Verfahren und Vorrichtung zum Perforieren eines Vliesstoffes Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum rein mechanischen Perforieren eines Vlies- stoffes, bei welchem an den gewünschten Perforations stellen sich von der Basis zur Spitze konisch verjüngende nadelartige Gebilde, deren Querschnitt die gewünschte Perforationsform aufweist, von einer Seite her durch den Vliesstoff hindurch eingestochen werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bekannte Verfahren dieser Art ergeben keine ein wandfreie Perforation des Vliesstoffes, da insbesondere bei dichteren Vliesen die Gefahr besteht, dass die nadel artigen Gebilde den Vliesstoff nicht durchstossen son dern lediglich deformieren; der Vliesstoff würde dann an den gewünschten Eindringstellen der nadelartigen Ge bilde nicht perforiert sondern lediglich mit Erhebungen bzw. Vertiefungen versehen.
Aber auch wenn der Vlies- stoff durchstossen wird, kann es vorkommen, dass die nadelartigen Gebilde Faserteile lediglich so auf der ent gegengesetzten Seite des Vliesstoffes herausdrücken, dass diese Faserteile in die erzeugten Perforationen zurück kehren und diese teilweise wieder schliessen oder dass sie rings um die Perforationen aufragen bleiben, wenn sich die Gebilde wieder aus dem Vliesstoff herausbe wegen.
Es hat nicht an andern Vorschlägen gefehlt, Vlies- stoffe auf rein mechanischem Wege zu perforieren. So ist es beispielsweise bekannt, Vliesstoffe mit starken Druckluftstrahlen zu behandeln und auf diese Weise Perforationen im Vliesstoff zu erzielen. Der Vliesstoff wird zu diesem Zwecke zwischen einer Lochtrommel und einem luftundurchlässigen Band oder einer luftun durchlässigen Trommel hindurchgeführt, wobei die Luft strahlen durch die Löcher der Lochtrommel gepresst und an der luftundurchlässigen Unterlage zurückgewor fen werden und dadurch eine Perforation des Vlieses bewirken.
Einrichtungen zur Durchführung dieser bekannten Verfahren arbeiten mit hochkomprimierten Medien, wo bei an den bewegten Teilen, durch welche die Medien ausgepresst werden, Dichtungsprobleme auftreten. Es wurde nun gefunden, dass sich Vliesstoffe auf rein me chanischem Wege nach dem zuerst erwähnten Verfahren einwandfrei perforieren lassen, wenn gemäss der vorlie genden Erfindung den nadelartigen Gebilden von der entgegengesetzten Seite des Vliesstoffes her entlang ihrer Oberfläche ein trockener Gasstrom von Raumtempera tur entgegengeblasen wird.
Das Einblasen von kompri miertem Gas spielt hierbei für das Durchstossen des Vliesstoffes nur eine untergeordnete Rolle, so dass auch die erwähnten Dichtungsprobleme nur in untergeordne tem und beherrschbarem Masse auftreten. Ausserdem gestattet das erfindungsgemässe Verfahren, die Vliesstof- fe mit höherer Arbeitsgeschwindigkeit als bisher üblich herzustellen.
Durch das Entgegenblasen des Gasstromes entlang der Oberfläche der nadelartigen Gebilde wird verhindert, dass diese Gebilde, die im folgenden als Nadeln bezeich net werden sollen, beim Eindringen Vliesfasern mitfüh ren und aus der Bahn des Vliesstoffes herausbrechen statt sie nach der Seite in den die entstehende Perfora tion umgebenden Bereich zu verdrängen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchfüh rung dieses Verfahrens weist zwei bewegliche Organe auf, deren jedes eine in einem Bereich ihrer Bewegungs bahn mit der entsprechenden Fläche des andern Organs gleichlaufende bewegliche Fläche aufweist, wobei auf der genannten Fläche des ersten Organs eine Vielzahl sich von der Basis zur Spitze konisch verjüngender na delartiger Vorsprünge gebildet sind, welche im genann ten Bereich in Durchlässe in der entsprechenden Fläche des zweiten Organs hineinragen, und ist dadurch ge kennzeichnet,
dass die Querschnitte der Durchlässe grös- ser sind als die Querschnitte der nadelartigen Vorsprün ge und dass hinter der die Durchlässe aufweisenden Wand des zweiten Organs eine Vorrichtung zum Ein blasen eines Gasstroms in die Ringspalte zwischen den nadelartigen Vorsprüngen und den Begrenzungen der Durchlässe angeordnet ist.
Da bei dieser Vorrichtung mit relativ niedrigen Drük- ken gearbeitet werden kann, treten bei dieser Vorrich tung keine Dichtungsprobleme auf. In der Zeichnung sollen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden, ohne dass die Erfindung jedoch hierauf beschränkt sein soll.
In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung wo bei einfachheitshalber nur die Verhältnisse einer Nadel, welcher durch das Vlies gedrungen ist, gezeigt werden; Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsge- mässen Vorrichtung im Schnitt und Fig. 3a, b und c ver schiedene Nadelformen.
Fig. 1 zeigt eine Walze mit einer Nadel 2, unterhalb welcher ein Lochband 3 mit einem dargestellten Durch- lass 4 angeordnet ist. Zwischen Walze 1 und Lochband 3 läuft ein Vliesstoff 5. Unterhalb des Lochbandes 3 ist eine Düse 6 mit Luftzufuhrleitung 7 angeordnet. Bei Ein blasen von Luft durch die Luftzufuhrleitung 7 bewegt sich die Luft, wie durch die Pfeile 8 angedeutet, durch den Zwischenraum zwischen der Nadel 2 und der Wand des Durchlasses 4 aufwärts und bläst eventuell von der Nadel 2 mitgenommene Vliesfasern aus dem Ringspalt 9 wieder heraus. Es wird somit durch die Nadel 2 eine saubere Perforation des Vliesstoffes 5 erzielt.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer wei teren Ausbildungsform der erfindungsgemässen Vorrich tung gezeigt. Auch hier ist eine Walze 1 mit Nadeln 2 gezeigt, wobei jedoch in diesem Fall die Nadeln 2 in Durchlässe 4 einer Lochwalze 3a eingreifen.
Der Vlies- stoff 5 wird über Transportbänder 10 der Perforierein richtung zu- bzw. wieder von dieser weggeführt. Im In neren der Lochwalze 3a ist eine teilweise Abdeckung 11 vorgesehen, welche bewirkt, dass die über die Leitung 7a zugeführte Luft aus dem Inneren der Walze nur über diejenigen Durchlässe 4 entweichen kann, welche gerade mit einer Nadel 2 im Eingriff stehen.
Die Nadeln 2 selbst können praktisch jede beliebige Querschnittsform aufweisen, vorausgesetzt, dass sie sich von der Basis gegen die Spitze konisch verjüngen. Bei spielsweise Ausführungsformen sind in den Fig. 3a, b und c gezeigt.
Die Länge der Nadeln ist zweckmässig so bemessen, dass sie etwa das 1- bis 2fache der Dicke des behandel ten Vlieses beträgt. Das Verhältnis von Nadellänge zu grösstem Nadeldurchmesser beträgt zweckmässig 1:3.
Method and device for perforating a nonwoven fabric The present invention relates to a method for the purely mechanical perforation of a nonwoven fabric, in which at the desired perforations there are conically tapering needle-like structures, the cross section of which has the desired perforation shape, from the base to the tip, pierced through the nonwoven fabric from one side. The invention also relates to a device for performing this method.
Known methods of this type do not result in a flawless perforation of the nonwoven fabric, since there is a risk, especially with denser nonwovens, that the needle-like structures will not pierce the nonwoven fabric but only deform; the nonwoven fabric would then not be perforated at the desired points of penetration of the needle-like structures, but merely provided with elevations or depressions.
But even if the nonwoven is pierced, it can happen that the needle-like structures only push out fiber parts on the opposite side of the nonwoven in such a way that these fiber parts return to the perforations created and partially close them again or that they surround the Perforations remain protruding when the structure is pulled out of the nonwoven again.
There has been no lack of other proposals to perforate nonwovens in a purely mechanical way. For example, it is known to treat nonwovens with strong jets of compressed air and in this way to achieve perforations in the nonwoven. For this purpose, the nonwoven is passed between a perforated drum and an air-impermeable belt or an air-impermeable drum, the air being pressed through the holes of the perforated drum and thrown back on the air-impermeable base, thereby perforating the nonwoven.
Devices for carrying out these known methods work with highly compressed media, where sealing problems occur on the moving parts through which the media are pressed out. It has now been found that nonwovens can be perfectly perforated purely mechanically according to the first-mentioned method if, according to the present invention, a dry gas stream at room temperature is blown against the needle-like structures from the opposite side of the nonwoven along their surface.
The blowing in of compressed gas only plays a subordinate role in piercing the nonwoven fabric, so that the sealing problems mentioned only occur to a subordinate and manageable extent. In addition, the method according to the invention allows the nonwovens to be produced at a higher operating speed than has been customary up to now.
By counter-blowing the gas flow along the surface of the needle-like structure, it is prevented that these structures, which are to be referred to as needles in the following, entrain nonwoven fibers when they penetrate and break out of the web of the nonwoven instead of laterally into the perforation tion of the surrounding area.
The device according to the invention for implementing this method has two movable organs, each of which has a movable surface that runs concurrently with the corresponding surface of the other organ in a region of its movement path, with a plurality extending from the base to the said surface of the first organ Pointed conically tapering needle-like projections are formed which protrude in the named area into passages in the corresponding surface of the second organ, and is characterized by
that the cross-sections of the passages are larger than the cross-sections of the needle-like projections and that a device for blowing a gas flow into the annular gaps between the needle-like projections and the boundaries of the passages is arranged behind the wall of the second organ that has the passages.
Since relatively low pressures can be used with this device, there are no sealing problems with this device. Some embodiments of the present invention are intended to be explained in the drawing, but without the invention being restricted thereto.
In the drawing, FIG. 1 denotes a schematic representation of a device according to the invention where, for the sake of simplicity, only the relationships of a needle that has penetrated through the fleece are shown; 2 shows a schematic representation of the device according to the invention in section, and FIGS. 3a, b and c show different needle shapes.
1 shows a roller with a needle 2, below which a perforated belt 3 with an illustrated passage 4 is arranged. A nonwoven fabric 5 runs between the roller 1 and the perforated belt 3. A nozzle 6 with an air supply line 7 is arranged below the perforated belt 3. When air is blown through the air supply line 7, the air moves, as indicated by the arrows 8, up through the space between the needle 2 and the wall of the passage 4 and blows any fleece fibers carried along by the needle 2 out of the annular gap 9 again . A clean perforation of the nonwoven fabric 5 is thus achieved by the needle 2.
In Fig. 2 is a schematic representation of a white direct embodiment of the inventive Vorrich device is shown. Here too, a roller 1 with needles 2 is shown, but in this case the needles 2 engage in passages 4 of a perforated roller 3a.
The nonwoven fabric 5 is fed to and from the perforating device via conveyor belts 10. A partial cover 11 is provided in the interior of the perforated roller 3a, which has the effect that the air supplied via the line 7a can only escape from the interior of the roller via those passages 4 which are currently in engagement with a needle 2.
The needles 2 themselves can have virtually any cross-sectional shape, provided that they taper conically from the base towards the tip. In example embodiments are shown in Figs. 3a, b and c.
The length of the needles is expediently dimensioned so that it is about 1 to 2 times the thickness of the treated fleece. The ratio of needle length to largest needle diameter is expediently 1: 3.