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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von fluidstrahlverfestigten
textilen Flächengebilden
und nach diesem Verfahren hergestellte Textilflächen, bei dem die noch unverfestigte
, nach bekannten Textilflächenbildungstechnologien hergestellte,
Textilfläche
in ihrer Konstruktion vor der Fluidstrahlverfestigung dahingehend
geändert
wird, dass fluidstrahlverfestigte Textilflächen mit verbesserten Eigenschaften
bezüglich
der Trenn- und Schälfestigkeiten,
des Delaminierverhaltens sowie der Voluminösität, herstellbar sind. Dabei
kann das zur Anwendung kommende Verfahren auch zur Fluidstrahlverfestigung
selbst eingesetzt werden. Mit dem konstruktiv neu aufgebauten Textilflächen werden
höhere
Trocknungsleistungen an dem Textilgut erzielt, so dass die bisher
erreichten Produktionsgeschwindigkeiten von Fluidstrahlverfestigungsanlagen wesentlich
erhöht
werden können.
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Die
Herstellung von fluidstrahlverfestigten Textilflächen, vornehmlich Vliesstoffen
und die damit verbundenen Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig. So
wird in der
EP 0 896
082 A2 ein Verfahren zur Herstellung eines vouminösen Verbundvlieses
und das diesbezügliche
Verfahren beschrieben, bei dem mittels Absorber und Schrumpffasereinsatz die
gewünschten
Effekte erzielt werden. In der
EP-A-0 171 806 oder 0 171 807 wird die Vliesstoffherstellung
mittels Wasserstrahlverfestigung und Bikomponentenfasereinsatz beschrieben
um eine höherverfestigte
Textilfläche
zu erhalten. In der
DE
100 57 720 A1 wird ein mehrschichtiges fluidstrahlverfestigtes
textiles Flächenmaterial
beschrieben, welches durch den Einsatz von vornehmlich verfilzungsfähigen Naturfasern
in seiner Mehrschichtigkeit zusammengehalten wird. Die
DE 692 12 458 T2 enthält ebenfalls
eine Verfahrensbeschreibung zur Herstellung eines wasserstrahlverfestigten
Vliesstoffes aus einem Spinnvlies, welches durch verbesserte Längs- und
Querfestigkeiten gekennzeichnet ist.
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Nachteilig
bei allen bekannten technischen Lösungen ist, dass gerade bei
dicken oder aber auch mehrschichtigen Textilflächenkonstruktionen die zu verfestigenden
Textilflächen
kaum noch durchverfestigt werden oder aber die erforderliche Eintragsenergie
der Fluidstrahlen so hoch ist, dass der Flächenherstellungsprozess unwirtschaftlich
wird. Bei vielen textilen Flächengebilden,
welche nach der Fluidstrahlverfestigung verfestigt werden sollen,
ist eine längs-
bzw. querorientierte Faserlage unvorteilhaft, da bei vornehmlich
mehrlagigen Textilflächen
eine ungenügende
Trenn-/Schälfestigkeit
zwischen den einzelnen Textilflächen
zu verzeichnen ist. Zwar werden bei der Fluidstrahlverfestigung
auch teilweise Fasern senkrecht zur Textilflächenebene orientiert, jedoch
gerade bei dickeren Textilflächenaufbauten erfolgt
kaum noch eine durchgehende Fluidstrahlverfestigung. Gerade für das Form-
und Pressverhalten von fluidstrahlverfestigten Vliesstoffen ist
die gezielte Anordnung von Fasern senkrecht zur Textilflächenebene
von Bedeutung.
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Der
bei der Fluidstrahlverfestigung auf die zu verfestigende Textilfläche einwirkende
Dauerdruck wirkt hinsichtlich der zu verfestigenden Textilfläche gleichmäßig verdichtend,
wobei die Dichte durch den einwirkenden Dauerdruck bestimmbar ist.
Hierbei ist es nachteilig, dass der Herstellung von voluminösen Textilflächen Grenzen
gesetzt sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vliesstoffe mit verbesserten
Festigkeitseigenschaften bezüglich
der Trenn- und Schälwerte,
bei bondierten mehrschichtigen Textilflächen auch unter Delaminierungeigenschaften
bekannt, zu finden. Das zu entwickelnde Verfahren soll auch zur
Flächenverfestigung
selbst eingesetzt werden.
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Es
sind Verfahren zu finden, die insbesondere aber nicht ausschließlich für starre
unflexible Ausgangsmaterialien wie Bastfasern, Blattfasern und Mineralfasern
geeignet sind. Auf den Einsatz von bekannten Nadeltechnologien,
welche neben einer Verfestigung auch eine Faserumorientierung in
die Vlies- bzw Textilflächenebene
ermöglichen,
ist zu verzichten, da der Einsatz dieser Nadeltechnologien die Fasern
beschädigen
und den Gesamtanlagengeschwindigkeiten durch den hubartigen Nadeleintrag entgegenwirken.
Fremdbestandteile in der noch durch Fluidstrahlen zu verfestigenden
Textilfläche, verursacht
durch Nadelbruch, sollen ausgeschlossen werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, eine Umformierung der noch
durch Fluidstrahlen zu verfestigenden Textilfläche vorzunehmen in der Form,
dass senkrecht oder in einem bestimmten Winkel senkrecht zur Textilfläche, Impulskräfte wirken,
welche Anteile der un- oder
teilverfestigten Textilfläche
in die Textilflächenebene
hinein formieren. Diese Impulskräfte
können
durch den Einsatz von unter Druck stehenden Flüssigkeiten oder Gasen oder
auch durch mechanische Einrichtungen oder Kombinationen aller ausgeübt werden
wobei diese in beliebiger Anzahl, Anordnung und Impulszeitfolge/-dauer
vor der unmittelbaren Fluidstrahlverfestigung zum Einsatz kommem.
Es ist ebenfalls möglich, diese
Impulskräfte
zur Textilflächenverfestigung selbst
einzusetzen. Dabei kann dieser Umformierungs-/Verfestigungsvorgang
an Stelle der bisher zum Einsatz kommenden Fluidstrahlverfestigung,
die durch eine Dauerbelastung der unter Druck stehenden Fluidstrahlen
auf die zu verfestigende Textilfläche gekennzeichnet ist, eingesetzt
werden oder aber auch in Kombination mit der bekannten Fluidstrahlverfestigung.
Mit einer solchen Anordnung können beispielsweise
sehr voluminöse
Vliesstoffe hergestellt werden, die je nach Zeitfolge des Fluidstrahles und
deren Intensität
in ihrer Voluminösität und Festigkeit
bestimmbar sind. Durch Anwendung der Impulsverfestigung werden große Einsparungen
beim Verbrauch des zum Einsatz kommenden Verfestigungsmediums erreicht.
Die Impulskräfte
können
so ausgelegt sein, dass das Einsatzmedium temperiert ist und bei
Vorhandensein von natürlichen
oder synthetischen klebenden oder klebend auslösenden Komponenten in den Textilflächen /-gebilden
beim Impulseintrag eine Textilflächenteilverfestigung
erfolgt. Durch die gezielte Änderung
der Faserlage senkrecht zum Textilgebilde, ausgelöst durch
die entsprechende Impulskraft, werden Flächenkonstruktionen hergestellt,
die insbesondere den nach der Fluidstrahlverfestigung zum Einsatz
gelangenen Trocknungsprozess sehr positiv beeinflussen. Erfahrungsgemäß werden
bei der Anwendung von Durchstömungstrocknungstechniken,
beispielsweise die Anwendung von Siebtrommeltrocknern, deren Trocknungsleistung
und damit auch die Gesamtanlagenleistung der Fluidstrahlverfestigungsanlage,
durch die zu trocknende Textilflächenkonstruktion
selbst bestimmt. Die vornehmliche Anordnung von längs- oder
querorientierten Fasern in der Textilfläche und die Flächendicke
wirken einen schnellen Durchströmungstrocknungsprozess
entgegen, so dass eine höhere
Trocknerauslegung verbunden mit einem höheren Energieverbrauch die
Folge ist. Mit einer bereits vorhandenen Fluidstrahlverfestigungsgesamtanlage
kann durch die Trocknung der erfindungsgemäß hergestellten Textilflächen, daher
ein verstärktes
Vorhandensein von in der Textilfläche senkrecht angeordneten
Fasern, eine bessere Durchströmung der
zu trocknenden Textilfläche
mit dem Trocknungsmedium erfolgen, was eine niedrigere Trocknungszeit
und eine höhere
Anlagenauslastung zur Folge hat.
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Für die erfindungsgemäße verfahrenstechnische
Ausführung
der Impulseinwirkung auf das Flächengebilde
können
bekannte Fluidstrahlverfestigungseinrichtungen zum Einsatz kommen,
wenn sie den beschriebenen Ausführungsverfahren
angepasst werden. Beim Einsatz von mechanischen Vorrichtungen wie
beispielsweise strukturierte Walzenanordnungen oder auch Vorrichtungen,
welche in der Lage sind die Textilflächentruktur in der beschriebenen
Art zu beeinflussen, daher Anteile des Textilgebildes vor der Fluidstrahlverfestigung
senkrecht oder aber schräg
in die Textilflächenebene
umzuformieren, sind hubförmige
Nadelungstechniken zu vermeiden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lassen sich fluidstrahlverfestigte Textilflächen herstellen, die insbesondere
verbesserte Festigkeitseigenschaften der Trenn- und Schälwerte aufweisen
und somit Idealerweise bei der Anwendung von Form- und Presstechnologien
vorteilhaft einsetzt werden können.
Bei mehrlagigen Textilverbundstoffen wird das Delaminierverhalten
deutlich reduziert.
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Wird
die erfindungsgemäße Impulseintragung
zur Flächenverfestigung
eingesetzt, also ergänzend
oder alleinig statt der Dauerbeauflagung durch Fluidstrahlen auf
die zu verfestigenden Textilfläche, können sehr
voluminöse,
steppartige Textilflächen hergestellt
werden die in Bereichen der Medizin, der Einlagevliesstoffe oder
aber auch in der Bekleidungsindustrie zum Einsatz gelangen können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
sowie das erfindungsgemäß beanspruchte
Flächengebilde
wird nachfolgend näher
erläutert.
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Beispiel
1: Ein aerodynamisch gebildetes Regeneratcellulosefaservlies mit
einem Flächengewicht
von 30g/m2 , Faserfeinheit 6,7 dtex, Faserlänge 50mm
, wird vor der Fluidstrahlverfestigung auf einem Endlosband abgelegt,
welches eine luftdurchlässige
offene siebartige Struktur aufweist und zum Transport von der Vlieslegeeinheit
zur Umformierungseinheit der impulsgebenden Vorrichtung dient. Die
impulsgebende Einheit besteht aus einem Düsenbalken, der sich quer über die
noch unverfestigte Textilfläche
erstreckt und aus einer Vielzahl von feinen Düsen besteht. Aus den Düsen werden
mit Druck Wasserstrahlen in kurzen Zeitabständen durch das Faservlies gespritzt,
wobei die Impulsdauer und – folge
die Anzahl der umformierten Fasern senkrecht zum Faservlies bestimmt.
Das Wasser wird unterhalb des Endlosbandes wieder abgesaugt. Der
Impuls erfolgt im Niederdruckbereich im Zeitabstand von 0,2 sec.
Durch den hydraulichen Verformungsprozess vor der Wasserstrahlverfestigung
wird das Vlies in seinem konstruktiven Aufbau hingehend der senkrecht
im Vlies vorhandenen Fasern beeinflusst. Die anschließende Wasserstrahlverfestigung
wirkt sich zwangsweise positiv gegenüber der vorverdichteten Textilfläche aus.
Die Trockenleistung wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtun/Formierungseinheit
wesentlich verbessert.
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Beispiel
2: Ein nach Beispiel 1 hergestellter Vliesstoff unterscheidet sich
dahingehend, dass das beim Verfahren zur Anwendung kommende Medium statt
Wasser komprimierte Luft ist, die ausreicht, das sehr locker und
voluminös
vorgelegte Regeneratcellulosefaservlies impulsmäßig nach Beispiel 1 formgebend
zu beeinflussen.
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Beispiel
3: Ein aerodynamisch gebildeter Vliesstoff mit der Faserzusammensetzung
50% Polypropylen, Faserlänge
60mm, und 50% Hanf, Faserlänge
50mm, Flächengewicht
500g/m2 wird nach Beispiel 1 formgebend
beeinflusst und anschließend mittels
der Wasserstrahlverfestigung verfestigt. Gegenüber wasserstrahlverfestigten
Vliesstoffen ohne Einsatz der erfindungsgemäßen Verfahrenstechnologie werden
wesentlich bessere Press- und Formeigenschaften bei der Herstellung
von Pressteilen erzielt.
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Beispiel
4: Ein aerodynamisch gebildeter Vliesstoff nach Verfahren des Beispiels
1 aber im Materialaufbau wie folgt zusammengesetzt : 100% Hanffasern,
60mm, Flächengewicht
1000g/m2 wird nach der formgebenden Impulsvorrichtung
mittels Wasserstrahlen verfestigt und getrocknet. Gegenüber der
vergleichweise ohne der erfindungsgemäßen formgebenden Impulseinheit
hergestellten Hanfvliesstoffe werden nach Imprägnierung mit einem Bindemittel
und einer anschließenden
Formpressung für eine
Seitenverkleidung für
die Innenraumausstattung eines PKW keine Delaminierungserscheinungen sichtbar.
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Beispiel
5: Ein nach Beispiel 4 hergestellter Vliesstoff aber in der Materialzusammensetzung
50% Polypropylen, 60mm Faserlänge
und 50% Hanf, 60mm Faserlänge
mit einem Flächengewicht
von 1000g/m2 zeigt ebenfalls ausgezeichnete
Press- und Formeigenschaften insbesondere hinsichtlich der Trenn-
und Schälwerte
des Vliesstoffes.
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Beispiel
6: Ein aerodynamisch hergestelltes Vlies wird direkt der erfindungsgemäßen Impulsvorrichtung
zugeführt,
wobei eine Wasserstrahlimpulsvorrichtung zum Einsatz kommt, die
nicht nur den formgebenden Zweck dient sondern anstelle der bekannten
Wasserstrahlverfestigung gleichzeitig als Verfestigungsvorrichtung
eingesetzt wird. Die Impulsfolge ist wie bei Beispiel 1, der Impulsdruck
liegt im Hochdruckbereich. Das Flächengewicht des Vliesstoffes
beträgt
300g/m2., Fasermaterial 100 PES, Faserlänge 50mm.
Der steppartige voluminöse Vliesstoff
eignet sich besonders gut für
den Einsatz als Einlegevliesstoff oder für medizinische Bereiche.
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Beispiel
7: Ein aerodynamisch gebildetes Faservlies aus 100% anteiligen Polyesterfasern,
Faserfeinheit 1,7 dtex, 50mm, Flächegewicht
100g/m2 wird unmittelbar vor der Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung
einer mechanischen Umformierungseinheit zugeführt, welche durch strukturierte
Walzen quer über
die Vliesbahn in ihrer Umdrehungszahl der Liniengeschwindigkeit
von 100m/min der Gesamtanlage angepasst ist und ein oder beidseitig
zur Vliesebene anteilige lose Fasern oder andere Textilflächenbestandteile
in Richtung der Vliesebene formiert bzw. einbringt. Der anschließend durch
Wasserstrahlverfestigung hergestellte Vliesstoff zeichnet sich durch ein
hervorragendes Trocknungsverhalten aus, so dass gegenüber der
herkömmlich
bekannten Herstellung von wasserstahlverfestigten Vliesstoffen eine wesentlich
höhere
Trocknerleistung und somit eine höhere Gesamtanlagenleistung
nachweisbar ist. Der Vliesstoff zeichnet sich ebenfalls durch verbesserte Festigkeitswerte
aus.