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Eine
aus einem Krempelflor durch Kreuzlegung und Nadelung hergestellte
Filzbahn hat aufgrund einer quer zur Bahnrichtung verlaufenden Vorzugsrichtung
der Faserlage in Längsrichtung
der Bahn andere Streckeigenschaften als in Querrichtung. Diese Tatsache
ist in vielen Fällen
störend,
beispielsweise wenn aus dem Filz durch Tiefziehen Formkörper hergestellt
werden sollen, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Kofferraum-
und Türauskleidungen
verwvendet werden, oder bei Geotextilien wegen der Beanspruchungsrichtungen,
bei Filtermedien, Beschichtungsträgern, Hüllvliesen, beispielsweise für Windeleinlagen,
und vielen anderen.
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Aus
den genannten Gründen
wird bei der Herstellung solcher Filzbahnen das aus dem Krempelflor
kreuzgelegte Faservlies oft zunächst
nur vorvernadelt und anschließend
in Längsrichtung
verstreckt, wodurch sich eine Umorientierung der in der vorvernadelten
Bahn ursprünglich
vorwiegend in Querrichtung orientierten Fasern ergibt und die Streckeigenschaften
der Bahn in Längsrichtung
denen in Querrichtung angepaßt
werden. Im Anschluß daran
erfolgt eine Endvernadelung.
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Allerdings
erzeugt die Vorvernadelung der Vliesbahn eine gewisse Verfestigung
derselben, die der Verstreckung der Bahn grundsätzlich entgegenwirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
einer Nadelfilzbahn anzugeben, die in Längs- und Querrichtung vergleichbare
Streckeigenschaften und Festigkeiten aufweist. Weiterhin liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer
leichtgewichtigen Faserbahn aus wenigstens einem Krempelflor anzugeben,
die in Längs-
und Querrichtung vergleichbare Festigkeitseigenschaften aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Breitstrecken
einer Faserflorbahn.
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Die
vorgenannte Aufgabe wird bezüglich
der Verfahren durch die in den Ansprüchen 1, 2 bzw. 3 angegebenen
Merkmale gelöst.
Eine Vorrichtung zum Breitstrecken einer Faserflorbahn ist Gegenstand
des Anspruches 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein
wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die für die Weiterverarbeitung bestimmte
Krempelflorbahn vor der weiteren Verarbeitung in Querrichtung verstreckt
wird. Vergleichbar der eingangs geschilderten Technik der Verstreckung
einer vorvernadelten Filzbahn, die dort allerdings längsverstreckt wird,
erreicht man hierdurch eine teilweise Umorientierung der Fasern
in der die Krempel verlassenden Florbahn, in der die Fasern ursprünglich vorwiegend in
Längsrichtung
angeordnet sind. Diese Umorientierung erfolgt in Querrichtung. Es
läßt sich
auf diese Weise eine leichtgewichtige Faserbahn herstellen, wie
sie für
bestimmte Anwendungen, beispielsweise auf dem Hygienegebiet, vorgesehen
ist, mit Flächengewichten
von bis herab zu 10g/m2, und deren Fasern
im Anschluß an
die Querverstreckung des Krempelflors durch Verklebung, Verschmelzung,
Anlösung
oder dgl. miteinander verbunden werden können oder durch Wasserstrahltechnik,
Vernadelung oder chemische Imprägnierung
verfestigt werden können,
um der Faserflorbahn die erforderliche Stabilität zu verleihen.
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Andererseits
kann aus der querverstreckten Krempelflorbahn mittels eines Kreuzlegers
in üblicher
Weise eine Faservliesbahn hergestellt werden, die anschließend durch
Nadelung zu einer Filzbahn verfestigt wird. In der Faservliesbahn
liegen die Fasern nicht mehr vorwiegend quer, sondern sind durch die
Vorbehandlung des Krempelflors in der erfindungsgemäßen Weise
teilweise in Längsrichtung
der Vliesbahn umorientiert, so daß die Ungleichheit der Streckeigenschaften
der Vliesbahn in Längs-
und Querrichtung wenigstens teilweise ausgeglichen ist. Es ist alternativ
möglich,
die aus der querverstreckten Florbahn kreuzgelegte Vliesbahn in
an sich bekannter Weise zunächst
nur vorzuvernadeln, dann in Längsrichtung
zu verstrecken, um eine weitere Umorientierung Ihrer Fasern zu erreichen,
und schließlich einer
Endvernadelung zu unterziehen.
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Das
Verstrecken der Faserflorbahn in Querrichtung, auch "Breitstrecken" genannt, erfolgt
erfindungsgemäß mit Hilfe
einer Onduliereinrichtung mit wenigstens einer Scheibenwalze, die
aus mehreren in gegenseitigem Abstand gleichachsig angeordneten
Scheiben vorzugsweise gleichen Durchmessers besteht und die einem
Lamellenrost in einem solchen Abstand gegenübersteht, daß ihre Scheiben
teilweise in die Zwischenräume
zwischen den Lamellen des Lamellenrostes eintauchen. Die dieser
Onduliereinrichtung zugeführte
Faserflorbahn wird von den Scheiben der Scheibenwalze in den Lamellenrost
hineingedrückt
und erfährt
dadurch einen Querverzug.
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Diese
wellige Bahn wird anschließend
breitgehalten, um die Wellen daraus zu entfernen. Sie braucht dabei
nicht weiter gestreckt zu werden, d.h. ihr Faserverbund wird dabei
nicht weiter verändert. Die
Bahn weist nach der Glättung
durch das Ausbreiten eine größere Breite
auf, als die der Onduliereinrichtung zugeführte Faserflorbahn. Anschließend kann
diese Bahn weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu einer Vliesbahn
kreuzgelegt werden. Wenn die Fasern thermoplastisch sind oder mit
einer thermoplastischen Ausrüstung
versehen sind, kann die Bahn mittels eines Kalanderwalzenpaares
thermisch verfestigt werden, indem die Fasern an ihren Kreuzungsstellen
miteinander verschmolzen werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 schematisch
von der Seite eine erste Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Breitstrecken einer Faserflorbahn,
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2 als
Ausschnitt aus 1 eine Draufsicht auf die Onduliereinrichtung,
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3 schematisch
von der Seite eine zweite Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Breitstrecken einer Faserflorbahn, und
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4 als
Ausschnitt aus 3 eine Draufsicht auf die Onduliereinrichtung.
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In 1 erkennt
man den Tambour 1 einer Krempel, von der mittels zweier
Abnehmereinrichtungen 2a und 2b zwei Florbahnen 3a und 3b abgenommen
werden, die über
zugehörige
angetriebene Bandförderer 4a und 4b einer
Vereinigungsstelle 5 zugeführt werden, wo die beiden Florbahnen 3a und 3b zu
einer zweilagigen Florbahn 3 übereinander gelegt werden.
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Diese
doublierte Florbahn 3 gelangt in eine Onduliereinrichtung 100,
die als Unterlage einen Lamellenrost 6 aus mehreren parallel
zueinander angeordneten Lamellen 7 aufweist, die beispielsweise
von Metallschienen gebildet sind, die in gegenseitigem Abstand parallel
zueinander angeordnet sind und in einer gemeinsamen Ebene liegende
Oberkanten aufweisen, die zusammen eine Unterlage für die Florbahn 3 bilden.
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Über dem
Lamellenrost 6 sind im Beispiel mehrere Scheibenwalzen 8 in
Transportrichtung der Florbahn 3 hintereinander angeordnet,
die in Transportrichtung A der Florbahn 3 angetrieben sind
und die jeweils aus mehreren parallel zueinander auf gemeinsamer
Welle angeordneten Scheiben 10 bestehen, die einen dem
Teilungsabstand der Lamellen 7 des Lamellenrostes 6 entsprechenden
Abstand voneinander haben. Die Distanz zwischen den Achsen der Wellen 9 und
der von den Oberkanten der Lamellen 7 bestimmten Ebene
ist kleiner als der Radius der Scheiben 10, so daß der Umriß der Scheiben 10 teilweise
in die Zwischenräume
zwischen den Lamellen 7 des Lamellenrostes 6 eintaucht.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der lichte Abstand zwischen
zwei benachbarten Lamellen 7 des Lamellenrostes 6 ausreichend
größer als
die Dicke der Scheiben 10 ist, daß zwischen den Scheiben 10 und den
Lamellen 7 beidseitig der Scheiben 10 jeweils
ein Abstand verbleibt, der für
die Aufnahme des Flormaterials der Florbahn 3 ausreichend
ist, damit die Florbahn nicht zwischen den Scheiben 10 und
den Lamellen 7 gequetscht oder gar zerschnitten wird, siehe in
diesem Zusammenhang 2.
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Der
Abstand der Scheibenwalzen 8 von dem Lamellenrost 6 ist
in vertikaler Richtung vorzugsweise einstellbar, was durch die Pfeile
B in 1 gekennzeichnet ist, womit der Grad der Querverstreckung
der Florbahn 3 beeinflußt werden kann, und weiterhin
ist der gegenseitige Abstand der Achsen der Scheibenwalzen 8 voneinander
einstellbar, was durch die Pfeile C in 1 gekennzeichnet
ist. Mit Hilfe dieser Maßnahme
kann bei einem Wechsel der Scheibenwalzen gegen solche anderer Durchmesser stets
der optimale Abstand zwischen den wirksamen Umfängen der Scheibenwalzen eingestellt
werden.
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Es
ist auch möglich,
sofern der Abstand zwischen benachbarten Lamellen 7 des
Lamellenrostes 6 ausreichend groß ist, den Abstand der Scheibenwalzen 8 voneinander
so gering einzustellen, daß sich
zwei benachbarte Scheibenwalzen 8 gegenseitig teilweise
durchdringen. Hierdurch wird ein besserer Flortransport bewirkt.
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Die
Scheibenwalzen 8 sind vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit
angetrieben, die mit der Geschwindigkeit synchronisiert ist, mit
der die Florbahn 3 zugeführt und durch die Breitstreckeinrichtung
gezogen wird. Für
diesen Transport der Florbahn 3 ist maßgeblich ein stromabwärts der
Breitstreckeinrichtung angeordnetes Klemmwalzenpaar verantwortlich,
zwischen denen die breitgestreckete Florbahn 3' hindurchgeführt ist
und deren gegenseitiger Abstand vorzugsweise einstellbar ist, was
durch den Pfeil D gekennzeichnet ist.
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Die
Umfangsgeschwindigkeit, mit der die Scheibenwalzen 8 angetrieben
sind, kann aber auch von der Zuführgeschwindigkeit
des Faserflors nach oben oder unten abweichen und sollte zweckmäßigerweise
einstellbar sein. Man kann dann Stauch- oder Streckeffekte in der
Florbahn hervorrufen, je nach Richtung der Abweichung der Geschwindigkeiten
voneinander.
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Zwischen
der Onduliereinrichtung 100 und dem Klemmwalzenpaar 11 befindet
sich eine Breithalteeinrichtung 200. Diese besteht im vorliegenden Falle
aus zwei einander gegenläufig
angetriebenen, elastischen Walzen 12 und 13, die
in einem horizontalen Abstand hintereinander angeordnet sind. Die Achsen
der Walzen 12 und 13 sind in einer horizontalen
Ebene gebogen, wobei die Scheitel der Bögen jeweils in Transportrichtung
der Faserflorbahn 3 weisen. Die Walzen 12 und 13 können beispielsweise aus
Gummi bestehen und sind vorteilhafterweise wenigstens im Scheitelbereich
ihrer Bögen
an der der Transportrichtung abgewandten Seite jedes Bogens abgestützt.
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Der
Weg der Faserflorbahn 3 erstreckt sich über die einlaufseitige Walze 12 des
Walzenpaares der Breithalteeinrichtung 200, wo sie am Anfang
des oberen, sich in Richtung auf den Bogenscheitel erstreckenden
Quadranten der Walze zugeführt
ist, und verläßt diesen
Quadranten etwa im Scheitel des Bogens. Von dort verläuft der
Weg der Faserflorbahn 3 auf die ablaufseitige, gebogene
Walze 13 der Breithalteeinrichtung 200, und zwar
etwa auf den Anfang des sich in Richtung auf den Scheitel dieser
Walze erstreckenden Quadranten, in Bewegungsrichtung der Faserflorbahn 3 gesehen.
Der Weg verläßt diesen
Quadranten etwa im Scheitel des Bogens, der von der Walze 13 gebildet
wird. Von dort erstreckt sich der Weg der nun breitgehaltenen Faserflorbahn 3' in einen zwischen
den Klemmwalzen 11 ausgebildeten Walzenspalt.
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Die
gebogenen Walzen 12 und 13 der Breithalteeinrichtung 200 sind
synchron mit der Transportgeschwindigkeit der Faserflorbahn 3 angetrieben, und
ihr gegenseitiger Abstand ist einstellbar, um die Auf- und Ablaufpunkte
der Faserflorbahn 3 an ihnen zu optimieren.
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Im
Betrieb wird die an der Vereinigungsstelle 5 doublierte
Faserflorbahn 3 dem Lamellenrost 6 der Onduliereinrichtung 100 zugeführt. Sie
gelangt unter die Scheibenwalzen 8 der Onduliereinrichtung 100, die
die Faserflorbahn 3 in die Zwischenräume zwischen den Scheiben 10 und
den Lamellen 7 hineindrücken.
Weil die Faserflorbahn aufgrund von Reibung nicht in beliebiger
Weise in Querrichtung nachrutschen kann, sondern von den Schei ben 10 und
den Lamellen 7 des Lamellenrosts 6 teilweise festgehalten
wird, bedeutet dieses Eindrücken
der Faserflorbahn in die Zwischenräume zwischen den Lamellen des
Lamellenrostes, daß die
Faserflorbahn von der Onduliereinrichtung in Querrichtung verstreckt
wird. Die effektive Breite der Faserflorbahn am Ausgang der Onduliereinrichtung 100 ist
somit breiter als am Eingang derselben, allerdings verläßt sie die
Onduliereinrichtung 100 in einer welligen Gestalt, die
es erfordert, die Florbahn in Querrichtung zu glätten.
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Diese
Aufgabe übernimmt
die Breithalteeinrichtung 200 mit den im dargestellten
Beispiel bogenförmigen,
elastischen Walzen 12 und 13. Diese Walzen 12, 13 haben
vorzugsweise eine griffige Oberfläche, so daß die mit ihnen in Berührung gelangende wellige
Florbahn 3 von ihnen unter einem Winkel gegenüber der
ursprünglichen
Transportrichtung transportiert wird, der mit zunehmendem Abstand
von der Mitte der Florbahn zunimmt. Die Florbahn 3 wird
daher von den Walzen 12 und 13 in die Breite gezogen, wobei
lediglich die Wellung aus der Florbahn 3 entfernt wird,
nicht aber eine weitere Verstreckung in Querrichtung stattfindet.
Am Ausgang der Breithalteeinrichtung 200 liegt die Florbahn
als eine flache Florbahn 3' vor,
die von dem Klemmwalzenpaar 11 abgezogen und der weiteren
Verarbeitung zugeführt
werden kann, im vorliegenden Beispiel einem Kalanderwalzenpaar 14.
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Es
sei an dieser Stelle angemerkt, daß anstelle der gebogenen Walzen 12 und 13 aus
elastischem Material diese Walzen jeweils auch aus einer Anordnung
aus mehreren Walzen kurzer Axiallängen ersetzt sein können, die
jeweils auf einer bogenförmigen,
sich in horizontaler Ebene erstreckenden Linie angeordnet sind und
die bogenförmigen
Walzen 12 und 13 jeweils nachbilden. Die in 1 dargestellte Ausführungsform
mit zu einem Bogen verformten elastischen Walzen entspricht praktisch
einer unendlichen Vielzahl integral miteinander verbundener Einzelwalzen
mit jeweils infinitesimal kleiner Axiallänge.
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Alternativ
zu den Bogenwalzen 12 und 13 ist auch die Verwendung üblicher
Breithalter oder Spannrahmen möglich,
die aus zwei Transportketten bestehen, die mit Zähnen besetzt sind, die in die
Florbahn eingreifen und deren gegenseitiger Abstand sich in Transportrichtung
erweitert. Breithalter oder Spannrahmen dieser Art sind allgemein
bekannt, so daß auf
eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Die an den
Ketten angebrachten Zähne oder
Nadeln greifen in die Florbahn ein, und der in Transportrichtung
zunehmende Abstand der beiden Ketten des Breithalters bewirkt, daß die Wellen
aus der Florbahn in Querrichtung herausgezogen werden.
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Der
Vorteil der Onduliereinrichtung in der Erfindung besteht darin,
daß die
Querverstrekkung des Faserflores durch unterschiedliche Einstellung
der Eintauchtiefe der Scheibenwalzen 8 in Richtung des Pfeiles
B in den Lamellenrost 6 sehr leicht beeinflußt werden
kann und daß mühelos Querstreckungen zwischen
5 und 50 % erzielbar sind.
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Wenn
in der vorangehenden Beschreibung am Beispiel der bogenförmigen Walzen
erläutert
worden ist, daß sich
deren Bögen
in einer horizontalen Ebene erstrecken, dann bezieht sich diese
Aussage nur auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform.
Sofern die generelle Transportrichtung der Faserflorbahn anders,
etwa vertikal verläuft,
ist die Ebene, in der die Bögen
der Bogenwalzen verlaufen, entsprechend anzupassen. Wesentlich ist,
daß die
Flächenabschnitte
der Walzen in demjenigen Abschnitt, in dem sie mit der Faserflorbahn
in Berührung sind,
von der Mitte der Faservliesbahn zunehmend divergent sind.
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Das
Ausmaß,
in dem die Faserflorbahn von der Breithalteeinrichtung 200 breitgehalten
werden muß,
hängt von
dem Ausmaß der
Querverstreckung ab, den die Faserflorbahn in der Onduliereinrichtung 100 erfährt. In
der Breithalteeinrichtung 200 mit bogenförmigen Walzen
kann dieses durch Veränderung des
Umschlingungswinkel eingestellt werden, indem beispielsweise die
Walze 13 in ihrer Höhenlage
gegenüber
der Walze 12 in Richtung des Pfeiles E verstellt wird.
Wird ein Spannrahmen mit Ketten verwendet, braucht nur der Öffnungswinkel
verstellt zu werden, den die beiden Ketten miteinander bilden. In
jedem Falle sind die Maßnahmen,
die zur Veränderung des
Umfangs der Querverstreckung zu treffen sind, konstruktiv einfach
zu realisieren.
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Anstelle
eines Lamellenrostes kann auch eine mit mehreren parallelen Schlitzen
versehene Platte als Unterlage für
die Krempelflorbahn verwendet werden.
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Die 3 und 4 zeigen
eine alternative Ausführungsfrom
der Erfindung, die sich von der oben beschrieben ersten Ausführungsform
durch die Konstruktion der Onduliereinrichtung 100 unterscheidet.
Bei ihr besteht die Unterlage der Onduliereinrichtung 100 aus
mehreren unteren Scheibenwalzen 6', im übrigen ist die Konstruktion
unverändert.
Die Scheibenwalzen 6' der
Unterlage sind in Transportrichtung der Florbahn 3 angetrieben
und sind axial gegenüber
den anderen, d.h. oberen Scheibenwalzen 8a, 8b, 8c so
versetzt, daß die
Scheiben der oberen Scheibenwalzen 8a, 8b, 8c mit
den Scheiben der unteren Scheibenwalzen 6' auf Lücke stehen, so daß die Scheiben
einer oberen Scheibenwalze in die Lükken zwischen den Scheiben
einer ihr gegenüberstehenden
unteren Scheibenwalze 6' ein tauchen
und umgekehrt. Es ergibt sich dadurch ein in Querrichtung gesehen
wellig verlaufender Spalt zwischen zwei sich gegenüberstehenen
Scheibenwalzen, der dazu führt,
daß eine
durch diesen Spalt hindurchgeführte
Faserflorbahn quer zu ihrer Transportrichtung verstreckt wird.
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Wie
im Beispiel der Zeichnung gezeigt, sind die unteren Scheibenwalzen 6' gegenüber den
oberen Scheibenwalzen 8a, 8b, 8c um einen
halben Teilungsabstand der Scheibenwalzen gegeneinander in Transportrichtung
der Faserflorbahn versetzt; so daß, mit Ausnahme am Einlauf
und am Auslauf der Onduliereinrichtung 100, eine Scheibenwalze
der einen, bespielsweise der oberen, Gruppe mit zwei Scheibenwalzen
der anderen, in diesem Falle also der unteren, Gruppe zusammenwirkt,
was die Anzahl der wellig verlaufenden Spalte, durch die die Faserflorbahn
hindurchlaufen muß,
entsprechend gegenüber
dem in der Zeichnung nicht gezeigten Fall erhöht, bei dem jeder Scheibenwalze
der oberen Gruppe nur eine Scheibenwalze der unteren Gruppe gegenübersteht
und mit jener zusammenwirkt.