DE2365202A1

DE2365202A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A FIBER LAYER FOR UNWOVEN TEXTILES AND FOR STRENGTHENING AREAS SUCH AS PLASTIC FILMS, PAPER AND LAMINATED CONSTRUCTIONS

Info

Publication number: DE2365202A1
Application number: DE19732365202
Authority: DE
Inventors: Radko Prof Dr Ing Krcma
Original assignee: VYSOKA SKOLA STROJNI TEXTILNI
Current assignee: VYSOKA SKOLA STROJNI TEXTILNI
Priority date: 1973-12-29
Filing date: 1973-12-31
Publication date: 1975-07-03
Also published as: GB1453094A; NL7400116A; FR2288174A1; BE819735A; FR2288174B1

Description

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233-21.978P)21.979H) 31. 12. 1973233-21.978P) 21.979H) December 31, 1973

Vysokä skola strojni a textilni, Liberec (CSSR)

Verfahren zur Herstellung einer FaserschichtMethod for producing a fiber layer

für ungewebte Textilien und zum Verfestigen von Flächengebilden wie Kunststoffolien, Papier und laminierten Gebildenfor non-woven textiles and for consolidating flat structures such as plastic films, paper and laminated structures

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Faserschicht als Grundschicht für ungewebte Textilien bzw. zum Verfestigen von Flächengebilden wie Kunststoffolien, Papier oder zum Laminieren derselben zusammen mit Flächengebilden wie Textilien und Folien, wobei dieses Verfahren darin besteht, daß eine Faserschicht mit zufälliger Faserorientierung aus endlosen Fasern (Filament, Garne) gebildet wird, welche durch ein Düsensystem befördert und von· einem Luftstrom gegen eine Kondensierfläche wie z.B. ein Förderband, eine Siebtrommel, Preßkalanderwalzen oder Ar-The present invention relates to a method and a Device for producing a fiber layer as a base layer for non-woven textiles or for consolidating flat structures such as plastic films, Paper or for laminating the same together with flat structures such as textiles and foils, this process consisting in that a fiber layer with random fiber orientation from endless fibers (filament, yarn) is formed, which through a nozzle system conveyed and by an air stream against a condensing surface such as e.g. a conveyor belt, a sieve drum, press calender rolls or ar-

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beitsflächen einer Nähwirk- bzw. Nadelmaschine, mit einer höheren Geschwindigkeit als der Abzugsgeschwindigkeit der betreffenden Kondensieranlage geschleudert werden. Diese Faserschicht kann nachträglich entweder mechanisch oder adhäsiv in einem beliebigen bekannten Vorgang verfestigt werden.side surfaces of a stitchbonding machine or needle punching machine, with a higher Speed than the take-off speed of the condensing system in question. This fiber layer can subsequently either mechanically or adhesively, in any known process.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll die bisherige Herstellungsart einer rohen Faserschicht zum Erzeugen ungewebter Textilien, d. h. die Vliesbildung aus Stapelfasern in verschiedenen Vliesbildnern, wie Walzenkrempeln mit zugehöriger Querlegeanlage oder in nach pneumatischem .Rrinzip arbeitenden Vliesbildnern, ersetzen oder zumindest vervollkommnen. Wie bekannt, bestehen mehr als 90 % der gegenwärtigen Weltproduktion von ungewebten Textilien aus den an Walzenkrempeln hergestellten Vliesen, obwohl die Stundenleistung solcher Maschinen nur in außerordentlichen Fällen die Menge von 30 kg überschreitet. Somit beschränken solche Vliesbildner die Produktionsleistung der sie enthaltenden Fertigungslinien, bei denen alle weiteren Anlagenteile wesentlich höhere Leistungen erzielen können. Ein weiteres typisches Merkmal von Krempelvliesen und daran anknüpfend auch von Erzeugnissen aus denselben ist die Ungleichmäßigkeit der Vlieseigenschaften in verschiedenen, üblicherweise durch ein Festigkeits- und Dehnbarkeitspolardiagramm charakterisierten Richtungen. Die pneumatische Vliesbildung, die die beiden Nachteile beseitigen sollte, erreichte nicht eindeutig das damit angestrebte Ziel. Die Leistung von pneumatischen Vliesbildnern ist bloß bei der Verarbeitung von besonders groben Fasern merklich höher, während es bei der Verarbeitung von laufenden Faserarten, insbesondere feinen Fasern, zur Bildung vonThe method according to the invention is intended to replace the previous method of manufacturing a raw fiber layer for producing non-woven textiles, d. H. the formation of nonwovens from staple fibers in various nonwoven formers, such as roller cards with an associated cross-laying system or in a pneumatic one Replace or at least replace nonwoven formers that work in principle perfect. As is known, more than 90% of the current world production of nonwoven textiles consists of roller cards produced nonwovens, although the hourly output of such machines only in exceptional cases exceeds the amount of 30 kg. Thus, such web formers limit the production output of the production lines containing them, in which all other parts of the plant can achieve significantly higher performance. Another typical feature of carded fleeces and, based on this, also of Products from the same is the unevenness of the fleece properties in different, usually by a strength and Directions characterized by extensibility polar diagram. The pneumatic web formation, which should eliminate the two disadvantages, achieved not clearly the goal aimed at. The performance of pneumatic web formers is only special when processing coarse fibers are noticeably higher, while in the processing of running types of fibers, especially fine fibers, the formation of

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Vliesen mit der sogenannten charakteristischen "Wolkigkeit", d. h. zur Bildung von dünneren und dickeren Zonen im Vlies kommt. Ein solches Vlies weist daher eine niedrigere Dicken- und Gewichtsgleichmäßigkeit als das Krempelvlies auf. Nichtsdestoweniger haben alle ungewebten, aus Stapelfasern hergestellten Textilienärten außerdem einige gemeinsame Mängel. Vor allem sind es die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von der Stapellänge der zu verarbeitenden Fasern und überdies bei den mechanisch gebundenen Textilien, insbesondere bei den Nähwirk- und Nadel-Vliesstoffen, eine merkliche Neigung zur "Pilling"-Bildung nebst der Entstehung des sogenannten "Reifeffekts¹¹. Dies wird eindeutig durch die Anzahl von Enden, d.h. die Länge der verwendeten Fasern, verursacht.Fleece with the so-called characteristic "cloudiness", ie the formation of thinner and thicker zones in the fleece. Such a fleece therefore has a lower uniformity in thickness and weight than the carded fleece. Nonetheless, all nonwoven fabrics made from staple fibers also share some common shortcomings. Above all, it is the dependence of the mechanical properties on the staple length of the fibers to be processed and, moreover, in the case of mechanically bound textiles, especially stitch-bonded and needle-punched nonwovens, a noticeable tendency towards "pilling" along with the so-called "ripening effect" ^11. This is clearly caused by the number of ends, i.e. the length of the fibers used.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine vielseitige Verbesserung gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik zu erzielen. Die Faserschicht wird aus endlosen Fasern, d. h. aus Filamenten oder Garnen gebildet. Deshalb wird.bei den ungewebten Textilien aller Art die Abhängigkeit der Eigenschaften der Textilien von der Faserlänge beseitigt, und die Neigung sowohl zur "Pilling"-Bildung als auch zum "Reifeffekt¹¹ wird wesentlich herabgesetzt. Die Fasern sind in der Faserschicht in Form von einander sich überdeckenden Schleifen j mit einer zufällig verteilten Durchschnittsorientierung der einzelnen Faserabschnitte in allen Richtungen, gelagert, was dementsprechend sehr gleichmäßige Eigenschaften in allen Richtungen zur Folge hat. Bei der Bestimmung durch das Polardiagramm nähert sich der Kurvenverlauf der Kreisform.The method according to the invention makes it possible to achieve a versatile improvement over the current state of the art. The fiber layer is formed from endless fibers, ie from filaments or yarns. Therefore, in non-woven textiles of all kinds, the dependence of the properties of the textiles on the fiber length is eliminated, and the tendency both for "pilling" formation and for the "ripening effect ^11" is significantly reduced. The fibers are in the form of one another in the fiber layer overlapping loops j with a randomly distributed average orientation of the individual fiber sections in all directions, which accordingly results in very uniform properties in all directions.

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Vom ökonomischen Gesichtspunkt ist es erfindungsgemäß möglich, bei der einfachsten Düsenanordnung entlang einer einzigen Reihe eine durchschnittliche Stundenleistung von 150 kg zu erzielen, die sich noch durch Vermehrung der Düsenreihen vervielfachen läßt. Diese Leistung überschreitet wesentlich die Leistung sowohl der Krempelmaschinen als auch der pneumatischen Vliesbildner und ermöglicht es, die anderen Hochleistungsmaschinen als Anlagenteile von Fertigungslinien, wie Druckmaschinen, Trockner, Preßkalander usw. viel wirtschaftlicher auszunützen- Außerdem ermöglicht es diese hohe Leistung, eine verfestigende Faserschicht unmittelbar bei der Herstellung von Kunststoffolien und Papier zu fertigen. Sie erlaubt auch, die Faserschicht anschließend an die Herstellung von Chemiefasern, insbesondere Viskoseseide, zu bilden. In dem letztgenannten speziellen Fall ist es möglich, durch eine einzige Düse ein Faserbündel zu fördern; dieses wird infolge der erfindungsgemäßen Anordnung durch den Luftstrom vereinzelt und bildet eine strukturell ganz identische Faserschicht wie bei der Vliesbildung aus Einzelfasern. Die Erfindung unterscheidet sich auch sehr vorteilhaft von einem anderen Verfahren, das vorsieht ein Gewirr von nebeneinander einem Zahnwalzenpaar zugeführten und mechanisch auf eine Kondensieranlage abgelagerten Filamenten zu bilden. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar die Bildung eines ähnlichen Faserschichttyps, jedoch ist seine Abzugsgeschwindigkeit beträchtlich niedriger, da bei einer höheren Geschwindigkeit das Aufwickeln von Einzelfasern auf die walzen und daraus resultierende Betriebsstörungen nicht verhütet werden könnten. Ferner ist es nicht möglich, einzelne Fasern, falls sie in Bündelform zugeführt werden, abzulagern, so daß die Produktivität eines solchen Ver-From an economic point of view, it is possible according to the invention to achieve an average hourly output of 150 kg with the simplest nozzle arrangement along a single row , which can be multiplied by increasing the number of nozzle rows. This performance significantly exceeds the performance of both the carding machines and the pneumatic web formers and enables the other high-performance machines as components of production lines, such as printing machines, dryers, press calenders, etc. to be used much more economically manufacture of plastic films and paper. It also allows the fiber layer to be formed after the production of man-made fibers, in particular viscose silk. In the latter special case it is possible to convey a fiber bundle through a single nozzle; this is separated by the air flow as a result of the arrangement according to the invention and forms a structurally completely identical fiber layer as in the formation of the nonwoven from individual fibers. The invention also differs very advantageously from another method which provides for the formation of a tangle of filaments fed next to one another to a pair of toothed rollers and mechanically deposited on a condensing system. Although this known method enables the formation of a similar type of fiber layer, its take-off speed is considerably slower, since at a higher speed the winding of individual fibers onto the rollers and the resulting operational malfunctions cannot be prevented. Furthermore, it is not possible to deposit individual fibers if they are supplied in bundle form, so that the productivity of such a

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fahrens mehr als eine Größenordnung niedriger ist. Die Erfindung unterscheidet sich auch erheblich von der direkt unter einem System von Spinndüsen vorgenommenen Faserschichtbildung (dem sogenannten Spun-bond-Prozeß). Dieses bekannte Verfahren erlaubt, die Fasern in Vertikalrichtung von oben herunter auf das von der Spinndüse in einer verhältnismäßig großen Entfernung befindliche Förderband abzulagern. Das Problem der Zuführung einer Faserschicht direkt z. B. zwischen die Kalanderwalzen oder in einen Nähwirkmechanismus ist dabei technisch unlösbar. Ferner macht es dieses Verfahren unmöglich, eine Faserschicht aus Viskoseseide zu bilden, welch letztere die weitestreichenden Voraussetzungen besitzt, sich in der Produktion von ungewebten Textilien durchzusetzen. Zusätzliche, doch nicht vernachlässigbare Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren beim Kombinieren verschiedener Faserarten, d.h. insbesondere beim Zusetzen von Verbundfasern mit niedriger Erweichungstemperatur und hochschrumpffähiger Fasern.driving is more than an order of magnitude lower. The invention differs also differ considerably from the fiber layer formation carried out directly under a system of spinnerets (the so-called Spun-bond process). This known method allows the fibers in the vertical direction from above onto that of the spinneret in to deposit a relatively large distance conveyor belt. The problem of feeding a fiber layer directly e.g. B. between the calender rolls or in a stitch-bonding mechanism is technically insoluble. Furthermore, this procedure makes it impossible to form a fiber layer from viscose silk, which the latter has the most far-reaching requirements for production enforce of non-woven textiles. The method according to the invention offers additional, but not negligible, advantages when combining different types of fibers, i.e. especially when adding composite fibers with a low softening temperature and high-shrinkable fibers.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu°dessen Durchführung geeignete Vorrichtung werden anhand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention and the implementation thereof suitable device are explained in more detail with reference to the embodiment illustrated in the drawing.

Execution example

Die Faserschicht wird aus endlosen faserartigen Materialien, wie z. B. Filamenten, Garnen, geschnittenen Streifen, gebildet, die dem zugehörigen pneumatischen Vliesbildner einzeln oder in Bündel-The fiber layer is made of endless fibrous materials, such as. B. filaments, yarns, cut strips, formed the the associated pneumatic web former individually or in bundles

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form von je 10, 20, 40 oder mehr Filamenten, und zwar entweder im Anschluß an die Erzeugung derselben oder aus den im Spulengatter befindlichen Garnkörpern oder aus dem Kettbaum, zugeführt werden. Die endlosen Fasern 1 (Fig. la und Ib) werden einem System von in einer oder mehreren Reihen nebeneinander angeordneten Luftdüsen 2 zugeführt. Jede Düse (Fig. 2) besteht aus einem für die Fasern trichterförmig geöffnetem Saugteil 8, durch den die Fasern angesaugt und weiterhin befördert werden, und einem Abzugsteil 9, durch den die Fasern durchgehen und vom Luftstrom mitgerissen werden; die Preßluft wird durch wenigstens zwei Luftzuführöffnungen 10 zugeführt, die vorzugsweise schräg im Düsenkörper so vorgesehen sind, daß immer zwei oder mehrere solche Öffnungen symmetrisch in der Düsenwand einander gegenüberstehen, um die Drehung des betreffenden Faserbündels zu vermeiden. Vom Gesichtspunkt der Betriebsökonornie, d. h. um die maximale Abzugsgeschwindigkeit bei minimalem Luftverbrauch und minimalem Überdruck zu erzielen, sind die Konstruktionseinzelheiten der Düsenanordnung von Wichtigkeit. Die Fasern werden vom Luftstrom gegen die Kondensier oberfläche geschleudert und daran abgelagert | in diesem Fall besteht diese Kondensieroberfläche aus einem Förderband 3, einer Trommelpresse 4, woraus der nach dem Durchgang des Gewirrs 5 unmittelbar gewonnene Verbundstoff 6 auf einen Warenbaum 7 aufgewickelt wird.form of 10, 20, 40 or more filaments, either after the production of the same or from those in the creel existing yarn packages or from the warp beam. The endless fibers 1 (Fig. La and Ib) are a system of air nozzles arranged in one or more rows next to one another 2 supplied. Each nozzle (Fig. 2) consists of a funnel-shaped open suction part 8 for the fibers, through which the fibers are sucked and further conveyed, and a take-off part 9 through which the fibers pass and are entrained by the air stream; the compressed air is supplied through at least two air supply openings 10, which are preferably provided at an angle in the nozzle body are that always two or more such openings are symmetrically opposite each other in the nozzle wall to the rotation of the relevant Avoid fiber bundles. From the point of view of business economics, d. H. to achieve the maximum extraction speed with minimum air consumption and minimum overpressure, the design details of the nozzle assembly are important. The fibers are in the air flow against the condensation surface hurled and deposited on it | In this case, this condensing surface consists of a conveyor belt 3, a drum press 4, from which the tangle 5 immediately after it has passed through obtained composite 6 is wound onto a tree 7.

Das System der nebeneinander angeordneten Düsen (Fig. Ib) ist vorzugsweise mit gemeinsamer Luftzufuhr 11 zu einem Verteilrohr-The system of juxtaposed nozzles (Fig. Ib) is preferably with a common air supply 11 to a distribution pipe

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strang 12 in einer oder besser in mehreren Stellen desselben versehen. Die Einstellung der Düsen mit Rücksicht auf die Faserabzugsrichtung kann beliebig sein. Nichtsdestoweniger ist es sehr vorteilhaft, wenn die Düsen horizontal oder sogar schräg nach oben bis zum Winkel·von 45 gerichtet sind. Dies ermöglicht, die Entfernung der Düsen von der Kondensieranlage zu verkürzen und die Abluft an derselben vorbei abzuführen .strand 12 provided in one or better in several places of the same. The setting of the nozzles with regard to the fiber withdrawal direction can be arbitrary. Nonetheless, it is very beneficial when the nozzles horizontally or even obliquely upwards to the angle · of 45 are directed. This makes it possible to shorten the distance between the nozzles and the condensing system and to discharge the exhaust air past the same .

Das Flächengewicht der herzustellenden Faserschicht ist - nebst der Abzugsgeschwindigkeit - von der Faserzahl in dem einer einzigen Düse vorgelegten Bündel, der Abzugsgeschwindigkeit von der Kondensieranlage und der Anzahl der Düsen abhängig. Ohne SchwierigkeitenThe weight per unit area of the fiber layer to be produced is - in addition to the take-off speed - of the number of fibers in a single one The bundle presented to the nozzle, the withdrawal speed of the condensing system and the number of nozzles. Without difficulty

kann man Faserschichten von 10 - 1000 g/m oder auch höherem Flächengewicht herstellen. Die Gleichmäßigkeit solcher Schichten ist wesentlich höher als die der Vliese aus pneumatischen Vliesbildnern bzw. Krempelvliesen, und der Variationskoeffizient der erfindungsgemäß erhaltenen Schichten schwankt gewöhnlich unter 3 Gew.-%.fiber layers of 10 - 1000 g / m or even higher weight per unit area can be used produce. The evenness of such layers is much higher than that of nonwovens made from pneumatic nonwovens or nonwovens. Carded nonwovens, and the coefficient of variation of the layers obtained according to the invention usually fluctuates below 3% by weight.

Die auf diese Art und Weise hergestellten Faserschichten lassen sich nachträglich auf irgendeinem der bekannten Wege entweder adhäsiv oder mechanisch durch Vernadeln bzw. Nähwirken verfestigen.The fiber layers produced in this way can be subsequently either adhesively applied in any of the known ways or solidify mechanically by needling or sewing.

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Claims

Process for producing a fiber layer as a base layer for non-woven textiles, for strengthening plastic films or paper or for laminating the same with other flat structures, characterized in that endless fibers (1) in filament or Yarn shape passed through a nozzle system (2) and against a condensing system, such as B. a conveyor belt (3), a sieve drum, press calender rolls, Needle machine, spun at a speed at least 1.5 times higher than the take-off speed of the condensing system will,

2. Procedure according to. To claim 1, characterized in that the nozzles (2) are designed ejektorartig with funnel-shaped open entry portion (8) ₃ wherein the diameter of the nozzle-off element (9), passes through soft fiber material, at least amounts to five times the fiber thickness, and that the other, diametrically opposite or ■ = in the case of the odd number of air openings, symmetrically arranged air openings (10) have a smaller overall clear width than the clear width of the nozzle extraction part at the narrowest point.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the adjacent in one or more rows

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arranged nozzles (2) are directed horizontally or up to an angle of 45 obliquely upwards, so that they the fibers (l) essentially hurl horizontally or diagonally upwards.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that one or more fibers (l), preferably 10 to 20 are performed.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the fibers (1) subsequently to their production or from bobbins arranged in a creel or from a warp beam are continuously fed to the nozzles (2).

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that that the fiber layer (5) consists of one or more types of fiber, preferably with a proportion of at a relatively low softening temperature adhesive or highly shrinkable or multi-component fibers, is formed.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that air heated to above the softening temperature of the adhesive fibers used is blown into the nozzles (2).

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