DE2424155A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen schrumpfen eines ungewebten vlieses - Google Patents

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - DIpl.-Phyf» R. Holzoauer - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

TELEFON: SAMMEL-NR. 225341

TELEX 529979 .

TELEGRAMME: ZUMPAT

POSTSCHECKKON TO:
MÜNCHEN 91139-809. BLZ 700100 80

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER
KTO.-NR. 397997. BLZ 70030600

DT 3824

RKONE-POULENC-TEXTILE, Par"is, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Schrumpfen eines ungewebten Vlieses

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen · Schrumpfen mit Hilfe einer heißen Flüssigkeit eines ungewebten Vlieses mit bei Wärme schrumpffähigen Fasern. Sie betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Im Verlauf der Herstellung von ungewebten Vliesen werden häufig in diese Vliese Fasern eingeführt, die eine latente Fähigkeit haben, bei Wärme zu schrumpfen und dann eine Schrumpfung der Fasern durch Wärmebehandlung hervorzurufen. Es können verschiedene

409849/1044

Arten von schrumpffähigen Fasern verwendet werden: Bestimmte nehmen an Länge ab und nehmen an Volumen zu, was dem Vlies ein Aufblähen erteilt, andere behalten die gleiche Länge, sind jedoch gekräuselt, was ihnen ein kürzeres Aussehen erteilt: Sie erteilen dem Vlies einen besseren Zusammenhalt, da sie im Verlauf der Schrumpfung durcheinandergeraten. Es können ebenfalls Seite an Seite zusammengesetzte Fasern verwendet werden, deren Bestandteile unterschiedliche Schrumpfungsfähigkeiten bei Wärme haben und die unter Annahme einer schraubenförmigen Kräuselung schrumpfen. Derartige Fasern sind von besonderem Interesse, da sie die Erzielung von verformbaren Vliesen mit einem ausgeprägten Aussehen und Textilgriffigkeit gestatten.

Bis heute wurden verschiedene Methoden zum Schrumpfen von Faservliesen bei Wärme verwendet, die entweder trockene oder nasse Behandlungen darstellen.

Die trockenen Behandlungen werden im allgemeinen in der folgenden Weise durchgeführt: Das Vlies wird einem warmen Luftstrom, z.B. in der in der franz. PS 1 336 249 beschriebenen Vorrichtung, oder einer Infrarotstrahlung ausgesetzt, oder das Vlies wird über eine Heizplatte bewegt.

Diese Behandlungen ergeben keine guten Ergebnisse, da bei jeder von ihnen das Vlies auf einem Träger angeordnet ist, der den SchrumpfVorgang bremst und hindert, überdies wurde festgestellt, daß die Fasern trocken schwieriger schrumpfen als naß. Es wird daher bevorzugt, diese Schrumpfung naß durchzuführen.

Das Vlies kann in ein heißes Wasserbad eingetaucht werden, etwa wie in der franz. PS 1 427 148 beschrieben. Diese Methode hat jedoch ebenfalls einen Nachteil: Das erhaltene Vlies hat keinen Zusammenhalt, da die Fasern die Neigung haben, sich im Bad zu verteilen.

Das Vlies kann auch noch der Wirkung eines heißen Luftstroms

4098A9/ 1 0 4 ^

ausgesetzt werden, der auf einem geneigten Träger zirkuliert. Dieses Verfahren ist jedoch nur wenig wirtschaftlich, da ein großer Bedarf an heißer Luft besteht.

Es wurde jetzt ein neuartiges Schrumpfungsverfahren gefunden, das diese Nachteile nicht aufweist und das die regelmäßige Schrumpfung von sich mit erhöhter Geschwindigkeit bewegenden Faservliesen mit Hilfe einer heißen Flüssigkeit gestattet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Schrumpfen eines Faservlieses, das bei Wärme mittels einer heißen Flüssigkeit schrumpffähige Fasern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies von einem stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm auf der aufgetauchten Oberfläche einer Reihe von ausgefluchteten, achsparallelen, im Vorschubsinn gedrehten und teilweise in die heiße Flüssigkeit eingetauchten Zylindern angetrieben wird, ohne daß das Vlies in Berührung mit den Zylindern steht.

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch eine Reihe von achsparallelen ausgefluchteten Zylindern, wobei ein Behälter eine heiße Flüssigkeit enthält, in der die Zylinder teilweise eingetaucht sind, durch eine Einrichtung zum Drehen der Zylinder im gleichen Sinn und mit einer Geschwindigkeit, die die Bildung eines stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilms auf der aufgetauchten Oberfläche der Zylinder bewirkt, durch eine Einrichtung zum Heranführen des Vlieses ohne Spannung in Berührung mit dem Film und durch eine Einrichtung zum Absaugen und Trocknen des Vlieses nach der Behandlung.

Die sich für die Durchführung der Erfindung eignenden Faservliese können durch eines von irgendwelchen Verfahren hergestellt werden, die zum Anordnen der Fasern in Form eines Vlieses oder eines Bands dienen. Diese Verfahren umfassen diejenigen, die auf trockene Weise durchgeführt werden, etwa das einfache

£09849/1OU

Kardieren, das Kardieren nach Garnett, die Ablage mittels Luft, und diejenigen, die auf nasse Weise, ausgehend von einer wäßrigen Dispersion von Fasern, durchgeführt werden und die üblichen Papierverfahren darstellen. Es ist offensichtlich, daß ohne Verlassen des Rahmens der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch Endlosfilamente gebildete ungewebte Vliese behandelt werden können. Die in die Zusammensetzung dieser Vliese eintretenden Fasern oder Filamente können bestehen auf der Basis eines natürlichen (Wolle) oder synthetischen (Polyamide, Polyester, Polyacrylonitrile, Polyolefine, Polyvinyle usw.) Polymers /deren Mischungen oder Kopolymeren,wobei wenigstens ein Teil dieser Fasern bei Hitze schrumpffähig ist.

Gemäß der Erfindung wird die Wärmebehandlung mittels einer heißen Flüssigkeit durchgeführt, die im allgemeinen Wasser ist. Das zu schrumpfende Vlies wird vom kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitsfilm angetrieben, der sich auf der aufgetauchten Oberfläche von Zylindern bildet, wenn diese Zylinder teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht sind und gedreht v/erden. Der Film muß eine ausreichende Dicke haben, um ein Vorwärtsbewegen des Vlieses zu bewirken, ohne dass Reibungen zwischen dem Vlies und der Oberfläche der Zylinder entstehen, die den Schrumpfvorgang behindern könnten. Diese Dicke ist abhängig vom Gewicht des Vlieses und es ist offensichtlich, daß sie umso größer ist»wenndas Gewicht des Vlieses erhöht wird. Es wurde im allgemeinen festgestellt, daß gute Ergebnisse erzielt wurden, wenn

ο für leichte Vliese, d.h. mit einem Gewicht von 10 bis 150 g/m ,

der auf den Zylindern von etwa 110 mm Durchmesser gebildete Film eine Dicke zwischen 0,2 und 1 mm hatte, und wenn für schwe-

2 rere Vliese, d.h. mit einem Gewicht von 150 bis 300 g/m , diese Dicke 1 bis 3 mm betrug. Sie kann leicht geregelt werden unter Einwirkung insbesondere auf die Geschwindigkeit der Zylin der und auf die Höhe der Flüssigkeit. Um in den oben bestimmten Bedingungen zu liegen, wird vorzugsweise eine Geschwindigkeit der Zylinder von 1 bis 200 m/min gewählt und eine Flüssigkeitshöhe von 10 bis 20 mm unterhalb des Scheitels der Zylinder für

409849/10U

die leichten Vliese und von 2 bis IO mm für die schwereren Vliese.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Vlies ohne Spannung durch irgendeine Einrichtung zugeführt, im allgemeinen durch zwei Lieferzylinder, und zwar in Berührung mit dem Flüssigkeitsfilm, der das Vlies sich vorwärts bewegen läßt, während die Fasern frei schrumpfen. Es muß eine ausreichende Anzahl von Zylindern und für diese ein geeigneter Durchmesser gewählt werden, damit die Schrumpfung am Ende des Durchgangs vollständig ist, damit der Film eine konstante Temperatur beibehält und damit die Bahn des Vlieses zur Vermeidung seiner Verformung im wesentlichen eben ist. Es v/erden vorzugsweise vier bis zehn Zylinder verwendet.

Gemäß der Erfindung haben die ausgefluchteten und achsparallelen Zylinder einen im Vergleich zu ihrem Durchmesser verhältnismäßig geringen Abstand von im allgemeinen 1 bis 5 mm für Zylinder von 110 mm Durchmesser, falls ein guter Antrieb des Vlieses und die Vermeidung der Bildung von Turbulenzen sowie das Spritzen der Flüssigkeit außerhalb des Bads gewünscht sind. Die Versorgung mit heißer Flüssigkeit kann auf irgendeine Weise durchgeführt werden: Man kann z.B. eine Wanne mit kaltem Wasser füllen, die mit einem Überlaufrohr versehen ist, das die Konstanthaltung der Wasserhöhe gestattet, und in die die Zylinder teilweise eingetaucht sind, wobei die Erhitzung durch Zirkulation von überhitztem Wasserdampf in einer Schlange im unteren Teil der Wanne gewährleistet wird. Nach dem Durchgang auf dem Flüssigkeitsfilm wird das Vlies abgesaugt und dann auf übliche Weise kontinuierlich getrocknet, z.B. mit Hilfe von zwei Druckrollen, dann in einem heißen Ofen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der letzte Zylinder mit einem leicht geneigten Transportband versehen, das oberhalb der Wanne umläuft und auf seiner Innenseite mit Ansaugkästen versehen ist, die die Absaugflüssigkeit in die Wanne zurückführen.

409849/1044

— b -

Das Schrumpfungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile: Das vom Flüssigkeitfilm getragene Vlies behält seinen Zusammenhalt bei, da die Fasern keine Möglichkeit haben, sich im Bad zu verteilen; da die Fasern nicht mit einem starren Träger in Berührung stehen, schrumpfen sie frei und unter guten Bedingungen; der Umlauf der Flüssigkeit hält die Temperatur während der Schrumpfung konstant, was eine gute Gleichförmigkeit des Vlieses gewährleistet.

Schließlich ist das Verfahren wirtschaftlich, da es mit erhöhten Geschwindigkeiten (über 50 m/min) durchgeführt werden kann, verglichen mit den bei den herkömmlichen Methoden bis heute verwendeten Geschwindigkeiten.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung von besonderem Interesse für den Fall von Vliesen ist, die auf nasse Weise aus einer wäßrigen Dispersion von Fasern gewonnen sind, da die Vorrichtung zwischen die Papiermaschine und die Absaugvorrichtung eingebaut werden kann. Die Fig. 1 zeigt die Durchführung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen.

In dieser Figur wird ein bei Wärme schrumpffähige Fasern enthaltendes Vlies 1 ohne Spannung zugeführt mit Hilfe von zwei Lieferrollen 2 und 3 in Berührung mit einem kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitfilm 4 auf der aufgebrauchten Oberfläche von Zylindern 5 bj.3 9, die im Vorschubsinn des Vlieses 1 durch einen nicht gezeigten Motor gedreht v/erden. Die Zylinder 5 bis 9 sind teilweise in eine Flüssigkeit 10 eingetaucht, die in einer Wanne 11 enthalten und mit Hilfe von Rohren 12 erhitzt ist, die überhitzten Dampf enthalten und im unteren Teil der Wanne 11 angeordnet sind. Der Zylinder 9 treibt ein endloses perforiertes Transportband 13 an, das leicht oberhalb der Wanne geneigt ist und um Zylinder 9, 14 und 15 umläuft, wo das Vlies mit Hilfe von zwei unterhalb des oberen Teils des Transportbands gelegenen Ansaugkästen 16 und 17 abgesaugt wird. Das Vlies 1 wird anschließend daran mit Hilfe von Wickelzy!lindern 8 und 9

409849/1044

aufgewickelt. Das folgende Beispiel zeigt die Erfindung, ohne sie zu begrenzen.

Beispiel

Am Ausgang einer Papiermaschine wird ein Vlies mit einer Breite

von 150 cm und einem Gewicht von 80 g/m kontinuierlich geschrumpft, nachdem es im Pressenabschnitt bis 30 % Trockenheit getrocknet wurde, wobei es in Berührung mit dem auf der, etwa in Fig. 1 dargestellten, Vorrichtung gebildeten kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitsfilm zugeführt wird. Das Vlies besteht aus 70 % Fasern aus PapierZellwolle von 10 mm Länge und einem Titer von 3,3 dtex (3 den) und 30 % zusammengesetzten wärmeschrumpf fähigen Fasern, bestehend aus 50 % Äthylenglycolpoly-

terephthalat mit einem zwischen 200 und 203 C liegenden Schmelzpunkt und aus 50 % eines !Copolyesters mit 95 % Äthylenglycolpolyterephthalat und 5 % Dimethylpropandiolpolyterephthalat mit einem Schmelzpunkt von 228°C, mit einer Länge von 10 mm und einem Titer von 1,7 dtex (1,5 den). Die Lieferzylinder führen das Vlies mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min in Berührung mit dem Flüssigkeitsfilm am Scheitel von sieben Zylindern aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 110 mm und einem Abstand von 5 mm zu, die sich im Vorschubsinn des Vlieses mit 20 m/min drehen. Die Zylinder sind in die Wanne bis zu einer Hohe von 95 mm eingetaucht. Die Dicke des Films beträgt 0,8 mm und die Wassertemperatur 95°C. Das Vlies wird anschließend daran auf dem Transportband mit Hilfe von Absaugkästen bis 30 % Trockenheit abgesaugt. Nach dem Trocknen durch Bewegung über die während einer Minute auf 140°C erhitztenden Zylinder ist festzustellen,

daß das 125 g/m wiegende erhaltene Vlies um 20 %.in beiden Dimensionen geschrumpft ist, daß es ein regelmäßiges granitartiges Aussehen und eine angenehme Griffigkeit hat, daß folglich die Schrumpfung unter guten Bedingungen durchgeführt wurde.

409849/10U

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Γ») Verfahren zum kontinuierlichen Schrumpfen eines Faservlieses, das bei Wärme mittels einer heißen Flüssigkeit schrumpffähige Fasern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies von einem stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm auf der aufgetauchten Oberfläche einer Reihe von ausgefluchteten, achsparallelen, im Vorschubsinn gedrehten und teilweise in die heiße Flüssigkeit eingetauchten Zylindern angetrieben wird, ohne daß das Vlies in Berührung mit den Zylindern steht.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reihe von achsparallelen ausgefluchteten Zylindern, wobei ein Behälter eine heiße Flüssigkeit enthält, in der die Zylinder teilweise eingetaucht sind, durch eine Einrichtung zum Drehen der Zylinder im gleichen Sinn und mit einer Geschwindigkeit, die die Bildung eines stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilms auf der eingetauchten Oberfläche des Zylinders bewirkt, durch eine Einrichtung zum Heranführen des Vlieses ohne Spannung in Berührung mit dem Film und durch eine Einrichtung zum Absaugen und Trocknen des Vlieses nach der Behandlung.

   409849/1044