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Zu den thermischen Behandlungsverfahren einer textilen Warenbahn aus Vlies oder Vliesstoff gehört die Heißlufttrocknung oder Heißluftverfestigung in einem Durchströmtrockner, bei dem ein erhitztes Gas, beispielsweise Luft, die Warenbahn durchströmt und dabei trocknet oder verfestigt. Zur Trocknung oder Verfestigung von textilen Warenbahnen sind Trockner oder Thermobonder bekannt, bei denen in einem Gehäuse eine oder mehrere Trommeln angeordnet sind. Über eine Öffnung in der Trocknerkammer wird eine textile Warenbahn dem Trockner zugeführt, indem sie die Trommel zu einem Großteil des Umfanges umschlingt und dann um die nächste Trommel herumgeführt und/oder aus der Trocknerkammer wieder abgeführt wird. Während der Umschlingung der Trommel wird die Warenbahn behandelt, in dem entweder eingeblasene Heißluft die Warenbahn und die Trommel durchströmt und die Feuchtigkeit aus der Warenbahn aufnimmt, oder aufgrund der heißen Luft bzw. des heißen Gases eine thermische Verfestigung der Warenbahn eintritt, da deren thermoplastische Fasern, beispielsweise aus Polypropylen oder Fasern aus Bikomponenten als z.B. Kern-Manteltype aus PES-CoPES, miteinander zumindest teilweise verschmelzen, oder mit heißem Dampf eine Behandlung der Warenbahn erfolgt.
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Üblicherweise wird dabei ein glattes unstrukturiertes Vlies erzeugt, das beispielsweise als Topsheets für Slipeinlagen oder Windeln verwendet wird. Soll die Produktart gewechselt werden und das Vlies muss strukturiert werden, ist die Strukturschale auf der Trommel zu wechseln.
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Die Höhe der Strukturierung im Vlies hängt von der Dicke der Mantelfläche der Strukturschale ab.
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Die
EP 2689060 B1 offenbart einen Thermobonder mit einer Trommel, die Öffnungen zum Abführen der heißen Luft aufweist. Direkt auf die Trommel ist ein Siebgewebe aufgezogen, auf dem wiederum eine Strukturschale mit einer Vielzahl von Öffnungen aufliegt. Über die Strukturschale wird die dreidimensionale Oberfläche des Vlieses beim Thermobondieren erreicht. Das darunterliegende Siebgewebe soll die Oberfläche des Vlieses zur Trommel hin begrenzen. Dabei werden einzelne Fasern des Vlieses in die Öffnungen der Trommel gezogen, so dass die Unterseite des Vlieses keine scharfe Kontur aufweist, sondern eine Vielzahl von Fasern aus der Oberfläche des Vlieses hervorstehen. Die strukturierte Unterseite des Vlieses wird umso faseriger, je größer der Spalt zwischen der aufgezogenen Strukturschale und dem Siebgewebe der Trommel ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Vorrichtung zum thermischen Behandeln einer textilen Warenbahn.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zum thermischen Behandeln einer textilen Warenbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln einer bahnförmigen textilen Warenbahn mittels heißen Gasen, insbesondere zum Verfestigen eines Vlieses, das aus einer oder mehreren Lagen zumindest teilweise aus thermisch schmelzbaren Fasern und/oder Filamenten besteht, mit mindestens einer innerhalb eines mit Heißluft beaufschlagten Behandlungsraumes drehbar gelagerten Trommel mit einer perforierten gasdurchlässigen Mantelfläche, welche von der zu behandelnden Warenbahn zumindest teilweise umschlungen wird, einer der mindestens einen Trommel zugeordneten Absaugung, durch welche die mindestens eine Trommel unter Saugzug gesetzt wird, so dass die Heißluft aus dem Behandlungsraum durch die zu behandelnde Warenbahn strömt, wobei der Mantel der mindestens einen Trommel von einem Siebgewebe umschlossen ist, auf der eine Strukturschale aufliegt, die eine Vielzahl von Öffnungen zur Prägung der Warenbahn aufweist.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschale auf ihrer Unterseite ein Siebgewebe aufweist und beide (Strukturschale und Siebgewebe) mit einem Abstand zur Mantelfläche der mindestens einen Trommel angeordnet sind.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zwischen der Mantelfläche der mindestens einen Trommel und der Strukturschale mit dem Siebgewebe ein Spalt angeordnet ist, in dem sich die heiße Luft verteilt. Das Siebgewebe wird unmittelbar an der Unterseite der Strukturschale befestigt. Die Öffnungen der Strukturschale sind durch das anhaftende Siebgewebe in der Tiefe gleichmäßig begrenzt und es entstehen gleichmäßige klare Strukturen auf der Vliesunterseite. Aufgrund des Spaltes zwischen Trommelschale und Strukturschale vergleichmäßigen sich die Strömungsverhältnisse der heißen Luft. Die Unterseite des Vlieses bekommt dadurch eine kompaktere Oberfläche mit einer klareren Kontur.
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Wurde auf die Trommel die Strukturschale mit dem an ihrer Unterseite angeordneten Siebgewebe aufgezogen, kann das Siebgewebe, das nach dem Stand der Technik direkt auf der Trommel aufgespannt bzw. aufgezogen wurde, entfallen. Dieses wird dann nur noch benötigt, wenn flache unstrukturierte Vliese hergestellt werden sollen und die Strukturschale abgebaut wurde.
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Vorteilhafterweise sind zwischen der Trommel und dem Siebgewebe mit der Strukturschale mindestens ein Abstandshalter angeordnet. Über den Abstandshalter kann die Größe des Raumes zwischen dem Siebgewebe mit der Strukturschale und dem Trommelmantel bestimmt werden. Die Anordnung des Abstandshalters bestimmt die Strömungsrichtung der Luft, die zwischen Trommelmantel und Siebgewebe zirkuliert. Mit der Anzahl der Abstandshalter wird die Stabilität der Vorrichtung beeinflusst.
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Ein Abstandshalter, der sich parallel zu einer Längsachse der Trommel erstreckt, kann als längliche Leiste aufmontiert werden, ohne die Perforierung der Trommel zu verdecken.
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Ein Abstandshalter, der sich quer zu einer Längsachse der Trommel erstreckt, ermöglicht in einem Bereich eine Luftzirkulation um den Trommelmantel. Dabei kann der Abstandshalter vorzugsweise als aufsteckbarer Ring ausgebildet sein, der sich schnell montieren lässt.
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Die Ausbildung der Abstandshalter als Stütze ermöglicht eine vollständige Zirkulation der Luft um und längs des Trommelmantels.
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Vorzugsweise ist zwischen der Trommel und dem Siebgewebe ein Raum angeordnet, in dem die der Trommel zugeführte Luft zumindest teilweise zirkulieren kann. Dadurch werden die Fasern nicht in die Trommel gezogen. Die Unterseite des Vlieses wird glatter mit weniger vorstehenden Fasern.
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Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Trommel und dem Siebgewebe 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise 0,5 bis 20 mm. Der Abstand von 0,5 bis 20 mm ist ein guter Kompromiss im Hinblick auf die Luftströmung in dem Zwischenraum und der notwendigen Stabilität der Strukturschale, ohne dass mit zu viel Abstandshaltern gearbeitet werden muss.
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Vorzugsweise besteht das Siebgewebe aus einer Vielzahl von Kett- und Schussdrähten, wobei die meist weniger gekröpften Schussdrähte in Umfangsrichtung der Trommel angeordnet sind, um dem Siebgewebe eine höhere Stabilität zu geben.
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Dadurch, dass durch den Abstand der Drähte zueinander kleinere Öffnungen gebildet werden, als die Größe der Öffnungen der Strukturschale, bildet sich unter den Öffnungen der Strukturschale eine gasdurchlässige Auflagefläche für die Fasern, die sich hier abstützen. Die Strukturierung des Vlieses kann damit dreidimensional erfolgen.
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Vorteilhafterweise ist die Strukturschale einteilig oder mehrteilig ausgebildet. Die einteilige Strukturschale lässt sich über eine Stirnseite der Trommel auf diese aufschieben. Bei großen Trommeldurchmessern, beispielsweise über 1,5 m, kann die Strukturschale vorzugsweise mehrteilig ausgeführt sein, wobei einzelne flächige Abschnitte oder Segmente über den Umfang der Trommel zusammengefügt werden.
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Vorteilhafterweise ist das Siebgewebe mit der Unterseite der Strukturschale lösbar oder unlösbar befestigt. Insbesondere bei dünnen Siebgeweben mit Drähten kleiner Durchmesser und großen Öffnungen ist die Verbindung mit der Strukturschale vorteilhaft für die Stabilität des Siebgewebes. Dieses kann beispielsweise mittels Lötpunkten, Anheften oder Kleben an der Unterseite der Strukturschale verbunden sein. Die Verbindung des Siebgewebes an bzw. mit der Strukturschale ermöglicht eine hohe Stabilität des Siebgewebes und eine schnelle Montage. Auch bei einer mehrteiligen Strukturschale, beispielsweise für eine Trommel mit einem Durchmesser über 1,5 m, ist dies möglich und erleichtert die Montage auf der Trommel und die Stabilität des Siebgewebes.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung durch den Querschnitt eines Trockners oder Thermobonders;
- 2 eine Vorderansicht auf eine Trommel mit einer Strukturschale;
- 3 eine perspektivische Darstellung auf eine Trommel mit einer Strukturschale.
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Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 erläutert, die zur Verwendung beim thermischen Verfestigen einer Warenbahn aus synthetischen Fasern oder Filamenten und/oder natürlichen Fasern oder dergleichen vorgesehen ist. Gleiche Merkmale in der Zeichnung sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. An dieser Stelle versteht sich, dass die Zeichnung lediglich vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab dargestellt ist.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100, die einen mit Heißluft betriebenen Trockner oder Thermobonder in Omega-Bauweise nach dem Stand der Technik umfasst. Die notwendige Heißluft wird durch eine interne und/oder externe Heißluftquelle oder Heizung erzeugt. Die zu trocknende Warenbahn 1 läuft im Einlaufbereich 4 über eine Umlenktrommel 2 in den Trockner ein, umschlingt die luftdurchlässig gestaltete Trommel 5 im Uhrzeigersinn und läuft über eine weitere Umlenktrommel 3 aus dem Trockner wieder aus. Die Warenbahn 1 kann aus einem unverfestigten oder vorverfestigten Vlies aus einer oder mehreren Lagen, aus synthetischen Fasern oder Filamenten und/oder natürlichen Fasern oder dergleichen bestehen. Häufig ist die Warenbahn 1 ein von einer Krempel kommender Flor aus losen Stapelfasern. Der Flor wird auf einem Förderband von der Krempel zu der Umlenktrommel 2 transportiert. Die Umlenktrommel 2 kann als Saugtrommel ausgeführt sein und transportiert den losen Flor zur Trommel 5 des Trockners oder Thermobonders. Auch die Umlenktrommel 3 kann als Saugtrommel ausgeführt sein, um das thermisch verfestigte Vlies oder die getrocknete Warenbahn mit Umgebungsluft wieder abzukühlen. Die Trommel 5, sowie die beiden Umlenktrommeln 2, 3 sind in einem Gehäuse 6 angeordnet, in welches über nicht dargestellte Mittel heiße Luft eingeleitet wird und damit den Behandlungsraum bildet. Die heiße Luft durchströmt die Warenbahn 1, trocknet diese oder erwärmt die Warenbahn auf Schmelztemperatur der Bindefaser oder anderer Bikomponentenfasern, und wird durch einen in der Trommel 5 stirnseitig angeordneten, nicht dargestellten Ventilator abgesaugt. Dabei wird die Trommel 5 unter Unterdruck gesetzt, so dass im Trockner unterschiedliche Strömungsverhältnisse auftreten. Statt eines Trockners oder Thermobonders mit nur einer Trommel (Omegatrockner) kann die nachfolgende Erfindung auch bei einem Reihentrockner oder Reihenthermobonder mit mehreren Trommeln 5 verwendet werden.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 3 kann auf eine Trommel 5 eine Strukturschale 9 mit einem auf der Unterseite angeordneten Siebgewebe 8 aufgezogen werden, das mit Abstandshaltern 12 in einem Abstand s von vorzugsweise 0,5 mm bis 20 mm angeordnet ist, wobei sich hier eine günstige Luftströmung ergibt und gleichzeitig genug Abstand besteht, so dass die Fasern nicht in die Perforierung der Trommel 5 gezogen werden. Grundsätzlich kann der Abstand bis zu 50 mm betragen, was vom Durchmesser der Trommel und der Stabilität des Siebgewebes mit der Strukturtrommel abhängt. In diesem Ausführungsbeispiel der 2 sind mindestens vier Abstandshalter 12 als längliche Leisten entlang der Längsachse 7 der Trommel 5 in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Je nach Größe der Trommel 5 und der Stabilität des Siebgewebes 8 kann die Anzahl der Abstandshalter 12 beliebig variieren. Die Abstandshalter 12 erstrecken sich dabei ununterbrochen oder mit Unterbrechungen entlang der Längsachse 7 der Trommel 5 im Wesentlichen über die gesamte Länge der Trommel 5. Die Abstandshalter 12 können aber auch als einzelne Stützen ausgebildet sein, die entlang der Längsachse und auf dem Umfang der Trommel 5 regelmäßig oder unregelmäßig verteilt angeordnet sind. Die Abstandshalter 12 können auch ergänzend oder alternativ als einzelne Ringe ausgebildet sein, die zwischen der Trommel 5 und dem Siebgewebe 8 angeordnet sind. Die Abstandshalter 12 können auf bzw. mit der Trommel 5 vormontiert werden, so dass das Siebgewebe 8 erst alleine oder direkt einteilig zusammen mit der Strukturschale 9 auf der Trommel 5 montiert werden. Alternativ können die Abstandhalter 12 auch mit dem Siebgewebe 8 und der Strukturschale 9 vormontiert und verbunden werden, und zusammen auf die Trommel 5 aufgeschoben oder mit den einzelnen Segmenten 9a, 9b, 9c einschließlich eines flächigen Elementes des Siebgewebes 8 mit der Trommel 5 montiert werden.
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Nach 3 besteht das Siebgewebe 8 aus Drähten mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,5 mm. Der Drahtabstand ist bei feinen Sieben etwa 0,2 mm und kann auf 1,5 mm bei gröberen Sieben ansteigen. Dieses Siebgewebe 8 soll das Eindringen von Fasern in die Trommel 5 verhindern, wenn diese unter Unterdruck gesetzt wird. Vorteilhafterweise sind bei einem einfachen Siebgewebe 8, bei dem die Schussdrähte 8b und die Kettdrähte 8a rechtwinklig zueinander angeordnet sind, die Schussdrähte 8b in Umfangsrichtung der Trommel 5 angeordnet und damit die aufliegenden Kettdrähte 8a in Längsrichtung der Trommel 5 angeordnet. Die Schußdrähte 8b haben meist einen größeren Durchmesser und eine geringere Kröpfung als die Kettdrähte 8a. Das Siebgewebe 8 liegt innen an der Strukturschale 9 an. Durch die stabileren Schußdrähte 8b in Umfangsrichtung wird eine stabilere Anlage des Siebgewebes 8 an der Unterseite der Strukturschale 9 erreicht.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der 3 sind die Abstandshalter 12 als zueinander beabstandete Ringe ausgebildet, die einen Zwischenraum zwischen der Trommel 5 und dem Siebgewebe 8 entstehen lassen. Die Strukturschale 9 mit dem auf der Unterseite anliegenden Siebgewebe 8, weist eine Vielzahl von Öffnungen 10 auf, die jeweils eine Größe oder Kantenlänge b von beispielsweise 1 bis 50 mm aufweisen kann. Die Öffnungen können auch beliebige Formen aufweisen und durch offene Stege miteinander verbunden sein.
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Die in diesem Ausführungsbeispiel rechteckigen oder quadratischen Öffnungen 10 sind jeweils allseitig von Stegen 11 umgeben, die die Öffnungen 10 begrenzen und eine Breite B von 1 bis 10 mm aufweisen können. Die Strukturschale 9 kann eine Wandstärke s (Wanddicke) von 0,5 mm bis 6 mm aufweisen, vorzugsweise 1,5 mm bis 4 mm. Die Strukturschale 9 mit dem auf der Unterseite angeordneten Siebgewebe 8 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Strukturschale 9 einteilig ausgeführt, im Ausführungsbeispiel der 3 mehrteilig, nämlich aus vier Teilen oder Segmenten, von denen nur die Segmente 9a, 9b und 9c sichtbar dargestellt sind. Dabei kann auch das Siebgewebe 8 passend zu den Segmenten mehrteilig ausgebildet sein. Die Schnittstellen der Segmente zueinander erfolgen in diesem Beispiel parallel entlang der Längsachse 7. Die Segmente können aber auch als Ringe oder mit quer zur Oberfläche der Trommel 5 angeordneten Stoßkanten ausgebildet sein. Die Befestigung der Segmente 9a, 9b, 9c miteinander kann dann vorteilhafterweise in den Stegen mit integriert sein.
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Das Siebgewebe 8 kann lösbar oder unlösbar mit der Unterseite der Strukturschale 9 verbunden sein, beispielsweise mittels verlöten, verschweißen, anheften, verkleben oder durch kleine Drähte, die an den Stegen 11 oder Öffnungen 10 angeordnet und befestigt sind. Dabei können das Siebgewebe 8 und die Strukturschale 9 eine Einheit darstellen, die zusammen auf der Trommel 5 montiert werden kann. Das Siebgewebe 8 bekommt damit eine stabile Struktur und verformt sich bei Erwärmung oder durch den Saugzug nicht in Richtung Trommel 5. Zusätzlich wird die Montage deutlich erleichtert, wenn das Siebgewebe 8 mit der Strukturschale 9 einteilig verbunden ist. Auch bei einer Aufteilung der Strukturschale 9 in einzelne Segmente 9a, 9b, 9c ist die lösbare oder unlösbare Verbindung von flächigen Elementen bzw. einzelnen Segmenten des Siebgewebes 8 mit den Segmenten 9a, 9b, 9c der Strukturschale 9 vorteilhaft, da eine Befestigung miteinander leichter ist und die Montage auf der Trommel 5 vereinfacht wird. Auch bei dieser Ausführungsform können die Elemente des Siebgewebes 8 mit den Segmenten 9a, 9b, 9c der Strukturschale 9 eine lösbare oder unlösbare Einheit darstellen, die zusammen auf der Trommel 5 montiert wird. Die flächigen Elemente bzw. Segmente des Siebgewebes 8 können lösbar oder unlösbar mit der Unterseite der Segmente der Strukturschale 9 verbunden sein, beispielsweise mittels verlöten, verschweißen, anheften, verkleben oder durch kleine Drähte, die an den Stegen 11 oder Öffnungen 10 angeordnet und befestigt sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass aufgrund des Abstandes zwischen der Trommel 5 und dem Siebgewebe 8 die Fasern nicht in die Trommel 5 gezogen werden. Die Unterseite des Vlieses wird glatter mit weniger vorstehenden Fasern. Das eng an der Strukturschale 9 liegende Siebgewebe 8 erzeugt klare und gleichmäßige Vliesstrukturen auf der Vliesunterseite. Dabei schließt die Erfindung nicht aus, dass auf der Trommel 5 ebenfalls ein weiteres Siebgewebe aufliegt, mit dem bei der Demontage der Strukturschale 9 ein glattes Vlies ohne Strukturierung herstellbar ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass die Perforierung des Trommelmantels nicht durch die Stege der Strukturschale 9 oder die Drähte des Siebgewebes 8 verdeckt. Luftströmung beim Ab- bzw. durchsaugen des Vlieses hat weniger Widerstand, so dass mit einer geringeren Leistung der Trockner betrieben werden kann. Dabei wirkt der Abstand zwischen der Trommel 5 und dem Siebgewebe 8 gleichzeitig als ein zumindest begrenzter umlaufender Raum zwischen den Abstandshaltern 12, in dem die Luft zirkulieren kann, wodurch die Fasern nicht mehr in die Perforierung des Trommelmantels gezogen werden.
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Die Erfindung lässt sich sowohl an einem Trockner oder Thermobonder mit einer einzigen Trommel verwenden, wie auch an Trockner oder Thermobonder mit mehreren Durchströmtrommeln verwenden, die von der Warenbahn nacheinander zumindest teilweise umschlungen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 1
- Warenbahn
- 2
- Umlenktrommel
- 3
- Umlenktrommel
- 4
- Einlaufbereich
- 5
- Trommel
- 6
- Gehäuse
- 7
- Längsachse
- 8
- Siebgewebe
- 8a
- Kettdraht
- 8b
- Schussdraht
- 9
- Strukturschale
- 9a, 9b, 9c
- Segment
- 10
- Öffnung
- 11
- Steg
- 12
- Abstandhalter
- b
- Kantenlänge
- B
- Breite
- s
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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