmes zu steuern, wie es in den Fig. 41 und 42 gezeigt ist.
Die Walzen 656 und 6561 helfen das Gebilde trocknen. Es können innenbeheizte Trockentrommeln sein, wie z. B. Yankee-Trockentrommeln, wie sie zur Papiertrocknung in der Papierindustrie benutzt werden.
Der flüssige Klebstoff in wässeriger Lösung 653 kann aus einer wässerigen Dispersion von Polyvinyl- acetat in einer Konzentration von ungefähr 3-50 % be stehen, die eingedickt werden kann, um eine bestimmte Konsistenz des Klebstoffilmes 654 auf der Saugwalze 651 zu erreichen.
Die büscheligen Ausstülpungen des dreidimensiona len Gebildes zeigen nach aussen, wenn sie den Spalt zwischen den Walzen 260 und 249 in Fig. 41 ver lassen. Sie springen so weit hervor, dass sie den Kleb stoffihn 654 leicht berühren, wie es im einzelnen in Fig. 43 gezeigt ist.
Je nach den Ausmassen der Erhöhungen des drei dimensionalen Gebildes kann das Harz dünn oder dick sein, damit die zugehörige Menge Harz auf den ge pfropften Ausstülpungen zur Anwendung kommt.
Die Saugtrommel kann mit irgendeiner bestimmten Geschwindigkeit laufen, die mit den physikalischen Eigenschaften des eingedickten Harzfilmes und den Eigenschaften des dreidimensionalen Gebildes verein bar ist. Wenn die Ausstülpungen bei Verwendung einer verhältnismässig starken Faser erzeugt werden sollen, kann man zu einer höheren Geschwindigkeit überge hen, ohne eine Schädigung der Struktur der Ausstül- pungen zu verursachen. Die Dicke der Bahn ist auch von Bedeutung, da dünnere Bahnen durch die Wir kung des eingedickten Klebstoffes leicht gestreckt oder gezogen werden können.
Die Viskosität des Bindemit tels wird durch Dickungsnuttel beeinflusst, wie man sie für Polyvinylacetat-Suspensionen oder -Lösungen kennt, oder man verändert die Polyvinylacebat-Konzentration zur Erzeugung einer geeigneten hohen Viskosität. Der Abstand zwischen den Walzen wird durch die Rege lung der Dicke des Filmes, die durch den Schaber be werkstelligt wird, eingestellt.
Soweit bei den vorstehend mit Bezug auf die Fig. 41 bis 43 und 57 bis 59 erläuterten Verfahrens ausführungen, bei denen die Fasern miteinander ver klebt werden, ein Ausgangsmaterial verwendet wird, das nicht nur aus Kurzfasern, sondern ganz oder teil weise aus Textilfasern besteht, sollen diese Ausführun gen und deren Erzeugnisse, soweit sie für die Textil industrie in Betracht kommen, nicht als Gegenstand der vorliegenden Erfindung gelten und sind durch dieses Patent nicht geschützt.
Im folgenden sind Beispiele zur Neuordnung von Stoffen angegeben, die sich der zweckmässigen Vor richtung gemäss der Erfindung bedienen: <I>Beispiel 1</I> In der Vorrichtung gemäss Fig. 21 wird eine Faser bahn 135 locker zusammengefügter Fasern, wie man sie durch Krempeln erhält, mit einem Gewicht von ungefähr 23 Gramm pro Quadratmeter und mit einem Faserausrichtungsgrad von nahezu 6 :
1 in Laufrichtung durch den Spalt eines Zuführungswalzenpaares 136 und 137 der Stofferzeugungsmaschine zugeführt, wie es zuvor in Verbindung mit den Fig. 7-10 beschrieben wurde.
Die Bahn, die 75 % Viskose-Reyon-Fasern von etwa 50 mm Länge und 25 ö gebleichte Baumwoll- fasern mit einer durchschnittlichen Länge von etwa 13-19 mm enthält, beide mit etwa 1,5 Denier, wird über eine Lagerwalze 138 in die durch ein durchloch- tes Bandunterlagssieb 139 und eine perforierte Trom mel 141 gebildete Einlage eingeführt. Die mit Öffnungen versehene Trommel 141 ent hält etwa 40 im wesentlichen runde Löcher von etwa <B>1,
1</B> mm Durchmesser pro Quadratzentimeter in einem rechteckigen Muster angeordnet und hat eine Wan dung von etwa 0,8 mm Dicke. Das durchlochte Band 139 enthält -ein gewobenes rostfreies Stahlsieb Nr. 200 mit etwa 6200 Öffnungen pro Quadratzentimeter. Was ser wird durch die Öffnungen in der Trommel 141 und dann durch die Faserbahn 135 und das Sieb 139 mit Hilfe von Düsen 148 geschleudert, die radial an der Innenseite der Trommel angeordnet sind. Die Trommel 141 hat etwa 76,2 cm Durchmesser, und die Düsen 148 sind in vier Reihen in einer Entfernung von etwa 15.2 cm von der Innenoberfläche der Trom mel angeordnet.
Als Düsen finden feste konische Düsen bekannter Art Verwendung, die in sich überschneiden der Weise angeordnet sind und etwa 4,9 Liter pro Minute liefern bei einem Wasserdruck von 6,3-7 atm. im Zylinder. Dies ist der zweckmässige Wasserdruck, der für das beschriebene Verfahren und die Vorrich tung zur Erzeugung der erwünschten Strahlen in Be tracht kommt und die gegen die Trommel geschleudert werden.
Mit einer Trommelgeschwindigkeit von 15 m pro Minute und einer Wasseraustrittsgeschwindigkeit aus den Düsen von nahezu 30 m/sec erzielt man eine aus gezeichnete kontinuierliche Herstellung von Gebilden entsprechend denen gemäss Fig. 47 und 48.
Ein mit Unterbrechungen geführter Betrieb unter denselben Bedingungen hinsichtlich der Geschwindig keit des die Düsen verlassenden Wassers und dessel ben Düsenabstandes, Trommelumfanges usw. wie oben, zeitigt gleich gute Ergebnisse. Wenn die Fasern in der Bahn ihren höchsten Feuchtigkeitsgrad aufweisen, ent hält die Bahn ungefähr das 15- bis 30fache ihres Ge wichtes an Wasser, und das Band wird gespannt, um das Wassergewicht auf das 7- bis 15fache zu reduzieren.
Nachdem sich die Trommel durch die Sprühzone bzwegt und die gewünschte Stoffstruktur gebildet ist, wird das erhaltene Gebilde, mit 152 bezeichnet, auf dem Sieb hinauf über die zweite Lagerwalze 145 und durch den Druckspalt zwischen den Walzen 143 und 144 hindurchgeführt, wo dann der Wassergehalt des Gebildes herabgesetzt wird, wie @es zuvor beschrieben wurde.
<I>Beispiel 2</I> Eine Mischung aus 25 % Papierfasern von 2 bis 3 mm durchschnittlicher Länge und 75 % Reyon-Kurz- fasern von 10 mm Länge und 1,5 Denier, mit Hilfe von Wasser geschichtet, um eine Bahn mit einem Fa sergewicht von 19,5 g/m2 zu erzeugen, wird in dieselbe Trommelmaschine gemäss Beispiel 1 und unter densel ben Bedingungen, wie sie in Beispiel 1 angeführt wur den, eingeführt. Eine befriedigende Bahnstruktur von gleichem Aussehen und Eigenschaften entsprechend dem Produkt des Beispiels 1 wurde erhalten.
Die Bahn wird unter Verwendung eines Klebstoffes zur Bindung derselben in das fertige Gebilde über geführt.
<I>Beispiel 3</I> In die Maschine mit den Bändern gemäss Fig. 23 wird eine gekrempelte Bahn aus 75 % Viskose-Reyon- Fasern von etwa 50 mm Länge und 25 % gebleichten Baumwollfasern von durchschnittlich 13-19 mm Länge, beide Fasern mit etwa 1,5 Denier, mit einem Faser gewicht von 23 g/m2 und mit einem Faserausrich- tungsgrad von etwa 6:1 in Laufrichtung, mit einer Geschwindigkeit von 15 m/min zur Herstellung einer durchlochten Struktur, wie es die Fig. 47 und 48 zei gen, eingeführt.
Das geschmeidige Formband besteht aus dünnem rostfreiem Stahl und hat ungefähr 35 Öff nungen pro Quadratzentimeter, jede Öffnung hat einen Durchmesser von 1 mm und das geschmeidige Unter lagsband besteht aus Nylon mit 6200 Öffnungen pro Quadratzentimeter.
Unter Verwendung der festen konischen Düsen nach Beispiel 1 beträgt die von jeder Düse gelieferte Wassermenge ungefähr 4,9 Liter pro Minute. Die Menge kann zwischen nahezu 1,9 und 7,6 Liter oder mehr pro Minute und pro Düse variieren, was einer Wasseraustrittsgeschwindigkeit von etwa 15-60 m/sec entspricht. Die Düsen sind etwa 10 cm über der Band einlage entfernt angebracht. Diese Anordnung gewähr leistet eine gute Neuordnung der Fasern in jeder der drei Zonen, und man erhält das in den Fig. 47 und 48 wiedergegebene Gebilde.
<I>Beispiel 4</I> Bei Umkehrung der Bänder, wie es die in Fig. 23 dargestellte Vorrichtung zeigt, erhält man ein dreidi mensionales zusammengepfropftes Gebilde unter Be nutzung einer Vakuumvorrichtung oder von Saugkam mern, wie sie in Fig. 32 an jeder Seite der Herstel lungszonen gezeigt werden. Die Ausgangsbahn, wie in Beispiel 1, wurde dazu verwendet und die Bedingun gen gemäss Beispiel 3 eingehalten.
Mit Bahn-Fasergewichten zwischen 15 und 30 g/m2 erhielt man ausgezeichnete dreidimensionale gepfropfte Gebilde.
Infolge ihrer Struktur, ihres Aussehens und ihrer anderen beschriebenen Qualitäten eignen sich die ge mäss der Erfindung hergestellten Gebilde besonders für die Verwendung als medizinische Verbandstoffe, als saugfähige Stoffe für hygienische Binden und Windeln, ganz besonders zur Umhüllung hygienischer Binden und Windeln, zur Herstellung von Wischtüchern, Handtüchern, Filterstoffen, Tuchen und Futterstoffen, als industriell verwertbare Stoffe, als Ersatz für Gaze und gazeähnliche Stoffe im allgemeinen und für eine Reihe anderer Verwendungsmöglichkeiten.