DE2361862A1 - Herstellung von vliesstoffen - Google Patents

Herstellung von vliesstoffen

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Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte
Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 43 037/Ti: th Hans Dieter Gesthuysen
4300 Essen, den 10.12.1973 Theaterplatz 3
Patentanmeldung
Arno Edgar Wildeman
Aurel House, Blueberry Road,
Bowdon, Altrincham, Cheshire,
David Brunnschweiler
515, Preston New Road
Blackburn, Lancashire,
Keith Whalley
5, Harewood Avenue, Simonstone
Near Burnley, Lancashire
- England
Herstellung von Vliesstoffen.
Aus Paservliesen, deren Einzelfasern aus Stapelfasern oder durchgehenden Filamenten bestehen können, lassen sich auf verschiedenste Art und Weise Vliesstoffe herstellen. Zunehmende
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Andreiewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3
ΟΊΟ. IQ G ^ /COD QOZ
Bedeutung bei der Herstellung von Vliesstoffen gewinnt eine Herstellung, bei welcher in das Faservlies oder die Faserschicht Maschenschiingen in der Weise eingewirkt werden, daß die Schlingen in den Maschenstäbchen in Längsrichtung des Stoffes liegen. Die Maschenstäbchen werden durch eine hin und hergehende Reihe von Verbundnadeln gewirkt, welche dabei das Faservlies durchstoßen und die Schlingen zur Rückseite herausziehen. Wenn ein derartiger Vliesstoff in Breitenrichtung zugfest und dimensionsstabil sein soll, müssen die einzelnen Fasern des Faservlieses parallel zur Nadelreihe ausgerichtet sein, sodaß die einzelnen Fasern in den einzelnen Maschenschiingen in seitlich voneinander getrennten Maschenstäbchen liegen können. Unter dem Begriff Ausrichten ist in diesem Zusammenhang selbstverständlich zu verstehen, daß die Fasern nicht unbedingt geradlinig und parallel zur Nadelreihe liegen müssen, wenn sie den Nadeln zugeführt werden, sondern daß wenigstens ein guter Teil von ihnen parallel oder schräg zum Verlauf der Nadelreihe liegen muß.
Zu diesem Zweck wird eine gekrempelte Florschicht, bei welcher die Fasern in Längsrichtung liegen, derart zu einem aus mehreren Schichten bestehenden Faservlies quergefaltet, daß die Längsrichtung dieses quergefalteten Faservlieses der Breitenrichtung des vom Krempel herkommenden Vlieses entspricht, sodaß die Fasern nunmehr quer liegen. Durch diesen Arbeitsgang wird gleichzeitig die Dicke des Faservlieses verstärkt, sodaß unterschiedlich schwere Stoffe durch Faltung des Vlieses in unterschiedliche dicke Vliese hergestellt werden können. Ein derartig quer
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orientiertes Faservlies kann dann direkt der Nadelreihe zugeführt werden, oder es kann zunächst auch aufgewickelt und bis zur Weiterverarbeitung gelagert werden, sodaß das der Nadelreihe zuzuführende Faservlies von der Aufwickelrolle abgezogen werden kann.
Wenn sich auch auf diese Weise durchaus zufriedenstellende Vliesstoffe herstellen lassen, so ist diese FaIteinrichtung (Crossf older) eine vrecht preisaufwendige' Maschine und die Nadeln können von dem auf diese Weise in mehrere Schichten gefalteten Vlies nur einen relativ geringen Anteil der Gesamtanzahl der zur Verfügung stehenden Fasern ergreifen'. Infolgedessen neigen sogenannte gewirkte Vliesstoffe dazu., relativ-weich zu sein.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt.* ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen, bei welchen bezw. mittels welcher in ein Faservlies Maschenschlingen eingewirkt werden, in der Weise zu verwirklichen, daß ein wesentlich festerer Vliesstoff herstelltear ist.
In verfahrensmäßiger Hinsicht schlägt die Erfindung hierzu vor, daß die Fasern des Faservlieses beim Einführen in die Nadelhaken über die Nadelreihe gezogen werden«,
Der besondere Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der bisher übliche Crossfolder entfallen kann. Dadurch, daß die Fasern in die Nadelhaken eingelegt werden, kann ein größerer Anteil der zur Verfügung stehenden Fasern von den Nadeln ergriffen werden und damit an der Ausbildung der Maschen-
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schlingen teilnehmen, sodaß entsprechend festere Stoffe hergestellt werden können. Infolge der relativen Festigkeit der Stoffe können infolgedessen auch leichtere Stoffe mit entsprechender Festigkeit hergestellt werden.
Zur Herstellung des Faservlieses kann jedes an sich bekannte Verfahren angewendet werden. So kann beispielsweise anstelle eines Krempels auch ein pneumatischer Faserverteiler verwendet werden, wie er beispielsweise als Rando-Webber bekannt ist, in welchem die Fasern als Wirr-Faservlies in den unterschiedlichsten Richtungen liegen.
Die Fasern des Faservlieses können den Nadeln durch ein Legeorgan zugeführt werden, welches sie über die Nadelreihe zieht. Ein derartiges Legeorgan kann sich über die Nadelreihe hin und herbewegen und kann um eine parallel zur Nadelreihe verlaufende Achse verdreht werden. Das Legeorgan kann Borsten, Zinken oder Stifte aufweisen und z.B. als Bürste mit Natur- oder Kunstfaserborsten oder biegsamen Metalldrahtborsten ausgebildet sein, es kann auch als Kamm ausgebildet sein, dessen Zinken steifere Metallstifte sind oder als Stiftschiene, in welcher die Stifte oder Borsten eine Orbitalbewegung ausführen können.
Der Hub des über die Nadelreihen hin und hergehenden Legeorganes kann wenigstens doppelt so groß, vorzugsweise jedoch weniger als fünfzig mal so groß wie der Nadelabstand sein. Gewöhnlich beträgt der Nadelabstand 5-56 Nadeln/cm, wenn auch in zunehmendem Maße geringere Nadelabstände (finer gauges) verwendet werden.
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Der Hub des Legeorganes kann langer als einen Nadeltakt dauern und kann, wenn er zwei oder mehr Nadeltakte dauert, in getrennten Schritten von jeweils der Dauer eines Nadeltaktes ausgeführt werden, wobei zwischen den Schritten eine Pause vorgesehen wird.
Erfindungsgemäß läßt sich aus einem Faservlies mit einer bestimmen Dichte, d.h. einem bestimmten Gewicht pro Flächeneinheit, ein Vliesstoff von Wesentlich größerer Dichte herstellen, wobei dieser Vliesstoff wenigstens doppelt so dicht ist wie das unbehandelte Faservlies. Erfindungsgemäß hergestellte Vliesstoffe können fünfzehn mal so dicht oder sogar noch dichter sein als das Faservlies, aus welchem sie hergestellt wurden. Während es bei der bisher üblichen Kettenstichbildung relativ einfach ist, die Stiche aufzuziehen und selbst aus einem dichten Vliesstoff wieder ein relativ lockeres Vlies herzustellen, ist dies mit Vliesstoffen aus quergefalteten Vliesen nicht ohne weiteres möglich.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen mit in einer Reihe angeordneten Verbundnadeln und einer dieselben sowie ihre Schließorgane taktmäßig hin und zurück führenden Einrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Fasern des Faservlieses während des Einlegens in die Nadelhaken über die Nadelreihe legende Einrichtung aufweist.
Eine derartige Vorrichtung besitzt zweckmäßigerweise ein die Fasern des Faservlieses den Nadeln zuführendes und dabei über der Nadelreihe anordnendes Legeorgan, welches über die Nadelreihe hin und her bewegbar und auch um eine parallel zur Nadel-
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reihe verlaufende Achse verdrehbar sein kann. Dieses Legeorgan kann Borsten, Zinken oder Stifte aufweisen und als Bürste, Kamm oder Stiftschiene ausgebildet sein.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert; es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Nadelreihe eines AusführungsbeispMs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Figur Ij und
Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel im Ausschnitt und perspektivischer' Darstellung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Nadelkopf, bestehend aus einer hin und hergehenden Nadelschiene 11 mit einer Reihe von Verbundnadeln 12, deren Schließorgane oder Sohließdrähte IjJ in einer Schiene Ik sitzen, welche xynchron mit der Nadelschiene 11 hin und her bewegt wird, um die Nadelhaken 12a der Nadeln 12 im geeigneten Augenblick des Nadeltaktes vor ihrem Herausziehen aus dem Vlies zu schließen, sodaß eine bereits auf dem Schaft einer jeden Nadel während des vorhergehenden Taktes ausgebildete Schlinge durch die Platinen 15 abgeschlagen wird.
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Die Fasern werden in einer dünnen Lage von einem nicht dargestellten Krempel einem Faservliesförderer 16 zugeführt, welcher seinerseits die dünne Faserschicht 17 in eine Rinne 18 befördert, in welcher eine.umlaufende Bürste 19 die Fasern ergreift und zu den Nadeln 12 herumführt. Der Förderer 16 fördert dabei das Faservlies 17 mit Voreilung in die Bürste 19 hinein. Dadurch wird das Vlies dicker, sodaß durch Einstellung der Pördergeschwindigkeit des Förderers 16 gegenüber der Drehzahl der Bürste 19 jedes gewünschte Stoffgewicht wählbar ist.
Durch dieses Zuführen mit Voreilung neigen die Fasern des Faservlieses, welche bei dem gekrempelten.Vlies in Längsrichtung ausgerichtet waren, dazu, sich quer zu legen, sodaß eine Querausrichtung in die Förderbewegung hineingebracht wird. Gleichzeitig führt die Bürste 19 jedoch längs ihrer Achse ebenfalls eine hin und hergehende Bewegung aus, wie dies durch den Pfeil 21 in Figur 2 angedeutet ist. Der Hub dieser Bewegung kann wenigstens doppelt und bis zu fünfzig mal so groß sein wie der Nadelabstand, um die Fasern besser über die Nadelreihe zu spreizen, während sie den" Nadeln zugeführt werden. Dies kann die Wirkung haben, daß ein Ende oder ein Mittelstück einer Faser oder einer Fasergruppe von den geöffneten Haken einer oder mehrerer Nadeln ergriffen wird und das andere Ende oder die anderen Enden dann nach den Seiten gezogen werden, sodaß sie in die geöffneten Haken der anderen Nadeln gelegt werden, bevor die Schließdrähte die Haken schließen.
Die Schnelligkeit, mit welcher die Bürste 19 in Richtung des Pfeiles 21 hin und hergeht, kann ^derart eingestellt werden, daß
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sie gleich der Geschwindigkeit ist, mit welcher die Nadelschiene 11 hin und zurück geht, um die Nadeln 12 in das Faservlies hineinzustechen. Diese Geschwindigkeiten können zur Veränderung der Wirkung auch zueinander einstellbar sein. Im allgemeinen dürfte es ausreichen, die Bürste 19 etwas langsamer hin und herschwingen zu lassen, als die Nadelschiene 11, sodaß beispielsweise die Bürste jeweils eisen Hub bei jedem vollständigen Takt der Nadelschiene 11 vollführt. Bei einem langen Hub kann es unter Umständen erforderlich sein, die Geschwindigkeit der hin und hergehenden Bewegung der Bürste 19 noch weiter herabzusetzen. Die Bürste könnte sich beispielsweise in einer Richtung während zwei oder mehr Nadeltakten bewegen, bevor sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit für die gleiche Zeitspanne in entgegengesetzter Richtung zurückbewegt. Die Bürstenbewegungen können auch schrittweise ausgeführt werden, und zwar in zeitlicher Beziehung zur Nadelbewegung, sodaß die Bürste in ihrer Lateralbewegung pausiert, während die Nadeln zurückgezogen werden.
Vom Nadelkopf wird der fertige Vliesstoff 22 über eine Stoffschiene 23 abgezogen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt Figur 3> wobei die umlaufende Bürste durch eine Stiftschiene J5l ersetzt ist, deren Stifte 32 sich auf der in Figur 3 durch die gestrichelte Linie angedeuteten Kreisbahn 33 bewegen, wobei sie die Fasern von der Zuführrinne y\ aufnehmen. Auch diese Stiftschiene führt über der Nadelreihe eine hin und hergehende Bewegung aus, wie dies durch den Doppelpfeil 35
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angedeutet ist. Diese beiden Bewegungen können synchron mit der hin und zurückgehenden Bewegung der Nadelstange 36 erfolgen.
Ein Kamm mit starren Stiftzinken statt der relativ biegsamen Natur- oder Kunstborsten oder biegsamen Drähte könnte die Bürste 19 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 ersetzen, während anstelle der starren Stifte 52 auf der Schiene Ji der Figur 3 auch Borsten verwendet werden könnten. Die vorbeschriebenen Oszillations- und Drehbewegungen können seitens einer Hauptantriebwelle über an sich bekannte Antriebseinrichtungen erzeugt werden.
Infolge dieses überaus leicht durchführbaren Einspeisens des Faservlieses mit Voreilung läßt sich das Vlies wesentlich stärker verfestigen als dies bisher möglich war, sodaß es eine höhere Festigkeit und bessere Deckfähigkeit erhält. Ein erELndungsgemäßer Vliesstoff kann eine bis zu fünfzehn mal so große Dichte wie das ursprüngliche Faservlies haben, sodaß im Vergleich zu Vliesstoffen, welche nach bisher bekannten Verfahren hergestellt wurden und deren Dichte selten mehr als das 1 1/2-fache der Dichte des Faservlieses betrug, sich für den erfindungsgemäßen Vliesstoff überraschend hohe Werte ergeben ohne daß es erforderlich ist, das ursprüngliche Faservlies mehrere Male in Querrichtung zu falten, um eine entsprechende Stoffdichte zu erzielen. Infolge der relativen Festigkeit des erfindungsgemäßen Vliesstoffes läßt sich gleichzeitig ein relativ leichterer Vliesstoff herstellen. So konnten beispielsweise auf
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einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei guter Stoffqualität Stoffgewichte von weniger als 100 g/m erreicht werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffe zeigen auf einer Seite Maschenschiingen sowie eine mehr oder weniger ungeordnetes faseriges Aussehen auf der anderen Seite, wobei allerdings je nach den Bearbeitungsparametern wie der Hublänge der Bürste oder des Kammes, der Geschwindigkeit der hin und hergehenden Bewegung, der Voreilung in der Zuführung des Faservlieses usw. Rippen mehr oder weniger hervortreten können.
Zur Herstellung des ursprünglichen Faservlieses kann jegliche Faserart verwendet v/erden, beispielsweise Natur- oder Kunstfasern, Zweikomponentenfasern oder Mischungen aus Natur- und Kunstfasern oder aus verschiedenen Arten von Kunstfasern. Die fertigen Vliesstoffe können außerdem weiterbehandelt werden, indem sie beispielsweise durch übernähen mit Kettenfäden oder durch Verschweißung oder durch Beschichtung mit Kunststoff wie PVC verfestigt oder verstärkt werden.
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Claims (17)

  1. Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen Ί, Theaterplatz 3
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    Patentansprüche
    JUJ) Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen, bei welchem in ein Faservlies Maschenschiingen eingewirkt werden, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Pasern des Faservlieses (17) beim Einführen in die Nadelhaken (12a) über die NääSlreihe gezogen werden. -
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Faservlieses (17) durch ein sie über die Nadelreihe ziehendes Legeorgan (19 bezw„ 3I5 32) den Nadeln (12) zugeführt werden. .
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. yi, 32) über die Nadelreihe hin und her bewegt wird«
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw» 31* 32) um eine parallel zur Nadelreihe verlaufende Achse in Drehung versetzt wird«
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. 31> 32) Borsten, Zinken oder Stifte aufweist und z.B. als Bürste (19)* Kamm oder Stiftschiene (31 s 32) ausgebildet ist,
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. 31, 32) gegenüber den
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    - 12 -
    Nadeln (12) mit einer Hublänge hin und hergeführt wird, die wenigstens gleich dem doppelten und höchstens gleich dem fünfzigfachen Nadelabstand ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. Jl, 32) gegenüber der Nadelreihe in der einen Richtung seitlich bewegt wird, während ' die Nadeln (12) zwei oder mehr aufeinander folgende- Nähzyklen ausführen.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbewegung diskontinuierlich erfolgt und beim Zurückziehen der Nadeln (12) unterbrochen wird.
  9. 9. Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen mit in einer Reihe angeordneten Verbundnadeln und einer dieselben sowie ihre Schließorgane taktmäßig hin und zurückführenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Fasern des Faservlieses (17) während des Einlegens in die Nadelhaken (12a) über die Nadelreihe legende Einrichtung (19 bezw. Jl, 32) aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet s daß sie ein die Pasern des Faservlieses (17) den Nadeln (12) zuführendes und dabei über der Nadelreihe angeordnetes Legeorgan (19 bezw. 31, 32) aufweist.
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  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. J51, 32) über die Nadelreihe hin und her bewegbar ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan (19 bezw. 31, 32) um eine parallel zur Nadelreihe verlaufende Achse verdrehbar -ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Legeorgan Borsten oder Zinken (32) aufweist und alä Bürste (I9), Kamm oder Stiftschiene (3I, 32) ausgebildet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das Legeorgan (19 bezw. ~$1, 32) gegenüber den Nadeln (12) mit einer Hublänge hin und her bewegbar ist, welche wenigstens gleich dem doppelten und höchstens gleich dem fünfzigfachen Nadelabstand ist.
  15. 15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Legeorgan (I9 bezw. 31* 32) gegenüber den Nadeln (12) während eines oder mehrerer Nadelzyklen hin und herführende Einrichtung aufweist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubdauer des Legeorganes (I9 bezw. 3I, 32) gleich zwei oder mehr Nadelzyklen mit Jeweils wenigstens einer Pause während des Rückganges der Nadeln (12) ist.
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    Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3
    - 14 -
  17. 17. Vliesstoff, bestehend aus einem durch Maschenschiingen verfestigten Faservlies, hergestellt nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß seine (22) Dichte wenigstens doppelt und bis zu fünfzehn mal so groß ist wie die des unverfestigten Faservlieses(17)·
    Patentanwalt.
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    Leerseite
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