DE2532032A1 - Verfahren zur herstellung eines buescheligen fasermaterials, insbesondere faservlieses, und buescheliges erzeugnis - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung eines huscheligen Fasermaterials, insbesondere Faservlieses, und büscheliges Erzeugnis

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von büscheligem, nicht gewebtem Fasermaterial, insbesondere Faservliesinaterial. Hoch spezieller bezieht sich die Erfindung auf neue und verbesserte Papierherstellungstechniken im Uaßverfahren für die Herstellung von büscheligem, nicht gewebtem Material und auf solche Materialien, die die Erscheinungsform und Eigenschaften von hochflorigem (high loft), saugfähigem Badetuch u. dgl. aufweisen.

Mit dem bekannten Papiernaßherstellungsverfahren v/erden üblicherweise kompakte, dichtgepreßte Bahnen hergestellt, die

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die mit Webeleinen versehene (rattle) und glatte Oberflächencharakteristik zeigen, die normalerweise mit Papier in Zusammenhang gebracht wird. In den letzten Jahren wurde eine immer stärkere Betonung auf uie Herstellung von iaservlieBmaterialien für Bekleidungs-, HsaBhalts- xmd Industrie zwecke gelegt. 0b-

Watte wohl solche Stoffe anfangs als trockene,, f asrige t auf Sextilkrempe!maschinen produziert wurden, schließen sie nun bestimmte _? im Wasser abgesetzte Stoffe ein^ die auf PapierherstellungsaascMjien fabriziert wurden» wobei leclmifcen benutzt werden, die besonders für äie Herstellung von Faservliesmaterial entwickelt wurden* Bas so hergestellte Material weist "fcextilartige Eigenschaften auf, wie etwa Weichheit, Drapierfähigkeit und Griffigkeit, und hat eine weite Verwendung auf dem Gebiet der Wegwerfmaterialien gefunden.

Viele der bisher hergestellten Faservliese haben eine gemusterte Sonfiguration der einen oder anderen !form benutzt, um dem Material die gewünschte Charakteristik τοη gewebtem ίτιοΐι zu geben, Meae gemusterte Konfiguration wurde allgemein dadurch erreicht, daß ein vorgeformter Stoff kontrolliert zerstörenden Kräften ausgesetzt wird» die die JPaserstruktur neu ordnen und neu orientieren und viele kleine Öffnungen liefern, die die Drapiereigeneehaft des sich ergebenden Faservliesmaterials verbessern, typische Beispiele dieser Faaerneuordnungstechnik sind die US-PS 2 B62 251, 3 042 576 und 3 081 515.

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Un dem Faservliesmateriul einige Eigenschaften des .gewobenen Stoffes zu geben, wird bei einer anderen Technik eine nadelmaschine verwendet, die nadelartige (pegs) Fasern bildet, die die Ge füge einheit des Stoffes erhöhen lind seine Flexibilität und Griffigkeit verbessern. Bei anderen Techniken wird die Oberfläche leicht gebürstet, uia eine erhabene Florfläche zu erhalten, die verbesserte V/eichheit aufweist, wie z.B. in der US-PS 3 101 52C, oder es werden elektrostatische Faserflocken verwendet, um eine vergleichbare Floroberfläche zu erhalten. Bei einer weiteren Technik wird ein Krepp- oder Schlingenformverfahreη entweder allein oder in Kombination mit einer nadelmaschine angewendet. Die die Schlingenfasern enthaltenden Faservliese imitieren die Eigenschaften der Schlingenkonfiguration von gewobenen Plüschtuch und zeigen, wie berichtet wurde, verbesserte Weichheit und hohen Flor.

Im wesentlichen ist es bei allen bisherigen Verfahren nötig, zuerst einen Stoff herzustellen und dann diesen einer zusätzlichen strukturverändernden Behandlung zu unterziehen, um die gewünschten Eigenschaften zu schaffen. In vielen Fällen wird zusätzlich das anfängliche Faservliesmaterial nicht mit der wirtschaftlicheren Papiernaßherstellungstechnik produziert, wodurch den Endprodukt v/eitere Kosten hinzugefügt werden. Es wurden einige Verfahren durchgeführt zur Herstellung von gemusterten Stoffen, die ein Jfapiernaßherstellungsverfahren verwenden, und es kann dabei die in der US-PS 5 322 617 beschriebene. Doppeltdrahttechnik und die in der US-PS 2 940 891 beschriebene Technik erwähnt werden.

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(Trotz dieser früheren Versuche wurde herausgefunden, daß die Papiernaßherstellungsverfahren noch nicht erfolgreich angewendet wurden auf die Herstellung von büscheligen, nicht gewebten Handtuchstoffprodukten, die die Eigenschaften der Frottierhandtuchstoffe aufweisen, wie Flor (loft), Y/eichheit, großes Volumen (bulk), Saugfähigkeit und Drapierfähigkeit. Der Hauptmangel bei der Herstellung solcher Stoffe mit den bisher bekannten Techniken iet darin zu suchen, daß mit dem ITaßverfanren keine hochflorigen Stoffe hergestellt werden können, die eine hohe Konzentration von saugfähigen, relativ lockeren und flexiblen, ;jedoch robusten Fasern aufweisen, die sich vom Grundkörper des Stoffes nach außen erstrecken. Jedoch wurde ein großer Schritt in diese Richtung durch das in der amerikanischen Patentanmeldung Kr. 341 699 beschriebene Verfahren gemacht, deren Titel wie folgt lautet: "Verfahren zur Herstellung von im Wasser abgesetzten büscheligem Faservliesmaterial aus einer viskosen Faserdispersion5 und der dadurch hergestellte Stoff". Darin ist eine Technik beschrieben, die eine Büschelformation bei Bildung des Stoffes vorsieht. Dies wird erreicht durch die Verwendung eines viskosen Dispersionsmediums für die Fasern und eines Drahtsiebes zur Formung eines groben Stoffes. Obwohl bei Verwendung eines oben beschriebenen Siebes eine gute Büschelbildung erreicht wird, tritt doch erfahrungsgemäß eine gewisse Verfilzung der freien Enden der Büschel vor Entfernen des'Stoffes vom Sieb auf. Eine solche Verfilzung wirkt sich nicht nur nachteilig auf die Erscheinungsform des Stoffes aus, sondern bewirkt auch Schwierigkeiten bei der Entfernung des Stoffes von dem den Stoff bildenden Drahtsieb.

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Demzufolge besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, das in der oben erwähnten amerikanischen Patentanmeldung beschriebene Verfahren und Erzeugnis zu verbessern und insbesondere eine verbesserte Papiernaßherstellungsteehnik zu schaffen, mit der hochflorige, büschelige oder gebüschelte Faservliesmaterialien hergestellt v/erden können, die Eigenschaften aufweisen, wie etwa V/eichheit, Drapierfähigkeit, Griffigkeit (hand, feel), großes Volumen und Saugfähigkeit, die üblicherweise mit gewobenem Schlingmaterial, wie etwa Frottier- oder Plüschhandtuchstoffen, in Verbindung gebracht werden. Außerdem soll ein neues und verbessertes, in Wasser abgesetztes Haterial geschaffen werden, das diese Eigenschaften aufweist.

Eine vveitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neue und verbesserte Papiernaßherstellungstechnik und das daraus resultierende Erzeugnis zu schaffen, das die vorteilhaften Kennzeichen der Papiernaßherstellungstechnologie in einer neuen und gesteuerten Art und .Veise miteinander verbindet, um einen Stoff zu schaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er mindestens auf einer Oberfläche eine Vielzahl von Faserbüscheln oder -bündeln aufweist, die sich von deia fortlaufend ebenen Grundkörperabschnitt des Erzeugnisses in der Form von vielen Faserbündeln nacli außen erstrecken und damit ein Aussehen aufweisen, das einem Haargewebe oder einem dichten oder verdichteten Faserbüschel ähnelt, ähnlich einem Knötchonstich (French knot).

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Technik der oben beschriebenen Art zu schaffen, die eine Fasersuspension verschiedener Viskosität und ein die dickeren Fasern aufsammelndes Papierformteil verwendet, das die Verfilzung zwischen aen Büscheln v/ährend aer G-ewebebildung vermeidet. Außerdem soll die Verwendung eines mit relativ großen Öffnungen versehenen. Stoff ormteils möglich sein, das bei der Büscheltsildung unterstützend wirkt, die einzelnen Büschel im Abstand voneinander hält und ein Verfestigen der Pasern innerhalb der einzelnen Büschel ermöglicht.

Bine v/eitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Technik und ein Erzeugnis der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei -dem die Büschel gleichzeitig auf beiden Seiten des Stoffmaterials während der Stoffbiläung ausgebildet werden*

Weitere Aufgaben Bind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich«

Biese und weitere damit verbundene Aufgaben werden erfindungsgemäÖ dadurch gelöst, daß ein fasriges, nicht gewebtes, in ,.asser abgesetztes St off mater! al, insbesondere Faservlies, geschaffen wird, das hohen l*lor, großes Volumen und Saugfähigkeit aufweist. Der Stoff weist einen im wesentlichen ebenen Srundkörperabschnitt von wahllos angeordneten, im Wasser dispergierbaren lasern und eine Vielzahl von getrennten, im Abstand voneinander angeordneten faserbüscheln hoher Eonzentra-

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tion auf, die mindestens auf einer Oberfläche davon angeordnet sind. Die Büschel setzen sich zusammen aus einer Vielzahl von eng miteinander verbundenen, relativ unabhängigen, im wesentlichen ausgerichteten Fasern, die darin verankert sind, aber sich aus dem Grundkörper des Stoffes in der Form von Faserbüccheln erstrecken, und v/eisen entweder ein gev/ebeartiges Erscheinungsbild eines eingefallenen Trichters oder einer dichten oder verdichteten Konfiguration auf. Das Faservlies v/ird in einem Papiernaßherstellungsverfahren hergestellt, das so verändert wurde, daß weitere Verfahrensschritte eingefügt wurden, wie das Herstellen einer wässrigen Faserdispersion mit einer gesteuerten flüssigen Viskosität, und die Verwendung einer mit Öffnungen versehenen Faserauffangvorrichtung, die eine plattenähnliche Gestalt aufweist, das Verfilzen der Faserbüschel untereinander und das nachteilige Anhaften der Fasern auf der Unterseite der Vorrichtung vermeidet. Die mit öffnungen versehene Vorrichtung formt nicht nur das büschelige Faservlies mit Büscheln, die aus Bündeln von eng miteinander verbundenen, einzelnen, sich in die öffnungen erstreckenden Fasern gebildet werden, sondern steuert und isoliert ausreichend die einzelnen Büschel, um eine dazwischen auftretende Verfilzung vor dem Entfernen der Stoffbildungsvorrichtung zu verhindern.

Somit sieht die Erfindung eine Papierherstellungstechnik vor, durch die ein büscheliges Faservlies hergestellt wird, das die Eigenschaften wie hohen Flor, Volumen und Saugfähigkeit aufweist. Dabei wird eine mit öffnungen versehene, plat-

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tenähnliche Faserauffangvorrichtung verwendet, deren Aufbau so beschaffen ist, daß sie das Verfilzen zwischen den einzelnen
Büscheln vor dem Entfernen der Vorrichtung verhindert. Die mit Öffnungen versehene Vorrichtung formt nicht nur das büschelige faservlies, sondern ermöglicht such die Verdichtung der einzel nen Büschel vnä die Bildung von büscheligen Stoffen aus 100 $~ iger Iloiziralpe, Außerdem können Stoffe Mit Büscheln auf beiden Oberflächen durch diese fechnik gestaltet werden.

Sine Aueführungsfora der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Is zeigern

« 1 ein JPlußdiagramm der allgemeinen Verfahrens schritte beia Herstellen des ztev&n und verbesserten, erf indungsgessäßen
Stoff materials ,

3Pig» 2 eine perspektivische insisirfe einer er£in4ungsgesäösn Stofforsplatte für ©ine

lig_e 3 einen vergrößerten Schnitt duroh eine Stofformplat
te entlang der linie 3-3 τοη Fig» 2, wobei der gebiischelte
Stoff» eise Verdiü&tusgsdüsa wsn ein Stützsieb dargestellt
sind,

Pig· 4 eise JSiefögrgpiiie Äer Oberfläelie des

Stofimaterials bei einer fttnfiaclien VergriSBerung,

Pig. 5 eine scliematische Ansicht einer die Kennzeichen der Erfindung verwendenden Maschine zur Herstellung eines Stoffmaterials mit Büscheln auf beiden Seiten.

Wie oben erwähnt wurde, wird das neue und verbesserte, büschelige, nicht gewebte, erfindungsgeinaße Stoff material in Verbindung mit einem Papierherstellungsverfahren produziert, das dem in der oben erv/ähnten Patentanmeldung ITr. 341 699 beschriebenen Verfahren ähnlich ist und auf dessen Veröffentlichung Bezug genommen wird. Bei Anwendung dieser l'echnik erhält man ein Faservlies, das eine hohe Konzentration von getrennten Faserbündeln aufweist, die die Gestalt von verdichteten Büscheln aufweisen, die mindestens an einer und vorzugsweise an beiden Oberflächen des Stoffnaterials angeordnet sind. Ein solches büscheliges Material ist vielleicht besser vorstellbar, wenn zuerst die Gefügekonfiguration sowohl des gewebten Handtuchstoffs als auch des nicht gewebten Schlingen- und Florstoffmaterials genau betrachtet wird.

Frottier- oder Plüschhandtuchstoffe sind lockere gewebte Stoffe, die sich durch einen Flor auszeichnen, der eine Vielzahl von einzelnen Fadenschlingen aufweist, die sich aus dem G-rundkörper des Stoffes nach außen erstrecken. Diese einzelnen Schlingen liefern ein geschmeidiges oder nachgiebiges Polster und können leicht beim Gebrauch verformt werden, wobei sie nicht nur das weiche Gefühl von hohem Volumen oder hohem Flor geben, sondern auch für die gewünschte Saug- und ..iochaufgabe eine größere Fadenoberfläche schaffen.

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Ficht gewebtes, hochfloriges Material mit Schlingenkonstruktion ist in etwa vergleichbar mit dem gewebten Material, weist aber eine flexible Haftgrundschicht auf, aus der sich einzelne Paserschlingen nach außen erstrecken und in die die Fasern anhaftend eingebettet sind. Derartige nicht gewebte Stoffe können dadurch gestaltet werden, daß zuerst ein geriffelter G-nmdstoil von im wesentlichen ausgerichteten f asera* axt einer faserlänge von etwa 5 Me Q cm, hergestellt wird. Auf den durch frockenforaaingstechniken hergestellten Stoff wird dann ein gitterähnliehes Haftmuster aufgedrückt und der Stoff wird dann gespannt, um die ausgerichtete !aserflache zu erhalten, Bas HaftMister wird getrocknet und die 3?asem im Stoff werden dadurch su Schlingen ausgebildet, daß der Stoff einer Kräuselscliiens zugeführt wird,

Jrüher wurde den iextilßtoffen dadurch eine verbesserte Weichheit gegeben» daß ihre Oberfläche leicht gebürstet wurde, um einen 3?aserflor oder Pol der einzelnen lasern zu erhöhen, Diese fecimik wurde such auf laservlieeaaterial angewendet» was oilerälngö häufig zu einem wesentlichen Verlust der JPeetigkeit führte. Es wurde berichtet, daß durch geeignetes Yerkleben die !festigkeit des Materials erhalten bleibt, während sich die gebürsteten Fasern einzeln nach außen von dem G-rundkörper des Materials aus erstrecken können, um die gewünschte Weichheit zu liefern.

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Das büccheligc, nicht gewebte, hochflorige, erfindungsgeinäße Material hat weder eine so gebildete Schlingen- noch eine gebürstete oder eine Floroberfläche. Statt dessen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist es gekennzeichnet durch eine große Anzahl und eine hohe Konzentration von getrennten Faserbüseheln oder -bündeln, die sich vom Fasergrundkörper des Stoffes nach außen erstrecken und die gesainte ebene Oberfläche davon bedecken. Die zahlreichen Fasern in jedem Büschel können in freie Faserenden auslaufen, die sich anfangs im beliebig verschiedenen Abstand von dem Grundkörper befinden, 'ürotz v/ahlloser Anordnung der freien Faserenden weisen die ainfangs gestalteten Büschel eine etwa schräg zulaufende Erscheinungsform auf, die mit einen Ilaargewebe insoweit vergleichbar sind, daß sie fest an einen Grundkörper des Stoffes angebracht sind und daß sie zu ihrer größten Länge hin schräg zulaufen, die sich in der Fähe des Bündel- oder Büschelmittelpunktes befindet. Die langen Büschel weisen im nicht verdichteten Zustand eine gewisse Welligkeit entlang ihrer Länge auf und ruhen locker auf der Oberfläche des Stoffmaterials. Jedes Büschel ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von eng angehäuften oder gebündelten Fasern, wobei jedoch jede Faser im wesentlichen ausgerichtet und relativ unabhängig von den anderen Fasern im Büschel ist. Deshalb weisen die Büschel eine ausgezeichnete Biegsamkeit, Geschmeidigkeit und Y/eichheit auf. Wenn sie sich noch auf der Formvorrichtung befinden, v/eisen die Büschel eine trichterähnliche Gestalt auf, die allerdings nach Entfernen der Formvorrichtung zusammenfällt oder verdeckt v/ird. Die

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Büschel können während der Herstellung verfestigt oder verdich tet werden, um eine Bauschkonfiguration zu erhalten, die dem Stoffmaterial auch einen hohen Flor, hohes Volumen und Saugfähigkeit gibt. Ungleich den von der nadelmaschine produzierten Stiften (pegs) v/erden die Pasern innerhalb der Büschel während der Büschelbildung im wesentlichen nicht zerrissen oder zerbrochen. Zusätzlich ändert sich, was aus der folgenden Beschreibung ersichtlich ist, die Zahl der Fasern in jedem Büschel und die Konzentration der Büschel, im wesentlichen abhängig von den bei der Herstellung des Stoff materials verwendeten Betriebsbedingungen*

Die die Büschel bildenden lasern erhalten ihre vorstehende Orientierung während der Blattbildung durch Steuern einer Anzahl mit dem Papiernaßherstellungsverfahren verbundener Faktoren, Jedoch ist der Haxiptfaktor bei dieser !eoiaiik die Herstellung einer geeigneten Fltissigkeitsdynamik innerhalb des Systems zu einem Zeitpunkt, an dem die Fasern anfänglich. ea.t der Faserauffangvorriehtung abgelagert und zu dem Faservlies geformt werden.

Obwohl nicht alle mit der Flüssigkeitsdynamik des Systems verbundene Faktoren mii örund iiirer komplexen 2wischenbesieimageii voll verstanden werden, wird angenommen, daü sich die besten Ergebnisse durch einen iaminarfluS durch die Papierforsvorrichtuog unter Kontrolle der FlüsBigkeitsdrainsgebedingungei erzielen lassen. Der Lsainsrfluö orientiert offensichtlich die

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!Pasern in ihrer anfänglichen, im wesentlichen ausgerichteten lage senkrecht zum Körper des Stoffes, ohne daß zur gleichen Zeit die Fasern durch die gesamte Auffangvorrichtung hindurchtreten. Tatsächlich sammeln sich die durch die öffnungen der Formvorrichtung erstreckenden Fasern an den Seitenwänden einer jeden Üfi'nung und haften an dieser Vorrichtung, so daß ein Laminarfluß in der llähe des Zentrums oder der Achse einer jeden Öffnung erzeugt wird.

Zv/ei der in der amerikanischen Patentanmeldung für wesentlich erachteten Faktoren zur Erreichung der optimalen Flüssigkeitsflußbedingungen, die für das büschelige, nicht gewebte Produkt benötigt werden, sind erstens die Verwendung einer re lativ groben Papierformvorrichtung und zweitens eine gesteuerte Flüssigkeitaviskosität in der Faserdispersion, die bei der Bildung des nicht gewebten Materials verwendet wird. Jedoch vmrde in Übereinstimmung mit der Erfindung herausgefunden, daß die Art und insbesondere die Konfiguration und die Oberflächenstruktur der Stofformungsvorrichtung einen wesentlichen Faktor bei der effektiven Büschelbildung darstellt, natürlich beeinflussen auch andere Faktoren, die mit den oben erwähnten in Beziehung stehen, die Bildung des gewünschten büscheligen Faservliesmaterials. Dies sind u.a. das Flottenverhältnis oder die Faserkonzentration der Dispersion, das für die Entfernung des Dispersionsmediums benutzte Vakuum, die Art und die Zusammensetzung der verwendeten Fasern als auch ihr Deniergrad und die Länge und das Grundgewicht des sich ergebenden Erzeugnis-

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sea. Tatsächlich, wurde herausgefunden, daß die Verwendung einer geeigneten Platte und von kürzeren Holzzellstoffasern die Bildung von büseheligen Stoffen in einer Anordnung ermöglichen, die ein viskoses Dispersionsmedium unnötig macht.

Demzufolge ist einer der ersten und notwendigen Faktoren bezüglich der neuen und verbesserten erfindungsgemäßen Technik die Verwendung einer faserauffang- oder Papierformvorrichtung, die plattenähnlich ausgebildet und bei einigen Anwendungen dicker gestaltet ist, als die normalerweise bei der Papierherstellung mittleren und leichten Gewichtes verwendete. Wie bekannt ist, stellen die üblicherweise bei der Papierherstellung verwendeten Standard-Fourdrinier-Drahtmaschensiebe typisch gewobene feine Drahtsiebe dar, die etwa 24 "bis 40 Fasern pro cm in jeder Richtung aufweisen, wobei die Fasern eine Dicke oder einen Durchmesser von etwa 0,015 cm haben. Die in der amerikanischen Patentanmeldung Hr. 341 699 beschriebenen Siebteile haben viel gröber geflochtene Siebe mit einer Kaschengröße von etwa 18 Maschen oder weniger und vorzugsweise etwa 4 bis 8 Maschen je cm. Obwohl mit solchen Sieben eine ausreichende Büsche lung erhalten wurde, wurde herausgefunden, daß die Büschel dazu neigen, an der Unterseite der groben Siebe zu haften und sich miteinander zu verfilzen, womit das grobe Sieb die Entfernung des gebüschelten Stoffs von der Formvorrichtung behindert. Is wird angenommen, daß die gekrümmte Grundfläche der Drähte und der Bindungseffekt dieser Drähte die Verfilzung fördert.

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Kun wurde herausgefunden, daß die einzelnen Büschel vor der Entfernung von der Formvorrichtung in relativer Isolation und Trennung gehalten werden können, wenn man eine plattenähnliche Formvorrichtung im Gegensatz zu der Vorrichtung verwendet, die einen Y.ebeeffekt aufweist und ein Herumwickeln der nassen haftenden Pasern um die Unterseite der Vorrichtung herum ermöglicht. Die Dicke der Platte kann variiert werden, je nach der Länge der dabei verwendeten Fasern. Bei Platten mit einer Dikke von etwa 0,8 mm wurden gute Ergebnisse erzielt, jedoch wurden Platten von einer Dicke von etwa 6,4 mm oder mehr und vorzugsweise von etwa 12,7 mm bei den meisten Stoffen bevorzugt. Die dickere Formvorrichtung neigt dazu, einen größeren Seil der Büschel innerhalb der einzelnen Löcher der Vorrichtung zu halten und erleichtert damit, wenn gewünscht, die Verdichtung der Büschel. Da nur ein geringerer Seil, wenn überhaupt, eines jeden Büschels sich über die Unterseite von solchen Formvorrichtungen erstreckt, wird der beim Entfernen des Stoffes auftretende ..iderstand stark vermindert. Auch die genaue Art und Größe der verwendeten Formvorrichtung kann mit der Lochgröße und den gewünschten Erzeugnis verändert v/erden, ebenso wie die Art, der Deniergrad und die Länge der im Eintrag verwendeten Faser, das Flottenverkältnis des Eintrages und die Viskosität der Suspension.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stofforiiielementes 10 für einen Hand-Plattformer (hand sheet mold) dargestellt. Das Formelement 10 stellt ein

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relativ dickes plattenähnliches Bauteil mit einem Umfangsrand 12 und einer Stoffbildungs-Kontrollflache 14 dar, die eine Vielzahl von büsche!bildenden Öffnungen 16 aufweist, die sich voll durch die Platte 10 erstrecken und in einem Huster von gegeneinander versetzten Reihen angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Öffnungen der jeweiligen Anwendung angepaßt ist. Z.B. kann eine Platte, die eine Dicke von etwa 12,7 mm und eine Mittenfläche mit einem Durchmesser von etwa 70 mm aufweist, bequem 17 öffnungen pro cm aufnehmen, wobei die öffnungen einen Durchmesser von 1,6 mm aufweisen. Eine solche Platte hat eine offene Fläche von 57 $ 2 #. Die Platte 10 weist im wesentlichen eine flache und glatte Deck- und Bodenfläche 18 und 20 auf, die entsprechend innerhalb der Pormflache 14 angeordnet sind,

Mb let au ersehen, daß die Steuereigeneohsften der Platte ein Verfilzen der Büschel verhindern» zusammen mit der Aufrechterhai tung des iaminarflusses, Demzufolge kann eine dünne Platte verwendet werden» die einen ⁿ rohrförmigen I?lu2effekt^B durch ihre Öffnungen aufweist und zur gleichen Zeit die Terfilzung vermeidet. Zusätzlich dazu weiet die Formvorrichtung einen ^Müsäungslippeneffekt*¹ sowohl an der Deck- als «ich an der Bodenflache auf* Damit werden an der glatten DeGk- und Bo- äezzfläche Her Platte relativ gut definierte Mündungskanten oder -lippen an jeter öffnung geschaffen* Ein kleiner Krümjaangsgraä ist zulässig, wobei die "Lippe en der Bodenfläcbe als kritischer erseheint. Der Mppeneffekt, verbunden alt der rolar-

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förmigen, mit vielen Öffnungen versehenen Konfiguration, ermöglicht einen Laminarfluß der Dispersionsflüssigkeit durch die Platte während der Stoffbildung, so daß die Pasern so orientiert werden, wie sie für die Herstellung der gewünschten büscheligen Konfiguration benötigt v/erden. Da die Fasern in diese öffnungen hineinfließen, neigen sie dazu, an den Seitenwänden der öffnungen zu haften, v/obei sie einen Fasertrichter bilden und den Rohrfluß fördern. Da, v/o die Wände der Öffnungen die Unterseite der Platte nicht mit einer großen Ikidiuskrümmung berühren, haften die Pasern weniger an der Unterseite der Vorrichtung an, und die V/ahrscheinlichkeit der Verfilzung wird damit vermindert. Die Größe der Plattenöffnungen muß so gesteuert werden, daß die Pasern in der Paserdispersion während des Stofformungsverfahrens zurückgehalten werden. Jedoch sollte gleichzeitig die Größe der massiven Fläche nicht so groß sein, daß sie die Drainage der Paserdispersion stört. Die genaue üffnungsgröße und Konzentration muß so gewählt werden, daß man den gewünschten Flüssigkeitsfluß während der Drainage erhält, wobei das erforderliche Faserauffangen ermöglicht wird, wenn das Paserdispersionsiiiediuin schnell durch die mit öffnungen versehene Platte hindurchtritt. So haben bei einer Ausführungsform die öffnungen in einer 12,7 mm dicken Platte einen Durchmesser von etwa 1,59 mm und sind in gegeneinander versetzten Reihen, wie in Fi^. 2 dargestellt ist, in 23,8 mm Zentren angeordnet.

Die Stofformvorrichtung kann eine zusammengesetzte Larninarstruktur aufweisen, ist aber vorzugsweise eine Platte mit vier

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oder mehr öffnungen pro cm und vorzugsv/eise etwa 16 "bis 80

Offnungen pro cn . Die Cffnungen können in einer gegeneinander versetzten Anordnung, wie gezeigt, oder in einer anderen geeigneten Konfiguration angeordnet sein, wobei ihre Größe sich, von etwa 0,8 nun bis etwa 4»8 ram im !Durchmesser ändern kann.

Im allgemeinen hängt die Größe der offenen Fläche vom Durchmesser der fasern in der Dispersion ab, da die dickeren Fasern auf der offeneren Platte v/irksamer Büschel bilden. Bei den meisten Anwendungen v/ird eine durchschnittliche offene Fläche zwischen etwa 15 und 50 $ bevorzugt, obwohl die genaue Größe der offenen Fläche ebenso wie die Dicke der verwendeten Platte verändert v/erden kann, im wesentlichen !abhängig von vielen anderen, mit dem jPapierherstellungsverf afcren zusammenhängend en Überlegungen, insbesondere der

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein nicht gewobener oder gewobener Baumwollstoff» Xeinen (scrim) oder tfaze oder eine Vielzahl von fortlaufender !fäden in Verbindung Mit dem irisairfaeersamaielelemeirt verwendet werden können* Dabei wandert das Xeinen mit einer tragvorrichtung und die Öffnungen im Leinen erleichtern üie Büschelbildung bei gleichzeitigen Einbetten des Leinens in das darauf abgelagerte !Faservlies. Mine solche Anordnung wird den Stoff im wesentlichen, stärken, ohne unnötig auf die Y/eicnneit des büscholigexi ilaterials zu verzichten. Sin imäeres Kennzeichen der erfindungsgemäßen Έ&- plerhers-tellangstechnü liegt in der Verwendung eines Bisper-

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sionsfluids für die Maseru, das eine kontrollierte Viskosität über der des Wassers aufweist, z.B. 1 cP, in Abhängigkeit der dabei verwendeten Platte und den Fasern. Das Ledium nit hoher Viskosität ermöglicht vorteilhaft die Verwendung von zahlreichen Fasern und Mischungen davon, die bisher nicht in einem Papieriiußherstellungsverfahren verwendet wurden, einschließlich der Uischungen von textlien Stapelfasern mit Pasern, die eine im wesentlichen geringere Länge auf v/eisen. Die viskose Lösung zur Dispersion der Pasern verhindert die Bildung von Faserklumpen innerhalb der Dispersion und vermindert die neigung der dispergierten Fasern, miteinander zu verfilzen. Weiterhin hält das Dicj)ersionsmedium die Fasern während der ■ Drainage in ihrem dispergierten Sustand und gewährleistet eine einheitlichere Faserverteilung in dem sich ergebenden Stoffinateri&l, womit die Eigenschaften wie .Veiclüieit, Flexibilität und Drapierfähigkeit des hergestellten Materials verbessert werden. V.ie oben ausgeführt, vergrößert das viskose Uedium im wesentlichen die 2aiii und die Art der verwendbaren Fasern, während die Platte die Verwendung von, im Loinent, wässrigen Dispersionen ermöglicht, in denen eille Fasern sehr loirze Ilartholzfasern darstellen. Es wird angenommen, daß dies hauptsächlich zurückzuführen ist auf den Mündungslippeneffekt und auf den Laminar- oder Eohrfluß durch die für die kurzen Fasern verwendete Platte, selbst in Abwesenheit von die Viskosität produzierenden Zuschlägen in dem Dispersionsmedium. Damit ermöglicht die Erfindung eine Büschelbildung selbst bei Verwendung von 100 ^igen natürlichen oder synthetischen pa-

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piererzeugenden oder textlien Stapelfasern oder geeigneten Verbindungen davon.

Als allgemeine Eegel sollte das Dispersionsmedium eine Yiskosität über 3 cP aufweisen, wenn längere Pasern benutzt v/erden als die üblichen Holzzellstoffasern.-. Gbviohl die Büschelung auch erreicht v/erden kann bei niedrigem Yiskositätsniveau, wenn andere Betriebseigenschaften geeignet gesteuert werden und ausgewählte lasern verwendet werden, wird eine Viskosität von etwa 10 cP oder mehr für die längeren fasern bevorzugt* Die tatsächlich verwendete Yiskosität kann sich ändern und kann bei praktischen Anwendungen zwischen 1 cP und 250 — 500 cP liegen. Bs ist einzusehen, daß gewisse praktische Überlegungen die obere ö-renze kontrollieren, da extrem hohe Viskositäten mit den Drainage® igensehsf ten des Systems interferieren. Andere praktische Sressen hinsichtlich der Papierherstellungsmaschine sind das für das Entfernen des Dispersionsmediums ohne Zerstören des Stoffes verfügbare Yakuum, die Konzentration der fasern im Medium, die Sxtraktfähigkeit des Mediums und die Auswirkung seines im Stoff verbleibenden Restes ebenso wie mit der Anordnung verbundene Wirtschaftlichkeitsüberlegungen.

Das die Yiskosität kontrollierende Material kann ein natürliches oder synthetisches Material oder Mischungen davon sein, Als viskositätkontrollierende Materialien werden jedoch die ein hohes Molekulargewicht aufweisenden Harze bevorzugt» wie etwa die in Wasser löslichen Polymere, die aus der Polymerisation

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von Acrylamid gebildet werden. Diese Polymere werden vorzugsweise verwendet, da ihre verdünnten, wässrigen Lösungen leicht gesteuert v/erden können, um die gewünschte Viskosität an der Drainagefläche der Anordnung zu erhalten. Das bevorzugt verwendete Acrylamidpolymer wird unter dem Handelsnamen Separan AP-30 verkauft. Andere Stoffe, wie etwa das unter dem Hainen Polyox V/SR 301 verkaufte Polyäthylenoxyd ebenso wie eine ausgewählte Viskosität herstellende Carboxymethyl^ellulose-Lösungen können auch verwendet v/erden, '"eitere herkömmlich verwendete Stoffe, die eine kontrollierte Viskosität in wässrigen Lösungen herstellen, schließen ein wasserlösliche, synthetische, polymerische Elektrolyten von Methacrylsäure oder Copolymere davon ebenso wie natürliche Viskosität produzierende Stoffe wie etwa abbaubare Enzyme, Li schlingen von natürlichem und synthetischem Gummi und anorganische Salze. Jedoch sollte bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der die Viskosität kontrollierende Stoff einer sein, der vor der Gewebestoffbildung hinzugefügt werden kann, wie etwa in der Faserdispersionsvorrichtung, dem Ausgabebehälter usw., und der seine Viskosität bis zum und über den Drainagebereich der Anordnung hinweg behält.

Wie erwähnt, hängen die besondere Art der verwendeten Stoffbildungsvorrichtung und die für das Dispersionsmedium verwendete spezifische Viskosität von anderen Faktoren ab, wie etwa der Art, dem Deniergrad und der Länge der in der Facerdispersion verwendeten Fasern. Eines der besonders vorxeil-

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haften Kennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht in der Satsache, daß die gebüsehelten Stoffe hergestellt werden können aus einer Vielzahl von natürlichen und synthetischen Papierherstellungs- und !Textilfasern. Z.B. können synthetische oder chemische Papierherstellungs- oder Sextilstapelfasern, wie etwa Seyon, Nylon, Polyester oder Vinylpolynere oder Copolymere benutzt werden, entweder allein oder in Verbindung mit natürlichen Pasern, wie etwa gebleichter oder ungebleichter Kraft, Manilahanf, Jute und ähnliche Papierherstellungsfasern. Zusätzlich wird angenommen, daß anorganische Fasern, wie etwa Glas, Quarz, Keramik, Mineralwolle, Asbest und ähnliche Stoffe, ebenfalls in Übereinstimmung mit der lehre der Erfindung angewendet werden können.

Die synthetischen Fasern können sowohl iüi Deniergrad als auch in der Länge variieren, obwohl Fasern rait niedrigen Deniergraden allgemein bevorzugt werden. Pasern von etwa 1 oder 1,5 Denier pro Faden (dpf) bis etwa 15 dpf und mehr wurden vorteilhaft verwendet und haben ausgezeichnete Ergebnisse geliefert. Bei Verwendung eines Stoffes mit höherem Deniergrad ist es im allgemeinen jedoch nötig, eine niedrigere Faserkonzentration und ein höher viskoses Dispersionsmedium zu verwenden. Der verwendete minimale und maximale Deniergrad hängt von vielen anderen Faktoren ab, wie Produktforderungen, Maschinenbetriebsbedingungen, Flottenverhältnis, Plattengrüße usw.

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Die Länge der verwendeten synthetischen Fasern hängt zu einem großen Maße ab von dem bestimmten verwendeten Formelement und kann im Bereich von etwa 3,2 mm oder mehr bis zu einigen Zentimetern liegen, wobei sie von dem bei der Papierherstellung verwendeten geraden Kurzfasertyp oder von dem gekräuselten oder geraden Textilstapelfasertyp sein können. Y/ie erwähnt, wird vorzugsweise ein Stoff mit feinerem Deniergreid verwendet, der eine Länge von etv/a 12,7 mm bis 19»8 mm oder mehr aufweist, um dem Material eine verbesserte Weichheit zu geben und die gewünschten Flor- und Saugfähigkeiten zu erhalten. Jedoch können auch Mischungen aus natürlichen und synthetischen Papierherstellungsfasern mit Längen bis zu 1,6 mm oder weniger verwendet werden, je nachdem, welche besonderen Eigenschaften und Charakteristiken von dem Enderzeugnis gefordert werden.

Zusätzlich zu der länge und dem Deniergrad der verwendeten Fasern erfordert das Faserflottenverhältnis oder die Faserkonzentration in der Dispersion vor der Stoffbildung eine geeignete Kontrolle, um die Bildung der büscheligen Konfiguration zu erleichtern. Als allgemeine Eegel ist für die beste Büschelbildung die niedrigste Faserkonzentration oder das niedrigste Flottenverhältnis erwünscht, das noch ein gutes Auslösen des sich ergebenden Erzeugnisses von der Stofformvorrichtung ermöglicht. Deshalb kann eine Faserkonzentration im Bereich von etwa 0,01 ^c/o bis etwa 1 $ verwendet v/erden, wobei der bevorzugte Bereich bei etwa 0,05 ?<> bis 0,5 /* Faserkonzen-

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tration liegt. Bei standardmäßigem laborbetrieb wurden bei einer Faserkonzentration von etwa 0,2 ^ gleichbleibend gute Ergebnisse erzielt. Das Flottenverhältnis bei großen Papierherstellungsmaechinen ändert sich natürlich mit den Maschinenbedingungen,

IFaserkonsentratiim. υ&α die Viskosität des Dispersionssi tte Is beeinflussen auch den or ad des Vakuums oder des ,Ans au— gens, das auf die Unterseite der iapierbildungs vorrichtung während der Stoff bildung angelegt werden sollte, ma den ge— wünschten. Büscheleffekt su erhalten- Obwohl sogar in Abwesenheit eines Vakuums bei geeigneten Bedingungen eine gute Biisciielung erreicht werden kann, wird vorzugsweise die Unterseite des Stoffbildungesiebes einem leichten Vakuum, das etwa 12,7 sas Hg entspricht, ausgesetzt, wenn die Fasern darauf abgelagert werden, um eine geeignete Fliissigke it sdynasiik der Anordnung su gewährleisten. In einigen Fällen kann ein höheres Vakuum, entspreehend Ms wa einigeB Zentiaetem Hg, verwendet vsexämn, A'u&t diese YeräMerungen hängen nicht nur ron der iaserkonzentration und der Viskosität des DiBpersionsmediums ab, sondern auch von anderen Faktoren, wie etwa der Plattheit der Oberfläche auf der Formvorrichtung und der Öffroängsgröfie und der lip— penlconfiguration ebenso wie der Art und X*ange der benutzten Faser, Ähnliche Effekte WSxmexi durch Inlegen eines Druckes an die Oberfläche des Stoffes erzielt werden, solang der geeignete Druckunterschied über des Stoff und eier Blatte erseugt v/ird.

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ill ⁰J

Als v/eiterer Paktor der erfindungsgenäßen -Technik ist das Gewicht des lie raus teilenden Materials in Betracht su ziehen. Die hierin "beschriebene Sechnik ist in der Lage, ein büscheliges Produkt herzustellen bei so niedrigen Gewichten vie etwa

17 s/m . Jedoch können solche leichtgewichtigeii Stoffe nur hergestellt werden bei genauer Kontrolle der anderen, nit den Verfaliren verbundenen Faktoren. Das Grundgewicht der meisten

Stoffe ist mindestens 34 g/m oder höher.

Die Bildung der Büschelkonfigurtvtion startet bei Anfang des Stoffbildungsverfahrens und es wird tatsächlich angenommen, daß der Büschel der erste i'eil des zu formenden Stoffes ist, wenn die Fasern auf den massiven 'i'eil der Stofformplatte gelegt xvaä dann auf Grund der Flüssigkeitsdynamik durch die Zwischenöffnungen gezogen werden. Bei Zunehmen der Stoffdicke werden mehr Fasern sowohl in den trichterartigen Büscheln oder Bündeln als auch innerhalb des Stoffgrundkörpers abgelagert, bis der S"coff das gewünschte Grundgewicht rind die gewünschte Festigkeit erreicht. Es ist anzumerken, daß die ΰriehterkonfiguration des Büschels zu seiner Flexibilität, Geschmeidigkeit und ./eichheit beiträgt, was auf einen natürlichen Kisseneffekt zurückzuführen ist.

Ein Kennzeichen der Erfindung bestellt darin, daß die Büschel nicht eine gewebeartige Erscheinungsform aufweisen müssen, sondern vorzugsweise verdichtet werden können, so daß sie eine ballähnliche Erscheinungsform, ähnlich einem französi-

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sehen Knoten (French knot), aufweisen. Solche Stoffe aeigen eine bis zu 100 ;üge Verbesserung in der Zugfestigkeit. Diese bauschige gebüschelte Oberfläche ist am besten in der Uikrophotographie von Fig. 4 dargestellt. In dieser Figur sind die Büschel deutlich als ballähnliche Büschel dargestellt, die eine Erscheinungsform aufweisen von offensichtlicher Y/eichheit, Geschmeidigkeit und Elastizität.

Eine Möglichkeit des Südens dieser verdichteten Büschelkonfiguration ist in der fig. 3 dargestellt. Bei dieses Verfahren wird der gebüsckelte Stoff vor Entfernen von dem Formelesent mit einer flüseigkeitsdüae oder einer ähnlich verdichtenden, auf den Boden des IPormelementes ausgeübten Kraft, wie etwa durch, die Büee 26, behandelt, Ein Stützdrahtgeflecht, wie etwa das Sieb 28, kann über den Stoff gelegt "werden, um ein. ¥erschieb©B der Stofformplatte 10 zu verhindern* Die Yeröichtuagsiraft wirä mir d^shails auf die Büaoasl ausgeübt, da die Abschnitte des Stoffe© zwischen de» Büscheln durch 4i« Platte maskiert ¥i«rtan. Die Kraft kann die Form eines sehr schnellen Flusses von Wasser oder luft in der Form eines von unterhalb des formel©meiit@e nach oben gerichteten Düaenstraalsß annehmen« "Pae Decksieb iiält das verdichtete Büschel innerhalb der einzelnen Jtoxmfcajamer a& der Spitze, so daß der Stoff leicht von der mit Öffnungen versehenen blatte ohne Hindernisse entfernt* -werde»

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Der Stoff l:a:m auf ..uiiseli vor oder nach dem üntfernen von der Platte und vor oder nach dem Trocknen in üblicher ..eise einer zusätzlichen Nachbehandlung unterzogen ν erden. 2.E. kann ^,ine Haftschicht nur auf die Büschel oder auf die nicht ge-Lv.cCiielte Oberfläche als Flüssigkeit oder Spray aufgebracht ..orden, während der Stoff auf der Platte ist oder anschließend an das Entfernen von der Platte. Weiterhin kann das Verkleben in der Porti von iiirhitsimg durchgeführt v/erden, um die Bindefasern zwischen den Stoff durch V/ärme au aktivieren·

Obwohl die vielen oben erwähnten Paktoren alle miteinander in Beziehung stehen, um die gewünschte büschelige Koufiguration zu erhalten, können doch einige allgemeine Richtlinien gegeben werden. In dieser Hinsicht wurde herausgefunden, daß die besten Ergebnisse erzielt 'werden, we2in man verwendet ein Stofformeleinent mit einer glatten Oberfläche und wohldefinierten öffnungen, das niedrigste Faserflottenverhältnis, das noch mit einem guten Losen von dem Stofformelement verträglich ist, und den niedrigsten Faserdeniergrad, der in den Produktforderungen noch akzeptiert v/erden kann. Zusätzlich wurde herausgefunden, daß lange Pasern nicht nur längere Büschel produzieren, sondern auch einen verbesserten Kisseneffekt und eine größere Festigkeit innerhalb der verdichteten Büschel. Außerdem wurde gefunden, daß niedrigere Denierfasern ein besser gebüscheltes Produkt ergeben als höhere, unabhängig von der verwendeten Faserlänge. In diesei.. Zusammenhang nuß, wie oben erwähnt wurde, bei höheren Denierfasern allgemein ein Forme lerne 11t mit größe-

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ren Öffnungen und eine höhere Viskosität und ein niedrigeres Flottenverhältnis verwendet werden, als "bei entsprechenden Fasern mit einem feineren Deniergrad. Z.B. ergeben sich bei einer Faser mit 1,5 dpf annehmbare büschelige Produkte bei einer Viskosität von 12 cP und einer Faserkonzentration von etwa 0,2 #, wogegen ähnliche Ergebnisse nur erzielt werden können mit einer Faser von 15 dpf bei einer Viskosität von 150 cP und einem Flottenverhältnis von 0,1 ^.

Die Verwendung einer mit öffnungen versehenen Platte als Formelement erleichtert auch die Herstellung von Büschelstoffen, die auf beiden Seiten Büschel aufweisen, ebenso wie andere Veränderungen. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist, kann eine Faserdispereion in einen Aufgabebehälter 4C gegeben, werden, der einen doppelten Zuführungebehälter 42 und eine zentrale Zuführungerinne 44 sur Zuführung eines Baujswoll- oder leineneinsstzes oder einer Yielsahl von fortlaufender Jaden von einer Spulenanordnung 46 aufweist. I2er Aufgabebehälter 40 entlädt die Fasern und fäden in den Abzwiokbereieh 4β zwischen einem Paar von rotierenden frömmeln 50, die mit Öffnungen versehene, plattenähnliche, sich gegenüberliegende Oberflächen 52 mit einer Bicke von etwa i₁2'J ©s aufweisen· 2£Le frömmeln drehen sieh synchron ±n entgegengesetzter Richtung, was durch die Pfeile angezeigt let, bo daß sie gemeinsam sich durch den Abzwickbereich 43 bewegen. In jeder Trommel kann ein Uiedervakuum-Saugbehälter 54 verwendet werden, um die Flüssigkeitsdynamik der Anordnung zu unterstützen* In diesem Zusammenhang wurden gute

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Ergebnisse mit einem niedrigen Vakuum, entsprechend etwa 12,7 mmHg, erzielt. Auf Wunsch kann auch ein Hoehvakuumbehälter 56 in Verbindung mit den einstellbar angeordneten Behältern 54 verwendet werden, um das Entfernen des Dispersionsmediums zu unterstützen. Ebenfalls innerhalb einer jeden Trommel sind angrenzend an den Vakuumbehälter 56 Flüssigkeitsstrahldüsen angeordnet, um ein Verdichten der Büschel zu bewirken, bevor sie von der perforierten Oberfläche der Trommel getrennt werden.

Um ein leichteres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird sie nun mit Bezug auf die folgenden speziellen Beispiele beschrieben, die lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen sollen und keine Einschränkung darstellen.

Beispiel I

Ein gebüschelter Stoff wurde hergestellt auf einem Hand-Plattformer mit einer perforierten Stofformplatte mit einer Dicke von etwa 1,27 cm. Die Platte stellte einekreisförmige Scheibe, im wesentlichen wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, mit einer flachen Deckoberfläche dar und wies einen Durchmesser von 9»8 cm bei einer massiven Umflache auf, die eine perforierte Fläche mit einem Durchmesser von 7 cm definierte. Die Öffnungen innerhalb der perforierten Fläche hatten einen Durchmesser von 0,16 cm und erstreckten sicli vollständig durch

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die Platte hindurch, senkrecht zur Deckflache. Die öffnungen waren in zueinander versetzten Reihen angeordnet, wobei jede Öffnung von den sechs am nächsten liegenden öffnungen einen Abstand von 0,24 cm aufwies, so daß sich Zentren ergaben mit

etwa 17 Öffnungen pro cm der Stoffbildungsoberfläche.

Eine Faserdispersion wurde vorbereitet e«us Reyonstapelfasern mit 1,5 dpf und einer Länge von 0,95 cm in einer G,04 zeigen wässrigen lösung eines Polyacrylamideü (Separan AP-JO) bei einer Viskosität von etwa 12 cP. Zusätzlich vmrden Fasern hinzugefügt* um eine iaserkonzentratioa. von 0,2 ö-ew»-ye zu erzielen,

Bei eines Vakuum» entsprechend 12,7 JsmHg, v/urde ein Stoff auf der perforierten Platte aus der Faserdispersion gebildet* Der Stoff zeigte gute Büschelung und die Büschel erstreckten sich nicht über den Boden der Platte, so daß ein leichtes Entfernen des Stoffes von der Platte möglich war. Der Stoff hatte ein Sruiwtgemelrt von 165 g/a «

Das oben, beschriebene Verfahren wurde mit gutem Erfolg bei verminderter Faserkoüzentration von 0,1 >a und !sei Fehlen eines Vakuums während der Drainage wiederholt. Jedoch bewirkte eine Zunahme in der Viskosität auf 45 cP> verbunden axt einem Vakuum, entsprechend 76 iasHg, daß die meisten !fasern durch die Platte hindurchgezogen wurden, wobei nur eine geringe oder gar StoffbiMimg entstand*

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Beispiel II

Das Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt, wobei die Faserdispersion aus lolyesterstapelfasern mit 16 dj)f und einer länge von 1,9 cm in einer wässrigen lösung (0,52 ^) von Polyacrylamid (Separan iJE-30) bei einer Viskosität von etwa 400 cP gebildet wurde. Die Faserkorizentration betrug 0,1 G-e\/.-;i. 190 mmHg entsprechendes Vakuum wurde verwendet und der sich ergebende Stoff zeigte gute Büscheleigenschaften, wobei keine Verfilzung zwischen den nebeneinanderliegenden Büscheln auftrat, obwohl die Büschel sich unterhalb der Hatte erstreckten,

Der Stoff hatte ein Grundgewicht von 230 g/m .

Dieses Verfahren wurde mit einer Faserdispersion aus einer Llischung, bestehend aus 70 fo Polyesterstapelfaser und 30 /o -\*eyerhauser SG Kraft Kolzpulpe, wiederholt. Der sich ergebende Stoff hatte ein G-rundgewicht von 230 g/m und zeigte gute Büsche !eigenschaften.

Beispiel III

Das Verfahren von Beispiel I wurde mit der gleichen Stoffformplatte durchgeführt, aber es wurde eine Faserdispersion aus Eeyonstapelfasern mit 1,5 dpf und einer Länge von 1,27 cm gebildet, wobei das Dispereionsmedium eine 0,27 $ige wässrige lösung aus einem Polyacrylamid (Separan ΔΡ-3Ο) mit einer Viskosität von etwa 220 cP war. Die verwendete Faserkonzentration

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betrug 0,1 Gew.-^o.

Bei einem 190 rmnlig entsprechendem Vakuum wurde ein Stoff bei einem Grundgewicht von 330 g/m gebildet, der einen hohen Büschelungsgrad aufwies und ausgezeichnete Flor-, Volumen- und Griffigkeitseigenschaften zeigte. Der gebüschelte Stoff war dem Stoff von Beispiel I darin überlegen, daß die Büschel geeigneter und besser definiert waren.

Beiapiel HT

JPaa Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt, jedoch vimie der Stoff nach dem Entfernen von der Formvorrichtung auf der Seite ohne Büschel mit einer 0,15 f&tgen Aerylpolymerlatex-Iiösung mit einer Sprayteehnik behandelt. Die verwendete latexemulsion war ein amidvernetzter carboxylierter Acryleäureäthy!ester, eier unter dem Hamen U&AB 874 Teriauft wird. S&oh iuifsprühen äee latex auf den Stoff wurde dieser in eines dampf erhitzten !roEaaeltroe&ner bei etwa 138°C getrocknet. Der fiem Stoff zugefügte Istexbetrag betrug etwa 5 $ des trockenen Fasergewieiites. Da die die Büschel "bildenden Pasern in dem ebenen Sraoäkörper oder der Grundechieht des Stoffes verwurzelt sind» sind die Biiechel fester verankert, während der gebüschelte Abschnitt sowohl weieh als auch geschmeidig bleibt.

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Beispiel V

Das Verfahren von Beispiel I wurde v/iederholt, wobei allerdings die Faserkonzentration bei 0,05 Gew.-^ gehalten und ein 25 j 4 nmHg entsprechendes Vakuum verwendet wurde. Sechs Stoffe mit einem Grundgewicht von etwa 200 g/i/" wurden so hergestellt, drei von ihnen nachten die Büschelbilaung bei einer ungekehrten Flüssigkeitsflußbehandlting durch, während sie sich noch auf der Formplatte befanden. Ds,bei wurde uasser mit einem Vs'asserstrahl von 0,058 cdi Durchmesser und einen Druck von 5»β kg/cm und einer sich daraus ergebenden Strahlgeschwindigkeit von etwa 30,5 ci/sec gegen die Unterseite der Stoffbildungsplatte gerichtet. Fünfzehn Durchgänge wurden über jede Öffnung vollzogen und der Stoff wurde dann leicht von der Platte entfernt und getrocknet. Ein 2,5 cn breiter Streifen wurde von jeden der sechs Stoffe abgeschnitten und auf Festigkeit in einem. Scott Festigkeitsprüfer, Lodell X5, geprüft. Die als Kontrol!stoffe verwendeten drei unbehandelten Stoffe zeigten eine durchschnittliche Zugfestigkeit ira trocknen Zustand von 58 g/cm, während die verdichteten gebüschelten Stoffe eine durchschnittliche Zugfestigkeit im getrockneten Zustand von 129 g/cm aufwiesen. V/ie zu ersehen ist, bewirkte die Verfestigung der Büschel, daß die Zugfestigkeit des Stoffes wesentlich verbessert wurde.

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Beispiel VI

Das Verfahren von Beispiel V wurde wiederholt, wobei allerdings die 3?aserkonzentration der Dispersion 0,05 Gev..->i betrug und ein 25,4 mmEg entsprechendes VaLmum bei der anfänglichen Eildung des Stoffes verwendet wurde. Die Verfestigung der Büschel in kugelähnliche Et'schel, ähnlich den französischen

ο Knötehen, \rarde bei einem niedrigeren Druck, nänlicli 2,Q lcg/cm , erreicht, wobei ein im Durchmesser O₃04 cn messender ü'lüssig-Leitsstriiil fünfzehnmal über jede öffnung, geführt wurde, Dex Druck von 2,8 kg/'ea bewirkte eine Strehlgescir^incligkeit von etwa 15,2 - JQ,5 ia/^sec-

Seispiel TII

Eine faaerdisperelon wurde gebildet aus 100 %> Eraft HoIafaserpulpe in wasser bei einer Paserkonzentration von 0,15 Gew*-^, Die Dispersion wurde einem Eand-Plattf ormer mi*t der in Beispiel I beschriebenen Stofformplatte zugeführt. Bei Ter-U eines 127 mmEg entsprechenden Vakuums viutüb ein Stoff

mit einem £run<!ge*?ic&t von 148 g/m hergestellt, der gute Büschelung über die gesamte Pläche zeigte.

Das Verfahren wurde wiederholt, wobei die Platte durch eine andere ersetzt vmräe, die eiae Dicke von 0,08 cm und Cäffnimgen mit einem Ourahmefißer von 0,32 ca aufwies, die versetzt τοη-

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einander mit gleichmäßigen Abständen angeordnet waren. Die öffnungen waren auf 0,48 cm großen Zentren ungeordnet, üs wurden büschelige Stoffe erhalten, aber es wurde festgestellt, daß ein wesentlicher Faserverlust infolge der Öffnungsgröße und der Fasergröße auftrat.

Beispiel VIII

Das Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt, wobei allerdings die Faserdispersion aus 50 >£ V/eyerhauser W Kraft Holzpulpe und 50 '/j Reyonfasern mit 1,5 dpf und einer Länge von 0,48 cm gebildet wurde. Das Dispersionsmedium war eine 0,11 fiige wässrige Lösung aus einem Polyacrylamid (Separan AP-30) mit einer Viskosität von etwa 40 cP. Die Faserkonzentration betrug 0,1 Gew.-$. Bei einem 190 miniig entsprechenden Vakuum wurde ein voll gebüschelter Stoff produziert, der ein G-rundgewicht von 11S g/n aufwies.

Beispiel IX

Es wurde ein Stoff mit Büscheln auf beiden ebenen Seiten des Stoffmaterials gebildet, wobei ein Paar von mit Öffnungen versehenen Platten verwendet wurde, die in senkrechter Richtung einen Abstand zueinander aufwiesen und im wesentlichen parallel zueinander verliefen, so daß eine enge Lücke dazwischen gebildet wurde. Die Öffnungen in den Platten waren im wesentlichen die gleichen wie die öffnungen in der im Bei-

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spiel I benutzten Platte. Die "beiden Platten hatten eine Ausdehnung in senkrechter Richtung von etwa 5 cm und waren im Abstand zueinander so angeordnet, daß unten eine Lücke von 0,16 cm und oben eine Lücke von 0,24 cm gebildet wurde.

Die Dispersion wurde gebildet aus Heyonstapelfasem sit 1,5 öp£ waä einer !faserlänge von 1,27 ca in e±aer 0,07 jsigen wässrigen lösung aus einem Polyacrylamid (Separan ÄF-30) bei einer Viskosität von etwa 23 cP. Die Faserkonzentration betrug 0,1 Gew.-^. Die Faserdiepereioii wurde in die luck« zwischen den Platten so eingeführt, daß das viskose Medium durch die Platten gesogen vmrde und die Stapelfasern querliegend und in die üffimnges. sich erstreckend zurüokblieben« Min 190 mrnHg entsprechendes ITakuum 'wurde an der Außenseite der beiden Platten angelegt und der sich ergebende Stoff zeigte gute Büsohej neigte jedoch zur Ablösung«

Das YeTfshxexi wurde mit einer schmelzbaren Zwischenschicht wiederholt» um die Integration und ürefügeeinheit in dem Stoff zm verbessern, Bie elastisoiie sotoiaelais^e Sshioht war eine als ^MDelnet^w bekannte Struktur, Der sich ergebende Stoff wurde unter Hitze und Druck geschmolzen, wobei sich eine volle Integration der Zwischenschicht ergab» ohne daß diese sich nachteilig auf die Büe<s2ielbil4ung o4er die von den Büscheln gelieferten Eigenschaften, wie etwa Volumen und Weichheit, ausv/irkte. Bis Stoffe wurden bei 177°0 geschmolzen, wobei eine erwärmte Klemmvorrichtung unter einem Druck von 1,4 kg/cm

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6 Sekunden lang verwendet wurde. Der Stoff wies ein Grundgewicht von 165 g/m auf.

Beispiel X

Das Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt, wobei die Easerdispersion aus Reyoiistapelf asern mit 1,5 dpf und einer Länge von 1,9 cn in einer 0,24 5&Lgen wässrigen Lösung eines Polyacrylcunides (Separan aP-3C) bei einer Viskosität von etwa 175 cP gebildet wurde. Die Paserkonzentration betrug 0,1 Gew.-Eine Druckdifferenz auf und durch die Stofformplatte wurde durch Aufbringen von Luftdruck auf die Oberseite der Platte und eines Vakuums auf die Unterseite erzielt. Der Luftdruck betrug 0,26 kg/cm , was einem Vcikuun von 190 nutig entspricht. Der Dich daraus ergebende Stoff zeigte gute Lüschelung über die gesamte Oberfläche.

Wie in der amerikanischen Patentanmeldung erwähnt wurde, ist büscheliges Paservliesinaterial besonders geeignet bei der Herstellung von verschiedenen ϊ/egwerfartikeln. Dies schließt nicht nur ein Waschtücher, Tischtücher, Handtücher, kosmetische wischtücher, bberzugsstoffe für V;indeln oder Monatsbinden, Gesundheitstischtücher und Servietten u. dgl., Decken, l'ischtücher, Bandagen, Verbandsmaterial und andere medizinische Versorgungsgüter, Priseurlialstücher, Kopfauflagen, Staubsaunelfilze, Staubtücher und Ilops Lind wischtücher aller Art, sondern auch Äbnutzkleidung wie etwa ".. egv, e rf bade anzug e und

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-packen, CperationsMasken, ^egv/erfkappen oder -hauben und Industrie- und !!auskleidung wie etwa Kostüme und Llodekleidung einschließlich Zwischenfutter für die Kleidung. Das büschelige Faservliesmaterial kann auch vorteilhaft verwendet werden für .^egv/erf schürzen, Behälterbedeckungen, Platzgedecke, G-esichtstüclier, ./egwerfdrapierraaterialien, Teppiehverstärkun&en und veniger haltbare Verleger, tfandvarlcleidungen. Isoliermaterial einschließlich kälteerzeugender Isolierung, üiitbindungstücher, Schlafaaokeinlagen, Bettunterlagseinsätze und Bedeckungen,

umliüHungen oder auch als Substrat für eine Zusanmensetdie die Fas^r v/eich Liacht. Das J'aservliesmarterial Ivaiui L ver"»'eiadet Vs/erden als ein filtermaterial «riirvjeäer für luft oder Flüssigkeit, wie etwa Kaffeefilter oder Auf gußsi^o ff materialien, ν;ie etwa 2eebeutel_? und es kann auch "bei geeigneter Behandlung verwendet werden als Decfcgrundstoff für verschiedene Artikel wie etwa ein Substrat für synthetisches Leder oder als Ersatz für Steifleineneinlagen, ins dem. Saservlieematerial können auoh geschichtete Strulcturen gebildet werden., ebenso Sciiichtfolien für Vers tür lamgs schichten von I&uastiuirzf olie, geBchichtete oder geformte Papiere, Idchtstreukörper» Lanpenschirme oder dekoratives Schiebetürpapier, oder es kann auch verwendet werden bei Sauwerk» dehnbaren Säcken oder Taschen oder bei Polstereiaxen für die Einrichtungen im Haus und Auto. Biese Mate iat nicht erschöpfend und iat nur als Beispiel für die Vielfalt der Produkte gedacht, die in übe reins timmung mit der Erfindung hergestellt -erden können.

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■Änderungen und Ausgestaltungen der "beschriebenen Ausfülirungsformen sind für den Fachmann olme weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

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Claims (21)

1. Patentansprüche

   1J Verfahren zur Herstellung eines in Wasser abgesetzten, nicht gewebten, büscheligen Fasermaterials, insbesondere Faservlieses, dadurch gekennzeichnet , daß für das Verfahren vorgesehen sind eine plattenähnliche Faserauffang vorrichtung (10) mit einer glatten Oberfläche (14) und einer Vielzahl sich kontinuierlich durch die plattenähnliche Auffangvorrichtung {10) erstreckende öffnungen (16), die ;jev?eils einen Randabechnitt an der Oberfläche aufweisen und rohrförmig gestaltet sind, und außerdem eine Faserdispersion in einem wässrigen Medium bei einer Faserkonzentration von mindestens etwa 0,01 Gev/.-^, wobei sich die Fasern von dieser Mapersioa auf der Faserauf fangvorrichtung (W) absetzen, und eine iamisarströssisg des wässrigen Faserdispersionsiiediass durch die rohrförmigen öffnungen {16} in der plsttenähniiclien teffangro^ricliiaing (10) entsteht und dadurch sich auf der plattenähnlichen Vorrichtung (10) ein büscheliges, nicht gewebtes Faeenaaterial, insbesondere Faservlies» ausbildet» das aus Bündeln von eng miteinander verbundenen einzelnen !Fasern einstückig «asgebildeiie Büschel aufweist, die sich über den EsMabaoimi-tt idjamm imd in den Öffnungen {16) der plattenähnlioiieii MxStaagrorrichiisng C10) erstrecken*

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2. 2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserauffangvorrichtung Öffnungen von mindestens 0,8 mm Durchmesser in einer Anordnung aufweist,

   ρ deren Dichte weniger als 80 Öffnungen pro cm beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch β e k e η η seichnet, daß die plattenähnliche 3? as e rauf fangvorrichtung eine platte Unterseite mit einem abrupten Lippenabschnitt an jeder üffnung aufweist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch q e 1; e η η seichnet, daß das Paserdispersionsmedium eine Viskosität von etwa 1 cP aufweist.
5. 5. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paserdispersionsiaedium eine Viskosität von mehr als etwa 1 cP aufweist.
6. 6. Paservliesmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern innerhalb des Stoffes gewählt v/erden aus der 3-ruppe, die aus ITaturfasern, Chemiefasern und Hischungen davon besteht.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Druckdifferenz über die Dic2:e der Platte ausgeübt wird, wobei der höhere Druck an der oeite mit der platten Oberfläche anliest.

   o-

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Positionieren innerhalb der Öffnungen ein zusätzlicher Schritt der Verfestigung der Büschel vorgesehen ist, um verdichtete Büschel auf der Oberfläche des Stoffmaterials zu erhalten.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung einschließt, daß auf die Büschel ein Flüssigkeitsstrom in einer Richtung entgegengesetzt sur Kiciriimg des lajainarflusses v^ährend der Büsehelbildung ausgeübt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9? dadurch g ei e η n — seiciine t , daß der ELüssigtaeitsstroa ein JDüse-nsjsray einseiiiieüt,
11. 11, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch β e Jr e ii η zeichne t , daß ein Paar von Faser auf ftaigvorr ich tunken im Äbstiixxa voneinander» sich gegenüberliegend auge br seilt werden und die Faseruispersion das??iBchea eingeführt wird, us gleichzeitig Faseni auf den sich gegenüberliegenden Vorrichtungen abzulagern und dadurch ein Paservliesmaterial zu bilde«!, das Büschel oaf beiden Oberflächen aufweiet»
12. 12; Verfahre», neofa Ansprudi 11» dadurcli q e k. e η η zeichnet, daß der liinbau eines Verstärlcu.ngsmat©rio,ls in das Innere des iasei-vliesmaterials ein^eselilossen ist,

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13. 13. Verfahren nacii Anspruch 11, dadurch g e L: e η η zeichnet, daß die Verfestigung der Eüschel ausgeübt v.ird durch einen Düsenfluß auf die Unterseite der Vorrichtung, \/uhrend die Büschel in den öffnungen sind.
14. 14. Erzeugnis, hergestellt nach den Verfahren von Anspruch 1.
15. 15· Erzeugnis, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 4.
16. 16. Erzeugnis, hergestellt nach de ti Verfahren von Anspruch 6.
17. 17· Erzeugnis, hergestellt nach dein Verfahren von Anspruch 8.
18. 18. Erzeugnis, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 11.
19. 19. Erzeugnis, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 12.
20. 20. Verfahren zur Herstellung eines Faservliesmateriales, dadurch gekennzeichnet , daß für das Verfahren vorgesehen sind eine plattenähnliche Faserauffangvorrichtung nit einer glatten Oberfläche und einer Vielzahl sich konti-

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    nuierlich durch die plattenähnliche Auffangvorrichtung erstrekkenden Öffnungen, die jeweils einen Lippenabschnitt an der Oberfläche aufweisen und rohrförmig gestaltet sind, und außerdem eine flüssige Dispersion von Fasern, wobei die Pasern aus dieser Dispersion auf die Faserauffangvorrichtung abgelagert werden, um eine Laminarströmung des flüssigen Paserdispersionsmediums durch die rohrförmigen öffnungen in der plattenähnlichen Auffangvorrichtung zu fördern und dadurch ein Paservliesmaterial auf der Auffangvorrichtung zu schaffen, w^robei dieser Stoff einheitliche Büschel aus Bündeln von eng miteinander verbundenen einzelnen Fasern bildet, die sich über den Lippenabschnitt hinaus und in die öffnungen der Vorrichtung erstrecken.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das IPaseroLispersiGnsiae&ium eine Irlüssigkeit darstellt, die eine Viskosität von mehr als 1 ei aufweist,

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