DE1807362A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Fasermaterialbahnen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Fasermaterialbahnen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Behandlung verschiedener Materialien zur Strukturänderung des Materials, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Fas.rmaterialbahnen in Form von Vliesen oder Bahnen von fortlaufenden Fäden aus einer Vielzahl fortlaufender violfädiger Garne.
• Die Materialien, die gemäss der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, sind Materialien in Bahnen, wie z.B, Filme, Papier, gewebt und ungewebte Stoffe, Faservliese usw, oder verschiedene andere Materialien, z.B. Florbänder, Vorgespinste, garne, und zwar sowohl Garne mit fortlaufenden Faden als auch Stapelfasergarne usw. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können dazu verwendet werden, Material zu kreppen oder zu verdichten, und eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform kann dazu benutzt werden, das Material zu strecken oder zu dehnen. Mittels weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein orientiert er bzw. ausgerichteter Film in einzelne Fasern gespalten werden oder Garne oder Fäden können mit einer Schleife oder einem Knick versehen werden.
• Andere Ausführungsformen können däzu verwendet werden, dem Bahnmaterial Weichheit zu verleihen oder eine Strukturwirkung zu erzielen und den Griff des Materials zu verbessern.
• Es gibt unzählige bekannte Verfahren zur Behandlung von Matsrialien, um das Material auf verschiedene Weise zu kreppen, zu verdichten, zu ziehen oder die Struktur des Materials zu verändern. Es gibt auch unzählige Arten, nach denen Garne gekräuselt oder mit einer Struktur versehen werden können0 Ferner stehen gegenwärtig verschiedene Arten von Maschinen zur Verfügung> um Material zu kreppen, zu verdichten, zu krduseln, mit Schlingen zu versehen, zu verstrecken usw.
• Gegenstand der Erfindung ist eine neue Vorrichtung mit einem Minimum an beweglichen Teilen und von einfachem Bau> die in ihrer Gesamtkonstruktion und Arbeitsweise unkompliziert ist. Wenn auch die einzelnen Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung bekannt 8 ind, so ist doch gerade die Kombination nicht bekannt, durch die die erfindungsgemässe Vorrichtung gekennzeichnet ist.
• Durch diese erfindungsgemässe Kombination bekannter Teile ist eine Maschine geschaffen worden, die einfach ist und überraschenderweise dazu verwendet werden kann, Material auf vielfältige Weise zu behandeln, d.h. die Maschine kann dazu verwendet werden, das Material zu verdichten, zu kreppen, zu verstrecken, zu kräuseln usw.
• Gemäss einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann durch das Verfahren eine neue Vliesart aus kontinuierlichen Textilfäden hergestellt werden. Früher wurden Faservliese aus Stapelfasern und/oder kurzen bei der Papierherstellung verwendeten Fasern hergestellt. Derartige Vliese entstehen gewöhnlich mittels einer Krempelmaschine oder bei der Papierherstellung oder mit beim Luftechichten verwendeten Maschinen.
• Durch diese Maschinen erhält man eine Bahn oder ein Vlies aus überlappenden, sich schneidenden, unregelmässig angeowdneten Fasern. Das Vlies wird durch die reibungsaässige Verflechtung dr Fasern zusammengehalten und ist ganz schwach. Aus diesen Vliesen hergestellte ungewebte Stoffe werden bis Jetzt gewöhnlich dadurch gebildet, dass ein Schichtstoff aufgeschichtet wird, der zu einer einheitlichen Struktur verbunden wird.
• Bei den nach dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung hergestellten Vliesen Jedoch laufen die Fäden entlang der gesamten Länge des Vlieses und können relativ zueinander parallel oder auch in verschied.enen Wellenformen verlaufen. Ungewebte Stoffe können durch Aufeinanderschichten von Bahnen oder Vliesen aus diesen Fasern entweder parallel oder in einem bestimmten Winkel zueinander hergestellt werden, und gegebenenfalls können geringe Mengen Klebstoff verwendet werden9 um die Schichten zusammenzuhalten. Nach diesen Verfahren hergestellte Stoffe weisen in der Richtung der Fasererstreckung grosse Festigkeit auf und unterscheiden sich auch im Griff von aus Stapelfasern hergestellten Stoffen.
• Es ist zwar schon lange angestrebt worden, einen solchen Stoff aus Fäden herzustellen, jedoch ist erst mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vor richtung für die kontinuierliche, einheitliche Herstellung der Ausgangsvliese geschaffen worden, aus welchen derartige Stoffe hergestellt werden Können.
• In der Faserindustrie ist es allgemein üblich, Garne aus endlosen Fäden herzustellen. Die synthetischen Materialien werden kontinuierlich durch eine Spinndüse gepresst und den erfordrlichen Dehnungs- und Ausrichtungsvorgängen unterzogen, die allgemein bekannt sind0 Manchmal werden diese Fäden in verschiedener Länge geschnitten, um Stapelfasern au erzeugen, aus denen herkömmliche ungewebte Stoffe oder gesponnene. Garn hergestellt wird. In manchen Fällen, wenn die Fäden diok genug sind, können sie allein verwendet werden zur Herstellung eines Einfadengarns und in weiteren Fällen, wonn der Fadendurchmesser ganz gering ist, wird eine Vielzahl dieser Fäden nach dem Auspressen gebündelt und bildet ein allgemein als Mehrfachfadengarn bekanntes Garn. In einigen Fällen können diese Mehrfachfadengarne verzwirnt werden, um die Garnfestigkeit zu verbessern. Aus diesen Mehrfachfadengarnen, die im wesentlichen unverzwirnt sind, können erfindungsgemäss Vliese aus endlosen Fäden mit dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, durch die Material gekreppt oder verdichtet wird. Eine weitere AustUhrungsform kann dazu verwendet werden, Material zu verstrecken oder zu dehnen. Weitere Ausführungsformen können dazu verwendet werden, einen orientierten Film in einzelne Fasern aufzuspalten oder Garne oder Fäden mit einer Krümmung oder einer Schleife zu versehen.
• Mittels anderer Ausfiihrungsformen kann man dem Bahnmaterial Weichheit verleihen, eine Strukturwirkung erzielen und den Griff des Materials verbessern.
• Ein Nachteil der bisher bekannten Verfahren zum KrUmmen oder Kräuseln von Garnen bestand darin, dass derartige Verfahrensschritte bei vorbestimmten einzuhaltenden günstigen Umgebungstemperaturen ausgeführt werden mussten, z.B. mussten bei niedrigeren Temperaturen grössere Kräfte auf das Garn einwirken, um die gewünschen Ergebnisse zu erzielen. Wenn endlose Garne nach dem Verfahren der Erfindung aufgestapelt oder mit einer besonderen Struktur versehen werden, ist der Temperaturbereich, innerhalb dessen der Vorgang erfolgreich durchgeführt werden kann, von geringerer Bedeutung.
• Gemäss der vorliegenden Erfindung wird das Material, das behandelt werden soll, um seine Struktur zu ändern, kontinuierlich in einer ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt, die Richtung wird geändert, so dass sich die zweite Richtung in einem spitzen Winkel zu der ersten Richtung befindet, während die Geschwindigkeit in eine zweite Goschwindigkeit umgeändert wird. Zweckmässigerweise beträgt der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Richtung weniger als 700 und der Geschwindigkeitswechsel besteht bevorzugt in einer Geschwindigkeitszunahme von 2 %.
• Wenn das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer Bahn aus endlosen Fäden angewandt wird, werden die Garne anschliessend in eine dritte Richtung geführt und währenddessen abwechselnd einige Male ge spannt und gelockert, um Kräusel in den Fäden aufzulösen und die Fäden benachbarter Garne miteinander zu vermischen.
• Die Vorrichtung für die erfindungsgemässe Behandlung des Materials besteht aus einer ZufUhrvorrichtung für das Material, einem Paar drehbarer Walzen, deren Achsen parallel zueinander angeordnet sind, und die sich auf Jeder Seite einer schneiden-, blatt- od.dgl, -förmigen Zwischenwand, die auch als Blatt bezeiehnet wird, befinden, wobei die Bahn von der ersten Walze aus in einem Winkel von weniger als 700 verläuft und die zweite Walze sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit dreht, die diejenige der ersten um mindestens 2 * übersteigt. Zweckmässigerweise sind die Walzen bei einer Ausführungsform der Erfindung so angeordnet1 dass sie einen Spalt bilden, wobei die Walzen sich in derselben Richtung drehen, die schneiden-, blatt- od.dgl. -förmige Zwischenwand nahe des Spalts angeordnet ist, sich parallel zu den Walzenachsen erstreckt und mit den Oberflächen beider Walzen in Berührung steht. Das zwischen der schneiden-, blattod.dgl. -förmigen Zwischenwand und die Oberfläche einer Walze eingeführte Material wird um die Kante der Zwischenwand geführt und zwischen der Oberfläche der anderen Walze und der Zwischenwand in einer neuen und andersartigen Struktur abgenommen.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Figuren 1 bis 13 der Zeichnungen dargestellter besenders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutern. Es zeigen2 Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zum Dnrchführen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine vergrösserte Querschnittsansicht des Teils der erfindungsgemässen Vorrichtung, der die beiden Walzen und die schneiden-, blatt- od.dgl.
• -förmige Zwischenwand zeigt, Fig. 3a eine Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung, Fig. 4 ein Schema einer Aufsicht auf die Vorrichtung zum Durchführen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 ein Schema einer Seitenansicht der Vorrichtung zum Durchführen einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 6 ein Schema einer Aufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 5, Fig. 7 ein Schema einer Aufsicht auf die Vorrichtung zu. Durchführen einer weiteren erfindungJgemässen Ausführungsform, Fig. 8 ein Schema einer Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 7, Fig. 9 ein Schema einer Aufsicht auf eine weitere Form der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 10 ein Schema einer Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 9, Fig. 11 ein Schema iner Aufsicht auf eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 12 ein Schema einer Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 11, Fig. 13 eine vergrösserte querschnittsansicht der Kräuselvorrichtung, wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, Fig. 14 eine vergrösserte querschnittsansicht der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Kräuselvorrichtung, Fig. 15 eine vergrösserte Querschnittsansicht der in den Figuren 8 und 12 dargestellten Spann- bzw.
• Lockerungsvorrichtung.
• Fig. 1 zeigt eine übliche Zuführwalze 10, auf welcher der mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung temäss der Erfindung zu verarbeitende Materialvorrat 11 aufgewickelt ist. Das Material ist ein Plastikfilm mit hohem Molekulargewicht, der quer zur Lingserstreckung des Films sehr gut orientiert ist. Das Material läuft von der Walze ab und um eine Führungswalze 12. Diese kann starr oder drehbar angeordnet sein. Das Material wird zwischen einem Paar Walzen 13 und 14 und einer schneidenr, blatt- oddgl -förmigen Zwischenwand 131 nachstehend auch abgekürzt als "Blatt" bezeichnet, zum Ab- bzw. Einwinkeln der Materialbahn gemdss der Erfindung durchgeführt. Die Achsen der Walzen sind parallel und die Walzen bilden bei A einen Spalt dergestalt, dass eine minimale Aussparung zwischen den Walzen verbleibt. Die starre Zwischenwand 15 wird so an dem Spalt angeordnet,-dass die eine Seite der Zwischenwand die Walze 13 berührt, während die gegenüberliegende Seite die zweite Walze 14 berEhrt.~Die erste Walze 13 ist eine Metallwalze mit einer leicht aufgerauhten Oberfläche, d.h. einer sandgestrahlten, geriffelten oder ähnlichen Oberfläche. Die zweite Walze 14 ist elastisch und kann mit relativ hartem Gummi überzogen sein, wobei sich Gummi mit einer Härte von 65 bis 70 Durometer als zufriedenstellend erwiesen hat.
• Eine der Walzen wird direkt von einem geeigneten Motor und Übertragungsmechanismus angetrieben, die aus Gründen besserer Klarheit nicht dargestellt sind. Die angetriebene Walze ist an die andere Walze und eine Zahnradverbindung angekoppelt, so dass die letztere ebenfalls angetrieben wird. Wie in der Zeichnung dargestellt, drehen sich die Walzen in Pfeilrichtung.
• Die zweite Walze 14 wird mit einer horizontalen Oberflächengeschwindigkeit angetrieben, die diejenige der ersten Walze 13 übersteigt. Das Verhältnis der horizontalen Oberflächengeschwindigkeit der zweiten Walze zu der der ersten Walze kann zwischen 2:1 und 5:1 liegen. Diese Verhältnis zahlen haben sich bei der Behandlung orientierter Plastikfilme als zufriedenstellend erwiesen. Nach dem Verlassen des Walzenpaares und des Blattes wird der behandelte Film einer weiteren Führungswalze 20 zugeführt, die starr oder drehbar sein kann, und der Film wird auf eine übliche Aufrollvorrichtung 21 aufgewickelt.
• Obgleich das Verfahren und die Vorrichtung gemäss Fig. 1 im Hinblick auf die Behandlung eines orientierten Plaetikfilms beschrieben worden sind, können ebenfalls andere Materialien, z.B. Stapelfaservliese, gewebte Stoffe, Garn oder eine Reihe von Garnen in ähnlicher Weise durch die Vorrichtung geführt werden, um das Material ähnlich wie vorstehend beschrieben über infinitesimale Inkremente entlang der Materiallänge zu behandeln.
• Die verschiedenen mechanischen Bestandteile von Fig. 2 gleichen den in Fig. 1 dargestellten. Eine übliche Zuführwalze ist dargestellt, auf die das zu behandelnde Material 26, z.B. gewebten, gewirkten oder ungewebten Stoff, Papier, Plastikfilm usw., aufgewickelt ist. Das su behandelnde Material läuft von der Walze ab und wird um eine Führungsvalze 27 geführt, die entweder starr oder drehbar ist. Das Material läuft von der Führungswalze zu dem von einem Walzenpaar 28 und 29 und einem Blatt 30 gebildeten Spalt. Bei der in Fig, -2 dargestellten Vorrichtung drehen sich die Walzen in Pfeilrichtung und die Oberfläche der Walzen gleicht der bezüglich Fig. 1 beschriebenen. Das Blatt ist ähnlich angeordnet wie bezüglich Fig. 1 beschrieben, doch dreht sich die zweite Walze mit einer geringeren horizontalen Umfangsgeschwindigkeit als die erste Walze, so dass das Verhältnis der horizontalen Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze zu der der ersten Walze etwas weniger als 1t1 beträgt und sogar nur O, 2:1 sein kann. Nach dem Durchlaufen des Spaltes läuft das Material um eine starre oder drehbare Führungswalze 31 und wird auf einem üblichen Aufwickalmechanismus 32 aufgerollt. Dadurch, dass die Walzen geschwindigkeiten verändert werden, dXh. dass die zweite Walze lRngsamar rotiert als die erste, wird das Material um infinitesimale Inkremente entlang seiner Länge zusammengepresst bzw. verdichtet. Je nach der Art der verwendeten Oberflächen, dem Geschwindigkeitsverhältnis der Walzen und dem Material, das behandelt wird, kann das schliesslich erhaltene Material gekreppt oder auf der Oberfläche mit einem Rippenmuster versehen sein, oder es kann verhältnismässig weich sein, und zwar weicher als der ursprung lichte Stoff.
• Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Ansicht eines Querschnitts durch ein Walzenpaar und ein Blatt, die zusammen den Spalt bilden, durch welchen der zu behandelnde Stoff erfindungsgemäss hindurchgeführt wird.
• Die Walzen 35 und 36 drehen sich in derselben Richtung, wie aus den Pfeilen ersichtlich ist. Das Verhältnis der horizontalen Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze 36 zu der der ersten Walze 33 kann zwischen 0, 3:1 und 5:1 oder sogar höher sein, Je nach der gowünschten Behandlung. Beide Walzen sollten Friktionsoberflächen haben, so dass sie das Behandlungsmaterial gut festhalten können. Zweckmässigerweise ist die erste Walze 35 eine Hetallwalze mit einer leicht aufgerauhten, z.B, eng gerillten, sandgestrahlten oder ähnlich beschaffenen bzw. bearbeiteten Oberfläche, während. die zweite Walze 36 federnd, d.h. mit Gummi oder einem federnden Plastiksoff überzogen ist. Die zwei Walzen bilden an der Stelle B eine minimale Aussparung oder berühren sich dort leicht. Die Walzen müssen dicht genug zusammenliegen, .so dass das Material nicht zwischen die Walzen gerät, jedoch nicht so dicht, dass eine unnötige Abnutzung der Walzen verursacht wird, während die Vorrichtung in Betrieb ist. Der Walzendurchmesser kann sich innerhalb eines zweiten Bereichs bewegen. Je länger die Walzen sind, um so grösser muss ihr Durchmesser sein, um ein Durchbiegen der Walzen zu verhindern.
• Durchmesser von etwa 6i72 om (3") bis 17,78 cm (7") haben sich als äusserst zweckmässig erwiesen.
• Ein auf einem geeigneten Rahmen 39 montiertes Blatt 38 ist so zwischen den Walzen angeordnet,dass es mit der Oberfläche beider Walzen in Berührung steht. Das Blatt bildet an den Punkten C und D einen Spalt. Die Dicke des Blattes und der Durchmesser der Walzen bestimmen den Abstand zwischen den beiden Spalten C und D. Das Blatt kann aus verschiedenartigen starren oder halbstarren Materialien bestehen. Für die Verwendung gemäss der vorliegenden Erfindung haben sich Blätter einer Dicke von etwa 0,508 mm (0,020") als geeigneterwiesen. Die Kante des Blattes kann gerade oder auf einer oder beiden Seiten abgekantet sein. Zweckmässigerweise besteht der Kontakt zwischen dem Blatt und den Walzen in linienförmiger Berührung, also nicht über einen beträchtlichen Teil des Oberflächenbereichs Einer Walze. Die abgekantete Seite sollte sich nicht so stark gegen die Gummiwalze pressen, dass ein flacher Spalt entsteht. Dies gilt besonders beim Spalten orientiorter Filme, da ein derartiger flacher Spalt ein Brechen des Filmes verursachen kann.
• Die Walzen 35 und 36 und das Blatt 38 sind so angeordnet, dass das Material, wenn es um das Blatt geführt wird, auf sich selbst zurückgebogen wird. Der Winkel, unter welchem das Material gebogen wird, während es um das Blatt läuft, sollte unter 120° und zweckmässigerweise unter 90° liegen, In den meisten Fällen beträgt er weniger als 60°. Wenn das Blatt 40, wie in Fig. 3a dargestellt, eine flache Kante hat, ist der Winkel ein Projektionswinkel, der weniger als 1200 betragen sollte.
• Fig. 4 dient zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, die zum Verstrecken von Florbändern und Vorgespinsten verwendet werden kann. Eine Spule 50 mit Florband oder Vorgespinst 51, das verstreckt werden soll, befindet sich auf einem herkömmlichen Zuführmechanismus 52. Das Florband oder Vorgespinat läuft von der Spule um eine Führungswalze 53 und durch die von dem Blatt 54 und einem Paar drehbarer Walzen 55 und 56 gebildeten Spalt. Die Walzen rotieren in derselben Richtung und die Geschwindigkeit der zweiten Walze ist grösser als die der ersten Walze. Das Geschwindigkeitsverhältnis der zweiten Walze zur ersten Walze kann von etwa 1,1s1 bis 3 oder sogar 5:1 betragen. Nachdem das Florband diesen Mechanismus durchlaufen hat, läuft es um eine zweite Führungswalze 58 und wird auf eine geeignete Haspel oder Spule 59 aufgewickelt. Während das Florband durch diese Vorrichtung läuft, wird es über infinitesimale Inkremente seiner Länge nittels zweier Spalte verstreokt, die dadurch gebildet werden, dass das Blatt die Oberflächen der beiden Walzen berührt, wie dies bei den Fig. 1 und 3 beschrieben wurde. Aufgrund der sehr kurzen Entfernung zwischen dem Verstreckungsspalt erlaubt diese Vorrichtung eine ausgezeichnete Steuerung, und daher kann sogar ein aus den kürzesten Fasern bestehendes Florband durch eine derartige Vorrichtung verstreckt werden.
• Garne aus endlosen Fäden können auch durch eine Vorrichtung ähnlich den in Fig. 3, 3a und 4 gezeigten verarbeitet werden. Wenn Garne aus endlosen Fäden gemäss der Erfindung verarbeitet werden, werden sie elastisch gemacht und mit Krümmungen oder Schleifen versehen. Es gibt eine Anzahl von bekannten Techniken zum Elastifizieren von Garnen aus endlosen Fa'den, nach denen sie dadurch mit Krümmungen oder Schleifen versehen werden, dass die Garne über eine soharfe Messerkante geführt werden. Dieses Verfahren bringt eine Spannung in das endlose Garn, wodurch das Garn sich kräuseln. Um mit diesen Techniken gute Ergebnisse zu erzielen, sollten die Temperatur und die Spannung, bei welcher das Garn behandelt wird, und die sehr wichtig sind, kontrolliert werden. Allgemein gilt, das die zur Erzeugung der gewünschten Elastizitätseigenschaften in dem Garn erforderliche Kraft um so grösser ist, Je niedriger die Temperatur des Garnes während der Behandlung ist.
• Eine möglich. Theorie dartiber, dass Garne sich kräuseln, nachdem sie über eine scharfe Messerkante gelaufen sind, besteht darin, dass Differentialkräfte über dem Querschnittsbereich des Garnes wirksam werden, d.h. derjenige Teil des Garnes, der dem Messerrand am nächsten ist, wird weniger gespannt als der am weitesten vom Messerand entfernte Teil.
• Es wird angonommen, dass durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung noch grössere Differentialspannungen über dem Querschnitt des Garnes wirksam werden, wodurch wiederum die Anforderungen an die Temperatur geringer werden1 bei welcher das Garn behandelt werden muss, und was dlie Behandlung einer sehr grossen Vielfalt von ndlosen Garnen erlaubt.
• Wenn nach dem erfindungsgemässen Verfahren das Garn in Fig. 3 ton C nach D über die scharfe Messerkante läuft, wird durch die schnellere horizontale Umfangsgeschwindigkeit der Walze 36 eine Differentialbesschleunigung auf den Querschnittsbereich des Garnes ausgeübt.
• Di. Aussenoberfläche des Garnes wird mehr beschleunigt als die Innenoberfläche, was sehr deutliche und dauerhaft Kräusel und Krümmungen in dem Garn bewirkt.
• Bei dem herkömmlichen Verfahren wird die Größe der beim Laufen über eine Messerkante auf das Garn ausge-Ubtin Spannung durch den Unterschied des krümmungsradius der Innen- und Aussenoberfläche des Garnes begrenzt. Gemäss der Erfindung gibt es Jodooh keine derartig Begrenzung, da die auf das Garn wirkende Spannung nicht nur von dem Unterschied des Krümmungsradius abhängt, sondern auch von dem Besohleunigungsgrad des Garnes, während es über die Messerkante zwischen den beiden Spalten läuft.
• Die Garne, die nach der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden können, sind alle Garne aus endlosen Fäden, wie z.B. Polyestergarne, Polyamidgarne, Polyakrylgarne usw. Zweckmässigerweise haben die Garne einen kreisförmigen 4uerschnitt, obwohl auch andere Querschnitte verarbeitet werden können. Ebenso sollten die Garne zweckmässigerweise von selbst eine gewisse Elastizität aufweisen und nicht allzu spröde sein, wie dies bei einigen Rayongarnen mit hoher Zugfestigkeit der Fall ist. Die Garne können Je nachdem mehrfachfädige oder einfädige Garne sein.
• Die Temperatur, bei welcher das Garn verarbeitet wird, kann zwischen Zimmertomperatur oder darunter bis zu etwa 2210 C (4300 i') betragen. Die Temperatur sollte nicht so hoch sein, dass eine übermässige Wertminderung des Qarnes bewirkt wird. Diese hohe Temperatur hängt natürlich von dem verwendeten Garn ab und ist etwa 2320C (450°F) für Polyestergarne und 2040C (40O0F) für normale Garne.
• Das Garn kann durch verschiedene Arton von der Industrie wohlbekannten BaS;rhitzern oder durch Erwärmen der Walze und/oder des Blattes der Vorrichtung gemäss der Erfindung auf die gewünschte Temperatur gebracht werden.
• Auch Kräuselanzahl und -grad des Garnes sind je nach dem dadurch das Blatt 38 und die Walzen 35 und 36 ausgeübten Druck verschieden. Im allgemeinen ist die in dem Garn hervorgerufen. Kräuselung um so grösser, Je grösser der Druck ist.
• Nach dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Verfahren werden mehrfachfädige, unverzwirnte Garne 60 aus Spulen 61 über eine Garnführung 62 und einen Distanzkamn 63 geführt, um die mehrfachfädigen Garne etwa im gleichen Abstand voneinander in dieselbe horizontale Ebene zu bringen. Gewöhnlich sind die Garne etwa 1,58 mm bis 12,7 mm (1/16" bis 1/2") voneinander entfernt, obwohl zur Herstellung sehr leichter Vliese auch grössere Entfernungen verwendet werden können. Wie bei Fig, 3 beschrieben, werden die Garne zwischen einem Paar Walzen 64 und 65 und einem Halteblatt 66 hindurchgeführt.
• Eine Zuftilirwalze 67 steht mit der ersten Walze 64 in Berührung, um die Garne leicht zu spannen, während sie dem Mechanismus zugeführt werden. Die erste Walze 64 besteht aus Metall und hat eine leicht aufgerauhte, z.B. sandgestrahlte Oberfläche, während die zweite Walze 65 mit Gummi überzogen ist. Die Walzen rotieren in der gleichen Richtung, wie die Pfeile zeigen, und das Geschwindigkeitsverhältnis der zweiten zur ersten Walze ist etwa 1,01s1 bis 2sl. Nach dem Durchlaufen der von dem Blatt und den beiden Walzen gebildeten Spalte sind die mehrfachfädigen Garne gekräuselt oder gekrümmt, wobei die Kräuselung einer Spiralfeder sehr ähnlioh ist. Die gekräuselten Garne 68 werden durch eine erste Anordnung von Haltewalzen 70 und 71 geführt, die die Garne unter leichter Spannung halten. Diese Spannung ist nicht ausreichend, um die Kräuselung oder Krümmung in den Garnen zu entfernen, jedoch gross genug, um das Durchhängen der Garne aus ihrer horizontalen Ebene zu verhindern. Die Garne werden von dieser ersten Anordnung von Haltewalzen 70 und 71 zu einer zweiten Anordnung von lialtewalzen 72 und 73 weitergeführt, Zwischen den beiden Anordnungen der Haltewalzen befindet sich eine Schlagvorrichtung 74. Die Sohlagvorriohtung besteht aus einer Walze 75 mit daran befestigten und parallel zu ihrer Achse verlaufenden Armen 76 die in Abständen mit der zwischen den Anordnungen der Haltewalzen laufenden Ebene der Garne in Berührung kommen, wenn sich die Walze 75 dreht.
• Dadurch stehen die Garne unter einer Spannung, die sie in dem Masse richtet, in dem der Schlagarm mit den Garnen in Berührung kommt. Wenn der Schlagarm 76 nicht mit den Garnen in Berührung ist, lockern sich die Garne und kräuseln eich wieder, Jedoch deckt sich die Kräuselung der einzelnen Fäden nicht mit der der anderen Fäden, so dass die einzelnen Fäden der mehrfachfädigen Garne getrennt sind und sich zu einem wirren Muster mit einzelnen Fäden benachbarter mehrfachfädiger Garne vermischen. Obwohl nur ein einziger Schlagvorgang gezeigt wird, kann eine Vielzahl solcher Schritte angewandt werden. Je mehr die Garne gespannt und gerichtet und dann wieder gelockert und gekräuselt werden, umso mehr neigen die einzelnen Fäden dazu, sich voneinander zu trennen und zu einem wirren Muster oder VUSS von Fäden zu vermischen.
• Die einzelnen Fäden laufen von der zweiten Anordnung von Haltewalzen zu einer weiteren Anordnung von Haltewalzen 80 und 81, die aus einer Metallwalze 80 und einer gerillten Walze 81 bestehen. Die gerillte Walze spannt in Abständen einzelne Fasern, wenn die hohen Stellen die Fäden berühren, und lockert die Fäden, wenn die tragende Fläche 82 der Walze nicht mit der Metallwalze d'O in Berührung steht. Die durch die gerillte Walze hervorgerufene Spannung oder Entspannung der mehrfachfädigen Garne trennt die Garne in Einzelfäden und bewirkt eine Vermischung und Verflechtung mit benachbarten Fäden sowohl der eigenen Garne als auch benarbarter Garne, so dass eine vliesartige Struktur 85 aus endlosen, in einem wirren Muster angeordneten Fäden gebildet wird. Das Vlies wird über eine geeignete Führungswalze 86 geführt und- auf einem herkömmlichen Haspelmechanismus 87 aufgewickelt.
• Bei der aus zwei Walzen und einem Blatt bestehenden Einheit ailte die erste Walze eine Friktionsoberfläche aufweisen, die mit dem Sandstrahlgebläse bearbeitet wurde oder gerändelt ist, da dies dazu beiträgt, die Zufuhr des Materials zu den Walzen und dem Blatt zu steuern. Die Walzen sollten beide so angeordnet sein, dass sich zwischen ihnen eine durchlaufend Aussparung von etwa 0t05 mm bis 0,076 mm (0.002" bis 0.003") befindet. Das-Blatt berührt die Oberfläche beider Walzen.
• Beim Kräuseln von mehrfachfädigen Garnen wurde ein Verhältnis der zweiten Walz.ng.schwindigkeit zur ersten Walzengeschwindigkeit von 1,2:1 für äusserst zufriedenstellend befunden. Wenn das Verhältnis zu hoch ist, werden die mehrfachfädigen Garne einer Belastung ausgesetzt und brechen, während bei einem niedrigeren Verhältnis nur eine ungenügende Kräuselung in den Garnen entsteht. Bei der Behandlung orientierter Filme, die zu Faservliesen aufgespalten werden sollen, sollten die Verhältniszahlen der zweiten Walzengeschwindigkeit zu der ersten Walzengeschwindigkeit etwa 4:l betragen, da bei niedrigeren Verhältnis zahlen die Filme nicht genügend in gespaltene Fasern aufgespalten werden und bei höheren Verhältniszahlen die Filme dazu neigen, zu brechen und Risse zu bekommen.
• Wenn das Blatt abgekantet ist, wird die abgekantete Seite zweckmässigerweise gegen die Zuführ- oder erste Walze gekehrt, da sie im allgemeinen, wenn es gegen die Ausstosswalze oder zweite Walze gekehrt wird, leicht ein weiteres Abnutzen des Behandlungsmaterials bewirkt.
• In dem anhand der Figuren 5 und 6 beschriebenen Verfahren können die gekräuselten Garne durch verschiedene Schlägerbewe gungelr entspannt und gespannt werden, d.h. durch eine Hin- und Herbewegung, eine Auf-und Abbewegung, Luftbewegung usw. In einigen Fällen kann die Schlägerbewegung durch ein leichtes Bürsten mit einer Borstenbürste ersetzt werden, um im Abständen Spanung und Entspannung zu erzeugen.
• Die Materialien, die gemäss der vorliegend Erfindung behandelt werden können, sind alle Plastiktilme, die orientiert werden können, z.B. Polyätilylen-, Polypropylen- und verschiedene andere synthetische Polymerfilme. Die Garne, die behandelt werden können, siiid Garne aus endlosen Fäden, Stapelfasergarne, Norgespinst, Florbänder usw. und können aus irgendeiner Natur-, Kunst- oder Synthetikfaser bestehen. Aucil andere Materialien können nach der vorliegenden Erfindung behandelt werden, wie z.B. genadelte Stoffe, ungewebte Stoffe, gewebte Stoffe, gewirkte Stoffe usw.
• Bei der Behandlung mehrfachfädiger Garne zur llerstellung von Fadenvliesen können viele der verschiedenen synthetischen Fäden, wie z.B. Rayon, Polyamide, Polyester, Polyolefine usw0 verwendet werden0 Die Garnzahl der Fäden kann von etwa einem Denier bis zu 20 Denier oder mehr reichen, und die Garne können jede beliebige Anzahl von Fäden von 10 bis 100 oder mehr enthalten.
• Die Zeichnungen 7 und 8 zeigen eine Reihe 88 mit Garnspulen 89. Das Garn besteht aus endlosen Mehrfaohfäden und ist zweckmässigerweise unverzwirnt oder nur wenig verzwirnt. Die Garne werden von den Spulen ab- und durch einen Distanzkamm 90 gezogen, so dass s-ie in einem annähernd gleichmässigen Abstand in derselben horizontalen Ebene gehalten werden. Die im Abstand angeordneten Garne werden durch den von einem Paar sich drehender Walzen 91 und 92 gebildeten Spalt gefiihrt. Die Walzen sind in geeigneten GelMiis t eIl 9) tlIId 94 montiert und in diesen Gerüsten wegen der Rotation in herkömmlichen Lagern usw. montiert. Dann passiert die Garnbahn den Spalt zwischen einer drehbaren Wul@e 95 und einem starren Blatt 96. Das Blatt ist entlang der gesamten Länge der Walze mit dieser iii Derührung, d.h. entlang einer Linie parallel zur 111alzellacllse Die Walze und das Blatt sind in geeigneter Veise an dem Rahmen 97 montiert. Die Garne laufen zu einem zweiten Paar drehbarer Walzen 98 und 99, die zur Drehung in einem geeigneten Rahmen 100 montiert sind. Die Geschwindigkeit dieser Walzen 98 und 99 ist grösser als die der drehbaren Walze 95. Dann läuft das Garn durch einen durch von einer gerillten Walze 101 und einer drehbaren Walze 102 gebildeten Spalt. Sowohl die gerillte als auch die drehbare Walze sind für die Rotation in einem geeigneten Rahmen 103 montiert. Die gerillte Walze führt in Abständen das Garn, wenn der erhabene Teil der Walze mit der Oberfläche der drehbaren Walze ausgerichtet ist, während sich das Garn in den Einschnitten entspannen kann. Anschliessend wird das Vlies dann für den Bindemittelauftrag bei der Weiterverarbeitung auf ein endloses Band 104 gebracht.
• Wenn das Garn bei der Behandlung um die Kante des starren Blattes läuft, wird durch das Paar Haltewalen 98 und 99 eine beträchtliche Spannung darauf ausgibt, und wenn dieses Garn durch dies. Haltewalzen läuft und diese Spannung in Abständen nachläßt, krZuselt sich das Garn, und das in Abständen stattfindende Anspannen und Nachlassen des Garnes bewirkt, dass die Kräuselung in benachbarten einzelnen Fäden eines mehrfachfädigen Garnes sich löst, sich nicht mehr mit den anderen Fäden deckt und sioh mit Fäden benachbarter Garne vermischt, so dass ein Vlies oder eine Bahn aus einzelnen endlosen Fäden entsteht, die durch die ganze Bahn einheitlich miteinander vermischt sind.
• Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Reihe 108 von Spulen 109, die mehrfachfädige, unverzwirnte Garne 110 enthalten, Dbg Garne werden durch einen Abstandhalter 111 geführt, um eine Bahn aus parallelen mehrfachfädigen Garnen zu bilden. Diese Bahn wird zwischen ein Paar Haltewalzen 112 und 113 geführt, die zur Rotation in einem geeigneten Rahmen 114 montiert sind. Die Bahn läuft über ein starres Halteblatt 115, das ebenfalls in diesem Rahmen 114 montiert ist, und durch eine zweite Anordnung von Haltewalzen 116 und117, die zur Rotation in dem Rahmen 114 montiert sind. Die zweite Anordnung von Haltewalzen rotiert schneller als die erste Anordnung von Haltewalzen. Die Bahn läuft zu einer dritten Anordnung von Haltewalzen 118 und 119, die nur wenig langsamer sind als die Geschwindigkeit der zweiten Anordnung von Haltewalzen. Während sie zwischen diesen beiden Anordnungen von Haltewalzen läuft, kommt sie in Abständen mit einer Schlagvorrichtung 120 in Berührung.
• Die Schlagvorrichtung besteht aus einer drehbaren Walze 121, die zur Rotation in einem geeigneten Rahmen 122 montiert ist, und von dieser drehbaren Walze erstrekken sich vier Schlagarme 123 nach augen Diese Arm.
• sind an sich nach außen von der Mittelwalz 121 erstreckenden Stangen 124 befestigt. Die Sohlagvorrichtung spannt abwechselnd die Fäden und. lässt sie wieder locker, während sie sich von dem Spalt der Walzen 116 und 117 zu dem Spalt der Walzen 118 und 119 bewegen.
• Die Walzen 118 und 119 sollten eine etwas schnellere horizontale Umfangsgeschwindigkeit haben als die Walzen 116 und 117, um zu verhindern, dass sie während des Weitertransports schlaff werden.
• Diese Schlagvorrichtung bewirkt, dass die gekräuselten Fäden sich von benachbarten gekräuselten Fäden lösen und sich mit den Fäden benachbarter Garne verflechten, um eine endlose Bahn miteinander verflochtener Fäden zu bilden, die zur Weiterverarbeitung auf ein endloses Band 125 gebracht wird.
• Die Figuron 11 und 12 zeigen eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
• Eine Reihe 128 von Spulen 129 mit unverzwirnten, endlosen mehrfaohfädigen Garnen 130 ist dargestellt. Die Garn werden von der Spule ab- und durch einen Distanzkamm 131 gezogen, so dass eine Bahn von im wesentlichen in gleichmässigem Abstand angeordneten endlosen mehrfachfädigqn Garnen entsteht. Diese Bahn wird um einen Teil des Umfangs der Haltewalze 132, um die scharfe Kante defr Blattes 133 und zwischen dieses Blatt und eine zweite Walze 134 geführt. Die Walzen 132 und 134 rotieren in derselben Richtung und sind für die Rotation in Lagern in dem Rahmen 135 montiert. Die Walze 134 rotiert etwas schneller als die Walze 132. Das Blatt 133 ist ebenfalls in dem Rahmen 135 montiert.
• Eine kleinere, ebenfalls drehbar in Lagern in dem Rahmen montierte Walze 136 hält die Garne in Berührung mit der Oberfläche der Walze 132, um für eine einheitliche Zuführung zu dem Blatt zu sorgen. Die Fäden sind gekräuselt und laufen weiter zu einem Paar von Haltewalzen 137 und 138, die drehbar in Lagern in einem geeigneten Rahmen 139 montiert sind. Diese An-ordnung von Haltewalsen rotiert schneller als die Walze 134.
• Dann läuft die Bahn von Fäden zwischen einer gerillten Walzo 140 und einer Walze 141 mit weicher Oberfläche.
• Die Walzen 140 und 141 sind drehbar in Lagern in dem geeigneten Rahmen 142 montiert, Die gerillte Walze spannt abwechselnd die aus Fäden bestehende Bahn und lässt sie wieder locker und bewirkt, dass einselne Fäden des Garnes sich von benachbarten Fäden lösen, so das eine Bahn endloser verflochtener Fäden entsteht, Die Bahn wird zur weiteren Verarbeitung auf ein endloses Band 143 gebracht.
• Fig. 13 zeigt eine Art des Kräuselmechanismus der erfindungigemässen Vorrichtung. Bin starre Blatt 149 ist in tangentialer Berührung entlang einer Linie parallel zu der Achse einer drehbaren Walze 148 vorgesehen. Dieses Blatt ist in einer geeigneten Abfedervorrichtung 130 montiert, so dass es mit einigem Druck -gegen die Walzenoberfläche gepreßt werden kann. Die Walze besteht zweckmässigerweise aus mitteltarkem Gummi mit einem Härtegrad von etwa 50 bis 75 Durometer. Eine kurze Streoke vor dem Blatt ist ein Paar drehbarer Haltewalzen 151 und 152 montiert. Die drehbaren Haltewalzen rotieren etwas schneller als die erste Walze. Die aus Garnen bestehende Bahn läuft zwischen der Walze und den Blatt und um die Kante des Blattes zu dom von den sich drehenden Walzen gebildeten Spalt. Durch dieses Verfahren werden die Garne gekräuselt Die zwischen den Spalten A und B dargestellten Züge müssen 2 % übersteigen, und der Winkel #, unter welchem das Garn um das Blatt läuft, muss weniger als 700 betragen. Es ist erwünscht, dass sich eine begrenzte Entfernung C zwischen den durch das Blatt, die erste Walze und die Kante des Blattes gebildeten Spalt befindet. Der Grund dafür ist, dass, wenn die Blattkante auf der federnden Oberfläche der Walze liegt, sie leicht in die Oberfläche einschneiden kann und dadurch das Brechen der Fäden verursacht.
• Entfernungen von etwa 3,17 mm bis 6,35 mm (1/8" bis 1/4") wurden beim Kräuseln von Polyester- und Rayongarnen für zufriedenstellend befunden.
• Fig. 14 zeigt eine weitore Kräuselvorrichtung, die eine erste Anordnung von Haltowalzen 158 und 159 aufweist, die in Pfeilrichtung rotieren, sowie eine zweite Anordnung von Haltewalzen 160 und 161, die etwas schneller als die erste Anordnung und ebenfalls in Pfeilrichtung rotieren. Zwischen den beiden Anordnungen von Haltewalzen befindet sich ein starre Blatt 162. Das Blatt ist so angebracht, dass es mit den beiden Walzonspalten D und E nicht in einer Linie steht. Eine Bahn aus endlosen Garnen wird zwischen dem ersten Spalt nach oben und über das Blatt in einen zweiten Walzenspalt geführt. Diese Anordnung hat sich als zufriedenstellend für das Kräuseln von Polyester- und Rayongarnen erwiesen.
• Die zweite Anordnung von Haltewalsen Muss mit derselben horizontalon Umfangsgeschwindigkeit rotieren wie die erste Anordnung von Haltewalzen. Der Abstand F, in dem sich das Blatt von einer Linie zwischen den beiden Walzenspalten befinden rus, kann zwischen etwa 3,17 mm (1/8") und einigon Zentimetern oder mehr liegen. Wichtig ist, dass der Winkel , in welchem das Garn läuft und über das Blatt geführt wird, mindestens 70° betragen muss. Bei der Kräuselung des Garnes sind die wichtigen Punkte die, dass das Garn einen Weg durchlaufen muss, der zu sich selbst einen spitzen Winkel von 700 oder weniger bildet, und dass das Garn entweder während es diesen Winkel durchläuft, oder unmittelbar danach unter Spannung sein und mindestens 2 % Zug haben muss Sind diese beiden Kriterien vorhanden, so kräuselt die Vorrichtung Polyester-, Polyamid-, Akryl-, Rayon- oder andere Garne aus synthetischen Polymeren oder mehrfachfädige Kunstgarne, Die gemäss der Erfindung beschriebenen Blätter können aus verschiedenartigem starrem oder halbstarrem Material sein, z.B. Stahl, zweckmässigerweise Federstahl oder anderen verschiedenen Plactikstoffen. Blätter mit einer Dicke von 0,5 mm (0.020") haben sich für die Verwendung in der Erfindung als zweckmässig erwiesen. Die Kante des Blattes kann gerade oder auf einer oder beiden Seiten abgekantet sein.
• Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, das@Garn zu erwärmen, während es um das Blatt geführt wird, um den Kräuselvorgang zu unterstützen.
• Der Grad der Wärme hängt natürlich von der Art des zu behandelnden Garnes ab. Diese Temperaturen können zwischen Zimmertemperatur und etwa 2210C (4300F) liegen. Die Temperatur sollte nicht so hoch sein, dass das Garn während der Behandlung übermässig erweicht wird. Die Erwärmung von Polyestergarnen begunstigt den Kräuselvorgang und neigt dazu; die Kräuselung in dem Garn zu fixieren. Das Erwärmen von Rayongarnen reduziert den Feuchtigkeitsgehalt des Garnes und die Feuchtigkeit um das Garn, was eine bessere Kräuselung ergibt.
• Nach dem Kräuseln werden die Garne abwechselnd gespannt und entspannt. Die Fig. 15 zeigt eine einfache Vorrichtung zum Spannen und Entspannen der Garne, die ein Paar Walzen aufweist. Diese Walzen sind in Pfeilrichtung drehbar. Die obere Walze 168 ist auf ihrer gesamten Oberfläche mit Rillen 169 versehen, so-dass die zwischen den Walzen laufenden Garne vorwärts bewegt werden, wenn eine erhabene Fläche 170 mit der unteren Walze 171 in Berührung kommt, während sie sich entspannen können, wenn ein Einschnitt mit der Achse der unteren Walze ausgerichtet ist. Hierdurch werden die gekräuselten mehrfachfädigen Garne immer wieder gespannt und entspannt, was die Einzelfäden des Garnes dazu veranlasst, sich von benachbarten Fäden desselben Garnes zu lösen und mit benachbarten Einzelfäden benachbarter Garne zu einem Vlies miteinander verfRochtener endloser Fäden zu vermischen. Die Rillenwalzen sollten eine horizontale Umfangsgesohwindigkeit haben, die ein Schlaffwerden verhindert, wenn die Bahn aus Fäden weiterverarbeitet wird.
• Eine andere Vorrichtung zur Anwendung von abwechselnder Spannung und Entspannung der Garne wurde vorstehend bezüglich der Fig. 9 und 10 beschrieben0 Ferner kann nach Belieben mehr als eine Vorrichtung zum Spannen und Entspannen der Garne hintereinander angeordnet werden, um die Einzelfäden noch mehr voneinander zu trennen und sie in einem wirren Muster oder Vlies von Fäden zu vereinigen.
• Erfindungsgemäss verwendete mehrfachfädige Garne können alle der vielzähligen synthetischen Fäden sein, wie z.B. Rayon, die Polyamide, die Polyester, die Polyolefine usw. Die Garnzahl der einzelnen Fäden kann zwischen etwa 2 Denier und 20 Denier oder mehr betragen, und die Garne können eine beliebige Anzahl von Fäden zwischen etwa 10 und 200 Fäden oder mehr haben.
• Obgleich all die verschiedenen Halterungen, Scheiben, endlosen Bänder, Schlagvorrichtungen und ähnliche mechanisch Vorrichtungen einschliesslich geeigneter Rahmen in den Zeichnungen nicht sollatändig dargestellt und in der Beschreibung nicht vollständig beschrieben wurden, die die verschiedenen Drehzylinder, Walzen, Schläger mit ihrer gewünschten oder erforderlichen Geschwindigkeit oder in der durch die Pfeile angedeuteten Drehung oder Bewegung antreiben oder unterstützen sollen, ist zu beachten, dass dies Elemente weggelassen wurden, um die Zeichnungen und die Beschreibung klär zu halten und die Einfhrung von dem Stand der Technik wohlbekannten Hilfsmitteln zu vermeiden. Die verwendeten mechanischen Antriebsvorrichtungen und verschiedenen Rahmen sind herkömmlicher Art und bedeuten lediglich die Anwendung bekannter mechanischer Prinzipien.
• In den folgenden speziellen Beispielen wird die Erfindung im einzelnen genauer beschrieben.
• Beispiel I Ein Polypropylenfilm von 0,03048 mm (1.2 mil) Dicke etwa 381 mm (15") Breite und einer ausserordentlich grossen Orientierung in der Querrichtung, d.h. in der Breite, wird der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung zugeführt. Die Zuführwalze 35 ist eine Metallwalze mit rautenförmig gerändelter Oberfläche. Die Ausstosswalze bzw. die zweite Walze 36 ist mit Gummi überzogen und hat einen Härtegrad von 65 Durometer.
• Wie die Pfeile andeuten, rotieren die Walzen in derselben Richtung, und die Gummiwalze rotiert viermal schneller als die Metallwalze. Die Walzen 8ohliessen zwischen sich einen freien Raum von 0§05 mm (0.002") ein. Ein 0,5 mm (0.020") dicke und auf einer Seite der dünnen Kant. abgvkantetes Blatt 38 wird mit den Oberflächen beider Walzen in Berührung gebracht, wobei der abgekantet. Rand die Metallrolle und der andere Blattrand die Gunitrolle berührt. Der Film wird zwischen dem Blatt und dem Walsenpaar Mit einer Geschwindigkeit von 2,7432 m/min. (9 ft./min) durchgeführt und der orientierte Film wird zu einem gespaltenon Faservlies miteinander verbundener Faserelenionte mit freien Faserenden aufgespalten. Der Spaltvorgang ist durch die gesamte Fläohe des Filmes einheitlich.
• Beispiel II Ein ungewebter Faserstoff mit einem Gewicht von 20,1 g/m2 (260 Gran/Sq.Yd.), der aus einem 17,0 g/m-(220 Gran/Sq.Yd.) schweren Filmvlies von 3S,1 mm (1 1/2") Dicke aus Rayonfasern von 1,5 Denier besteht, das mit 3,1 g/m2 eines Polyakrylbind.emittels gebunden wird, welches in einem Muster von drei horizontalen Wellenlinien je 2 cm (4 je Inch) aufgedruckt wurde, wird zwischen einem Walzenpaar und einem Blatt durchgeführt. Die erste Walze oder Einführungswalze ist eine Metallwalze mit einer mit dem Sandstrahlgebläse bearbeiteten Oberfläche, während die z'we Walze mit Gummi überzogen iat. Das Blatt ist aus 0,254 am (0.010") dickem Federstahl und passt in den durch die beiden Walzen gebildeten Spalt. Das Blatt berührt die Oberflächen beider Walzen. Die Drehgeschwindigkeit der zweiten Walze ist etwas geringer als die der ersten Walze, so dass das Geschwindigkeitsverhältnis der zweiten zu der ersten Walze etwa 6:1 ist. Der ungewebte Stoff wird auf die erste Walze über die Kante des Blattes und heraus auf die zweite Walze geführt. Der 8toff ist verdichtet und weich. Die Weichheit des Ausgangsstoffes beträgt 70,5 während die Weichheit des schliesslich erhaltenen Stoffes 83 ist (gemessen mit dem Weichheitsmesser Handl-O-Meter, Thwing-Albert).
• Beispiel III Vierundzwanzig mehrfachfädige, unverzwirnte Polyestergarne werden in einem Abstand von annähernd 6,35 mm (1/4") in eine parallele horizontale Ebene gebracht.
• Die verwendeten Garne haben 670 Denier absolut je Garn, 13 Denier Je Faden. Die parallele Ebene von 24 Garnen wird durch die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Vorrichtung geführt. Die Garne werden geeigneten Vliesen entnommen und unter einem Führungsarm und durch einen Distanzkamm gezogen um die Ebene von Garnen zu bilden, die der Einheit aus den beiden Walzen und dem Blatt zugeführt wird. Während die Garne der Blatteinheit zugeführt werden, wird eine einheitliche Spannung auf sie ausgeübt. Diese einheitliche Spannung wird durch die mit der Aufgabewalze 64 in Berührung stehende Zugwalze 67 ausgibt.
• Die Aufgabewalze 64 ist eine Stahlwalze mit durch ein Sandstrahlgebläse bearbeiteter Oberfläche. Die zweite Walze 65 hat eine gummidberzogene Oberfläche, wobei der Gummi. eine Härte von annähernd 50 Durometer hat. Das Blatt 66 ist aus Federstahl und hat eine Dicke von 0,5 mm (0.020") und einen abgekanteten Rand. Dieser berührt die Oberfläche der Stahlwalze und der andere Rand berührt die Gummiwalze. Das Goschwindigkeitsverhältnis der Gummiwalze zu der Stahlwalze ist 1,2z1. Nach dem Durchlaufen des Blattes und der beiden Walzen sind die parallelen mohrfachfädigen Garne im wesentlichen einheitlich gekräuselt und werden unter minimaler Spannung einem Paar Haltewalzen zugeführt. Die minimale Spannung ist ausreichend, um das Durchhängen der gekräuselten Garne zu verhindern.
• Die Haltewalzen rotieren mit annähernd derselben oder einer etwas gröaseren Geschwindigkeit als die Stahlwalze 64. Die Garne werden von dem ersten Paar Haltewalzen zu einem zweiten Paar Haltewalzen geführt, die schneller laufen als das erste Paar und in einem Verhältnis, das ausreicht, um die Garne zu ihrer vollen Länge auszuziehen und eine feste Spannung zu bewirken (annähernd 1,24:1).
• Die Garne bewegen sich von einer Seite zur anderen oder wechseln ihre Stellung, während sie zwischen den beiden Paaren von Haltewalzen hindurchlaufen, wodurch die Fäden getrennt bzw, vereinzelt werden.
• Zwischen dem ersten und zweiten Paar von Haltewalzen befindet sich eine Sohlagwalze 74, wie in den Zæiohnungen 5 und 6 dargestellt. Während die Schlagwalze rotiert, worden die Fäden abwechselnd gespannt und entspannt, wodurch die Fäden getrennt und vereinzelt werden. Von diesem zweiten Paar Haltewalzen laufen die Garne zu einem dritten Paar Haltewalzen, das aus einer Gummi- und einer Stahlwalze besteht. Die Gummi walze ist auf der Oberfläche gerillt. Das dritte Paar Haltewalzen rotiert schneller als das zweite Paar, so dass die Fäden abwechselnd gespannt und entspannt werden, wodurch sie getrennt und zu einem einheitlichen Vlies vereinigt werden. Es entsteht ein einzeitlichen Vlies mit einem Gewicht von etwa 11, 6 gXm2 (150 Gran/Sq.Yd.), das endlose, sich zu einem wirren Muster formende Einzelfäden enthält.
• Beispiel IV Vierundzwanzig mehrfachfädige, unverzwirnte Rayongarne werden in einem Abstand von annähernd 19,05 mm (3/4") in eine parallele horizontale Ebene gebracht. Die verwendeten Garne haben 600 Denier absolut Je Garn und 4 Denier je Faden. Die parallele Ebene von vierundzwanzig Garnen wird durch die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Vorrichtung geführt. Die den geeigneten Spulen entnommenen Garne werden durch einen Distanzkamm gezogen, um die Ebene der Garne zu bilden, die durch die erste Anordnung von Haltewalzen geführt wird.
• Das Garn wird dann durch die eine einzige starre Walze und ein Blatt aufweisende Einheit geführt und läuft von dort zu der zweiten Anordnung von Haltewalzen. Diese rotiert 5 * schneller als die mit dem starren Blatt in Berührung stehende Walze. Der Winkel, den das Garn mit dem Blatt bildet, während es um dieses herumläuft, ist annähernd 30°. Die einzelne Walze hat eine Gummioberfläche (65 Durometer). Das Blatt besteht aus Federstahl und hat eine Dicke von O,5 mm (0.020">. Nach dem Durchlaufen des Blattes und der Walze sowie der zweiten Anordnung von Haltewalzen sind die parallelen mehrfachfädigen Garne im wesentlich einheitlich gekräuselt. Die Garne laufen von der zweiten Anordnung von Haltewalzen zu dem von einer gerillten Walze und einer Walze mit weicher Oberfläche gebildeten Spalt und werden immer wieder abwechselnd gespannt und entspannt, so dass sich die einzelnen Fäden zu einem einheitlichen Vlies aus endlosen Einzelfäden vereinigen, die in einem im allgemeinen wirren Muster angeordnet, Jedoch in der Längsrichtung des so gebildeten Vlieses ausgerichtet sind.
• Beispiel V Siebenundzwanzig mehrfachfädige, unverzwirnte Rayongarne werden in Abständen von 6,35 mm (1/4") in eine parallele horizontale Ebene gebracht. Die verwendeten Garne haben 150 Denier absolut je Garn und 3,6 Denier je Faden. Die parallele Ebene der siebenundzwanzig Garne wird der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Vorrichtung zugeführt.
• Die Garne werden geeigneten Spulen entnommen und durch einen Distanzkamm gezogan, um die Ebene der Garne zu bilden, und der Kräuselvorrichtung zugeführt. Diese besteht aus einer ersten Anordnung von Haltewalzen und einer zweiten Anordnung von Haltewalzen, zwischen denen sich ein starres Blatt befindet, das jedoch mit den beiden Spalten nicht in einer Linie liegt. Die Garne laufen durch die ersteAnordnung von Haltewalzen über das Blatt durch die zweite Anordnung von Haltewalzen.
• Die letzteren rotieren etwa 3 % schneller als die erste Anordnung von Haltewalzen. Das Blatt besteht aus Federstahl und hat eine Dicke von 0,5 mm (0,020"). Der Abstand zwischen der Linie zwischen den Spalten und der Blattspitze beträgt etwa 25,4 mm (1"). Der Winkel, den das Garn beim Umlaufen des Blattes bildet, ist annähernd 600. Nach dem Durchlaufen des zweiten Paares von Haltewalzen sind die parallelen mehrfaohfädigen Garne im wesentlichen einheitlich gekräuselt. Anschliessend laufen die Garne durch ein drittes Paar Haltewalzen.
• Zwischen dem zweiten und dritten Paar Haltewalzen ist eine Schlagwalze angeordnet, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Während die Schlagwalze rotiert, worden die Fäden abwechselnd gespannt und entspannt. Hierdurch werden die Fäden getrennt und vereinzelt und zu einem einheitlichen Vlies aus endlosen Fäden vereinigt.
• Beispiel VI Vierundzwanzig mehrfachfädige, unverzwirnte Polyestergarne werden in Abständen von annähernd 6,35 mm (1/4") in eine parallele horizontale Ebene gebracht. Die verwendeten Garne haben 670 Denier absolut je Garn und 13 Denier Je Faden. Die parallele Ebene von 24 Garnen wird der in den Figuren 11 und 12 dargestellten Vorrichtung zugeführt. Die Garne werden geeigneten Spulen entnommen und durch einen Distanzkamm gezogen, um die Ebene von Garnen zu bilden, die der aus den beiden Walzen und dem Blatt bestehenden Einheit zugeführt wird. Während die Garne dem Blatt zugeführt werden, wird eine einheitliche Spannung auf sie ausgeübt.
• Diese einheitliche Spannung entsteht durch die mit der Aufgabewalze in Berührung stehende kleine Walze.
• Die Aufgabewalze ist eine Stahlwalze mit mit dem Sandstrahlgebläse bearbeiteter Oberfläche. Die zweite Walze hat eine gummiüberzogene Oberfläche, deren Gummi einen Härtegrad von annähernd 50 Durometer hat. Das Blatt besteht aus Federstahl und hat eine Dicke von 0,5 mm (0.020"),und eine abgekantete Kante. Diese berührt die Oberfläche der Stahlwalze, während die andere Kante die Gummiwalze berührt. Die Garne werdn etwa um 3 * verstreckt, während sie die Vorrichtung durchlaufen. Nach dem Durchlaufen des Blattes und des Walzenpaares sind die parallelen mehrfachfädigen Garne im wesentlich einheitlich gekräuselt und werden mit einer minimalen Spannung durch ein Paar Haltewalzen geführt. Die minimale Spannung genügt, um das Durchhängen' der gekräuselten Garne zu verhindern. Von diesem Paar von Haltewalzen werden die Garne einem dritten, aus einer Gummi- und einer Stahlwalze bestehenden Paar von Haltewalzen zugeführt, Die Gummiwalze hat eine gerillte Oberfläche. Diese gerillte und mit einer weichen Oberfläche versehene Walze spannt und entspannt die Fäden abwechselnd, wodurch sie getrennt und zu einem einheitlichen Vlies vereinigt werden. Es entsteht einheitliches Vlies mit einem Gewicht von annähernd 11,6 g/m2 (150 Gran/ Sq.Yd.), das aus endlosen Einzelfäden bestehende Garne enthält, die zu einem wirren Muster vereinigt werden.

Claims (22)

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Material, z.B. endlosem Garn, einer Vielzahl von endlosen Garnen oder plastischem Film zum Zweck seiner Strukturveränderung, indem man das Material über ein scharfkantiges Blatt führt, bei welchem sich seine Laufrichtung ändert., dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Material in der ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit kontinuierlioh dem Blatt zugeführt wird und die Laufrichtung im rechten Winkel zu der ersten Richtung in eine zweite Richtung verändert wird, während die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Material bewegt, gleiohzeitig in eine zweite Geschwindigkeit verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material immer wieder gespannt und entspannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Geschwindigkeit 20 bis 100 * der ersten Geschwindigkeit beträgt.

4. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das die zweite Geschwindigkeit etwa zwei- bis fünfmal grösser ist als die erste Goschwindigkeit.

5. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung endlosen Garnes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Garnes im wesentlichen bei der Richtungsänderung nur an der Winkelspitze beschleunigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn während der Behandlung erwärmt wird.

7. Verfahren zur Behandlung eines endlosen einfädigen Garnes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn, unmittelbar bevor es die Messerkante erreicht, erfasst wird, während die Geschwindigkeit, mit welcher es sich bewegt, gleichzeitig mit diesem Richtungs:wechsel wächst, und die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Garn bewegt, dann auf die erste Geschwindigkeit herabsinkt, wodurch das Garn mit einer einheitlichen Reihe von Kräuselungen versehen wird, das gekräuselte Garn gespannt wird, um es zu verstrekken, und das gespannte Garn dann entspannt wird, wodurch sich die Kräuselungen in den einzelnen Fäden des Garnes lösen, so dass sie sich nicht mehr decken, und ein umfangreiches endloses Garn entsteht.

8. Verfahren zur Behandlung eines orientierten Polyolefinfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d.adurch gekennzeichnet, dass der Film entlang seiner gesamten Breite erfasst wird, bevor er de Messerkante erreicht, während die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Film bewegt, gleichzeitig mit diesem Richtungswechsel wächst, wodurch der Film in ein Vlies von miteinander verbundenen Fasern aufgespalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitswechsel in einer Zunahme von 2 bis 10 i der ersten Geschwindigkeit erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitszunahme zwischen 3 ffi und 6 % der ersten Geschwindigkeit beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der mit der ersten Geschwindigkeit und der mit der zweiten Gesohwindigkeit bewegten Bahn weniger als 70° beträgt.

12. Verfahren zur Behandlung endloser, unverzwirnter, in einer Ebene angeordneter Garne nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne in Abständen angeordnet sind, während sie sich parallel in einer Ebene bewegen, und die in zeitlichen Abständen auf die Mehrzahl der Garne durch einwirkende Spannkräfte die einzelnen Fäden in jedem Garn von den benachbarten Fäden getrennt und mit Fäden der benachbarten Garne vermischt werden, so dass ein Vlies aus Fäden entsteht.

13. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Material zum Zwecke seiner Strukturänderung, bestehend aus einer scharfkantigen schneiden-, blatt- od.dgl. -förmigen Zwischenwand (Blatt) für die Laufrichtungsänderung des Materials, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in einer Winkelrichtung von weniger als 70° läuft und eine Vorrichtung zur Beschleunigung der Geschwindigkeit des Materials um mindestens 2 % vorgesehen ist, während sich das Material in der Winkelrichtung bewegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Zuführvorrichtung (10,12) für das Material, ein Paar von Drehwalzen (13,14), deren Achsen parallel sind, und die an jeder Seite eines Blattes (15) angebracht sind, wobei der Bahnverlauf von der ersten Walze (13) zum Blatt (15) und der Bahnverlauf vom Blatt (15) zu der zweiten Walze (14) einen Winkel von weniger als 700 einschliesst und die zweite Walze (14) mit einer Oberflächengeschwindigkeit rotiert, die mindestens 2 * grösser ist als die der ersten Walze (13).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (35,36) miteinander einen Spalt bilden, in derselben Richtung drehbar sind und das Blatt (38) nahe dem Spalt angeordnet ist und sich parallel zu der Achse der Walzen erstreckt und in Berührung mit den Oberflächen beider Walzen (35,36) befindet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die in zeitlichen Abständen Spannkräfte auf die Mehrzahl der Garne ausübt, um einzelne Fäden in jedem Garn von benachbarten Fäden zu lösen und sie mit Fäden benachbarter Garne zu vermischen, so dass ein Vlies aus Fäden gebildet wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (15,38) über die Umgebungstemperatur erwärmbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (13,14; 35,36) über die Umgebungstemperatur erwärmbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Drehwalzen (64,65) oder zwei diesen nachgeordneten Haltewalzenpaaren (70,71;72,73) eine Schlagwalze (74) vorgesehen ist, die das Material in zeitlichen Abständen aus einem Weg ablenkt und dadurch in zeitlichen Abständen dem Material Spannung verleiht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, insbesondere nach Anspruch 14, 15, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (38,40) einen abgekanteten Rand hat, der mit einer der beiden Drehwalzen (35,36) in Berührung steht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Drehwalzen (13,14;35,36) eine aufgerauhte, die andere eine federnde Oberfläche hat.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, gekennzeichnet durch zwei Paare von in derselben horizontalen Ebene angeordneten Haltewalzen (112, 113;116,117), zwischen denen sowie oberhalb der horizontalen Ebene das Blatt (115) vorgesehen ist.