DE102008033253A1

DE102008033253A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Vliesstoffe

Info

Publication number: DE102008033253A1
Application number: DE200810033253
Authority: DE
Inventors: Ullrich Dr. Münstermann
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Vliesstoffe, bei welchem das Vlies, auf einer Struktur gebenden Fläche aufliegend, einer Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Medium ausgesetzt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das zu strukturierende Vlies während der Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Medium um den Umfang einer Trommel geführt wird, wobei die Oberfläche der Trommel (4) eine ein Fischgrätenmuster (R, E) ergebende Oberflächenstrukturierung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Vliesstoffe gemäß dem Oberbegriff des Verfahrens- bzw. des Vorrichtungsanspruches.
Aus der DE 10 2005 055 939 B3 ist eine Vorrichtung zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels einem unter Druck stehenden Medium bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Düsenbalken (Wasserbalken), der an seiner Unterseite einen Düsenstreifen mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen für ein unter Druck stehendes Medium, insbesondere Wasser aufweist. Der vorzugsweise in Form einer Bahn unter dem Düsenbalken transportierte Vliesstoff wird mit den Druckwasserstrahlen beaufschlagt. Bei einem Vlies kann bei so eine Verfestigung bzw. eine Strukturierung erzeugt werden.
Fasern und/oder Filamente aufweisende Vliesstoffe werden zur Verbesserung der Optik, der Haptik bzw. des Gebrauchszweckes mit einer Strukturierung versehen. Bekannt ist eine Strukturierung, welche aus einer Schar parallel zueinander verlaufender Linien besteht, wobei diese Linienschar insgesamt einen Streifen ergibt. Parallel zu diesem Streifen verläuft ein weiterer Streifen mit Linien, wobei die Linien in diesem Streifen in einem Winkel zu den Linien des benachbarten Streifens verlaufen. Meist weist eine Vliesstoffbahn eine Vielzahl solcher Streifen mit in einem Winkel zueinander verlaufenden Linien auf. Ein derartiges Muster wird zumeist als Fischgrätenmuster, Grätenstich oder Hexenstich (engl. Herringbone) bezeichnet.
Derartig strukturierte Vliese werden mittels einer Wasserstrahlvernadelung auf einem diese Struktur ergebenden Sieb hergestellt. Das Sieb ist entsprechend gewebt und prägt während der Wasserstrahlvernadelung das Vlies.
Bekannt ist ferner die Strukturierung von Vliesstoffen mittels Strukturtrommeln und einer Beaufschlagung mit Druckwasserstrahlen. Die hierbei zu verwendenden Strukturtrommeln bestehen aus einer Trommelschale mit der auf das Vlies zu übertragenden Oberflächenstruktur. Die Trommelschale (Strukturschale) wird auf eine Siebtrommel mit einer Absaugeinrichtung aufgezogen. Die Trommelschale weist über ihren Außenumfang verteilt eine Vielzahl von Entwässerungsöffnungen auf, wobei die Entwässerungsöffnungen meist in Form eines regelmäßigen Gitters über die Fläche verteilt sind. Ein Beispiel für eine Strukturtrommel aus Metall zeigt die EP 0 215 684 B1 . Ein Beispiel für eine Strukturtrommel aus einem Kunststoffmaterial nebst einem Herstellungsverfahren für eine Trommelstruktur zeigt die US 5 585 017 .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches insbesondere mit Blick auf die Herstellbarkeit sowie die optischen und/oder haptischen Eigenschaften des entsprechend erzeugten Stoffes zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das zu strukturierende Vlies während der Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Medium um den Umfang einer Trommel geführt wird, wobei die Trommeloberfläche bzw. die Oberfläche einer auf der Trommel sitzenden Trommelschale eine ein Fischgrätenmuster ergebende Oberflächenstrukturierung aufweist. Die Trommel weist dazu eine Schar von kreuz und quer zueinander angeordneten, in Streifen um den Umfang der Trommel umlaufender, dreidimensional im Material der Trommel bzw. der Trommelschale geformter Rillen (Rippen) auf, welche das Vlies nach Art eines Fischgrätenmusters zeichnen. Zum Abfördern des Wassers, mit dem die Beaufschlagung des Vlieses erfolgt, sind über die Oberfläche der Trommel bzw. der Trommelschale Entwässerungsöffnungen verteilt angeordnet. Die Entwässerungsöffnungen sind bevorzugt in Form eines gleichmäßigen Gitters, in sonstig geometrisch geordneter Struktur oder zufällig über die Oberfläche der Trommeloberfläche verteilt.
Eine derartige Trommelschale kann bevorzugt als eine Metallhülse gestaltet sein, in dessen Außenoberfläche die das Fischgrätenmuster ergebenden Rillen nebst den dazwischen liegenden Einsenkungen dreidimensional eingeformt sind. Vorzugsweise erfolgt dies mittels eines elektro-chemischen Bearbeitungsverfahren. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung kann die Trommelschale eine Hülse aus einem Kunststoffmaterial sein, dessen Außenoberfläche mittels eines Laserverfahrens entsprechend dreidimensional gestaltet wurde.
Die Höhendifferenz zwischen den Rippen und den Einsenkungen der dreidimensionalen Strukturierung beträgt bevorzugt 0.1–2 mm. Die Entwässerungsöffnungen liegen bevorzugt im Durchmesserbereich von 0.2–0.8 mm.
Eine weitere Gestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zwischen den Rippen liegenden Einsenkungen als entsprechende Ausschnitte, Öffnungen der Trommelschale gestaltet sind. Bei dieser Ausführung der Erfindung formen die Öffnungen das Vlies – durch diese Öffnungen erfolgt ferner der Flüssigkeitstransport.
Bevorzugt erfolgt die erfindungsgemäße Vliesherstellung mit unter Druck stehendem Wasser. Bei Herstellung eines Vlieses, welches thermoplastische Fasern und/oder Filamente aufweist bzw. dessen Fasern und/oder Filamente thermoplastische Anteile besitzen, kann eine Strukturierung auch mittels unter Druck stehendem heißen (vorzugsweise überhitztem) Dampf durchgeführt werden.
Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnungen.
Das zu strukturierende bahnförmige Vlies – die Bahn 1 – wird über ein umlaufendes Zuführband 2 einer Trommel 3 zugeführt, über deren Außenumfang eine das noch zu erläuternde Strukturmuster aufweisende Trommelschale 4 aufgezogen ist. Die Bewegungsrichtung der Bahn 1 sowie die Drehrichtung der Trommel 3 sind mit den Pfeilen gekennzeichnet.
Der Trommel 3 sind drei Düsenbalken 5 für eine Wasserstrahlvernadelung zugeordnet. Die Düsenbalken 5 weisen an ihrer der Trommel 3 zugewandten Unterseite jeweils eine Vielzahl von sich über die Breite der Bahn 1 erstreckenden Austrittsöffnungen für Wasserstrahlen 6 auf. Mit den aus den Austrittsöffnungen austretenden Wasserstrahlen 6 erfolgt die Beaufschlagung der Bahn 1, wodurch das Vlies der Bahn 1 entsprechend der Struktur der Trommelschale 4 gezeichnet wird. Einrichtungen zur Absaugung des Wassers im Inneren der Trommel 3 sind an sich bekannt und in der 1 nicht dargestellt.
2 zeigt als Ausschnitt eine Draufsicht auf die Oberfläche der Strukturschale 4. Diese weist in um den Außenumfang umlaufende – die Umlaufrichtung der Trommel 3 bzw. der Trommelschale 4 ist mit U gekennzeichnet – Streifenbereiche S auf. In jedem der Streifen S sind parallel zueinander verlaufende Rippen R mit dazwischen liegenden Einsenkungen E angeordnet. Die Orientierungsrichtung der Rippen R und der Einsenkungen E innerhalb eines Streifens verläuft in einem Winkel ungleich 90° zu der Umlaufrichtung U. Die Rippen R und die dazwischen liegenden Einsenkungen E benachbarter Streifen S sind in ihrer Orientierung spiegelbildlich zueinander angeordnet. So entsteht das Fischgrätenmuster.
Über die Oberfläche der Strukturschale 4 sind Entwässerungsöffnungen D verteilt angeordnet. Die Entwässerungsöffnungen D sind in Form eines regelmäßigen Gitters über die Trommelschalenoberfläche verteilt, wobei eine Gittergerade G in einem Winkel gegenüber der Richtung RF der Rippen R bzw. der Einsenkungen E angeordnet ist. Unter einer Gittergerade sei hier die Richtung einer Verbindungslinie insbesondere direkt benachbarter Entwässerungsöffnungen D verstanden. Durch diese Winkelung zwischen dem Gitter der Entwässerungsöffnungen und der Richtung der Rippen R bzw. der Einsenkungen E werden störende Musterungseffekte oder Ungleichmäßigkeiten auf dem Vlies, der Vliesstruktur vermieden.
In 3 ist der Schnitt A-A durch die Trommelschale 4 nach 2 dargestellt. Erkennbar sind die Entwässerungsöffnungen D auf Grund der Winkelung zwischen dem Gitter (Gittergerade G) der Entwässerungsöffnungen D und der Richtung RF der Rippen R bzw. der Einsenkungen E mal innerhalb der Rippen R als auch innerhalb der dazwischen liegenden Einsenkungen E angeordnet.

1: Bahn
2: Zuführband
3: Trommel
4: Trommelschale
5: Düsenbalken
6: Wasserstrahl
R: Rippe
E: Einsenkung
D: Entwässerungsöffnung
U: Umlaufrichtung Trommel 3
S: Streifen, Streifenbereich
G: Gittergerade (Entwässerungsöffnungen D)
RF: Richtung Rippe R, Einsenkung E

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005055939 B3 [0002]
- EP 0215684 B1 [0005]
- US 5585017 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung strukturierter Vliesstoffe, bei welchem das Vlies auf einer Struktur gebenden Fläche aufliegend einer Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Medium ausgesetzt wird, gekennzeichnet durch, dass das zu strukturierende Vlies während der Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Medium um den Umfang einer Trommel geführt wird, wobei die Oberfläche der Trommel eine ein Fischgrätenmuster ergebende Oberflächenstrukturierung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, die Strukturierung erfolgt mit einer auf die Trommel aufziehbaren Trommelschale, wobei die Trommelschale auf ihrer Außenoberfläche die Oberflächenstrukturierung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch, die Beaufschlagung erfolgt mit unter Druck stehendem Wasser.
Verfahren nach Anspruch 1 oder, gekennzeichnet durch, die Beaufschlagung erfolgt mit unter Druck stehendem heißem Dampf.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wenigstens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Struktur gebenden Fläche und einer Einrichtung zur Beaufschlagung eines auf der Fläche aufliegenden Vlies mit einem unter Druck stehenden Medium, gekennzeichnet durch, die Fläche ist die Oberfläche einer rotierenden Trommel (3), um welche das Vlies (1) während der Beaufschlagung förderbar ist, wobei die Oberfläche (4) eine ein Fischgrätenmuster ergebende Oberflächenstrukturierung (R, E) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch, die Oberflächenstrukturierung (R, E) befindet sich auf einer Trommelschale (4), welche auf eine Trommel (3) aufziehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch, die Strukturierung (R, E) ist als eine dreidimensionale Strukturierung mit erhabenen, als Rippen ausgebildeten Bereichen (R) und dazwischen tiefer liegenden Einsenkungen (E).
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch, der strukturierte Bereich der Trommel (3) bzw. der Trommelschale (4) weist Entwässerungsöffnungen (D) auf.
Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch, die Entwässerungsöffnungen (D) sind in Form eines regelmäßigen Gitters über die Oberfläche des strukturierten Bereiches (R, E) der Trommel (3) bzw. der Trommelschale (4) verteilt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch, die Entwässerungsöffnungen (D) sind unregelmäßig über die Oberfläche des strukturierten Bereiches (R, E) der Trommel (3) bzw. der Trommelschale (4) verteilt.