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.
Method and device for producing a patterned elementary-woven structure on fibers The invention relates to a method for producing a patterned element-woven structure from interlocking fibers held together by friction.
According to the invention, this method is characterized in that a layer of fibers, e.g. B. made of rayon, cotton, etc., which can be individually due to the force of a flowing medium, brings between two perforated walls, one of which has smaller holes than the other and which are arranged in .solchem distance from each other that they do not hinder the movement of the individual fibers of the layer, and that a medium emerging through the holes in one wall and through those in the other wall is allowed to flow through the fiber layer between said walls, in such a way that
that at least some of the fibers are rearranged to form a pattern corresponding to the arrangement of the holes in one of the walls mentioned and brought into engagement with one another.
Under the action of the flowing medium, which can be water, for example, through the spaced holes in one wall, the fiber layer and the holes in the other wall, the individual fibers move in a direction that is generally the surface of the walls is parallel, while the walls themselves serve to protect the fiber layer against destruction by this force. The fluid force causes this sideways movement in that a force component acts on the individual fibers in a direction which. is generally parallel to the surface of the walls.
In this way, the groups of fibers are pressed together and connected to one another to form a uniform structure with a pattern that corresponds to the pattern of the openings.
You can use a powerful jet of liquid, e.g. Use water to rearrange the fibers in the layer; but a: intermittent beam, e.g. B. a beam of individual particles is more effective at generating the desired rearrangement.
By tacking on the individual particles of the liquid jet, for which purpose a rapid sequence of what droplets is used, one obtains an alternating bombardment of the fibers in the section in which the fibers undergo the rearrangement. This causes a more pronounced and better characterized reorganization of the fibers into tight bundles than would be the case if strong water jets were used.
Both walls can be supple (flexible, movable), so that with a suitable tension of the parts forming the two walls under the effect of strong intermittent liquid jets, such as. B. water, the intermittent forces that arise from the bombardment of these parts schmeidi conditions by the liquid particles, the wall through whose holes the liquid emerges from the fiber layer, bulge, in which concern the portion of the fiber layer created the distance between the walls that enables the individual fibers to move and reposition according to the desired pattern.
As soon as the two walls are no longer exposed to the liquid bombardment, they resume more or less their original distance, whereby the white direct rearrangement of the fibers is prevented.
The amount of water and the mutual. The distance between the walls in the section of the fiber layer in which the fibers are rearranged must correspond to one another so that the section is not overflowed, with the rearranged fibers being displaced from the areas they occupy or have already occupied. In general, flooding results in a decrease in tissue similarity. With flooding is meant a condition in which the forces exerted by the movement of the water on the umgela Gerten fibers exceed the forces caused by the friction of the fibers against each other and against the walls and other inhibiting forces acting on these fibers.
Consequently, the distance between the walls, the area in which the fibers are rearranged and the amount of water used must be coordinated with one another so that a coherent, non-woven structure is created. The best distance and the appropriate amount of water applied - depending on the physical properties of each fiber (such as
B. the fiber weight, denier, the fiber length, the Reibungskoef, etc.), the size and the distance between the holes of both walls, the speed at which the rearrangement of the fibers takes place, etc. depends - are so that one of the Tissue similarity of the created structure impairing flooding is excluded, and that a desired level of fiber binding occurs. A more detailed reference is made to these requirements in a later part of the description.
Good results are obtained e.g. B. if the holes of the wall having the smaller holes measure a uniformly about 0.08 cm in diameter, the number of openings in this wall (sieve) between about 140 to about 8000 or more openings per square centimeter, but preferably between about 1500 to 6200 openings per cm2. The smoothness of this sieve-like wall impairs the formation of the structure made of interlaced fibers. When using a woven screen, its smoothness is partly a function of its mesh size.
So a finer sieve will be smoother and easier to allow the fibers to move on its surface. A coarse sieve holds the fibers in place and causes them to get stuck in the part perforated in the direction of the holes.
The screen belt, so the wall part with the smaller holes, can be made of any suitable Ma material. A woven screen belt gives excellent results, but is not necessary as a belt with punched or etched holes can also be used. The screen belt can be made of stainless steel, bronze, copper, an alloy, nylon, synthetic fibers, such as. B. Orlony>.
It can consist of a movable, stamped steel plate, a plastic plate or a plate of other material that contains sufficient perforations to allow the liquid to pass through, but is again sufficiently impermeable and pliable to allow the liquid to take effect so that the desired rearrangement of the fibers on their surface can take place without the fibers being washed away.
The liquid forces can act from both sides on an insert, which consists of the two parts forming the walls and the interposed fiber layer. A water jet, which is directed from above through the part having the larger holes on the underlying fibers, as described in one embodiment, moves the individual fiber elements in a direction parallel to the upper surface of the underlying wall with the smaller holes through which the Liquid leaks,
to the points furthest away from the entry points of the liquid, so that the groups of relocated fibers are pressed together and connected to one another to form a coherent structure in the zones behind the uninterrupted points of the perforated part.
In another embodiment of the invention, liquid streams are directed from above through the upper wall, which in this embodiment has the smaller holes, into the underlying fiber layer and then through the lower wall, which has the larger holes.
In the process of this embodiment, the forces move the fibers in a direction that is essentially parallel to the walls, and in the larger holes in the lower wall, so that in this a compression of plugs or bundles is generated outside the plane the starting material layer and which are connected to each other by ribbons of fibers at the non-perforated points between these holes.
Thus, three-dimensional fabrics with very different patterns can be produced in which compressed, bundled, grafted or otherwise united fibers outside the plane of the interlocking fiber groups are combined by the aforementioned interconnected fiber ribbons in order to achieve the desired properties in the finished fabric produce.
In general, the starting layer can consist of any material in which the individual fibers are able to move under the influence of a liquid acting on them. Consequently, the expression ung- #woven structure refers to an structure which is produced directly from the fibers without the use of the known spinning, weaving, felting or knitting processes.
The finished structure is the result of the rearrangement of the individual fibers that were subjected to the components of liquid forces in a direction that is generally parallel to the walls. In the first embodiment described above, these components of liquid forces are in equilibrium at the compressed fibers near the wall that has the larger holes. The fiber groups at such locations are compressed in a loosened state according to a predetermined pattern through the entire fiber web.
The rearrangement of the individual fibers into groups and the compression of these groups according to a pattern that is determined by the wall with the larger holes is a result of the equilibrium of the force components that act on each hole in this wall. If the number of these holes per surface area is constant, it has been found that the use of relatively short fibers can help bring about a more rapid redistribution thereof in a loosened state.
In the second embodiment described, in which the liquid is brought into action on the fiber layer from the wall containing the smaller holes, the individual fibers are after their rearrangement again loosely in the structure. In this embodiment, no fiber tends to return to its original position in the fiber layer, since each fiber is individually brought into a position by liquid forces, in which strong currents, which flow through the larger holes in the opposite wall, contribute the fibers are bridged as a result of the intervening, uninterrupted points between the adjacent bundles or plugs.
The compression of the fibers in the interconnected parts increases the strength of the fiber web. The compression of the fibers by liquid forces can be used both with very thin webs and with very thick webs according to the method of the invention.
To produce a fabric with the characteristic feel and folds of a textile, the layer of the starting material or the base sheet can contain natural fibers such as cotton, flax, frayed wood, silk, wool, jute, as best, ramie, rags or abaka; mineral fibers such as glass;
artificial fibers such as viscose rayon, copper rayon, ethyl cellulose or cellulose acetate; synthetic fibers such as polyamides (nylon), polyester (Dacron), acrylic derivatives (Orion, Acrilan and Dynel), polyethylene, polyvinylidene chloride (Saran), polyvinyl chloride, polyurethane, etc., alone or in combination with one another.
Viscose rayon was found to produce excellent results. Although fibers whose length exceeds the normal length of paper fibers and approaches the length of normal textile fibers, i. H. is approximately 0.64 to 5.08 cm or more, are preferred for the production of textile-like sheet-like structures, shorter fibers less than 0.64 cm in length, the length of which is within the length of the paper fiber, can be used. However, one prefers the shorter fibers that can be used for papermaking, in unbeaten or heavily dewatered state, if a textile-like material is desired as the end product.
In this connection, shorter water-containing fibers of wood pulp in a length as used for paper manufacture, e.g. B. with longer fibers are mixed in such a way that the longer fibers contribute to the desired strength of the end product, while the use of shorter wood fibers reduces the cost of the cost. Mixtures of natural and / or synthetic fibers that are randomly or more or less oriented in the layer, e.g. B. in the form of a carded fleece, can be rearranged according to the inventive method.
Fiber webs with fibers rearranged according to the invention can be made from fiber layers which have a weight between approximately 6 g / m2 or slightly less and 100 g / m2 or even more.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention, which is characterized in that it has a perforated organ with spaced-apart, pattern-forming holes, a perforated wall spaced therefrom and at a distance from the outside of the comprises nozzles arranged perforated organ.
In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown: Fig. 1 is a schematic partial view of the two walls provided with holes, between which, in one embodiment of the device, the fibers of a fiber layer to produce a patterned non-woven structure are rearranged, and between these walls lying fiber layer.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal section along the line 2-2 of FIG. 1. FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 on a slightly enlarged scale; it shows the operation of these parts during the manufacture of the structure.
Fig. 4 is an enlarged view of part of Fig. 1 and shows the deposition of the fibers of a gene when the fiber layer is treated with liquid at a relatively narrow distance between the walls.
Fig. 5 is a view similar to FIG. 4 and shows the deposition of the fibers with a greater distance between tween the walls.
FIG. 6 is a view similar to FIG. 4 and shows the deposition of the fibers with an even greater distance between the two walls.
Fig. 6a is a schematic side view of the fiber web showing its thickness when wet.
Figure 6b is a schematic side view of the web as in Figure 6a showing the relative thickness when dry.
Fig. 6c is a schematic sectional view of an embodiment of the device with patterning plate, backing screen and the fiber layer and shows the effect of liquid particles in a wide Ab stood the walls formed by this plate and the screen.
Fig. 6d is a schematic view as in Fig. <B> 6e, </B> but with a closer spacing between the walls.
Fig. 6e is a schematic view as in Fig. <B> 6e, </B> in which the plate and the screen are reversed for the production of three-dimensional fabrics.
Figure 6f is an enlarged view of a portion of Figure 6c and shows the compressive action of the liquid particles.
6g is an enlargement of a section perpendicular to the direction of view according to FIG. 6e and shows the compressive effect as in FIG. 6f for the production of a three-dimensional fabric.
6h is a schematic view and shows the force effect of the liquid particles which act on the fiber web during the production of the fabric according to FIG. 6g.
Fig. 7 shows a perspective view of an expedient device for producing the Gebil of the according to the invention, parts being omitted for the sake of clarity.
Figure 8 is a side elevational view of the apparatus of Figure 7 after the splash guards have been removed.
Fig. 9 is the view on one end of the device of Fig. 8 with part of the device on the right hand side of the figure removed to show details of construction.
Figure 10 is a sectional view taken along line 10-10 of Figure B.
Fig. 11 shows part of the device of Fig. 7 during the creation of the structure. . Fig. 12 is an even more enlarged view of a portion of the apparatus of Fig. 11 during manufacture.
13 shows part of a molded part (drum) provided with openings, containing a pattern of rectangular holes.
Fig. 14 shows part of a ver provided with openings molding (drum) with holes arranged in accordance with a spit zen-like pattern. Fig. 15 shows a molded part with holes which characterize an irregular pattern.
Fig. 16 shows, partly in section and partly in elevation, another embodiment of the device. FIG. 17 is a perspective view of a portion of the apparatus of FIG. 16.
FIG. 18 is an enlarged partial view of a portion of the device of FIG. 16.
Fig. 19 is an enlarged partial view similar to Fig. 18 for another form of device.
Fig. 20 is an enlarged fragmentary view similar to Fig. 18 and showing another form of device. Fig. 21 is a schematic view of the device of Figs. 7-10 Vorrich.
Fig. 22 is an elevation of one end of a convenient device with a movable belt.
Figure 23 is a section through the apparatus of Figure 22 taken along section line 23-23 with parts omitted for clarity.
Fig. 23a is a partial section of a variant of the device of Fig. 23 and shows the use of vacuum in the creation of the structure.
Fig. 23b is a perspective view of a dry body shown in Fig. 23a.
Fig. 24 is an elevation view of the device from the right end of Fig. 23 in the direction of arrows 24-24, with certain parts omitted for clarity.
FIG. 25 shows a detail looking at line 25-25 of FIG.
26 is a rear elevation of the device according to FIGS. 22 and 24, in the direction of arrows 26-26 in those figures.
Fig. 27 is an enlarged vertical section taken along line 27-27 of Fig. 23 and shows the accessibility for changing the tape or for other purposes.
28 is a schematic vertical section of the belts, web and nozzles taken along section line 28-28 of FIG.
Fig. 29 is a perspective view of part of the variant according to FIG. 23a and shows the use of vacuum in the generation of the Gebil.
Fig. 30 is a partial vertical section along the line 30-30 of Fig. 29 and shows the vacuum device of this variant.
Fig. 31 is a partial section of a variant of the arrangement of Fig. 28, with swapped bands.
FIG. 32 is an enlarged partial view in vertical section along a line transverse to the direction of the fiber web path in FIG. 31 and shows the first stages of the creation of a three-dimensional structure.
FIG. 33 is a part of FIG. 32 on an enlarged scale.
FIG. 34 shows an enlarged partial view in section as in FIG. 32, but in a later production stage of the three-dimensional structure and using a vacuum.
FIG. 35 is a schematic elevation showing a vacuum device variant of the arrangement shown in FIG. 8.
Fig. 36 is a schematic elevation view of a variant of the arrangement of Fig. 8 in which a vacuum device and an additional spray device are provided for pressing the fiber layer and in which the water jets impinge on the outside of the drum.
Fig. 37 shows in section the portion of the drum, belt and fiber layer of Fig. 36 in which fabric formation takes place.
Fig. 38 shows in section the portion of the drum, fiber layer and belt of Fig. 36 in which a binder is applied.
39 is a schematic view of part of a further variant of the device <B> according to FIG. 8, in which the nozzles are outside the drum.
40 shows part of the drum, the coarse screen and the fiber layer in section and serves to explain the production of the structure on the device variant according to FIG. 39, which is carried out in a manner similar to the scheme of FIG. 3.
41 is a schematic overview of a device in which adhesive is applied to the protuberances of a three-dimensional structure with the aid of a suction device.
Fig. 42 is an enlarged view of the suction roll part of Fig. 41.
FIG. 43 shows a further enlargement of part of the arrangement shown in FIG. 42.
Fig. 44 is an end view of another embodiment of the apparatus in which the structure is created by means of a movable belt supported by a plate mounted on a stationary drum.
Fig. 45 is a vertical section of the device of Fig. 44 along section line PP.
FIG. 46 is an enlarged portion of a portion of the plate and drum of FIG. 45.
47 is a photomicrograph of an embodiment of the non-woven structure produced in accordance with the invention at a magnification of nearly 24: 1.
Figure 48 is a photomicrograph of another embodiment of the structure at a magnification of nearly 14: 1.
49 is a schematic representation of the creation of three-dimensional structures from a crimped fibrous web in which the fibers are oriented generally in the direction of travel of the web (indicated by the arrow).
FIG. 50 is a schematic illustration like FIG. 49, but in which a perforated molding is used, the pattern of which is rotated by 90 with respect to FIG. 49.
Fig. 51 is a schematic representation of the creation of three-dimensional structures using a layer of omnidirectional fibers.
FIG. 52 is a schematic illustration like FIG. 49, in which the fiber layer contains fibers from a binder.
FIG. 53 is a photomicrograph of the structure shown schematically in FIG. 50, enlarged nearly 20 times.
Fig. 54 is a photomicrograph of the structure shown schematically in Fig. 49, enlarged nearly 20 times.
Fig. 55 is a photomicrograph of the structure shown schematically in Fig. 51, magnified nearly 20 times. Fig. 56 is a photomicrograph of the structure shown schematically in Fig. 52 enlarged nearly 20 times.
Fig. 57 is a photomicrograph of the structure shown in Fig. 56, enlarged almost 30 times, the fiber bundles having been subsequently united by heat and pressure.
Fig. 58 is a photomicrograph of the structure shown in Fig. 55, enlarged nearly 20 times, with particles of adhesive or flakes poured onto the bundling points and partially combined.
According to FIGS. 1 and 2, a web 25a of interlocking fibers is shown in a state of equilibrium such as can be obtained by carding, tearing, air stratification, using methods according to American patent specification no. <B> 2676364 </B> in the paper production, etc. obtained and the between an apertured form plate 26a and a perforated pad 27a, for. B. a fine mesh sieve is inserted. The plate contains openings or holes 28a in a certain pattern.
The size of these openings is significantly larger than the openings in the perforated support, the screen belt 27a.
As shown by the schematic side views of the fiber web in the dry and in the wet state in FIGS. 6b and 6a, the thickness of the starting layer 25a is reduced when it is moistened with water. The surface tension of the water in the web pulls the fibers closer together. The fibers themselves can swell to a certain extent, which depends on their water absorption capacity. Rayon fibers e.g. B. will swell noticeably while nylon fibers do not. The degree of fiber sources, however, is of relatively little importance. Of greater importance is the effect that the water has on the crimped or spatial structure of the fibers.
Fibers that are sensitive to water, such as B. Reyon, will tend to be much softer when wet and lose any puckering that they have when dry. Wasserunemp sensitive fibers on the other hand, such. Nylon, will tend to retain its curl and resist compression when the web is wet.
Where the plate 26a and the mesh belt 27a are, as shown in Figs. 2, 3, 6c and 6d, the liquid force is directed from the side of the apertured plate 26a against the fiber web, and the Fibers are grouped into bundles by the mechanical action of the liquid on the sieve belt 27a at the uninterrupted points behind the plate 26a in order to form a relatively flat, two-dimensionally rearranged fiber web, as z. As shown in FIGS. 47 and 48.
If the plate 26a and the sieve belt 27a of FIGS. 2, 3, 6c and 6d are reversed with respect to the direction of flow of the liquid through the web placed in between, the sieve belt acts as a beam distributing part, as is shown in FIGS 6g, and an inverted three-dimensional fiber web is formed in and between the openings of the plate 26a.
The liquid, preferably water, is thrown against the radiation distribution or control part, then passes through the intermediate fiber web and finally through the mold plate to bring some of the fibers of the web into the openings in the mold plate. When the fibers are brought into the openings, they tend to mix in a random arrangement and who the ver confines to a three-dimensional, tufted shape, with individual fibers of this structure extending in different directions in the adjacent fabric structure, as z. B. in Figs. 53, 54 and 55 shown.
Regardless of whether the distance between the apertured forming plate 26a and the screen belt 27a is large or small with respect to the thickness of the fiber web 25a, as shown in FIGS. 6e and 6d, the intermittent bombardment of the wet fiber web forces With water particles, the fibers tend to join together in bundles or groups as a result of the force component acting sideways, which is caused by the liquid particles.
The distance must not be so small that it prevents a rearrangement of the fibers. However, the distance must not be so great that it allows flooding, in which the rearranged fibers are subjected to such strong and irregular currents that the web that is formed loses its evenness.
Corresponding to a small or large distance, as already explained above, the fibers of the web are compressed into bundles of a certain thickness and density, the compression of the bundles being changed as the distance increases, as shown schematically in FIGS. 6c and 6d demonstrate; The former figure shows a tighter packing of the interconnected fiber bundles and therefore a higher profile.
As Fig. 3 shows schematically, the liquid or gas, such as. B. water, steam, air, or another liquid or another gas or the like, thrown through the openings in the plate 26a and goes through the fiber web 25a and the perforated support 27a. You can let the liquid flow out of the openings in the plate in jets with distances from according to the aforementioned pattern.
The liquid streams thrown through the fiber web move the fibers away from their places to the places 29. The fibers so arranged result in a reticulated, perforated structure with openings or holes 31 which are arranged according to a pattern which is generally the Pattern in the apertured plate. The fibers are in the fiber web in new, relatively moderately unstressed layers in a balanced condition and are held together by interlocking and friction.
It is important that the new arrangement of the fibers is an equilibrium arrangement; the rearranged fibers have essentially no tendency to revert to their original arrangement.
The effect of the liquid on the fibers and the magnitude of the movement of the fibers is a function of the liquid forces that act in the plane of the starting material. The distance between the adjacent surfaces of the apertured plate and the screen belt, the speed of the liquid, the weight of the starting fiber web, the nature of the fibers and other factors cause these forces, as will be discussed later.
When the sieve belt 27a is pressed quite firmly against the lower surface of the plate 26a, the fibers that were previously in the region of the holes 28a do not move further than the edges of the holes and then enclose openings 31 in the fiber layer which correspond exactly to the holes 28a in the plate 26a, as FIG. 4 shows.
If the sieve belt 27a is removed somewhat from the plate 26a, the space in which the liquid can flow sideways is enlarged. The sideways liquid streams are formed from the streams which pass through the apertured plate and which are deflected sideways at the edges of the apertures, and the streams. which are deflected sideways by the damming effect of the sieve belt 27a. This increasing since downward movement of the liquid moves the fibers away from the edges of the holes 28a and brings them into closer contact with one another in the more distant areas surrounding the holes, as shown in FIGS.
It seems that the screen belt with its relatively small openings opposes the passage of the liquid and deflects part of it in a lateral direction. The lateral components of the currents flowing through the individual openings 28a act against one another on the fibers between them, keep one another in equilibrium when the fibers are pressed together and then pass through the openings of the sieve belt 27a. Those parts. of the liquid streams that are not deflected in a lateral direction go directly through the openings of the sieve belt.
If the distance between the plate 26a and the sieve belt 27a is increased sufficiently ver, the transverse components of the liq fluid currents bring the fibers into closer contact mitein other and form yarn-like groups 32 of substantially parallel fiber sections which are halfway between the holes 28a .
The distance between the plate and the sieve belt can be adjusted to vary the resistance of the fibers in the lateral direction.
Under certain conditions, this distance can be adjusted so that a state is obtained in which the fibers stop moving away from the edges of the holes 28a and come to rest in new layers between them. The width of the fiber areas between the holes can be reduced ver until the fibers are particularly close and parallel to each other with the shortest possible distance between the holes.
With the pattern of evenly recessed round holes that are arranged in parallel rows at right angles to one another, as shown in FIGS. 1 to 6, the device can be used to produce a gaze'ähnlichen (apparently woven) structure that is substantially rectangular Contains holes (Fig. 6).
In FIG. 4, the fibers in front of the holes 28a have been moved into the surrounding area of the fiber web in order to produce openings therein which correspond exactly to the openings 28a in the plate 26a. When the distance between the apertured plate and the underlay formed by the screen belt is increased, as shown in FIG. 5, the fibers are moved away from the centers of the holes to form closely spaced, substantially parallel groups 32 form which are in the shortest distance (A in Fig. 5) between the holes and which are interconnected by fibers,
which extend in several different directions in planar locations 33 in the greatest distance (B in Fig. 5) between the holes. The fiber parts at 34 in Fig. 5 have been put together quite tightly, but the openings 31 in the fiber layer are essentially still round, corresponding to the shape of the holes in the plate. You can increase the distance between the plate and the base so that further fiber movement in the shortest distance between the holes can no longer take place, but the fibers are free and go together so that the surfaces 33 within the larger distances of the Holes are made smaller (Fig. 6).
In this way, the openings 31 in the fiber layer tend to become rectangular, and the fibers between the holes acquire the highest degree of parallelism in the groups 32 (Fig. 6).
If the apertured plate 26a and the perforated support 27a are further removed from each other, the liquid streams tend to flow together under the same conditions that cause formation according to FIGS. 4 to 6, causing flooding and the reticulated fiber destroy structure. The optimum distance between the plate and the sieve depends on the speed of the liquid passing through the plate, the type of sieve belt and the size and extent of its openings, as well as other factors including the thickness and density of the layer of starting material.
The effect of the process depends particularly on the type of perforated substrate and the size of the holes it contains. The perforated support 27a must be able to support the fiber web 25a and yet allow the liquid to flow through it. Your openings or holes, not shown, must be small enough to prevent the fibers from being washed through. If they are, however, too narrow or too far apart, so much resistance is opposed to the passage of the liquid that the liquid accumulates or flows off sideways in too great a mass and thus prevents the formation of the desired reorganized web structure.
If the perforated pad offers more resistance to passage at certain liquid velocities, the sideways components of the liquid streams increase in strength, with the result that the maximum practical distance between the apertured plate 26a and pad 27a must be reduced .
It is also important that the inner surface of the backing is smooth enough to allow movement of the fibers. If the surface is too uneven or rough, such as B. is the case with relatively large mesh screens, the Neubil training of the fiber web is prevented and no clean openings are formed, which is attributable to the fibers that are stuck on the pad in front of the holes 28a in the perforated plate.
7-10 and 35, a machine is provided in which a layer of starting material between a patterned, apertured part, for. B. a rigid drum and a perforated pad such. B. a sieve is inserted. The layer of starting material can be partially wrapped around the drum, and the insert thus formed is advanced at the corresponding speed at which the drum rotates. The liquid can be thrown through the holes of the forming drum by a number of spray nozzles which are arranged within and axially through the middle of the drum.
The patterned, apertured portion can also consist of a pliable band with openings larger than the holes in the screen pad part, as shown in the pliable band machine in Figs. 22-29, operating on a similar principle works like the machine with the drum. In the machine with the flexible belt, the spray nozzles are arranged in a row or in rows at a distance from the production zone in a molding belt, as will be described in more detail below.
The spray nozzles can also be arranged outside the drum, as shown in FIGS. 36 and 39 and as will also be described in more detail below.
You can use a fixed drum with a spray device in it in conjunction with a double movable belt molding, this drum containing a rigid, horizontally slotted base, which is between the spray nozzles within the drum and an insert of the starting material between the movable Ribbons are on the opposite side, as shown in the double tape machine in FIGS. 44, 45 and 46.
A rotating, apertured drum can be used in place of spray nozzles in conjunction with a liquid supply device, such as is shown in e.g. B. is the case in the drum machine in which a spaced, slot-shaped liquid supply device is used, as shown in FIGS. 18-20.
In each of these machines, the starting fiber web is subjected to the jets of the liquid, preferably water jets, which are applied at intervals and simultaneously over an area of the web transversely to the strip or the fiber web path. The formation of the web can occur according to the desired pattern when the insert is at rest, when it stands at intervals or when it is moved continuously. Further, formation of the reordered web may occur in any of the spray areas or in a particular portion of the rotational path or straight path that the liner traverses.
In FIGS. 7 to 1d, a more detailed embodiment of a suitable drum device for carrying out a continuous process at relatively high speeds is shown. This device contains a cylindrical drum 36 provided with openings, a perforated backing part in the form of an infinite sieve belt 37 and spray nozzles 38 inside the drum for flinging streams of liquid, such as eg. B. water, through the drum openings 39.
A layer 41 of starting material, expediently in the form of a dreifa chen fiber web layer made of carded cotton fibers, can, for. B. be inserted between the cylindrical drum wall and the belt for the production of a substance according to the invention, the liquid is thrown through the drum openings.
The drum, which carries reinforcement flanges 42 at each end, is mounted in a frame formed by two pairs of flange wheels 43 spaced from one another. Each pair contains a wheel 43 at each end of the drum, mounted on a common shaft 44 which, on the other hand, can freely ro animals in fixed bearings 45 which are mounted on a fixed base frame 46. The axles or shafts 44 that carry each pair of wheels are spaced to provide solid support for the drum 36.
Each wheel includes an outer flange 47 which extends upwardly from its support surface viewed over one of the ends of the drum 36 and adjacent thereto, so that the drum is held in its position axially.
The screen 37 runs around the main portion of the drum and is then held in place by holding rollers 48 and 49 (Fig. 8) mounted above the drum and just above its surface. These rollers are mounted on shafts 51 and 52 which can rotate freely in bearings 53 and 54 and which are mounted on horizontal frame members 55 and supported by base frame member 46 by vertical struts 56 at each end of the drum. The belt also runs around adjustable guide rollers 57 under the drum which are mounted on shafts which are freely rotatably and slidably mounted in the base frame 46 in the bearings 58.
The position of the bearings 58 is adjustable by means of retaining bolts 59 which are screwed through the frame. The position of one or more rollers is adjustable in order to remove or replace a belt and to tension it in its position.
A roller 57a, which is mechanically tensioned by means of bearing bolts 59a, similar to the tensioning rollers 57, which can be screwed back or forth to hold the pair of bearings 58a in which the roller is mounted, serves as a holding device for aligning the belt 37. The Roller 57a is in contact with the belt 37 and changes to the left or right with respect to the direction of the belt path according to the position of the bearing pin. The roller 57a is rotatably mounted in a bearing support 58a on an end journal, as can be seen in the front in FIG. 8, and is mounted in the same mechanical manner as the running device 220 according to FIG. 23.
A manual adjustment of the bolt 59a changes the axial position of the roller 57a in order to effect the alignment of the belt 37 on the stationary rollers and the tension rollers.
The screen belt 37 runs after it has gone to the drum 36 to the second holding roller 49 and then around and through the gap between a pair of pressure rollers 61 and 62 therethrough. The lower pressure roller 61 is fixedly mounted on a shaft and rotatably mounted in the bearings 63, which on the other hand are accommodated in vertical struts 64 which extend from the upper frame part 55 upwards. This roller is expediently provided by a power source not provided by common aids, such as. B. a belt, a chain or a gear chain, which are also not shown, driven.
The upper pressure roller 62 is mounted on a shaft which can rotate freely in the bearings 65 which are arranged in the carriers 64 so as to be displaceable in the vertical direction.
The pressure at the nip is controlled by the position of the bearings 65, which on the other hand is determined by lever arms 66 that act on the bearings on each side of the drum. The lever arms 66 rotate about bolts 67 which go from the eyelets 68, which are mounted on the vertical support 64. The levers are pneumatically controlled with the aid of air cylinders 69 (FIG. 9), which ben 56 are carried by the vertical struts.
The cylinders are at one end of the eyelets 71 that extend from these vertical struts <I> go, And attached to the lower ends of levers 66 by shafts 72 attached to pistons in the cylinders (not shown). The other ends of the levers press down on contact surfaces 73 which are located on the adjustable bearings 65 and support the upper pressure roller. Compressed air is pressed into the cylin of 69 with the help of air lines 74, which come from a pressure source, not shown.
In Fig. 9 there is only one. Lever arm 66 is shown together with its corresponding air cylinder 69 and shaft 72 connected to it. The corresponding parts are for the sake of clarity on the other side of the device weggelas sen, on which the support 64 practically in its entire height and the fixed base frame 46 is partially removed.
The working tension on the main belt 37 is also expediently controlled pneumatically. This is accomplished, as shown in FIGS. 8 and 9, by an adjustably mounted roller 76 which pushes the tape outwardly against the tape. The roller is mounted on a shaft which is journalled in brackets 77 and pivotally extends from lever arms 78 about eyelets 79 which are mounted on base frame 46 on either side of the drum. The upper end of each arm 78 is pivotally mounted on a shaft 81 BE which comes out of an air cylinder 82 which is attached to one of the vertical struts 56. The position of the cylinder 82 can be adjusted by means of a screw 83 which goes through the strut.
An adjustment knob 84 is provided for this purpose. The tension on the screen 37 is determined by the position of the roller 76 which, on the other hand, can be adjusted inwards or outwards by the pressure in the cylinders 82 with the aid of control devices (not shown).
Nozzles 38 for ejecting jets of liquid droplets against the inner surface of the zy-cylindrical wall of the perforated drum 36 are attached to the ends of the tubes 86 which are arranged lengthwise in rows on a pressure cylinder 87 which on the other hand has a flange 88 and on one end to the main frame by a vertical strut 89 is attached, as seen in Fig. 8 on the rear side of the device. The flange 88 has slotted bolt holes 91 so that the Zylin 87 can be attached precisely with respect to the drum axis.
The nozzle arrangement is fixed and the drum rotates around the same. The nozzle arrangement extends from the strut 89 through an opening seen in front of the side of the drum into the interior of the drum. The sides of the drum can be closed by a wall as desired, with the exception of these openings. It is advisable to make the closure out of glass or some other transparent material so that you can better observe the running machine.
Liquid under pressure is sent into the interior of the cylinder 87 from a source not shown. A number of nozzles can be arranged partially or entirely in the middle of the perforated wall of the drum; It is expedient to use at least two rows of nozzles. Three, four or even more rows of nozzles can be advantageous under certain conditions, as the speed of the machine can be increased. Nozzles of known shapes can be used to who the; it is advisable to use strong conical nozzles.
As shown in FIG. 8, the fiber rearrangement takes place in the fabric web 41 placed between the drum 36 and the wire 37 - as shown in the circular image 99 - on one side of the drum close to the entry of the web 41 into the gap between the first Guide roller 48 and the drum. Such a rearrangement can, however, made at any point of the insert, the drum, the web and the screen who the, such. B. on the opposite side of the drum 37 by rotating the sliding spray nozzles 38 in the opposite direction against the right inner surface of the drum 37, instead of against the left inner surface, as shown in FIG.
The appropriate position of the nozzles must be such that a perfect and even reorganization of the fiber web with regard to the weight of the starting fiber web, the type of fibers, the spraying conditions, the pattern etc. is guaranteed.
The base frame part 46 can serve as a container for the liquid that comes through the parts of the screen from the direction of the nozzles or falls from the screen, the drum or the pressure nip. However, separate devices not presented can be used as a box or container in or around the base frame. Spray plates as they are, for. As shown at 92 in Figures 9 and 10, the frame at both ends of the drum and similar plates or guards may be attached to the frame to provide a splash-proof casing around the screen.
To treat a layer of starting material 41, e.g. B. a web of carded cotton fibers, this is for example guided over the first bearing roller 48 and brought into contact with the endless screen 37.
The wire carrying the web is run around the part of the drum 36 through the path through which the liquid is thrown through the perforations 39 of the drum, then around the drum over the second bearing roll 49 and then through the gap formed by the pressure rollers 61 and 62. The lower pressure roller 61 drives the wire 37. The wire carries the web and drives the drum 36 without sliding between the drum and the wire.
The web 41 is guided into the structure 93 to be produced when it enters the path of the liquid which is thrown through the perforations of the drum.
The structure holds back some of this liquid as it passes around the drum, although most of the liquid passes through the sieve, as described above, and drips into the collecting container before the sieve, which the layer formed, reaches the pressure nip. When the pressure gap, the main part of the remaining liquid is pressed from the structure 93. Scraper knives 94 and 95, as shown schematically in Fig. 21 for similar purposes on another device,
can be attached to wipe the liquid from the screen or other parts on the way to the printing gap.
The structure 93 and the support screen 37 run around the pressure roller 62, and when they run down from this roller, the structure is separated from the support screen and guided to the discharge of the machine, while the support screen continues down and continues its continuous path . Referring again to FIG. 8, a guide roller 96 can be provided for the gradual removal of the Ge image 93 from the screen in the vicinity of the point at which the screen 37 winds around the roller 76. The roller 96 is rotatably mounted in the upper ends of the vertical guides 97 carried by the base frame 46.
In the circle at 99 in FIG. 8, an enlarged part of the insert is shown, which is formed from the perforated drum 36, the layer of starting material 41 and the perforated screen 37. At this point, a rearrangement of the starting material 41 to the end product, the structure 93, has already partially taken place. Figure 11 is a schematic view of a radial section containing the same parts of the liner.
This shows the perforated drum 36, the perforated support screen 37 and, in between, a fiber layer of starting material 41 in an advanced rearrangement stage on the way to a new structure. Four rows of spray nozzles 38 are arranged within the drum at a distance from its inner surface so that the jets of liquid droplets 101 which are squeezed out of them, consisting of water in the case of the expedient embodiment, can form and distribute themselves fairly simultaneously until they reach the adjacent surface of the drum.
It has been found that a drum with an inside diameter of about 76 cm and a nozzle spacing of about 15 cm from the inside of the drum gives particularly satisfactory results. However, this distance can be varied within wide limits. Preferably, the nozzles 38 are aligned radially so that the jets pass through the perforations 39 in the drum and hit the layer of starting material in a direction substantially normal to the inner surface. It is also useful that the radial speed of these jets is substantially greater than the rotational speed of the drum 36 and the base of the insert. Is z.
If, for example, the drum is driven at a speed of 15 m / min, the desired speed for the water to exit the nozzles is almost 30 m / sec.
The layer of starting material 41 is directly influenced by the liquid streams 102 which are formed by the perforations 39 in the drum. As shown in Fig. 11, these currents are generated by causing the drum to pass through a zone in which currents or jets 101 of liquid move at a relatively high speed and meet its inner surface in a direction substantially thereto .
The liquid arriving in the direction of a hole 39 in the drum comes directly into contact with the fiber layer through this hole, provided that the speeds are kept substantially as described above. Those parts of the beams that go directly through the perforations of the drum do most of the work in creating the structure 93.
As mentioned above, solid conical shaped nozzles are preferred. In other words, it is appropriate that the jets 101 ejected from the nozzles propagate in a substantially uniform manner. With a greater number of spray nozzles, however, one achieves a greater degree of scattering at the outer edges of the jet than inside. This marginal scattering is considered advantageous. So z.
B. the perforations in the drum, as shown at 103 in Fig. 11, are first exposed to the relatively scattered outer edge of the uppermost jet before they are subjected to the full force of the first row of rays. The movement of the fibers in the starting material under the influence of the currents and their lateral components, which act against each other in the plane of the path, began gradually and then intensified until a rearranged structure was created.
Liquid streams 102 at intervals are thrown through or out of the perforations in the drum wherever the inner surface of the drum is exposed to the jets within the zone or area in which the drum 36 passes through the jets represented by four rows are ejected by spray nozzles. Preferably, the nozzles 38 are arranged in rows along the printing cylinder 87 and are from alternately ver with respect to the nozzles in the adjacent rows in the direction of rotation of the drum.
This causes a complete and essentially uniform coverage of the inner surface of the drum during rotation.
With the spaced liquid streams 102 thrown out of the perforations 39 in the drum, care must be taken that there is no relative movement between these streams and the layer of starting material 41 rotating with the drum. When each individual hole 39 in the drum reaches the spray zone, a flow of liquid 102 begins to pass through it and then to go into the fiber layer 41. Part of this flow goes directly through the fiber layer and through the underlay screen 37.
The remaining part is deflected sideways by the underlay sieve and then goes through the underlay sieve, as mentioned above. Since the stream 102 is limited by a hole in the drum, it flows through the drum and moves with the layer and the base of the insert from where it begins to flow apart, and continues so as long as the hole is one exposed to rays. The movement of the stream 102 is substantially continuous within the spray zone when the hole is exposed to one of the jets within that zone.
As shown in Figure 11, the fibers in layer 41 do not begin to move out of the direction of the currents 102 passing through the drum until the drum enters the spray zone and continue to move when the drum does is under the full effect of the rays until a complete rearrangement of the fibers is effected.
The extent of the rearrangement of the fibers depends largely on the material of the layer 41, its thickness and density, as well as on the distance between the drum 36 and the sieve 37, the size of the holes 39 in the drum and the openings in the sieve, the surface texture of the Underlay sieve (smooth or rough), the rotation speed of the insert and the type and speed of the flows.
As already mentioned, the sieve 37 is held against the drum 36 by tensioning it. Normally the tension is such that the screen is pushed slightly away from the drum and forms a bulge, as shown in Figure 11, when the drum fiber layer screen insert enters the spray zone. Some bulging by the screen 37 is essential with an instantaneous increase in the distance between the apertured plate and the perforated screen.
Fig. 12 is a cutaway portion of the A layer of Fig. 11 and shows the relationship between the drum 36, the screen 37 and the fibers therebetween. Of course, the size and shape of the streams 102 which contact the layer of starting material are initially determined by the size and shape of the holes 39 in the drum. As stated earlier, the lateral components of these currents and their effect on the feedstock are dependent on several factors, including the distance between the drum and the screen and the resistance of the screen to the passage of liquid.
In general, the passage of liquid through the fibrous layer creates openings in the layer which, when the screen is under high tension and held tightly against the drum, are essentially comparable to the size and shape of the openings in the drum .
When the wire tension decreases and the wire is moved away from the drum by means of the radiation force, the distance between the drum and the wire increasing, the currents passing through the drum tend to move the fibers outwards under the solid parts 104 of the drum and create openings in the fiber layer which are slightly larger than the openings 39 in the drum. The latter is roughly shown in FIG.
As already mentioned, the distance between the drum and the screen can be increased to such an extent that the greatest density of fiber groups 105 is achieved between the holes in the drum. However, a distance between the drum and the sieve, which is increased beyond this level, only tends to destroy the strah lenmuster and, accordingly, the structure of the structure.
Structures of different patterns can be produced with the device according to FIGS. 7-12, where the pattern of the structure depends on the pattern of the perforations in the drum and the orientation of the fibers in the starting fiber web. So z. B. a structure that has substantially rectangular Lö holes, easier to manufacture with a drum who holds the rectangular openings 107 so arranged ent, as shown in FIG. 13, as compared with a drum that has round openings in the same pattern contains ordered.
A tip-like structure can be made with a drum having openings 108 shaped and arranged as shown in FIG. The tip can have fairly coarse openings, exactly the size and shape of the openings according to FIG. 14, or it can be made finer by reducing the tension on the perforated screen, with an increase in the strength of the groups of fibers between the holes 108 is effected.
Fig. <B> 15 </B> shows how you can create a special drawing or pattern in the structure. In this figure, the perforations 39 in the drum are blocked or omitted according to the desired drawing or the desired pattern. In the case at hand, the letters D, O and E are relatively large.
The drum 36 can be made of any material, such as. A plastic mass made of metal, rubber or any other self-supporting material capable of retaining the desired perforations or perforations therein. Conveniently, the drum 36 is made of metal, preferably stainless steel or some other suitable material that is resistant to corrosion. The thickness of the drum wall can vary within wide limits, in general it should have a certain strength aufwei sen.
As already indicated, the screen belt 37 can be made of any suitable material. Woven screen belts are expediently used.
16 to 20, another Ausfüh approximate form of the device is shown. This apparatus includes a perforated drum or cylinder 111 and a perforated belt 112 which wraps around the drum for most of the rotational path of the drum. The drum 111 is rotatably mounted on a hollow pressure cylinder 113. The cylinder 113 is in a fixed horizontal position by fastening at each end on building supports 114a, which are mounted on side panels 114 on the other hand. The cylinder 113 can be connected to a pressurized fluid source, not shown, e.g. B.
Water, with the help of a pipe <B> 115 </B> which exits at one end of the cylinder.
The drum 111 is adapted to the cylinder and rotates with it with the perforated screen 112. The path of the screen is determined by the drum and four guide rollers which are mounted on shafts which are located in bearings which are on the carriers 114 and 114a rest.
Two of the guide rollers 116 and 117 are located near the drum and above its centerline, and the other two rollers <B> 118 </B> and 119 are located below the drum and are arranged offset outward with respect to the first two rollers. The rollers 116 and 117 near the drum guide the screen 112 around the lower half of the drum 111 as they wrap around the impression cylinder <B> 113 </B> turns.
The screen can be stretched to keep it in close contact with the drum. This is accomplished by adjusting the position of the lower guide roller 118. This roller is mounted in a bearing 121 at each end which can be slidably adjusted in the construction part 114 by the screw 122 which is screwed through part of the support structure.
The pressure cylinder 113 contains an elongated throttle gap 123 through which a stream of water or another liquid in the form of a layer can be forced through. The gap is shown in section in FIGS. 16 and 18 and in its full length and the top view of the cylinder in FIG. As shown, the gap is at the bottom of the vertical center line of the pressure cylinder 113.
The method according to this embodiment and various forms modified therefrom will be explained with reference to the enlarged partial views of FIGS. 18-20. In FIG. 18, the layer which is formed by the drum 111, the starting material 124 and the perforated belt 112 is shown as it passes through the throttle gap 123. As can be seen from this, the layer layer runs from left to right around the cylinder, so that the perforation 125 in the drum 111 immediately to the left of the center line is straight open with respect to the gap 123, while the perforation 126 is immediately to the right of the center line is just closed with respect to the gap.
As the drum 111 continues to rotate, each perforation is opened with respect to the gap 123 since it passes between the positions occupied by the perforation immediately related to the above. During this time, a stream of liquid is thrown through the perforation into the layer of starting material and then through the perforated belt. Thus the currents are short-lived when the drum rotates at a noticeable speed.
It is clear that in this embodiment the starting material is subjected to more limited liquid forces than in the case of the previously described embodiment, and consequently the degree and type of fiber rearrangement obtained can vary according to the device shown in these embodiments always filled with liquid and itself exposed at all times to the main part of the liquid under pressure in the cylinder, the liquid tends to make its way into individual perforations and then into and through the fabric layer 124 as soon as any part of the perforation is exposed to the gap .
This can sometimes cause the liquid to enter the perforation in an oblique direction and to hit the fabric layer so formed in a direction inclined thereto with the result that it pushes the material in the layer away from the perforation in that direction. This can be useful if one wishes to obtain a structure that contains at least some holes or openings that are elongated in the direction of rotation.
Fig. 19 shows a modified form of the Vorrich device of Figs. 16-18, in which the bottom 128 of the Spal tes 123 in the pressure cylinder 113 is expanded to distribute the flow that passes through the gap. With this device, the layer 125 of starting material is exposed to the action of the liquid streams for a longer period of time, so that a sharper design is generally obtained.
Another embodiment is shown in FIG. The drum 129 has a wall which is considerably thicker than that of the preceding one, with the result that an oblique flow, as described in connection with FIG. 18, can be prevented, even if the throttle gap is so arranged net is as shown in this figure.
This is due to the fact that the longer perforations 131 in the drum of FIG. 20 now become channels or mouths for aligning the flow of liquid and even tend to straight up if the liquid should initially enter these holes at an oblique angle direct and to steer in a direction which run parallel to the axes of the perforations 131 substantially.
In addition, there is a throttle gap <B> 123 To see, which has a recess 132 in contact with the drum for distributing the liquid over a larger area than is the case with the inclined recess of FIG. 19, while at the same time improving the flow properties.
The device shown in Fig. 21 uses the rotatable perforated drum 141 and the sieve belt assembly 139 according to FIGS. 7-12 for a place the web 135 of fibrous starting material between the drum and the sieve belt when the web the first bearing roller <B> 138 </B> leaves.
The drum is supported by spaced wheels 142 and driven by contact with the wire 139, which in turn is driven by the lower roll 143 of a dewatering nip formed by rolls 143 and 144, as in connection with FIG -12 was described. The belt 139 runs around the drum 141, over a second bearing roller 145, through the pressure nip and around guide rollers 146 back to the first bearing roller 138.
A box or container 147 serves to collect the water that is thrown through the layer C and dripping down from the machine. As mentioned above, scraper blades or scrapers 94 and 95 for scraping the water from the back of the screen 139 can be seen at the bottom of the second bearing roller 145.
Water is thrown through the openings in the drum 141, through the fiber web 135 and through the screen 139 with the aid of nozzles 148 arranged radially inside the drum. The nozzles 148 are arranged in rows at the ends of the tubes 149 so that they intersect and are directly connected to the pressure cylinder 151 as described in FIGS. 7-12.
After the fiber web has passed the sprayed Neuord voltage zone, it is passed on the wire over a second bearing roller 145 and through the pressure gap between the rollers 143 and 144 to reduce the water content, as has already been described. The jets of water provided by the spray nozzles 148 cause the web to be compressed, as shown in Figures 6a and 6b.
Depending on the type of fiber, its physical properties, the density, the water absorption, etc., its dimensions, denier and length, its surface properties and also on the relative distance between the perforated fabric-producing drum in relation to the underlying belt , the water content contained in the web in the fiber rearrangement area can vary between about 50-3000 ö or more without creating conditions that prevent fiber rearrangement.
Dry made webs of 2.9 cm long and 1.5 denier viscose rayon fibers appear to maintain their integrity in this machine when about 30 or more times the amount of water by weight is contained in the reorder zone . This water must be squeezed out between the belt and the drum to less than about 15 times, based on the fiber weight, when the web is moved away from the drum in order to prevent destruction of the web.
In contrast, the same dry-made web containing about 200% water can easily be rearranged with air or steam jets, although these jets are known to be less effective than water. Even with very low fiber web moisture levels of less than approximately <B> 50% A successful rearrangement of these orbits with air has been carried out, although the results are not so good and the product is inferior to that using larger amounts of water.
With webs of shorter fibers, about 1 cm long and 1.5 denier viscose rayon, the moisture limits appear to be about 20 times (or more) the weight of the fiber in the reorganization zone before the web loses its integrity and appears less than about 12 times based on fiber weight decreases as the web exits the drum. On the other hand, these 1 cm long fibers can easily be rearranged by jets of air or steam when the web contains about 150% moisture.
Wood pulp fibers with an average length of 2-3 mm are easy to handle in the rearrangement zone if about 15 times as much water, based on their own weight, is present. These fibers are relatively stiff and coarse. Before leaving the drum, however, the belt tension reduces the moisture content to less than about 11 times the weight of the fiber. Approximately 200-300% amount of liquid is the lower limit to carry out a satisfactory rearrangement using air, steam or other liquids.
When the fiber web 152 leaves the wire, it runs, as further shown in FIG. 21, around a guide roller <B> 153 In a generally horizontal direction toward the top of an endless copper screen conveyor belt 154 which rotates about upper and lower support rollers 155 and 156, one of which is driven at the same uniform speed as the fiber web. A heating body 157 is mounted above the conveyor belt so that it can be moved towards and away from the upper side of the conveyor belt carrying the fibrous web.
The radiator has extensions 158 and 159 at each end that fit into vertical grooves <B> 161 And 162 are fitted to move the heater in a vertical direction with respect to the conveyor belt. These extension pieces can be shifted in the running grooves in order to obtain the desired heat intensity on the fibrous web 152.
A lower guide roller 163 is mounted near the lower support roller 156 of the conveyor belt so that the web runs off the lower end of the conveyor belt without being prematurely lifted from the copper screen.
The web 152 is dried to a certain moisture content or it can be dried completely with the aid of the heating element 157. The dried web can be treated with an adhesive, dye, or other impregnating or coating material by placing it between rollers 164 and <B> 165 </B> a bath 166 can run through. A guide roller 169 has the purpose of guiding the web away from the bath.
If desired, a number of suitable adhesives or binders added to bath 166 in aqueous or non-aqueous solution can be used to further strengthen the reordered web. For example, water-soluble substances can be used in an aqueous solution that can contain the following substances: cellulose jelly made from wood pulp, caroa, ramie, etc .;
Natural gums including karaya, carob, gum arabic and the like a .; Starches and synthetic materials such as B. polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate, etc. Suitable binders or adhesives that are soluble in solvents other than water are used, such as.
B. polyvinyl chloride and polyvinyl butyral and their copolymers. Non-reversible binders can be used if the rearrangement is carried out prior to the addition of the binder; Such binders can contain urea-formaldehyde and melamine-formaldehyde condensation products, which are in a lower condensation stage.
The rearranged web 152 can be optionally powdered thermoplastic binders which are then combined to bind the fibers, including tufted fibers, as described below; such powders can be ethyl cellulose, nylon 6, nylon 11, other types of nylons, polyvinyl chloride, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, cellulose acetate and the like. a. contain.
The most beneficial binder content will depend on a number of factors including the type of binder, the size and shape of the binder particles and their location in the structure, the type and amount of fibers, the total fiber weight, and the like. a. over 2%, preferably 6-15% binder, based on the fiber weight, lead to a satisfactory result.
These wet or heat treatments of the getrock designated web with an adhesive, dye or other impregnation or coating materials or with thermoplastic binders are only part of the inven tion as they are made of non-textile fibers, for example the mentioned short wood pulp fibers of 2 to 3 mm Length produced track concern;
on the other hand, the use of corresponding treatments for the finishing of a web consisting entirely or partially of textile fibers, insofar as these treatments are suitable for the textile industry, is not part of the invention and is not protected by the present patent.
From the bath 166 in FIG. 21, the material can be guided over a device consisting of steam-heated drying drums 171. It can then be wound onto a reel or drum 172 with the aid of known devices for later use.
If the fiber web does not require any additional impregnation or coating agent, you can do without the part of the device following the radiator 157. If the heat is inadequate for drying, the fibrous web exiting roller 153 is allowed to air dry by hanging.
22-28, another advantageous embodiment of the device is shown which is suitable for the manufacture of patterned fiber webs, wherein flat, two-dimensional, non-woven fiber webs and tufted or grafted three-dimensional fiber webs are included.
This embodiment form, designated as a machine with pliable belts, works on a similar principle and under substantially the same conditions as the device according to FIGS. 7-12, with a movable, flexible, perforated belt attached instead of the rotatable perforated drum is that, in cooperation with the sieve belt, includes the layer of fiber material and conveys the fiber web at high, constant speeds through one or more fiber redistribution zones using liquid forces.
Complete control of the factors causing fiber rearrangement in the sections where the liquid forces are applied is obtained because each of the ribbons can be individually adjusted to determine the area of fiber rearrangement. Another significant advantage is that the two belts can be easily swapped out to accommodate a range of different web patterns.
An essential feature of this apparatus with the belts is that a portion of the support structure is designed to provide an access wall or panel 290 and also a cantilever structure which improves the method and usability of the machine. This can best be seen in FIGS. 24, 26 and 27.
The machine can be easily accessed by removing the access wall, replacing belts, repairing damaged belts, aligning the spray nozzles, removing spray nozzles as desired and introducing additional or auxiliary devices to facilitate fiber relocation or to dewater the fiber web, as it will be described in detail below.
As shown in the device with the belts according to FIG. 23, the machine is mounted on vertical frame parts 247 (on the left side of FIG. 23) and supports 256 on the right and left. On the support parts 247 and 256 of the horizontal fixed frame part 246 is attached, which carries at its upper edge the wall 289 on which the inlet lines 287a, 287b and 287c of the spray nozzles with the corresponding mounting flanges 288 are attached.
The upper and lower belts 236 and 237 run over respective drive rollers 260 and 249 and over the corresponding upper and lower follower rollers 258 and 257 within the frame, the menteil by the vertical supports 247, the horizontal fixed frame 246, the access wall 290 and the first protective wall 289 is formed. The top of the upper belt 236 is in contact with the belt roller 258a and runs under it. The underside of the belt 237 is in contact with a belt roller 257a and runs over it. The rollers 257a and 258a are rotatably mounted on shafts which extend transversely to the machine.
The shafts are pivoted at one end for skew adjustment to permit the belts 236 and 237 to run properly with respect to the position of the rollers on which they run.
As shown in Fig. 27, the access plate 290 can be removed from its normal position (dashed line) and returned (thick line), from where it can then be tipped over and brought down to the third position (dashed) in which it is completely out of the way. The frame part 246 is provided with supports 214 at its upper edge. The carrier 214 carries the rack 215 and an upper part with longitudinal grooves or longitudinal recesses 218 (FIGS. 24 and 26), which protrude from the vertical support 256 to the outside. The access wall 290 includes a pair of mounting brackets 219 through which the axis 217 passes.
The axle carries a gear wheel 216 at each end which engages the rack 215 and serves as a device for holding and removing the access wall.
As can be seen in FIGS. 24, 26 and 27, the upper part of the bracket 214 also includes a locking and unlocking mechanism 212 for the access wall 290. This mechanism includes the support bracket on each <B> 219 </B> a locking pin <B> 213, </B> so that it engages in the slot of the corresponding longitudinal recess 218 while keeping the access wall 290 locked in a vertical position. When the access wall is brought all the way back to its outermost position, the pins 213 are exposed from their corresponding longitudinal recesses 218 and the access wall is free to be swung down out of the way.
In the closed state, as shown in FIGS. 26 and 27 (dashed line in the latter), the access wall is in the same plane with the adjacent vertical frame part 247.
The bent edge edges of the access wall 290 and of the part 247 which lie against one another prevent water from being thrown from the nozzles in the machine to the outside of the machine.
In Fig. 27, a support frame for the upper and lower stationary rollers for the belts is shown. The shafts 280 and 279 of the upper and lower stationary rollers for the belts are mounted in the bearings 282 and 281 in the stationary wall 289. These shafts 280 and 279 pass through the bearings in the fixed wall to the bearings in wall 295. As can be seen in Figure 27, the access wall 290 serves as the first wall, the fixed wall 289 which is the support wall for the inlet ducts which forms the jets serves as a second wall and the third wall 295 is beyond this second wall 289.
Bearings 250 and 251 for shafts 28 <B> 0 </B> and 279 are the relevant end bearings for these shafts in the third wall 295.
A similar mounting is provided for the shafts of the platen rollers 248a, 248b, 248c and 248d which are let through the rigid second wall 289 and pass through to the third wall, as shown in FIG. According to FIG. 23, the support rollers 248a, 248b, 248c and 248d serve to support the insertion of the upper and lower belts 236 and 237, between which the web 241 is sandwiched. The support rollers prevent the belts from sagging during the action of the nozzle jets on the insert in the fiber redistribution zones. The assembly of shafts 252a, 252b, 252c and 252d of the support rollers is similar to that
as described with respect to shafts 280 and 279 of the upper and lower stationary rollers for the belts.
These support roller shafts 252a, 252b, <B> 252e And 252d are recessed in third wall 295 through bearings 254a, 254b, 254c and 254d. In Fig. 27 only one shaft 252d of the support roller 248d with its associated bearings 254d and 277d can be seen, the remaining shafts of the support rollers are mounted as in the case of the shaft 252d.
As shown in Figure 25, a bearing assembly 226 is provided which includes a bearing 291 for one end of the shaft 225 of the idler 258a. The bearing 291 is provided at the top and bottom with pivot pins 232 which are mounted in the parts 292 that engage in the access wall 290. A corresponding bearing and a holder 226a for the lower roller 257a can also be seen in FIG. The bearing 291 is omitted in FIGS. 24 and 27 and is shown in an enlarged side elevation in FIG.
The construction and mounting of the bearing for the lower running roller 257a is the same.
From the above description, it can be seen that there are three sets of bearings in the access wall 290 which move with the wall when the wall is removed to open the machine. They are bearings 253a, 253b, 253c and 253d for the platen shafts, bearings 226 and 226a for the upper and lower idler shafts, and bearings 275 and 276 for the upper and lower drive roller shafts 280 and 279 for the belts.
A hydraulic and electrically controlled running roller mechanism 220 and 220a ensures alignment of the upper and lower belts on the machine by means of a mechanical, manually operated device consisting of part 59a, roller 57a and bearing 38a in the Drum machine of Figs. 7-10. As can be seen in FIGS. 23 and 24, the upper barrel mechanism 220 includes a hydraulic air cylinder 221 which is connected at one end by a pin member 222 to the vertical edge of the frame member 289.
The running mechanism also includes a counter-cam cylinder device, the piston rod 223 of which is connected at its outer end to the shaft 225 of the roller 258a at the end of this shaft opposite its bearing holder 291. The shaft 225 is supported for sliding back and forth in a slot 224 which is located in the fixed wall 289 near the connection between the shaft and the piston rod 223.
A limit switch 228 and 229 is mounted near each edge of the tape to maintain lateral alignment of the tape 236. The switches are switched into an electrical circuit; Switch 228 with solenoid tube 231 and switch 229 with solenoid tube 230.
With the help of the running mechanism, as can be seen from the drawings, when the belt 236 runs to the right (according to FIG. 24) beyond its actual alignment on the rollers, the limit switch 228 is put into operation and triggers tube 231, whereby compressed air 221 is given into the front end of the Luftzy cylinder.
The piston 223 then moves into the interior of the cylinder (to the left according to FIG. 23) and thereby displaces the roller 258a in such a way that it moves the belt that is in contact with it to the left (as can be seen in FIG. 24) ).
When the belt 236 moves to the left past its position on the rollers, it actuates the limit switch 229 and activates tube 230, whereby compressed air is sent behind the pistons in air cylinder 221. As a result, the piston rod 223 moves to the right (according to FIG. 23) and thereby shifts the roller 258a so that it moves the belt 236 to the right (according to FIG. 24) into its exact starting position on the rollers.
As shown in FIG. 23, the starting web 241 is expediently in the form of a triple-layered carded web of cotton or viscous rayon fibers or a mixture of such a fiber with other fibers in the gap between the lower roller 257 and the upper one Roller 258 inserted to be sandwiched between pliable, apertured patterning tape 236 and pliable, perforated underlay tape 237.
The pattern generating belt preferably consists of a metal screen, while the underlay belt is expediently made of nylon. The web 241 placed between the belts 236 and 237 is subjected to a liquid, preferably water, on its way to the action of nozzles 201, which pass on and through the insert, first through the larger openings 202 in the belt 236, then through the Track and finally through the smaller perforations in tape 237.
The nozzle jets of the three successive nozzle assemblies 238 generate three successive fiber relocation zones. However, a more or less large number of these zones may be expedient, depending on the fineness of the desired structure of the fiber web, the density of the web, the material from which the web is formed and other factors.
* As can be seen in Figures 23, 24 and 26, the upper, with the larger apertured pattern generating belt 236 on its way through tensioning devices 259 on the upper roller at each end of the roller 297 for the upper belt tensioning roller 258 tense. A jig 259 is mounted on a piece 259 a, which is attached to the upright frame part 256 and the wall 289. The other jig is mounted on the edge 259b of the entrance wall 290. The shaft 297 does not rotate, roller 258 is rotatably mounted on it.
The shaft runs within slot 299 in wall 289 (FIG. 23) in upright frame member 256 at one end and at the other end within a similar slot in access wall 290 (FIG. 26). Similarly, the lower band 237 is provided with the same clamping device. The wheel 284 serves to retract the shaft 245 for the lower roller 257.
The upper roller tensioning device 259 is attached to the shaft 297 of the upper belt tensioning roller 258 and the lower tensioning device is attached to the shaft 2'45 of the lower tensioning roller 257. Each of these tensioning devices moves the corresponding tensioning roller 258 and 257 in one direction away from the corresponding stationary roller 260 and 249. The tensioning device 259 includes a slidable screw table 283 which is attached to the shaft 297 at the end thereof by a rectangular sleeve extending around the shaft.
At the other end of the screw part 283 an adjustable knob or wheel 285 is provided for the upper roller, which serves to actuate the screw shaft 297 in order to retract the shaft onto the wheel 285 in the direction. At the point where the rearranged fiber web is discharged at the end of the nip between the upper belt 236 and lower belt 237 running around the upper and lower rolls 260 and 249, the web passes through a first pair of mangle rolls 262 and 263 and then through second pair of mangle rollers 264 and 265, after which they are sufficiently drained for further processing or storage.
Pneumatic devices 269 and 296 in duplicate on each side of the machine are used to regulate the pressure on the two pairs of ironer rollers. The first device includes an air cylinder which is fixed with a pin at one end of the carrier, which is mounted on the vertical strut 247 and includes a piston (not shown), a Kol rod 272, a lever arm 266 which is rotatable with the piston rod by means of a Stif tes 267 is connected. The first gummiüberzo gene mangle roller 262 is mounted at its ends on the lever arm 266 and moves with this about the pivot point to regulate the pressure at the gap.
By pulling back the piston rod 272, the shaft of the rubber-coated roller is moved upwards, thereby enlarging the opening or the gap between the rubber-coated ironer roller and the metal ironer roller 263.
In a similar way, the gap control device consisting of the air cylinder 296, the lever arm 268, the pivot point 270 and the piston rod 271 is used to control the gap opening between the second rubber-coated ironer roller 264 and the second metal ironer roller 265. The compressed air in the air lines 274 of the The upper cylinder 269 and air lines 273 of the lower cylinder controls the pistons to provide the desired nip pressure for rollers 262 and 265.
As a result, a slight displacement of each of the mangles in the two pairs of mangle rollers is achieved in order to enable an uninterrupted rapid movement of the sliver from the sliver payoff to the first and second dewatering device, which consists of those mangles.
To start up the machine drives a power source (not shown) such. B. an electric motor, the shaft 203 of the first metal ironing roller 263 to. On the same shaft 203 of the first ironing roller 263, a sprocket 200 is mounted, over which a chain 235 runs; this chain drives a sprocket 204 which drives the lower belt on shaft 279 of lower roller 249.
In the sprocket 204 engages on the other hand, a gear 261 which is mounted on the shaft 280 of the roller 260 of the upper belt to ensure a uniform movement of the upper and lower Ban of the machine. As the arrows in FIG. 23 show, the belts run with the web 241 - in order to move them to their starting position - through the successive fiber rearrangement zones, whereupon they exit from the gap at the belt outlet into the mangles 262 and 263 for dewatering. The engine pulls the fibrous web and the upper and lower belts from the feed point so that they run through the dewatering rolls, which include the driven roll for the machine.
Mounted on the same shaft 203 as the first ironing roller 263 is a gear 239 which drives the tooth 233 on the second ironing roller 264, whereby the two pairs of ironing rollers act as a unit.
A common head piece for the water inlet 208 is connected to a water connection 207, which can be fed either by a pump (not shown) or conveniently from a water reservoir (not shown) and which contains a filter device and a pump in which the liquid from The machine is filtered and returned by pumping in the circuit to feed the nozzle jets 238. Corresponding valves 209a, 209b and 209c are provided in the three supply lines 210a, 210b and 210c for independent control of the water from the common head piece 208.
Each of the spray assemblies 238 has its own inlet line 211a, 211b and 211c.
Conveniently, a fixed conical nozzle is used, as described with respect to the embodiment of the machine with the rotatable drum, Fig. 7-10, be.
The water that passes from the spray nozzles through the belts and the web is collected in a water container 205 and flows from there to a drain. If desired, the water from the drain can be recycled after filtration to recover the fibers that have fallen off the web. The pressure in the common head piece 208 is kept at an appropriate level for the production of the structure concerned.
When the fiber web emerges after the fibers have been rearranged between the upper belt 236 and the lower belt 237, the web with the rearranged fibers is a self-supporting structure, approximately 1200 to <B> 3000% </B> May contain water. The web then runs into the gap between the rubber-coated mangle roller 262 and the metal mangle roller 263, between which the water content is reduced to approximately 600 to 1500ö. As a result of the greater adhesion of the wet web to the steel surface of the ironing roller, the path follows the upper surface of the metal roller and goes into the second mangle roller pair, which contains a rubber-coated roller and a metal roller that is similar to the first mangle roller.
In this second ironing process, the amount of water in the web is reduced to less than 300%. The structure is now in such a state that it can easily be used for other processes.
While only three fiber relocation zones have been shown, any number of such zones can be easily created by using more nozzles and longer ribbons. The number to be used depends on the manufacturing process and depends on the thickness of the fibrous starting material and the purity of the shape and the degree of compression of the interconnected, compressed bundles. A variety of starting tracks can be used in the machine to produce a large number of textile-like patterns.
It has been found that the structure can be produced at speeds of about 45 meters per minute in three or more production runs in which it is exposed to the spray of jets in each successive zone.
The ligaments are stretched to create the necessary clearance in the area where the reorganization of the fibers is taking place. The setting of this distance is of particular importance, since the creation of two- or three-dimensional structures makes different requirements with regard to the amount of water used and other things that have already been mentioned necessary.
The process conditions of the ribbon machine can be varied within wide ranges to produce a suitable zone for the rearrangement of the fibers of the incoming web.
The removal of the water after the last working stage contributes to a faster removal of the web from the machine. It has been found that the vacuum drainage device 400, according to FIG. 23b, consisting of a slotted tube with a cylindrical vacuum connecting tube 402, is suitable for this purpose. The fiber web runs over the slot 399 of the dewatering device 400. The vacuum reduces the web moisture to about 150% in a web with a water content of about 1200% in this manufacturing section.
The use of this vacuum dewatering device shown in FIG. 23a allows a degree of dewatering in the finished web to be achieved which makes the second mangling operation superfluous.
As shown in FIGS. 23a, 29 and 35, the attachment of suction devices 401 or 403 directly under the fiber rearrangement zone (directly under the point that is under the action of water particles from the jets) both in the drum machine according to FIG. 7 as well as in the machine with the bands according to FIG. 23 the desired rearrangement of the fibers and the drainage of the web.
In view of the fact that higher speeds should be achieved at the belt run-off by draining the web without damaging the reorganized structure, this is a suitable method. According to the .desired spray conditions, one will be able to use various aids as required.
The flow of water that is thrown onto the spray control belt, the web to be formed and the forming wire is controlled so that it has enough force to easily move the fibers into the desired position and at the same time avoid an amount of water being present that would cause flooding in the area of the Formsie bes. Flooding is uncomfortable because it carries away the fibers and prevents the formation of the desired fabric structure.
A flooding in the area of the forming screen can be avoided in various ways. For example, you can avoid flooding by draining the water from the forming screen by draining it as quickly as the flooding begins to occur, regardless of the openings in the screen. This derivation can be supported by suction, for. B. because by attaching suction chambers directly under the forming screen and directly between the support rollers, the support rollers have the task of supporting the forming screen.
With the help of vacuum devices 401, such as suction chambers, as shown in FIGS. 29, 30 and 34, it is possible to control the water so that it creates a rearranged structure according to FIGS. 47 and 48: at Water pressures that are between 4.9 to 7 atm. and quantities from about 4.2 to about 6.4 liters per minute per nozzle.
It is also possible to control the flooding in the area of the forming belt by controlling the amount of water that is thrown onto the aforementioned arrangement. If no suction chambers are used, it is necessary to reduce the amount of water thrown out of the above-mentioned arrangement.
As you can see, dehydration of the product is effected by ironing or with the aid of vacuum or a combination of both processes.
The working conditions for the application of the liquid forces to produce the rearranged structure according to FIGS. 47 and 48 do not need to be adhered to as precisely as in the production of grafted three-dimensional structures according to FIGS. 53 and 54.
In the latter case, vacuum devices 401 (FIGS. 23a and 29) are useful for supporting the formation of the three-dimensional tufted shape, while at the same time draining the product to prevent flooding when the fibers are rearranged.
In general, the vacuum acting on the web when a vacuum is used to avoid flooding and to assist in creating the structure is suitably between about 12.7 to 76.2 mm Hb column. It is clear that the vacuum force acting on the web to assist in the drainage of the water from the web during the manufacture of the three-dimensional grafted structure must be limited in order to avoid destructive forces in the web that pull the fibers completely out of the web and would destroy the context of the structure.
It is important that the uniform structure of the fibrous web is maintained as the fibers are rearranged from the original carded shape to the rearranged three-dimensional grafted arrangement.
A particularly useful working method with the aid of the belt machine, as shown in Figs. 31, 32, 33 and 41, is the rearrangement of the fiber web to its three-dimensional structure by using a pair of opposed, flexible perforated belts, an upper beam distribution belt for the liquid jets and the lower belt, which serves as a three-dimensional, apertured pattern generation belt.
In the aforementioned arrangement, which uses a forming screen with perforations with 7.7 uniformly spaced openings of 1.6 mm diameter per square centimeter, known fixed conical nozzles, as described with reference to FIGS. 7-10, are used which are suitable for producing the three-dimensional grafted structures.
When using these nozzles, the forming sieve of the construction mentioned above, the spacing arrangement and the number of nozzles and with the aid of a vacuum, there is no flooding if the nozzles have a water quantity between about 1.9 to 7.6 liters per minute and nozzle deliver.
A clean fibrous web formation occurs when this amount of water is used, in which the nozzles deliver the aforementioned amount of water at an exit speed of 15 to 60 m / sec when the exit end of the nozzles is at a distance of about 10 cm from the arrangement.
It is clear that the radiation control tape must not be so close together with the forming tape that the movement of the fibers under the influence of the water forces into the three-dimensional grafted structural shape is excluded. In general, it is desirable that there be a minimum distance between the two ribbons that allows lateral movement of the fibers into the three-dimensional grafted shape and yet at the same time; removal of the fibers from the plane of the web by upward force components as a result of the Impact of the liquid on the uninterrupted parts of the forming screen is avoided.
The exact setting of the spacing of the two belts corresponds essentially to the setting of the spacing as described with reference to FIGS. 7-10 with regard to the screen and the drum.
The use of vacuum has been mentioned in connection with the machine with the belts to provide a means of dewatering the fabric after its manufacture, as well as a means of promoting fiber rearrangement during the manufacturing process under the action of the fluid from the jet device. The use of vacuum to aid fiber formation is applicable to all of the machines described.
For example, in Fig. 35 the use of vacuum in the patterning zone 46 is shown in which the vacuum device 403, which preferably has a vacuum of approximately 76.2 mm 11-pillar, faces the entire patterning area on the outside of the pliable belt 37 . More pronounced and better patterning occurs while at the same time a dry web is obtained, thereby preventing damage to the desired fiber arrangement during treatment when the structure is wet.
However, the use of a number of vacuum devices, as shown in the machine with the flexible belt according to FIGS. 23a and 29, allows larger amounts of water to be used and results in faster fiber rearrangement in each generation zone.
The vacuum effect in the process is shown schematically in FIGS. 30 and 34 in the formation of a planar and a three-dimensional structure.
In Fig. 30 the production of a durchloch th structure of the type according to FIGS. 47 and 48 ge shows in which the rearranged fiber bundles are pressed together behind the non-perforated points of the perforated molded part 236. The vacuum device 401, which is in connection with the perforated base 237 and is located under this, helps to draw the water particles through the openings in the perforated sieve. Further force components, as indicated by the arrows in the vacuum device 401, are present in the openings in the pattern generating device 202 in addition to the force components of the liquid particles.
In this context, Figs. <B> 6e, </B> 6d and 6e, how one imagines the ideal conditions for the passage of water droplets through the openings 28a in the molded part 26a, the holes in the perforated support 27a and for the distribution of the droplets when they pass through the insert of the web 25a and these parts go.
Depending on the distance between the part 26a provided with openings and the base 27a, according to FIGS. 6c and 6d, the fiber bundles are compressed in accordance with the lateral force components caused by the water droplets and assume a solid, compressed shape. which have a relatively high profile (according to Fig. <B> 6e) </B> or a flat profile (according to FIG. 6d).
By using the vacuum device 401 of FIG. 30, the droplets can move faster than individual bombar-ding particles through the upper openings of the molding and through the lower openings in the base, and the result is a faster alternating bombardment of the fiber in the lateral direction .
If one now turns to the underside of the belts in FIG. 31, one sees, as regards the flexible belt of the machine according to FIG. 23, that the upper roller 258, which is provided with the perforated backing belt 237, has smaller openings than the lower belt 236, the belt part provided with openings on the roller 257. The jet 201 acts on the web 241 in the opposite sense in comparison to FIG.
32 and 33 are schematically shown various stages of the three-dimensional fabric formation that has been obtained by the reverse use of the bands. Due to the effect of the alternating bombardment of the liquid particles, the fibers bridge the larger openings 202 of the shaped belt 236 provided with openings. The smaller openings in the perforated belt 237 serve as a radiation distribution device for distributing the liquid streams or particles into even smaller particles.
Lateral force components serve to push some fibers in places immediately adjacent to the openings and between immediately adjacent openings, while other parts of the fibers are pushed into opening 202 in a downward tufted pattern.
This reversal with an explanation of the path of the water droplets is shown in Fig. 6e, in which it can be seen that the web 25a assumes a tortuous shape in cross section and points which show compression over the uninterrupted points of the perforated molded part 26a , and also has tufted parts representing a greater concentration of fibers which protrude downwardly between the side walls of the openings 28a.
It is important that fiber movement be easy to take place on the inner surface of the apertured molding 26a. For this reason, the surface of this part should be smooth and not have any sharp corners that prevent the fibers from moving into the desired position.
The use of the vacuum device 401 according to FIG. 32 promotes the creation of the three-dimensional structure. In this case, the water droplets, as shown in Fig. 6e, quickly moved out of the tufted zones into the openings of the mold part 236 and through the vacuum device 401 be. A better compression of the three-dimensional structure and better drainage who hold the using such a device he.
In Fig. 6f, 6g and 6h, the Kraftwir effect is shown idealized and greatly enlarged in schematic illustrations, which occurs when liquid particles are thrown through the insert. In FIG. 6f, individual flow threads of the liquid flow above the plane of the part 28a provided with openings are indicated by arrows.
The liquid enters the opening shown, hits the solid parts of the perforated support 27a and is dammed up by these solid parts in order to move the fibers from the locations under the opening into compressed bundles behind the uninterrupted locations of the perforated part 26a. Below the right unbroken point is a cross-section of a single fiber that was moved and assumed a position at the bottom of the fiber bundle compressed under the unbroken point on the right in the figure.
By interchanging the pad 27a and the part 26a provided with openings according to FIG. 6g, individual fibers of the web 25a are moved along the uninterrupted points and concentrated in bundles or bundles that cross over the openings that are connected to the unbroken places of the part 28a provided with openings. The flow filaments of the liquid which act through the openings of the perforated part 27a are indicated by arrows which go through the openings in this perforated part.
The streams of liquid move the individual fibers sideways in order to compress them in the form of bundles through the openings. In Fig. 6g there are still some fibers left on the uninterrupted parts of the part 26a provided with openings, which have not yet been moved into a bundle, but which, when the generation of the new structure approaches its end, sideways in one or the other other direction are moved to join the tufts at one or the other opening.
Fig. 6h shows, very strongly schematized, a single one. Droplet, the force of which has been expressed by means of an arrow, which hits element 26a on the side on which a fiber 25b is located and moves it to a new location 25c. This lateral force component is supported by the dynamic pressure, which is indicated with the aid of the arrows at the base of the fiber section 25b.
The dynamic pressure occurring at the unbroken points 26a moves the fiber in the direction towards the fiber cross-section <B> 25e. Such movement continues until the fiber bridges the opening. Due to the presence of a significant amount of fibers in random relation to one another, even in carded webs with a degree of orientation of about 90% there is sufficient interweaving of such fibers that, surprisingly, there is only a small loss of fibers can be washed through the openings 28a of the part 26a under precisely defined spray conditions.
Such a loss that occurs can be reduced by controlling the tension between the parts 237 and 236 --- as shown in Figs. A movement in the holes and openings of the pattern-generating plate 236 is increased by setting a greater distance between the perforated base 237 and the plate 236 according to FIG. 33 and such a movement is somewhat reduced by a smaller distance according to FIG.
The production of three-dimensional structures with the aid of vacuum can be carried out in the machine with the flexible belts according to FIGS. 7-10. As shown in FIG. 36, such structures can essentially be obtained with a rotatable drum and tape guide according to FIGS. 7-10, with the exception that the spray nozzles <B> 100 </B> are mounted outside the drum and vacuum is applied to the inside of the drum with the aid of a vacuum device 404.
As shown in the inset of FIG. 37, in the fiber rearrangement section immediately adjacent to the rays after the vacuum container 404, tufted structures are generated from the initial web 241. The openings in the belt 37 are smaller than the openings in the drum 36.
In the machine shown in FIG. 36, the tufts or plug parts of the three-dimensional structures are sprayed with a powder-like adhesive from the spray device 538, which sprays a fine powder 501 that sticks to the moist plug points according to FIG. A protective device 405, mounted on carrier 406, prevents the powder that collects in the drum from falling back into the spray formation zone of the drum, and a brush 502 is located near the drainage gap of the structure 294 above the roller 49 Brush off excess powdery adhesive from the tufts.
A receptacle 407 is provided to through the. Surface of the belt 37 to keep deflected water away from the machine.
This application of a powdery Klebstof fes is only part of the invention, as the fabric web 294 is formed from non-textile fibers (short fibers); a corresponding application to a web consisting entirely or partially of textile fibers, insofar as it is considered for the textile industry, does not belong to the invention and is not protected by the present patent.
In FIG. 39, the manufacturing method of a picture according to FIGS. 47 and 48 is shown, in which, however, the belts are reversed and the spray nozzle jets 100 are also reversed on the outside of the drum. A vacuum drainage device 404 is provided on the inside of the drum. In other respects the machine corresponds to that of Fig. B.
The conversion of the fiber layer into a rearranged structure is shown in the inset in Fig. 40 and also corresponds to the process shown in Fig. 6d.
44, 45 and 46 devices are formed with two supple belts of the same type from, as in FIGS. 22-27, between which the starting fiber web 341 is inserted, so as to work with the belts together through a spray zone 334, an open portion of a fixed drum 335 to run. In this drum section, a solid, horizontally slotted plate 334 is sandwiched between the open drum section and the liner to support the liner and to distribute the jets of liquid which pass through the liner into the receptacle 314.
The device according to FIG. 45 is suitable for generating the perforated structure shown in FIGS. 47 and 48. The mode of operation with the aid of the pattern generating belt 336 provided with openings on the movable perforated backing belt 337 in the machine according to FIG. 45 essentially corresponds to the generating process between the upper belt 236 and the lower belt 237 in FIG.
Both bands are supple, the openings in the band 336 are larger than the holes in the band 337, both bands are stretched and together lead the fiber web 341 through the fiber relocation zone to produce a structure 393. With regard to the geometrical relationship of the open stream However, the path of the insert in the redistribution zone is shorter in the device according to FIG. 44 than in the machine with the belts according to FIG. 23. The horizontal slits in part 334 serve to dissolve the droplets or liquid particles from the spray nozzles 338.
It is useful to use a fixed conical nozzle of the type shown in FIG. 7 ge.
The upper surface of the belt 337 is provided with a tracking device 320 which includes a roller 358a which is essentially identical to that used in the upper and lower upper surfaces of the belts 236 and 237 in the machine with the flexible belts becomes.
Devices 369 and 396 for controlling the pressure are provided at the discharge gap, which are similar to those used in the first pair of mangle rollers 362 and 363 in the machine with flexible belts according to FIGS. 22-27. The upper of these devices at the drainage gap, which are mounted on the frame, contains a cylinder 369, a piston (not shown), a lever 366 which is mounted in a pin at its end opposite the piston rod 372 about a pivot point 367. The lever arm 366 is rotatably mounted about the point 367.
In a similar way, the lever arm 368 is rotatably arranged around the point 370, which is opposite to that with the piston rod <B> 371 Related end of lever 368 for controlling the pressure on rollers 364 and 365 is located. The pistons in cylinders 369 and 396 are push-pull pistons, the force acting on them is air which is supplied through inlet lines 373 into cylinder 396 and through inlet lines 374 into cylinder 369.
A line headpiece 387 is supplied with water via a supply line 310 which is connected to a pump or another pressure source and the nozzle, suitably a fixed conical nozzle, hurls the spray 301 against the horizontally slotted part 334 into the insert the belt 336, the web 341 and the pad 337. The water collected in the drum 335 is drained through the drain 312 into a container 315 and an ordinary drain pipe 316. The container 314 is optionally available with a drain <B> 313 </B> in a common container.
The mounting of the device is very similar to that in Fig. 23, vertical struts 356 support the upper horizon tal wall part 389 on which the drum 335, the water supply line 387, the nozzle device 338 and the hydraulic clamping devices 369 and 396 are mounted.
As shown in Fig. 46, the upper and lower edges of the receptacle 314, which are adjacent to the lower band 337, as shown at 317, are bent outward to prevent water from dripping that is from the jets 301 either is thrown back from the inside of the drum 335 or the inside of the container 314.
The direction of the fibers in the output fiber web 41, 241, 341 or 25a, as shown in the various figures of the drawings, is important with regard to a slight fiber rearrangement. As shown in FIGS. 49, 50, 51 and 52, with regard to the formation of three-dimensional tufted structures, different types of fiber alignment in the original web, as far as the geometric arrangement and alignment of the shaped holes are concerned with regard to their spacing, different fiber orders generate in the finished product.
There are several types of fibrous webs which can be used with satisfactory results. A carded web contains a number of interdigitated, crisscrossing fibers arranged generally in the direction in which the web exits the carding machine. When this web is subjected to longitudinal stretching, the degree of orientation increases so that the fibers are predominantly arranged in that direction.
Another type of fiber web is the sham fabric in which the fibers are arranged so that they extend in substantially equal numbers in all directions, mainly in the plane of the web. This type of track can ren after a variety of procedur, such. B. by means of air stratification, as described in US Pat. No. 2,676,364.
A wet web can be made by suspending fibers in a large amount of water by passing the resulting slurry through a wire screen, e.g. B. go through a Fourdrinier wire mesh.
It is convenient to use a carded web, preferably a web in which the fibers are mainly oriented in a single direction or as in a sham tissue.
47 and 48 parts of typical faseri ger, non-woven structures are shown, which have been made by driving Ver that move the fibers behind the uninterrupted areas of the fabric-generating part, as it is in connection with the machine according to FIGS. 7-10 is described. The structures contain bundled fibers which are arranged in groups 11 connected to one another and which delimit holes or openings 12 between them.
The openings 12 and the groups 11 are both arranged according to a certain pattern in front of the pattern in the perforated plate or the molding used. The holes in Fig. 47 are arranged in a more or less rectangular pattern, while those in Fig. 48 resemble a rhombus laid on its side. The groups 11 are connected by fibers which belong together to a number of groups at connection points 13 in which the fibers are aligned in different directions.
Most of the fibers are vertically aligned in the microphotography according to FIG. 47 and the vertically extending fiber groups appear thicker and denser than those that stretch horizontally. This is primarily attributable to the orientation of the card web layer of the base material from which the structure of this figure was created. In this structure, a predominant number of those parts or sections of the fibers in the groups 11 are tightly assembled and aligned essentially parallel about the axes of the groups where they appear in longitudinal contact with one another.
The groups are yarn-like in Fig. 47. On average, many groups have yarn-like thicknesses in two directions, in the plane of the web and perpendicular to it.
47 and 48, the holes 12 between the groups are essentially free of fibers, and most of the fiber sections delimiting the holes extend essentially tangentially to the hole circumferences; d. H. they extend around the holes and have no ends at the hole peripheries. In these two figures, however, there are some randomly arranged fiber sections 14; which extend through or into the holes from the surrounding fiber groups. Some appear in Fig. 48.
The relative number of randomly arranged fibers and the sharpness of the holes can be varied somewhat to achieve different effects. To use the structure obtained for wrapping hygieni cal bandages is z. B. a fluffy appearance is an advantage.
In Fig. 47, the holes 12 are substantially uniform and nearly rectangular in shape and spaced uniformly in a rectangular pattern, and the groups of fibers 11 between the holes extend at substantially 90 and 180 angles to each other, generally in the plane of the Ge image, and this shows a reticulated, gauze-like, apparently woven structure.
In general, the average length of the fibers is considerably greater than the length of the groups containing them, with the result that the groups contain mainly only parts of the fibers passing through them. The shapes of the fibers largely correspond to the shapes of the groups they contain. Thus, in the structure of Fig. 47, the fibers may be bent or curled in a convoluted shape, or they may run back on themselves and extend entirely around one of the holes, or assume a shape similar to the letter S, and so on.
Figure 49 is a schematic view of a web carded in the direction of the vertical axes passing through successive holes in the patterning wall; it shows this path at the moment in which it passes through the fiber reorganization zone.
The direction of the path is as indicated by the arrow, from top to bottom; the fibers that are shown at the top of the figure in front of the fiber rearrangement and at the bottom after this have their main orientation in the direction of the arrow. In this zone the liquid flows first through the smaller perforations in one wall and then through the larger openings in the other wall and in between cause the reorganization of the fibrous carded web placed between these parts to form a grafted three-dimensional structure
Tuft portions 615, united flattened ribbons 616 extending in the general direction of the web fibers, and smaller united transverse flat bundles 617 extending between the immediately adjacent tufts 615 in a substantially transverse direction to the direction of the main fiber orientation extending direction.
In general, the combined fibers forming the vertical bundles 616 or transverse bundles 617 tend primarily to migrate from a particular hole in the perforated screen to the immediately adjacent hole across the general fiber direction. Thus, in the web shown in Fig. 49, there is a greater concentration of fibers; H. a wider band <B> 616 </B> in the vertical than in the transverse direction. The photomicrograph in Fig. 54 shows an enlargement of the material obtained in this way.
By moving the wall generating the pattern in a direction which differs by 90 from that according to FIG. 49, an arrangement is obtained which is shown schematically in FIG. In Fig. 50, the same rhombic pattern of the formation pattern generating wall is used as in Fig. 49, but rotated by 90, while the fiber direction remains generally vertical.
The diagonal bands 617 now become thicker, since their running direction comes closer to the general, vertical running direction of the fibers and the next tufts 615, after which they run, lie closer together in the transverse direction than they do in FIG. 49. For the same reason, the horizontal bundles 616 are much narrower. A photomicrograph of the fabric so obtained is shown in FIG.
When using an isotropic (uniform in all directions) path according to FIGS. 51 and 52, one could say that this introduces an element of parallelism with respect to the orientation of any individual fiber in each direction. Significantly, in these figures, each tuft 615 is connected to united fibers that stretch after each immediately adjacent tuft 615 and surround the tuft in question. Particularly in FIG. 55, the combined fibers 618 extend like spokes of a wheel to form the hexagon which the six immediately adjacent three-dimensional tufts form.
With regard to the geometric arrangement of the compressed strips, such as e.g. B. 618, and the formation of the grafted tufts 615 extending perpendicular to the plane of the united ribbons of fibers, it should be noted that the tufts represent junctions which give softness to the surface of the structure and also distribute and strengthen the united ribbons . As a result of the alignment, you get a soft pattern and a special strength that approaches that of woven fabrics of the same weight.
To produce such three-dimensional structures, it is essential to use a forming screen with a soft upper surface on which the web is supported and its fibers are rearranged. The three-dimensional tufts form in the web with openings of any circumference and with any arrangement of the openings, and gaps between the three-dimensional tufts only arise where the distance between the openings, the circumference of the openings and the length of the fibers in the web are so is that the fibers are able to combine into ribbons in zones that extend between adjacent openings.
When the fibers are united in the adjacent zones between the three-dimensionally grafted tufts, the distribution of holes at regular intervals on the soft plate in relation to the carding of the fiber web causes changing geometric shapes in the connection of adjacent fibers. In a rhombic pattern, as it is e.g.
For example, as shown in Fig. 53, the strongly united, the three-dimensional tufts 615 connecting fibers 617 could run generally either between tufts at a vertical point or between Bü scheln 615 on opposite sides in the transverse line of the rhombus. Due to the parallel alignment of the fibers in the original layer, however, in the present case, all thick combined fiber bundles are essentially arranged in the shape of the rhombus, namely in the general direction of parallelization than transversely to this direction along the horizontal center line of the Rhombus.
In general, there is no strong union of fibers between the upper and lower tips of the diamond pattern shown in Fig. 53, whereby a better uniformity, perfection and definition of the diamond shape is achieved, unaffected by diagonal connections between the upper and lower corners. However, there are some associations between the transverse corners of the rhombus.
It is clear that the above characteristics of a particular three-dimensional grafted shape presuppose a number of conditions. These conditions can be varied within wide limits, depending on the weight of the web, the speed of the web, the number, scope and arrangement of the openings, the shape characteristics, the type of fiber, the speed with which water is ejected through the nozzles , the distance of the nozzles from the web and other variable factors that are decisive for the problems of a particular fiber web production is dependent. In addition, the avoidance of flooding in the molding tape area by ensuring a smooth drainage of the water thrown against the fiber web is important.
The aforementioned conditions with regard to the belt structure and arrangement, the nozzle construction, the water speed and amount of water, the fiber weight of the web and other factors are necessary for the production of a three-dimensionally grafted structure of carded fibers in webs from a mixture of, for. B. 75% rayon fibers and 25% cotton fibers are important.
In the preceding description, the emphasis was placed on the production of a structure from a layer of textile-like fibers. The invention is not limited to the production of structures from such fibers, since the above method for producing holes or openings of any desired shape in a layer of any fibers, e.g. B. a continuous layer, is applicable, which is under the influence of a fluidic force, z. B. the force of flowing water, a gas or another liquid. So is z.
B. the method for producing holes of a desired shape in a suitable for all purposes paper fiber material or in a mixture of textile fibers and paper fiber material, alone or in a mixture with a resin or other plastic materials.
When reorganizing fiber webs into three-dimensional grafted structures, the greatest fiber concentration is found at the tufted points 615.
The individual fibers of the rearranged fiber web tend to collect and concentrate at the tuft locations. This is part of particular before if you want to change the grafted parts by using certain desired additives, eg. B. wants to achieve a special material in the rearrangement of the fiber web. This can be attributed to three things. First, the tufts create heavy fiber concentration points because a number of interconnected ribbons 616 cross at these points.
Second, the curvature of the fibers into the openings to form the tufts requires a greater fiber length than is the case with the flat interconnected ribbons in which the individual fibers lie essentially straight. Thirdly, the fibers that have only been pushed into the openings to form the tufts appear to be additionally whirled around by the swirling liquid flows that arise when these flows pass through the tufts that have already been partially formed.
As already explained, when non-textile fibers (short fibers) are used, the tufted parts 615 can be bonded with adhesive which is applied in the form of particles. They can also be held together with the aid of a liquid or with a binding agent in the form of sticks or the like, as will be described below.
As shown in FIG. 56, a small amount of rod-shaped adhesive particles 620, which are contained in the fiber mixture of the starting fiber web, is present at the tuft locations 615 during the web rearrangement process.
In this photomicrograph, the rods are 0.8 mm long and are made from 15 denier nylon. The basic fiber web has a weight of 15.5 g / m2 and consists of rayon short fibers of 10 mm fiber length, which have been brought into a dummy orientation with the help of water before the three-dimensional fabric is produced.
The same structure produced under slightly different conditions to produce narrower bands can be treated with a powdery adhesive, such as nylon powder, which is sprinkled on the underside of the mold plate after production has been completed. According to FIG. 58, the tapes between the tufts 615 have been firmly connected to one another during the manufacturing process and it can be seen that the tufts contain adhering resin beads. These little balls come from the partial union of the powder adhering to the tuft parts.
In particular, the apparatus described and illustrated in FIG. 36 for manufacturing the device shown in FIG. 58 shown structure suitable.
57 shows a structure in which the use of a larger number of 0.8 mm long 15 denier nylon rods than was the case with the structure according to FIG. 56 led to a concentration of these rods in the tufts 615. In fact, no adhesive particles are deposited at any point on the tape. The sticks have been combined and the structure has been smoothed between rollers. As a result, the bands 618 expand and a typical fabric-like elasticity arises.
The rods collect on the tufted fibers of the rearranged fiber layer. The rods can be introduced into the starting fiber web with the aid of a number of known process measures, such as those used for the deposition or arrangement of fibers in a web or layer. These procedural measures include air stratification, papermaking processes, and the like. It is also possible to apply the adhesive particles to the already prepared layer of starting material, such as.
B. by sprinkling the Stäb chen on a fiber web when it comes out of a web-making device for the production on a wet path or similar devices.
The glue sticks can be in the layer during production by mixing the sticks with the other, z. B. rayon short fibers are distributed by known mixing methods. Optionally, the fibers of such a mixture can be dispersed in a stream of air and collected on foraminous devices for forming a sheet according to a known embodiment, although shorter rods can also be used for these purposes.
Short rods of about 0.8 mm in length or shorter can be mixed with other fibers, such as rayon short fibers in an aqueous slurry and then run over a sieve or wire for paper production according to known papermaking processes, to produce a rod tend three-dimensional structure, as it is shown in connection with FIGS. 52 and 57.
The rod length can be significant for an effective connection and a light and supple product. The length of the rods used is of course dependent on the spatial relationship between the tufted parts of the structure. If it is desired to have the rods in these tufted portions during the web rearrangement, the rods must be shorter than the distances between the centers of the tufts.
41-43 schematically show a device for applying adhesive to the protuberances of the three-dimensional structure with the aid of a suction device. The machine with the movable belts according to FIG. 23 with reversed belts, as shown in FIG. 31, delivers a tufted structure 293 at the discharge of the machine. This is guided into the gap between a bearing roller 650 and a suction roller 651, which are Turn in the directions of the arrows according to FIGS. 41 and 42.
The protruding parts 615 for generating the tufts have such a distance from the resin adhesive or the other adhesive-coated layer of the suction drum 651 that only the tufts are moistened with adhesive, while the spaces or strips between the tufts 615 of adhesive are kept free.
In FIG. 43, the enlarged view shows how the tufts remove parts of the adhesive film 654 so that indentations 655 are produced after the tufts come into contact between the protruding parts 615 and the film 654 by the suction.
The structure containing adhesive-coated protruding portions 615a can then be dried, or further heating, if desired, to either smooth the adhesive or spread the adhesive, as indicated with regard to the adhesives used has been. For this purpose, rollers 656 and 6561 guide the fiber web 693 through the associated treatment zone in order to deliver the product to a roller 657.
The suction roll is immersed in a resin bath 653 in a container 652 and has a scraper 660 on one side for controlling the thickness of the adhesive film thereon, as shown in FIGS. 41 and 42.
The rollers 656 and 6561 help dry the structure. It can be internally heated drying drums, such as. B. Yankee drying drums as used for paper drying in the paper industry.
The liquid adhesive in aqueous solution 653 can consist of an aqueous dispersion of polyvinyl acetate in a concentration of approximately 3-50%, which can be thickened in order to achieve a certain consistency of the adhesive film 654 on the suction roll 651.
The tufted protuberances of the three-dimensional structure point outwards when they leave the gap between the rollers 260 and 249 in FIG. They protrude so far that they lightly touch the adhesive 654, as shown in detail in FIG.
Depending on the extent of the elevations of the three-dimensional structure, the resin can be thin or thick so that the appropriate amount of resin is used on the grafted protuberances.
The suction drum can run at any particular speed which is compatible with the physical properties of the thickened resin film and the properties of the three-dimensional structure. If the protuberances are to be produced using a relatively strong fiber, one can switch to a higher speed without causing damage to the structure of the protuberances. The thickness of the web is also important as thinner webs can be easily stretched or pulled by the action of the thickened adhesive.
The viscosity of the binder is influenced by thickeners, as is known for polyvinyl acetate suspensions or solutions, or the polyvinyl acetate concentration is changed to produce a suitable high viscosity. The distance between the rollers is adjusted by regulating the thickness of the film which is produced by the doctor.
As far as in the above with reference to Figs. 41 to 43 and 57 to 59, the method executions, in which the fibers are glued together, a starting material is used that consists not only of short fibers, but wholly or partly of textile fibers, These versions and their products, insofar as they are suitable for the textile industry, are not to be considered the subject of the present invention and are not protected by this patent.
The following are examples of the rearrangement of substances that use the appropriate device according to the invention: <I> Example 1 In the device according to FIG. 21, a fiber web 135 of loosely joined fibers, as obtained by carding, with a weight of approximately 23 grams per square meter and with a fiber orientation degree of almost 6:
1 is fed in the running direction through the gap of a pair of feed rollers 136 and 137 of the fabric production machine, as was described above in connection with FIGS. 7-10.
The web, which contains 75% viscose rayon fibers about 50 mm in length and 25% bleached cotton fibers with an average length of about 13-19 mm, both about 1.5 denier, is fed via a bearing roller 138 into the insert formed by a perforated belt support sieve 139 and a perforated drum 141 is introduced. The apertured drum 141 ent holds about 40 substantially round holes of about <B> 1,
1 </B> mm diameter per square centimeter arranged in a rectangular pattern and has a wall about 0.8 mm thick. Perforated belt 139 contains a # 200 woven stainless steel screen having approximately 6200 openings per square centimeter. What water is thrown through the openings in the drum 141 and then through the fiber web 135 and the screen 139 with the aid of nozzles 148 which are arranged radially on the inside of the drum. The drum 141 is about 76.2 cm in diameter and the nozzles 148 are arranged in four rows about 15.2 cm from the inner surface of the drum.
Fixed conical nozzles of a known type are used as nozzles, which are arranged in an overlapping manner and deliver about 4.9 liters per minute at a water pressure of 6.3-7 atm. in the cylinder. This is the appropriate water pressure that comes into consideration for the method described and the device for generating the desired rays and which are thrown against the drum.
With a drum speed of 15 m per minute and a water exit speed from the nozzles of almost 30 m / sec, an excellent continuous production of structures corresponding to those according to FIGS. 47 and 48 is achieved.
An intermittent operation under the same conditions with regard to the speed of the water leaving the nozzles and the same nozzle spacing, drum circumference, etc. as above, produces equally good results. When the fibers in the web are at their highest moisture level, the web will contain about 15 to 30 times its weight in water and the tape is tensioned to reduce the water weight by 7 to 15 times.
After the drum has moved through the spray zone or and the desired fabric structure has been formed, the resulting structure, denoted by 152, is passed up the screen over the second bearing roller 145 and through the pressure nip between rollers 143 and 144, where the water content of the Structure is reduced, as @es was previously described.
<I> Example 2 </I> A mixture of 25% paper fibers 2 to 3 mm in average length and 75% rayon short fibers 10 mm in length and 1.5 denier, layered with the help of water to form a web with a fiber weight of 19 To produce 5 g / m2, is introduced into the same drum machine according to Example 1 and under the same conditions as given in Example 1. A satisfactory sheet structure of the same appearance and properties corresponding to the product of Example 1 was obtained.
The web is fed into the finished structure using an adhesive to bond it.
<I> Example 3 </I> A carded web of 75% viscose rayon fibers about 50 mm in length and 25% bleached cotton fibers with an average of 13-19 mm in length is inserted into the machine with the bands according to FIG. 5 denier, with a fiber weight of 23 g / m2 and with a degree of fiber orientation of about 6: 1 in the machine direction, at a speed of 15 m / min to produce a perforated structure as shown in FIGS. 47 and 48 , introduced.
The pliable forming tape is made of thin stainless steel and has approximately 35 openings per square centimeter, each opening is 1 mm in diameter and the pliable underlay tape is made of nylon with 6200 openings per square centimeter.
Using the fixed conical nozzles of Example 1, the amount of water delivered by each nozzle is approximately 4.9 liters per minute. The amount can vary between almost 1.9 and 7.6 liters or more per minute and per nozzle, which corresponds to a water outlet speed of about 15-60 m / sec. The nozzles are located about 10 cm above the tape insert. This arrangement ensures a good rearrangement of the fibers in each of the three zones, and the structure shown in FIGS. 47 and 48 is obtained.
<I> Example 4 When the belts are reversed, as shown in the device shown in FIG. 23, a three-dimensional grafted structure is obtained using a vacuum device or suction chambers, as shown in FIG. 32 on each side of the production zones will. The original web, as in example 1, was used for this and the conditions according to example 3 were observed.
With web fiber weights between 15 and 30 g / m2, excellent three-dimensional grafted structures were obtained.
As a result of their structure, their appearance and their other described qualities, the structures produced according to the invention are particularly suitable for use as medical bandages, as absorbent materials for hygienic pads and diapers, especially for wrapping hygienic pads and diapers, for the production of wipes , Towels, filter fabrics, cloths and linings, as industrially usable fabrics, as a substitute for gauze and gauze-like fabrics in general, and for a number of other uses.