DD143934A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vliesstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen unter Verwendung von Fasern oder Elementarfäden, die durch Strahlen strömungsfähiger Medien, verdichtet und verfestigt werden. Das Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Vliesstoffen aus Primärbzw. Elementarfadenviiesen unter Vermeidung der den bekannten Herstellungsverfahren anhaftenden Mängel. Erfindungsgemäß werden die Primär- bzw. Elementarfadenvliese unmittelbar nach ihrer Bildung kontinuierlich mittels aus Düsen austretender gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien, vorzugsweise von Wasser, Wasserdampf, Gasen oder Aerosolen in einen Stauchbereich weitertransportiert und in diesem Stauchbereich durch die Prailkraft der strömungsfähigen Medien in Längsrichtung in Schlaufen gestaucht und verdichtet. Dabei werden die Fasern bzw. Elementarfäden unter Ausbildung einer dreidimensionalen Orientierung gleichzeitig gestaucht, verschlungen, verdichtet und zu einem Vliesstoff verfestigt. Beim Weitertransport wird der so verfestigte Vliesstoff mittels gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien aus weiteren Düsen im Querschnitt zunehmend verdichtet und verfestigt. Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, die unmittelbar anschließend an die Vliesbildner angeordnet ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Verdichtungs- und Verfestigungskanai mit darin befindlichen Düsenbalken und Ableitorganen für die strömungsfähigen Medien sowie Transportwaizen für den verfestigten Vliesstoff.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen

Anwendunftagebiet³. der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen, die insbesondere für Hygiene- und medizinische Erzeugnisse, für Deko- und Oberbekleidungsstoffe, für technische Erzeugnisse, für Kacht-, Tisch- und Bettwäsche u· a. einzusetzen sind, unter Verwendung, von aus Fasern oder Elementarfäden gebildeten Vliesen, die durch Strahlen strcJmungefähiger Medien verdichtet und verfestigt werden.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung von Vliesstoffen ist es bekannt, aus Pasern oder auch aus Elementarfäden gebildete Vliese einzusetzen und diese mechanisch oder adhäsiv zu verfestigen,,

Die Herstellung von Faservliesen, nachfolgend als Pritaärvliese bezeichnet, erfolgt bekanntlich entweder nach mechanischen, aerodynamischen oder hydrodynamischen Verfahren,

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Die Herstellung von Vliesstoffen unter Verwendung von orientierten Pricaärvliesen, die auf mechanischem Wege von Vliesbildnern, wie z. B. Krempeln, Karden u. dgl., erzeugt werden, geht in der überwiegenden Anzahl der Fälle von einer Doublierung der so hergestellten Primärvliese aus.

Die Primärvliese kommen dabei von einem oder mehreren Vliesbildnern und werden in Schichten übereinandergelegt, bis die erforderliche Masse je Flächeneinheit erreicht ist. Das Aufeinanderlegen der Priaärvliese führt zu einer deutlichen Abgrenzung der einzelnen Lagen, die miteinander nur geringe Verbindungen aufweisen. Bei Beanspruchung der fertigen, mit solchen Priniärvliesen erzeugten Vliesstoffe werden die Pasern der oberen Schichten relativ leicht herausgezogen. Nicht ausreichende Gebrauchseigenschaften sind die Folge.

Bei den aerodynamischen oder hydrodynamischen Vliesbildungssystemen werden die Fasern in der Ebene mehr oder weniger wirr auf ein Siebband bzw. eine Siebtrommel abgelegt. Derartige Wirrvliese erreichen nicht die Qualität von orientierten Vliesen bezüglich der Flächenmassegleichmäßigkeit.

2 Bei Flächenmassen über 50 g/m weisen nach diesen Prinzipien gebildete Vliese einen sogenannten Dachschindeleffekt auf. Dieser Effekt wirkt sich nachhaltig negativ auf die Gleichmäßigkeit und die übrigen Qualitätskriterien von Vlies und Vliesstoffen aus.

Bekannte Verfahren zur Verfestigung der Primärvliese zu Vliesstoffen sind das Vernadeln, das Übernähen, das Verwirbeln von Faserstoffen mittels Y/ass erstrahl en (Spun-laced-Verfahren) und das Verkleben von Fasern bzw. Fäden durch Anwendung von Bindemitteln oder thermoplastischen Fasern bzw« Fäden. Die Verfestigung von Vliesen durch Vernadeln und Übernähen ist für die Herstellung leichter Vliesstoffe nicht anwendbar. Die durch die Doublierung und den Vliestransport verursachten Flächenmas seschwankungen können bei den nachfolgenden Bearbeitungsprozessen nicht ausgeglichen werden. Die Fachteile dar genannten Klebsverfahren liegen in einer Verhärtung und Versteifung der so hergestellten Vliesstoffe.

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Diese Nachteile werden besonders dann spürbar, wenn Erzeugnisse mit textlien Eigenschaften, wie große Weichheit, Geschmeidigkeit und Griff oder eine geringe Dehnung und eine gute Oberflächenbeständigkeit gefordert werden.

Auch bei der Verwirbelung durch Yv'asserstrahlen treten erhebliche Flächenmasseschwankungen auf, die ebenfalls bei den nachfolgenden BearbeitungsproKessen nicht ausgeglichen werden können.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Vliesstoffe aus Primär· bzw. Elementarfadenvliesen, die durch strömungsfähige Medien verfestigt warden, unter Vermeidung der den bisher bekannten Lösungen anhaftenden Mangel herzustellen. Die Vliesstoffe sollen eine hohe Gleichmäßigkeit der Flächenmasse sowie gute textile Eigenschaften, wie Weichheit, Geschmeidigkeit, gute Oberflächenbeständigkeit u. dgl., aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf kontinuierlichem V/eg einen Vliesstoff aus Primär- bzw. Elementarfadenvliesen bei gleichzeitiger Verfestigung derselben ohne Bindemittel durch ein strömungsfähiges Medium herzustellen. Dabei sollen durch Orientierung der Fasern bzw» Elementarfäden im Vliesstoff in allen drei Raumrichtungen ausgeprägte textile Eigenschaften und eine gebrauchsstabile Oberfläche erreicht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgesiäß dadurch gelöst, daß die leichten Primär- oder Elecientarfadenvliese unmittelbar nach ihrer Bildung auf bekannten Vliesbildnern kontinuierlich mittels aus Düsen austretender, gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien, vor2sugsv?eise von Wasser, Wasserdampf, Gasen oder Aerosolen, in einen Stauchbereich weitertransportiert und in diesem Stauchbereich durch die Prallkraft der ströniungsfähigen Medien in Längsrichtung in Schlaufen gestaucht und verdichtet werden. Dabei werden die. Fasern oder Eleven-

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tarfäden unter Ausbildung einer dreidimensionalen Orientierung gestaucht, dabei gleichzeitig verschlungen, verdichtet und zu einem Vliesstoff verfestigt. Beim Weitertransport wird der so verfestigte Vliesstoff mittels gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien aus weiteren Düsen im Querschnitt zunehmend verdichtet und verfestigt. Den strömungsfähigen Medien können dabei Zusatzstoffe, wie Bindemittel, Farbstoffe, Netzmittel, Textilhilfsmittel, Füllstoffe od. dgl., zugesetzt werden.

Auch können die Primär- oder Elementarfadenvliese schrumpffähige und/oder thermoplastische Faser- bzw. Fadenmaterialien enthalten, deren Schrumpf bzw. Thermoplastizität bei der Verdichtung und Verfestigung der Vliese oder später herbeigeführt werden kann.

Entsprechend der Oberflächengestaltung der den Düsen gegenüberliegenden Aufprallflächen erhalten die Primär- oder Elementarfadenvliese bei der Verdichtung und Verfestigung durch die mit hohem Druck und großer Geschwindigkeit auftreffenden Strahlen der ströraungsfähigen Medien eine plastische Musterung. ' ,

Außerdem können die Primär- oder Elementarfadenvliese mit zusätzlich zugeführten Materialien, wie Geweben, Gewirken, Fäden, Folien, Schaumstoff-Folien od. dgl., verbunden werden·

Eine farbliche und/oder materialmäßig bedingte Musterung kann dadurch erreicht v/erden, daß die Primär- bzw. Elementarfadenvliese und/oder die zusätzlich zugeführten Materialien quer zur Arbeitsrichtung, d. h. parallel zur Ebene der Primär- bzw. Elementarfadenvliese, oszillieren.

Bei dem erfindungs gemäß en Verfahren können Fasern und Faden aus natürlichen, synthetischen, mineralischen oder regenerativen Faserstoffen bzw. schrumpffähige und/oder thermoplastische Materialien eingesetzt werden. Die von den Vliesbildnern erzeugten Primär- bzw. Elementarfadenvliese, in

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denen die Pasern bsw· Fäden vorzugsweise eine Orientierung in einer Richtung bzw. einer Ebene auf weisen, werden unmit^ telbar dem Verdichtungs- und Verfestigungsprozeß zugeführt. Die Strahlen der strötnungsfähigen Medien wirken unter hohem Druok auf die Primär- bzw. Elementarfadenvliese ein, Die strömungsfähigen Medien strömen aus Düsen, die in Düsenbalken angeordnet sind und einen Durchmesser von 0,04 bis 0,5 mm haben. Der Druck, unter dem das ströaungsfähige Medium unmittelbar vor Austritt aus den Düsen steht, beträgt mindestens 15 kp/cm . Die strömungsfähigen Medien können von einer Seite bzw. auch von zwei oder drei Seiten einwirken zwecks einer dreidimensionalen Faser-/Faden-Ablage und einer allseitigen Versohlingung der Fasern/Fäden untereinander. Die Düsen können stetig bzw. pulsierend bzw. wechselseitig mit einheitlichen oder unterschiedlichen strömungsfähigen Medien betrieben werden. Ein wechselseitiger Betrieb wirkt sich vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffes aus.

Nach dem Verdichten und Verfestigen wird der Vliesstoff im Bedarfsfall entwässert und getrocknet sowie in-Spezialfallen thermisch behandelt. Der erhaltene Vliesstoff ist in dieser Form oder nach weiteren Be- oder Verarbeitungsgängen verwendbar.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die aus einem Verdichtungs- und Verfestigungskanal, der unmittelbar nach dem Vliesbildner angeordnet und aus Leitblechen gebildet ist, und aus in diesem Kanal angeordneten Düsenbalken, Ableitorganen für das strömungsfähige Medium sowie Transportorganen für die zu verfestigenden Primär- bzw. Elementarfadenvliese besteht. Die Düsenbalken sind so angeordnet, daß die Strahlen der ströEaungsfäliigen Medien in verschiedenen Winkeln sowohl in Arbeitsrichtung als auch quer zur Arbeitsrichtung auftreffen.

Die Spaltweite dos Kanals ist durch die Einstellung der Transportorgane sueinander regulierbar. Die Ableitorgane für das ströEUingsfähige Medium sind entweder Siebtrommeln oder Siebbänder.'Die Siebtrommeln sind von innen, bis auf

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ein Segment, das jeweils auf den gegenüberliegenden Düsenbalken ausgerichtet ist, abgedeckt,» so daß ein in den Siebtrommeln ausgebildetes Vakuum zur Abführung des ströaungsfähigen. Mediums nur in diesen offenen Segmenten zur Wirkung kommt.

Zur Musterung des herzustellenden Vliesstoffes können die Ableitorgane und/oder die Kanalwände eine topographische Oberflächengestaltung besitzen. Diese wird durch lokale Wölbungen auf der Oberfläche oder durch eine rasterfö'rmig unterlegte Bespannung der Trommeln mit einem Siebgewebe erzeugt. Das Verhältnis zwischen offenen und geschlossenen Flächenanteilen beträgt 1 : 15 bis 10 : 1. "

Am Ende des Verdichtungs- und Verfestigungskanals ist ein Abzugswalzenpaar angeordnet, das beim Einsatz flüssiger strömungsfähiger Medien gegen ein Abquetschwerk ausgetauscht oder ergänzt werden kann.

Bei konstanter Zuführung des Primär- bzw. Elementarfadenvlieses kann durch Steigerung der Abzugsgeschwindigkeit und der Spaltweite des Kanals die Masse je Flächeneinheit im Bereich von 10 - 1000 g/m und die spezif: den Vliesstoffes variiert werden.

von 10 - 1000 g/m und die spezifische Dichte des herzustellen-

Ausführungsbeispiel

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung soll nachfolgend in Form eines Ausführungsbeiepieles anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.

Dabei zeigen

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Verdichtungs- und Verfestigungskanal in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 die als Siebband ausgebildete Absaugwalze,

Fig. 3 das Einlaufteil des Verdichtungs- und Verfestigungskanals für den Einlauf zweier Vliese und

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Pig. 4 das Einlaufteil des Verdichtungs- und Verfestigungskanals mit einer Leiteinrichtung zum Einführen von Zusatztaaterialien.

Gemäß Fig. 1 schließt sich unmittelbar an den Vliesbildner der Verdichtungs- und Verfestigungskanal 1 mit dem Einlaufteil 2 an. Das Primär- bzw. Elementarfadenvlies 3 wird kontinuierlich nach seiner Bildung auf dem Vliesbildner in den Einlaufteil 2 eingeführt. Der Transport des Primär- bzw. EIementarfadenvlieses 3 erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Wasser,.das in feinsten Strahlen unter einem Druck von ca. 45 kp/cßT aus den Düsenbaiken 4,4' austritt. Diese Wasserstrahlen befördern das Primär- bzw, Elementarfadenvlies 3 in den Staüchbereich 5. Mittels der Wasserstrahlen aus dem Düsenbalken 6 wird das Primär- bzw. Elementarfsdenvlies 3 gestaucht, gleichzeitig werden die Fasern des Prisiärvlieses bzw. die Fäden des Slementarfadenvlieses in sich und mit den vorher gelieferten Lagen verschlungen, dabei zum Vliesstoff verdichtet und verfestigt. In Bearbeitungsrichtung folgt die weitere Verdichtung und Verfestigung mittels lasserstrahlen aus den Düsenbalken 7,7', die über die Siebtrommeln 8,8' abgeleitet v/erden, zum Vliesstoff 12. Die iEransportwalzen 9,9* dienen der Vliesstoffabnähme von den Siebtrommeln 8,8' .

Die Düsenbalken 7,7* und die Siebtrommeln 8,8' sind wechselseitig im Verdichtungs- und Verfestigungskanal 1 angeordnet. In Abhängigkeit von der Art des Faserstoffs, der Flächenmasse und der spezifischen Dicht® des herzustellenden Vliesstoffs sowie der zu erreichenden Vliesstoffqualität können weitere Düsenbalken und Siebtrommeln angeordnet sein. Die Siebtrommeln 8,8' sind von innen, Ms auf die Segmente 10,10', die den DüsenbaIkeii 7,7' gegenüberliegen, abgedeckt, so daß das in den Siebtrommeln 8,8· gebildete Vakuum zur Abführung des strömungsfähigen Mediums nur in den Segmenten 10,10' zur Wirkung koEUat, Am Ende des Verdichtungs- und Verf83tigungskanals 1 ist ein Abzugswalzenpaar 11,11* angeordnet. Das Abzugswalzenpaar 11,11' ist gleichzeitig als Abquetschwerk ausgebildet.

Fig. 2 seigt die.Anordnung von zwei Transportwalzen 13*13' Kit einem darüber laufenden Siebband 14, die anstelle der

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in Fig. 1 dargestellten Siebtrommeln 8 oder 8¹ jeweils eingesetzt werden können.

Wie aus Pig. 3 zu erkennen ist, können dem Verdichtungs- und Verfestigungskanal 15 im Gegensatz zur Darstellung in der Pig. 1 getrennt zwei Primär- bzw. Elementarfadenvliese 16,16* zugeführt werden. Anstelle der Primär- bzw. Elementarfadenvliese 16,16· kann auch nur ein Primär- bzw. Elementarfadenvlies und ein andersartiges leichtes Flächengebilde, wie z, B. eine Gaze, ein leichtes Gewebe, Gewirke oder eine Folie bzw. Schaumstoffbahn, oder es können zwei farblich oder materialmäßig unterschiedliche Primär- bzw. Elementarfadenvliese in den Verdichtungs- und Verfestigungskanal 15 eingeführt werden. Zwecks Erhöhung des Verdichtungs- und Verfestigungseffektes ist zusätzlich zu den Düsenbalken 17,17' der mittlere Düsenbalken 18 angeordnet. Die aus dem mittleren Düsenbalken 18 austretenden Wasserstrahlen bewirken durch ihr senkrechtes Auftreffen auf die Primär- bzw. Elementarfadenvliese 16,16* eine effektive Komprimierung derselben und eine Vereinigung der zugeführten Materialien, indem sie zu einer hohen Verschlingung der Fasern bzw. Fäden in allen drei Dimensionen führen.

Gemäß Fig. 4 werden dem Verdichtungs- und Verfestigungskanal 19 gleichzeitig zwei Primär- bzw. Eleiaentarfadenvliese 22,22* und Zusatsnäterialien 20 in Form von Flächengebilden,- Kabeln, Fäden, Schäumst off-Folien u. dgl. über das Transportwalzenpaar 21,21' zugeführt. Im Verdichtungs- und Verfestigungskanal 19 erfolgt eine Integration der Zusatzmaterialien 20 in die Primär- bzw. Elementarfadenvliese 22,22*.

Claims (12)

-*- £0 8 0 80 Pat entanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen, bei dem leichte Primär- oder Elementarfadenvliese durch Strahlen strömungsfähiger Medien verdichtet und verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die leichten Primär- bzw, Elementarfadenvliese unmittelbar nach ihrer Bildung kontinuier-

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lieh mittels aus Düsen austretender gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien, vorzugsweise von Wasser, Y/asserdatnpf, Gasen oder Aerosolen in einem S taucht) er eich weitertransportiert und in diesem Stauchbereich durch die Prallkraft der strömungsfähigen Medien in Schlaufen unter Ausbildung einer dreidimensionalen Paser- bzw. Fadenorientierung gestaucht, dabei gleichzeitig verschlungen, verdichtet und zu einem Vliesstoff verfestigt werden und beim Weitertransport der so verfestigte Vliesstoff mittels gebündelter Strahlen strömungsfähiger Medien aus v/eiteren Düsen im Querschnitt zunehmend verdichtet und verfestigt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß den strömungsfähigen Medien Zusatzstoffe, wie Bindemittel, Farbstoffe, Netzmittel, Textilhilfsmittel, Füllstoffe od. dgl,, zugesetzt werden,

3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- oder Elementarfadenvliese farblich unterschiedliche, schrumpffähige und/oder heißsiegelfähige thermoplastische Paser- bzw. Fadenmaterialien enthalten und diese Materialien bei der Verdichtung und Verfestigung der Vliese, durch Einwirkung heißer strö'mungsfähiger Medien schrumpfen oder thermoplastisch bzw. klebfähig werden.

4· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- oder Elementarfadenvliese bei der Verdichtung und Verfestigung durch die mit hoher Kraft und großer Geschwindigkeit auftreffenden Strahlen der strömungsfähigen Medien entsprechend der Oberflächengestaltung der den Düsen gegenüberliegenden Aufprallflächen eine plastische Musterung erfahren.

5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- oder Elementarfadenvliese bei der Verdichtung mit

6. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- bzw. Ilementarfadenvliese und/oder die zusätzlich sugeführten Materialien quer zur Arbeitsrichtuag, d, h. parallel zur Ebene der Priniär- bzw. Elementarfadenvliese, oszillieren.

7. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse und das Volumen des Vliesstoffes durch die Einstellung der Spaltweite und die Abzugsgeschwindigkeit reguliert werden. .

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar anschließend an den Vliesbildner ein Verdichtungs- und Verfestigungskanal (1, 15» 19) mit in diesem Kanal befindlichen Düsen, die in Düsenbalken (4,4'; 6; 7,7' ϊ 17,17'; 18) angeordnet sind, und Ableitorganen für die strömungsfähigen Medien sowie Transportwalzen (9,9') für den verfestigten Vliesstoff (12) angeordnet ist.

9· Vorrichtung nach Punkt t, dadurch gekennzeichnet, daß dia Düsenbalken so angeordnet sind, daß die Strahlen der strömungsfähigen Medien in verschiedenen Winkeln sowohl in Ar-. beitsrichtung als auch senkrecht zur Vliesebene auftreffen.

10. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite des Verdichtungs- und VerfestigungskanaIs (1, 15» 19) einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitorgane für die strömungsfähigen Medien Siebtrommeln (8,8·) oder SiebbSnder (14) sind.

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zusätzlich zugeführten Materialien, wie Fäden oder Flächengebilden, verbunden werden.

12. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsorgane für das strömungsfähige Medium und/oder die Kanalwände eine topographische Oberflächengestaltung besitzen.

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