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Büscheliges Faservliesmaterial
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Die Erfindung betrifft allgemein büschelige Faservliesmaterialien
und insbesondere neue und verbesserte nach Papiernaßherstellungsverfahren hergestellte
büschelige Faserbahnmaterialien, die die Erscheinungsform und Eigenschaften von
hochflorigem (high loft) saugfähigem Badetuch und dgl. aufweisen.
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Mit den bekannten Papiernaßherstellungsverfahren werden üblicherweise
kompakte, dicht gepreßte Bahnen hergestellt, die mit @ebeleinen versehene (rattle)
und glatte Oberflächencharakteristik zeigen, die normalerweise mit @apien in Zusammennang
gebracht wird. In den letzten Jahren
wurde eine immer stärkere betonung
auf die Herstellung von Faservliesmaterialien fiir Bekleidungs-, Haushalts- und
Industriezwecke gelegt. Während solche Stoffe anfangs als trockene, faserige Watte
auf Textilkrempelmaschinen produziert wurden, schließen sie nun bestimmte, in Wasser
abgesetzte Stoffe ein, die auf Papierherstellungsmaschinen fabriziert wurden, wobei
besonders für die Herstellung von Faservliesmaterial entwickelte 'I'eclmiken benutzt
werden.
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Des so hergestellte Material weist textilartige Eigenschaf ten, auf
wie Weichheit, Drapierfähigkeit und Griffigkeit, und hat eine weite Verwendung auf
dem Gebiet der Wegwerfmaterialien gefunden.
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Viele der bisher hergestellten Faservliese haben eine gemusterte
I'onfiguration der einen oder anderen Form benutzt, um dem material die gewünschten
Eigenschaften von gewebte Tuch zu reben. Diese gemusterte Konfiguration wurde allgemein
dadurch erreicht, daü ein vorgeformter Stoff kontrolliert zeistörenden Kräften ausgesetzt
wurde, die die Faserstruktur neu ordnen und neu orientieren und viele kleine Offnungen
liefern, die die Drapiereigenschaft des sich ergebenden Faservliesmaterials verbessern.
Typische Beispiele dieser Faserneuordnungstechnik sind die amerikanischen Patentschriften
2 862 251, 3 042 76, 3 081 515 und 3 485 706.
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bei einer anderen Technik wird, um dem Faservliesmaterial einige
Eigenschaften des gewobenen Stoffes zu geben,
eine Madelmaschine
verwendet, die nadelartige (pegs) Fasern bildet, die die GefLi;eeinheit des Stoffes
erhöhen Art seine Flexibilität und Griffigkeit verbessern. Bei anderen Techniken
wird die Oberfläche leicht gebürstet, um eine erhaberie Florflüche zu erhalten,
die eine verbesserte Weichheit aufweist, wie z.u. in der US-PS 3 101 520, oder es
werden elektrostatiscie Faserflocken verwendet, um eine vergleichbare Florobeflache
zu erhalten. Bei einer weiteren Technik wird ein Krepp- oder Schlingenformverfahren
entweder allein oder in Kombination mit einer Nadelmaschine verwendet. Die die Schlingenfasern
enthaltenden Faservliese imitieren die Eigenhaften der Schliengenkonfiguration von
gewobenem Pltischtuch zur zei;en, wie berich-tet wurde, verbesserte Weichheit und
hohen Elor.
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Im wesentlichen ist es bei allen bischerigen Verfahren nötig, zuerst
einen Stoff oder eine Faserbahn herzustellen urid dann diesen einer zusätzlichen
strukturverändernden behandlung zu unterziehen, um die gewünschten Eigenschaften
zu schaffen. In vielen fällen wird zalsatzlicil das anfängliche Faservliesmater.ial
nicht mit der wirtschaftlicheren Papiernaßherstellungstechnik produziert, wodurch
für das Endprodukt weitere Kosten entstehen. Darüber hinaus wurden einige Verfahren
durchgeführt zur Herstellung von gemusterten Stoffen, die ein Papiernaßherstellungverfahren
verwenden, und es kann dabrji die in der US-PS 3 3 322 617 beschriebene Doppeldrahttechnik
und die in der US-PS 2 940 891 beschrieberie Technik erwähnt werden.
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Trotzt dieser früheren Versuche wurde herausgefunden, daß die Papiernaßherstellungsverahren
noch nicht erfolgreich angewendet wurden auf die Herstellung von büscheligen, nicht
gewebten Handtuchstoffprodukten, die die Eigenschafterl der Frottierhandtuchstoffe
aufweisen, wie Flor (loft), Weichheit, großes Volumen (bulk), J!.augfähigkeit und
Drapierfähigkeit. Der Hauptmangel bei der Herstellung solcher Stoffe mit den bischer
bekannten Techniken ist darin zu suchen, daß mit dme Naßverfahren keins hochflorigen
Stoffe hergestellt werden können, die eine hohe Konzentration von saugfähigen, relativ
lockeren und flexihlen, jedoch robusten masern aufweisen, die sich vom Grundkörper
des Stoff fes nach außen erstrecken. Jedoch wurde eine großer Schritt in diese Richtung
durch das in der amerikanischen Patentschrift 3 834 983 beschriebene Verfahren gemacht,
deren Titel wie folgt lentet: "Verfahren zur Herstellung von im fasser abgesetztem
büscheligem Faservliesmaterial aus einer viskosen Faserdispersion; und der dadurch
hergestellte Stoff". Darin ist eine Technik beschrieben, die eine Büschelformation
ba@@ Bildung des Stoffes vorsicht. Dies wird erreicht durch die VerweiMung eines
viskosen Dispersionsmediums für die Fasern und eines Drahtsiebes zur Formung eines
.bdjl Stoffes. Obwohl bei Verwendung eines oben beschriebenen @iebes eine gute Büschelbildung
erreicht wird, tritt doch erfahrungsgemäß eine gewisse Verfilzung der freien Enden
der Büschel vor Entfernen des Stoffes vom Jieb auf. Eine solche Verfilzting wirkt
sich nicht nur
nachteili auf das Außere des stoffes aus, sondern
bringt auch Schwierigkeiten bei der Entfernung des Stoffes von dem den stoff bildenden
Drehtsieb rit sich. kiese aufgrund der Verfilzung entstehenden Probleme wurden durch
die Verwendung einer mit Öffnungen versehenen Platte beseitigt, die in der DT-OS
25 32 032 der Anmelderin beschrieben sind.
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Demzufolge besteht eine wesentliche aufgabe der brfindung darin,
das in der oben erwähnten amerikanischen Patentschrift beschriebene Erzeugnis zu
verbessern und insbesondere ein verbessertes hochfloriges, büschliges oder gebüscheltes
Faservliesmaterial zu schaffen, das Eigenschaften aufweist, wie etwa Weichheit,
Drapierfähigkeit, Griffigkeit (hand, feel), großes Volumen und Saugfähigkeit, die
iiblicherweise mit gewobenem Schlingmaterial, wie etwa Frotticr- oder Blüschhandtuchstoffen,
in Verbindung gebrecht werden.
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Eine weitere wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht.
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darin, ein verbessertes Erzeugnis oder einen Stoff zu schaffen, der
die vorteilhaften Kennzeichen der Papiernaßherstellungstechnologie dadurch aufweist,
daß er mindestens auf einer Oberfläche eine Vielzahl von Faserbüscheln oder -btindeln
aufweist, die sich von dem fortlaufend ebenen Grundkörperabschnitt des Erzougnisses
in der Form von vie-]en Faserbündeln nach außen erstrecken und damit ein Aussehen
aufweisen, das einem Haargewebe oder einem dichten oder verdichteten FaseibLischel
ähnelt, ähnlich einem Knöt-
ciicnsticü oder einem französischen
Knoten (Frenchknot).
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sinne weitere wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Technik und ein Erzeugnis der oben beschriebenen frei zu schaffen, so daß die Büschel
gleichzeitig auf beiden Seiten des Stoffmaterials während der Stoffbildung ausgebildet
werden.
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Diese Aufgaben worden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daf3 ein fasriges,
nicht gewebtes, in wasser abgesetztes Stoffmaterial, insbesondere Faservlies, geschaffen
wird, das hohen Flor, großes Volumen und Saugfähigkeit aufweist.
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Der stoff weist einen im wesentlichen ebenen Grundkörperabschnitt
von wahllos angeordneten, im Wasser disnergierbaren masern und eine Vielzahl von
getrennten, im Abstand voneinander angeordneten Faserbüscheln mit hoher Konzentration
auf, die mindestens auf einer Oberfläche davon angeordnet sind. Die Büschel setzen
sich zusammen aus einer Vielzahl von eng miteinander verbundenen, reb tiv unabhängigen
Fasern, deren eines Ende im Grundkörper des Stoffes verankert ist ilnd die sich
vom Grundkörper aus in der Form von druckelastiscl1el federartigen Faserbündeln
erstrecken, sowie eine verdrehte, dichte oder verdichtete Konfiguration aufweisen.
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Die Fasern innerhalb des Büschels weisen freie inden auf, die nicht
im Grundkörper verankert sind, jedoch in sich selbst zu einer eingedrehten spiraligen
Konfiguration gedreht sind, die der Oberfläche einen florartigen Charakter
gibt,
jedoch die gewünschte Elastizität und den Flor aufrechterhält.
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Somit wird erfindungsgemäß ein büscheliges Faservliesmaterial mit
hohem Flor, großem Volumen, weichheit und Saugfähigkeit durch eine Papierherstellungstechnik
hergestellt, wobei eine mit Offnungen versehene, plattenähnliche Faserauffangvorrichtung
verwendet wird, deren Aufbau so beschaffen ist, daß sie das Verfilzen zwischen den
einzelnen düscheln vor dem Entfernen der Vorrichtung verhindert. Das büschelige
Faserviles weist nach innen gedrehte, spiral verdichtete und verfilzte einzelne
büschelarige @@@ab-@chnitt und @@ werentlichen ausgerichtete und nicht verdrehte
Schaftabschnitt auf, die den Kopfabschnitt mit dem unveränderten ebenen Grundkörper
des Stoffes oder Faserbahnmaterials verbinden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen: Fig.1 ein Flußdiagramm der allgemeinen Verfahrens schrit-te
beim ilerstellen des neuen iii-d verbesserten, erfindungsgemäßen Stoffmaterials,
Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Stofformplatte für eine
Handplattform,
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch elhe Stoffformolatte
entlang der Linie 3-3 nach Fig.2, wobei der gebüschelte Stoff, eine Verdichtungsdüse
und ein Stützsieb dargestellt sind, Fig. 4 eine Fotografie der Oberfläche des erfindungsgemäßen
Stoffmaterials bei einer fünffachen Vergrößerung und Fig. 5 eine schematische Ansicht
einer die kennzeichen der Erfindung verwendenden Masching zur Herstellung eines
Stoffmaterials mit Hüscheln zur beiden Seiten.
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Das neue und verbesserte büschelige Faservliesmaterial wird nach
dem irl der DT-OS 25 32 032 beschriebenen Papierherstellungsverfahren hergestellt.
Bei Anwendung dieses Verfahren erhält man ein Faservlies, das eine hohe Konzentration
von getrennten Faserbündeln aufweist, die die Gestalt von verdichteten Büscheln
aufweisen, die mindestens aii einer 0 und vorziigswe ise an beiden berflächen des
Stofftnaterials aneordiiet sind. Lin solches büscheliges Material ist vielleicht
besser vorstellbar, wenn zuerst die Gefügekonfiguration sowohl des gewebten Handtuchstoffes
als auch des nicht gewebten Schlingen- und Florstoffmaterials genau betrachtet wird.
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Frottier- oder Plüschhandtuchstoffe sind lockere gewebte Stoffe,
die sich durch einen Flor auszeichnen, der eine vielzahl von einzelnen Fadenschlingen
aufweisen, die sich vom Grundkörper des Stoffes aus nach außen erstrecken und zu
diesem wieder zurückkehren. I)iese eiiizellnen Schlingen liefern ein geschmeidiges
oder nachgiebi7es Polster und können leicht beim Gebrauch verformt werden, wobei
sie nicht nur das weiche Gefähl von hohem Volumen oder hohem Flor geben, sondern
auch für die gewünschte Säug- und Wischaufgabe eine größere Fadenoberfläche schaffen.
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Nicht gewebtes, hochfloriges Material mit Schlingenkonstruktion ist
in etwa vergleichbar mit dem gewebten Material, weist aber eine flexiülc Haftgrundschicht
auf, aus der sicijeinzelne Faserschlingen nach außen erstrecken und wieder zur Grundschicht
zurückkehren und in die die Fasern anhaftend eingebettet sind. Derartige nicht gewebte
Stoffe können dadurch gestaltet werden, das, zuerst ein geriffelter Grundstoff von
im wesentlichen ausgerichteten Fasern mit einer Faserlänge von etwa 5 bis 8 cm hergestellt
wird. Auf den durch Trockenformungstechniken hergestellten Stoff wird dann ein gitterähnliches
Haftmuster aufgedrückt, und der Stoff wird dann gespannt, um die ausgerichtete Faserfläche
zu erhalten. Das Haftmuster wird getrocknet,und die Fasern im Stoff werden dadurch
zu Schlingen ausgebildet, daß der Stoff einer Kräuselschiene zugeführt wird. Bei
einem anderen Verfahren wird durch Flüssigkeitsströme mit hoher
inergie
ein kardierter Stoff verdichtet und die Fasern in einer wieder einkehrenden Schlingenkonfiguration
verfilzt, wobei jeweils beide Finden der Schlinge im Grundkörper des Stoffes verankert
sind.
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Früher wurde den Textilstoffen dadurch eine verbesserte Weichheit
gegeben, daß ihre Oberfläche leicht gebürstet wurde, um den Faserflor oder Pol der
einzelnen Fasern zu erhöhen. Diese Technik wurde auch auf Faservliesmaterial angewendet,
was allerdings häufig zu einem wesentlichen Verlust der Festigkeit führte. Es ist
bekannt, daß durch geeignetes Verkleben die Festigkeit des Materials erhalten bleibt,
während sich die gebürsteten Fasern einzeln nach außen von dem Grundkörper des Materials
aus erstrecken können, um die gewünschte Weichheit zu liefern.
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Das büschelige, nicht gewebte, hochflorige Material hat weder eine
so gebildete Schlingen- noch eine gebürstet oder eine rloroberfläche. Stattdessen,
wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist e§kennzeichnet durch eine große Anzahl und eine hohe
it Konzentration von getrennten Faserbüscheln oder -bündeln, die sich vom Fasergrundkörper
des Stoffes nach außen erstrekken und die gesamte ebene Oberfläche davon bedecken.
Die zahlreichen Fasern in jedem BUschel können in freie Faserenden auslaufen, die
sich anfangs in einem beliebig verschiedenen Abstand von dem Grundkörper befinden.
Trotz wahlloser Anordnung der freien Faserenden weisen die an-
fangs
gestalteten Büschel ein etwa schräg zulaufendes Außerrs auf, das mit einem Haargewebe
insoweit vergleichbar ist, daß die büschel am einen Ende fest an dem Griindkörrer
des Stoffes angebracht sind und daß sie zu ihrer größten Länge hin schräg zulaufen,
die sich in der Wähe des Faserbüschelmittelpunktes befindet. Die langen Büschel
weisen im nicht verdichteten Zustand eine gewisse Welligkeit entlang ihrer Länge
auf und ruhen locker auf der Oberfläche des 'toffmaterials. 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. Diese 'onfiguration wird am Schaft eines jeden büschels selbst im
verdichteten Zustand aufrechterhalten. Im Ergebnis weisen die Büschel eine ausgezeichnete
Biegsamkeit, geschmeidigkeit und Weichheit auf und können beim Gebrauch ähnlich
wie ein gewobenes Plfischhandtuch gebogen oder verformt werdeii. Wenn die Büschel
sich noch auf der Formvorrichtung befinden, weisen sie eine trichterähnliche Gestalt
auf, die allerdings nach Entfernen der Formvorrichtung zusammenfällt oder verdeckt
wird. Die Büschel werden während der Herstellung verfestigt oder verdichtet und
bilden eine e]astische oder biegsame bauschkonfigmration (nuff configuration), die
de Stoffmaterial, einen hohen Flor , großes Volumen und Daugfähigkeit verleiht.
Ungleich den vsn der Nadelmaschine produzierten Stiften (pegs) werden die Fasern
innerhalb der Büschel während der Büschelbildung im wesentlichen nicht
zerrisserl
oder zerbrochen. Stattdessen bildet der Schaftabschnitt, der den Gausch- oder den
verfilzten Büschelkopf mit dem Grundkörper des stoffes verbindet, eine eng verknüpfte
Anordnung von relativ unabhängigen, im wesentlichen ausGerichteten Fasern. Zusätzlich
bleibt der ebene Teil des Stoffes im wesentlichen unverandert. iie aus der nachfolgenden
Beschreibung ersichtlich ist, ändert sich die Zahl der Fasern in jedem Büschel und
die Konzentration der Büschel, im wesentlichen abhängig von den bei der Herstellung
des Stoffmaterials verwendeten Betriebsbedingungen.
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Die den chaftteil der i3iischel bildenden Fasern erhalten ihre vorstehende
Ausrichtung während der Wchicht- oder Bahnbildung durch r-teuern einer Anzahl mit
dem i'apiernaßherstellungsverfahren verbundener Faktoren. Jedoch ist der Hauptfaktor
bei dieser Technik die herstellung einer geeigneten Flüssigkeitsdynamik innerhalb
des Systems zu einem Zeitpunkt, an dem die Fasern anfänglich auf der Faserauffangvorrichtung
abgelagert und zu dem Faservlies geformt werden.
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Obwohl nicht alle mit der Fltissigkeitsdynamik des Systems verbundene
Faktoren aufgrund ihrer komplexen Zwischenbeziehungen vnll verstanden werden, wird
angenommen, daf-J sich die bes-ten Ergebnisse durch einen Larninarfluß durch die
Papierformvorrichtung unter Kontrolle der Flüssigkeitsdrainagebedingungen erzielen
lassen. Der Laminarfluß rich-
te-t offensichtlich die Fasern in
ihrer anfänglichen, im wesentlichen ausgerichteten Ige senkrecht zum Körper des
Stoffes aus, ohne daß zur gleichen Zeit die Fasern durch die gesamte Auffangvorrichtung
hindurchtreten. Tatsächlich sammeln sich die durch die t'ffnungen der Formvorrichtung
erstreckenden Fasern an den Seitenwänden einer jeden Öffnung und haften an dieser
Vorrichtung derart, daß ein Laminarflllß in der Nähe des Zentrums oder der Achse
einer jeden oeffnung erzeugt wird.
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Zwei der in der oben erwähnten amerikanischen Patentschrift als wesentlich
erachteten Faktoren zur Erreichung der optimalen Flüssigkeitsflußbedingungen, die
für das büschelige, nicht gewebte Produkt benötigt werden, sind erstens die Verwendung
einer relativ groben Papierformvorrichtung und zweitens eine gesteuerte Fl-issigleitsviskosität
in der Faserdispersion, die bei der }3ildig des nicht gewebten Materials verwendet
wird. Jedoch wurde bei der DT-OS herausgefunden, daß die Art und insbesondere die
Konfiguration und die Oberflächenstruktur der Stofformungsvorrichtung einen wesentlichen
Faktor bei der effektiven buschelbildung darstellt. Natürlich beeinflussen auch
andere Faktoren, die mit den oben erwähnten in Beziehung stehen, die Bildung des
gevinschten büscheligen Faservliesmaterials.
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Dies sind u.a. das Flottenverhältnis oder die Faserkonzentration der
Dispersion, das für die Entfernung des Dispersionsmediums benutzte Vakuum, die Art
und die Zusammenset-
zung der verwendeten Fasern, als auch ihr
Deniergrad und die Länge sowie das Grundgewicht des sich ergebenden Erzeugnisses.
Tatsächlich wurde herausgefunden, daß die Verwendung einer geeigneten Platte und
von kürzeren Holzzellttoffasern die Bildung von büscheligeii Stoffen in einer Anordnung
ermöglichen, die ein viskoses Dispersionsmedium unnötig macht.
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Deinzufolge ist einer der ersten und notwenigen Faktoren bezi.i£1ich
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 Zentimeter in jeder
Richtung aufweisen, wobei die Fasern eine Dicke oder einen Durchmesser von etwa
0,01 cm haben. Die in der amerikanischen Patentschrift beschriebenen Siebteile haben
viel gröber geflochtene Siebe mit einer Kjaschengröße von etwa 18 Maschen odeXfeniger
und vorzugsweise etwa 4 bis 8 Naschen je Zentimeter. Obwohl mit solchen Sieben eine
ausreichende Büschelung erhalten wurde, wurde herausgefunden, daß die Büschel leicht
an der Unterseite der groben Siebe anhaften und sich miteinander verfilzen, womit
das grobe 'ieb die Entfernung des gebüschel-
ten Stoffes von der
Formvorrichtung behindert. Es wird angenommen, daß die gekrümmte Grundfläche der
Drähte und der Bindungseffekt dieser Drähte die Verfilzung fördert.
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Wie in der DT-OS ausgeführt wird, wurde herausgefunden, d&i die
einzelnen Wtsciiel 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 webeeffekt aufweist, und ein
Herumwickeln der nassen, haftenden Fasern um die Unterseite der Vorrichtung herum
ermöglicht. 3ie Dicke dci' Platte kann variiert werden, je nach der filige der dabei
verwendeten Fasern. bei Platten mit einer Dicke von etwa 0,8 mm wurden gute Ergebnisse
erzielt, jedoch wurden Platten von einer Dicke von etwa 6,4 am oder Mehr und vorzugsweise
von etwa 12,7 mm bei den meisten Stoffen verwendet. Die dickere Formvorrichtung
heigt dazu, einen größeren Teil der Büschel innerhalb der einzelnen Löcher der Vorrichtung
zu halten und erleichtert damit die Verdichtung der Büschel. L)a, wenn überhaupt,
nii er geringerer Teil eines jeden Büschels sich über die unterseite von sochen
Formvorrichtungen erstreckt, wird der beim Entfernen des Stoffes auftretende Widerstand
vermindert. Auch die genaue Art und Größe der verwendeten Vorrichtung kann mit der
Lochgröße und dem gewünschten Erzeugnis verändert erden, ebenso wie die Art, der
Deniergrad und die Länge der im Eintrag verwendeten Faser, das Flottenverhältnis
des
Eintrages und die Viskosität der Suspension.
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In den Fig. 2 und 3 ist eine Auaführungsform eines erfindungsgemüßen
Stoffermelementes 10 für einen Hand-Schichtformer (hand sheet mold) dargestellt.
Das Formelenint 10 stellt ein relativ dickes plattenähnliches Bauteil mit einem
Umfangsrand 12 und einer Stoffbildungssteuerfläche 1/ dar, die eine Vielzahl von
büschelbildenden Offnungen 16 aufweist, die sich voll durch die Platte 10 erstrekken
und in einer unter von gegeneiander versetzten Reihen aiigeordnet sind, wobei der
Abstand zwischen den Öffnungen der jeweiligen Anwendung angepaßt ist. Z.D. 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 cm2 aufnehmen, wobei die Öffnungen
einen Durchmesser von 1,6 mm aufweisen. Eine solche Platte hat eine offene Fläche
von 37,2 %. Die Platte 10 weist im wesentlichen eine flache und glatte Deck- und
Bodenfläche 18 und 20 auf, die entsprechend innerhalb der Formfläche 14 angeordnet
sind.
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Es ist zu ersehen, daß die Steuereigenschaften der Platte ein Verfilzen
der BUschel verhindern, zusammen mit der Aufrechterhaltung des Laminarf]usses. Demzufolge
kann eine dünne Platte verwendet werden, die einen "rohrförmigen Flußeffekt" durch
ihre Öffnungen aufweist und zur gleichen Zeit die Verfilzung vermeidet. Zusätzlich
dazu weist die Formvorrichtung einen "Mundungslippeneffekt" sowohl an der
Deck-
als auch an der Bodenfläche auf. Damit werden an der glatten Declc- und Bodenfläche
;er platte relativ gut definiau te Mündungskanten oder -lippen an jeder wffnung
geschaffen.
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Ein kleiner Krümmungsgrad ist zulässig, wobei die lippe an der Bodenfläche
in diesem Fall als kritischer erscheint.
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Der Lippeneffekt, verbunden mit der rohrförmigen, mit vielen Öffnungen
versehenen Konfiguration, ermöglicht einen Laminarfluß der Dispersionsflüssigkeit
durch die Platte wahrend der Stoffbildung, so daß die Fasern so ausgerichtet werden,
wie sie für die Herstellung der gewünschten büscheligen Konfiguration benötigt werden.
Da die Fasern in diese Öffnungen hineinfließen, neigen sie dazu, an den Seitenwänden
der Öffnungen zu haften, wobei sie einen Fasentrichter bilden und einen Rohrfluß
fördern. An der Stelle, wo die Wände der Öffnungen die Unterseite der P1ptte nicht
mit einer großen Radiuskrümmung berühren, haften die Fasern weniger an der Unterseite
der Vorricjtung an, und die tiahrscheinlichkeit der Verfilzung wird damit verhindert.
Die Größe der Plattenöffnungen muß so gesteuert werden, daß die Fasern in der Faserdispersion
während des Stofformungsverfahrens zurückgehalten werden. Jedoch sollte gleichzeitig
die Größe der massiven Fläche nicht so groß sein, daß sie die Drainage der Faserdispersion
stört. Die genau Öffnungsgröße und Konzentration muß so gewählt werden, dal3 man
den gewünschten Flüssigkeitsfluß während der Drainage erhält, wobei das erforderliche
Faserauffangen ermöglicht wird, wenn das Faserdispersionsmedium schnell durch die
mit Öffnungen
versehene Platte hindurchtritt. So haben bei einer
Ausführungsform die Öffnungen in einer 12,7 mn dicken rlatte einen Durchmesser von
etwa 1,59 mm und sind in gegeneinander versetzten Reihen, wie in Fig. 2 dargestellt
ist, in 2s,3 mm großen Fentren angeordnet.
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Die Stofformvorrichtung kann eine zusammengesetzte Laminerstruktur
aufweisen, ist ober vorzugsweise eine Platte mit vier oder mehr Offnungen pro cm²
und vorzugsweise etwa lt) hin (4 Offnungen pro cm2. die Öffnungen Jönnen in einer
gegeneinander versetzten Anordnung, wie gezeigt, oder in einer anderen geeigneten
Konfiguration angeordnet sein, wobei ihre Größe sich von etwa 0,8 mm bis etwa 4-,8
mm im Durchmesser dndern kann.
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Im allgemeinen hängt die Größe der offenen Fläche vom Durchmesser
der Fasern in der Dispersion ab, da die dickeren Fasern auf aer offeneren Platte
wirksame Büschel bilden. Be den meisten Anwendungen wird eine durchschnittliche
offene Fläche zwischen etwa 15 bis 50 , bevorzugt, obwohl die genaue Größe der offenen
Flache ebenso wie die Dicke der verwendeten Platte verändert werden kann, im wesentlichen
abhängig von vielen anderen, mit dem Papierherstellungsverfahren zusammenhängenden
Uberlegungen, insbesondere der Fasergröße. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin,
daß ein nicht gewobener oder gewobener Baumwollstoff, Leinen (scrim) oder Gaze oder
eine Vielzahl von fortlaufen-
den Faden in Verbindung mit dem Primärfasersammelelement
verwendet werden können. dabei wandert las Leinen rni-t einer Tragvorrichtung und
die Öffnungen im Leinen erleichtern die Büschelbildung bei gleichzeitigem Einbetten
des Leinens in das darauf abgelagerte Faservlies. Eine solche Anordnung wird den
Stoff im wesentlichen stärken, ohne unnötig auf die Weichheit des büscheligen Materials
zu verziehten Ein weiteres Kennzeichen der Papierherstellungstechnik liegt in der
Verwendung eines Dispersionsfluids für die Fasern, das eine kontrollierte Viskosität
über der des Wassers aufweist, z.ß. 1 cP, in Abhängigkeit der dabei verwendeten
Platte und den Fasern. l)as Medium mit hoher Viskosität ermöglicht vorteilhaft die
Verwendung von zahlreichen Fasern und Mischungen davon, die bischer nicht in einem
Papierherstellungsverfahren verwendet wurden, einschließlich der Mischungen vori
textilen Stapelfasern mit Fasern, ciie eine i.rn wesentlichen geringere Länge aufweisen.
Die viskose Lösung zur Dispersion der Fasern verhindert die Bildung von Faserklumnen
innerhalb der Dispersion und vermindert die Neigung der dispergierten Fasern, miteinander
zu verfilzen. Weiterhin hält das Dispersionsmedium die Fasern während der Drainage
in ihrem dispergierten Zustand und gewährleistet eine einheitlichere Faserverteilung
in dem sich ergebenden Stoffmaterial, womit die Eigenschaften wie Weichhelt, Flexibilität
und Drapierfähigkeit des hergestellten Materials verbessert werden. Wie oben ausgeführt,
wurde, vergrößert
das viskose Medium im wesentlichen die Zahl und
die Art der verwendbaren Fasern, während die Platte die Verwendung von im @ome@t
wissrigen Dispersionen ermöglicht, in denen alle Fasern sehr kurze Hartholzfasern
darstellen. Es wird angenonmen, daß dies hauptsächlich zurückzuführen ist auf den
@ündungsliopaneffekt und auf den Laminar- oder rohrfluß durch die für die kurzen
Fasern verwendeten Platten, und der selbst beim Fehlen von die Viskosität produzierenden
zusätzen im die ersionsmedium. Damit ermöglicht die erfindung eine Büschelbilung
selbst bei Verwendung von 100 eigen natürlichen oder syntherischen papiererzeugenden
oder textilen Stapelfasern oder geeignete Verbindungen davon.
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Als allgemeine Regel sollte das Dispersionsmedium eine Viskosität
über 3 cP aufweisen, wenn längere Fasern benutzt werden als die Ublichen !iolzzellstoffasern.
Obwohl die Büschelung auch erreicht werden kann bei niedrigem Viskositätanieveau,
wenn andere Betriebseigenschaften geeignet gesteuert werden und ausgewählte Fasern
verwendet werden, wird eine Viskosität von etma 10 cP oder mehr für die längeren
Fasern bevorzugt. Die tataüchlich verwendete Viskosität kann sich ändern und kann
bei praktischen Anwendungen zwischen 1 cP und 250-300 cP liegen.
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Cs ist einzusehen, daS gewisse praktische Überlegungen die obere Grenze
kontrollieren, da extrem hohe Viskositäten mit den Drainageeigenschaften des Systems
interferieren. Andere praktische Grenzen hlnnichtlich der Paplerherstellungsr3aschine
sind das ftir dos Entfernen des Dispersionsmediums ohne Zerstören des Stoffes verfügbare
Vakuum, die Konzentration der Fasern im Medium, die Extrektfähigkeit des Mediums
und die Auswirkung seines im Stoff verbleibenden Restes ebenso wie mit der Anordnung
verbundene Wirtschaftlichkeitsüberlegungen.
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Das die Viskoeitat kontrollierende Material kann ein natürliches
oder synthetisches Material oder Mischungen davon sein.
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Als vi.kositätkontrollierende Materialien werden Jedoch die ein hohes
Molekulargewicht aufweisenden Harze bevorzugt, wie etwa die in Wasser löslichen
Polymere, die aus der Polymerisation
von Acrylamid gebildet werden.
Diese Polymere werden vorzugsweise verwendet, da ihre verdünnten, wässrigen Lösungen
leicht gesteuert werden können, um die gewünschte Viskosität an der Drainagefläche
der Anordnung zu erhalten. Daa bevorzugt verwendete A.crylamidpolymer wird unter
den Ilandelsnamen Separan AP-30 verkauft. Andere Stoffe, wie etwa das unter dem
Namen Polyox WSR 301 verkauft Polyüthylenoxyd ebenso wie eine ausgewählte Viskosität
herstellende Carboxymethylzellulose-Lösungen können auch verwendet werden. Weitere
herkömmlich ter;endete Stoffe, die eine kontrollierte Viskosität in wässrigen Lösungen
herstellen, schließen ein wasserlösliche, synthetisuche, polymerische L'lektrolyten
von Methacrylsaure oder Copolymere davon ebenso wie natürliche Viskositat produzierende
Stoffe wie etwa abbaubare Enzyme, Mischungen von natürlichem und synthetischem Gummi
und anorganische Salze. Jedoch sollte bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
der die Viskosität kontrollierende Stofi einer sein, der vor der Gewebestoftbildung
hinzugefügt werden kann, wie etwa in der Faserdispersionsvorrichtung, dem Aufgabebehalter
usw., und der seine Viskosität bis zum und über den Drainagebereich der Anordnung
hinweg behält.
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Wie erwähnt, hängen die besondere Art der verwendeten Stoffbildungsvorrichtung
und die für das Dispersionsmedium verwendete spezifische Viskosität von snderen
Faktoren ab, wie etwa der Art, dem Deniergrad und der Länge der in der Paserdispersion
verwendeten Masern. Eine dor besonders vorteile
haften Kennzeichen
der vorliegenden Erfindung besteht in der Tatoache, daß die gebüschelten Stoffe
hergestellt werden können aus einer Vielzahl von natürlichen und synthetischen Papierherstellungs-
und Textilfasern. Z.B. können snthetischo oder chemische Papierherstellungs- oder
Textilstapelfasern, wie etwa Reyon, Nylon, Polyester oder Vinylpolymere oder Copolymere
benutzt erden, entweder allein oder in Verbindung mit natürlichen Fasern, ic etwa
gebleichter oder ungeblelchter Kraft, Manilahanf, Jute und ähnliche Papierherstellungsfasern.
Zusätzlich wird angenommen, daß anorganische Fasern, wie etwa Glas, Quarz, Keramik,
Mineralwolle, Asbest und ähnliche Stoffe, ebenfalls in tbereinatiamung mit der Lehre
der Erfindung angewendet werden können.
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Die synthetischen Fasern können sowohl im Deniergrad als auch in
der Länge variieren, obwohl Fasern mit niedrigen Dcniergraden allgemein bevorzugt
werden. Fasern von eta 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 ee im allgemeinen jedoch nötig,
eine niedrigere Faserkonzentration und ein höher viskoses Dispersionsmedium zu verwenden.
Der verwendete minimale und maximale Denicrgrad hängt von vielen anderen Faktoren
ab, wie Produktforderungen, Maschinenbetriebsbedingungen, Flottenverhältnis, Plattengröße
usw.
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Die Länge der verwendeten synthetischen Fasern hängt zu einen großen
Maße ab von dem botinirnten verwendeten Fornclement und kann im Bereich von etwa
3,2 mm oder nehr bis zu einigen Zcntimetern liegen, wobei sie von dem bei der Papicrherstellung
verwendeten geraden Kurzfasertyp oder von dem gekräuselten oder geraden Textilstapelfaoertyp
sein können. s ie erwähnt, wird vorzugsweise ein Stoff mit feinerem Deniergrad servicndet,
der eine Ringe von eta 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
Eigen schalten und Charakteristiken von dem Enderzeugnis gefordert werden.
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Zusätzlich zu der Länge und den Deniergrad der verwendeten Fasern
erfordert das Faserflottenverhältnis oder die Faserkonzentration in der Dispersion
vor der Stoffbildung eine geeignete Kontrolle, um die Bildung der tüscheligen Konfiguration
zu erleichtern. Als allgemeine Rcgel ist iür die beste Büschelbildung die niedrigste
Faserkonzentration oder das niedrigste Flottenverhaltnis erwünscht, das noch ein
gutes Auslösen des sich ergebenden Erzeugnisses von der Stofformvorrichtung enlöglicht.
Deshalb kann eine Faserkonzentration im Bereich von etwa 0,01 ffi bis etwa 1 ffi
verwendet worden, wobei der bevorzugte Bereich bei etwa 0,05 % bie 0,5 % Faserkonzentration
liegt.
Bei standardmäßigem Laborbeitrieb wurden bei einer Faserkonzentration von cts 0,2
% gleichbleibend gute Ergebnisse erzielt. Das Flottenverhältnis bei großen Papierherstellungsmaschinen
ändert sich natürlich mit den Maschinenbedirignngen.
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Die Faserkonzentration und die Viskosität des Dispersionsmittels
beeinflussen auch den Grad des Vakuums oder des Ans gens, das auf die Unterseite
der Papierbildungsvorrichtung während der Stoffbildung angelegt werden sollte, um
den gewünschten Büscheleffekt zu erhalten. Obwohl sogar in Abwesenheit eines Tekuuns
bei geeialeten Bedingungen eine gute Büschelung erreicht werden kann, wird vorzugsweise
die Unterseite des Stoffbildungssiebes einem leichten Vakuum, das etwa 12,7 mm Hg
entspricht, auagesetzt, enn die Fasern darauf abgelagert werden, um eine geeignete
Flüssigkeitsdynamik der Anordnung ru gewährleisten. In einigen Füllen kann ein höheren
Vakuum, entsprechend bis zu einigen Zentimetern Ng, verwendet werden.
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Aber diese Veränderungen hängen nicht nur von der Faserkonzentration
und der Viskosität des Dispersionsmediuns ab, sondern auch von anderen Faktoren,
wie etwa der Glattheit der Oberfläche auf der Formvorrichtung und der Öffnungsgrößen
und der Lippenkonfiguration ebenso wie der Art und Lunge der benUtzten Faser Ähnliche
Effekte können durch Anlegen eines Druckes an die Oberfläche des Stoffes erzielt
werden, solang der geeignete Druckunterschied Uber dem Stoff und der Platte erzeugt
wird.
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Als weiterer Faktor der erfindungsgemäßen Technik iot das Gewicht
des herzustellenden Materials in Betracht zu ziehen.
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Die hierin beschriebene Technik ist in der Lage, ein büscheliges Produkt
herzustellen bei so niedrigen Gewichten wie etva 17 g/m2. Jedoch können solche leichtgewichtigen
Stoffe nur hergestellt werden bei genauer Kontrolle der anderen, mit dem Verfahren
verbundenen Faktoren. Das Grundecwlcht der meisten Stoffe ist mindestens 34 vm2
oder höher.
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Die Bildung der BUschelkonfiguration startet bei Anfang des Stoffbildungsverfahrens
und es wird tatsächlich angenonmen, daß der Büschel der erste Teil des zu formenden
Stoffes ist, wenn die Fasern auf den massiven Teil der Stofformplatte gelegt und
dann auf Grund der Flilssigkeitsdynnrnik durch die Zwischenöffnungen gezogen werden.
Bei Zunehmen der Stoffdicke werden mehr Paeern sowohl in den trichterartigen Rüscheln
oder BUndeln als auch innerhalb des Stoffgrundkörpers abgelagert, bis der Stoff
das gewünschte Grundgewicht und die gewünschte Festigkeit erreicht. Es ist anzumerken,
daß die Trichterkonfiguration des Btischele zu seiner Flexibilität, Geschmeidigkeit
und Weichheit beiträgt, was auf einen nattirlichen Usseneffekt zurückzuführen ist.
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Ein Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Busichel nicht
eine gewebeartige Erscheinungsform aufweisen müsofen, sondern vorzugsweise verdichtet
werden können, eo daß sie eine ballähnliche Erscheinungsform, ähnlich einen fransbsi-
schen
Knoten (French knot), aufweisen. Solche Stoffe zeigen eine bis zu 100 iee Verbesserung
in der Zugfestigkeit. Diene bauschige gebüschelte Oberfläche ist am besten in der
Mikrophotographie von Fig. 4 dargestellt. In dieser Figur sind die Büschel deutlich
als ballähnliche Büschel dargestellt, die eine Erscheinungsform aufweisen von offensichtlicher
Weichheit, Geschmeidigkeit und Elastizität eine Möglichkeit des Bildens dieser verdichteten
Büschelkonfiguration ist in der Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird der
gebüselielte Stoff vor Entfernen von dem Formelement mit einer Flüssigkeitsdüse
oder einer ähnlich verdichtenden, auf den Boden des Formclementes ausgeübten Kraft,
wie etwa durch die Düse 26, behandelt. Ein Stützdrahteflecht, ie etwa das Sieb 28,
kann Uber den Stoff gelegt werden, um ein Verschieben der Stofformplatte 10 zu verhindern.
Die Vcrdichtungakraft wird nur deshalb auf die Büschel suageübt, da die Abschnitte
des Stoffes zwischen den BUscheln durch die latte maskiert werden. Die Kraft kann
die Form eines sehr schnellen Flusses von Wasser oder Luft in der Form eines von
unterhalb des Formelementes nach oben gerichteten Düsenstrahles annehmen. Du Decksieb
hält das verdichtete Büschel innerhalb der einzelnen Formkammer an der Spitze, so
daß der stoff leicht von der mit Öffnungen versehenen Platte ohne Hindernisse entlernt
werden kann.
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Wie oben erwähnt wurde, ist jedes Büschel im ebenen @@körper@@@ stoffmaterials
fest verankert und besteht mehreren einzelnen Fasern, die sich pilzartig aus dem
Grundkörperabschnitt heraus erstrecken. Das eine innen dieser Fasern ist jeweils
im Grundkörperabschnitt des Stoffes vorankert, während der Mittelabschnitt des Faserbündels
sich aus dem Grundkörper heraus erstreckt und etwa eine tunnelartige Büschelgrundkonfiguration
bildet, die sich aus der Flüssigkeitsdynamik des Systems ergibt. Die in Wasser abgesetzten
Fasern nehmen eine natürliche, lockere ungestörte und ungebrochene Anordnung an,
die sich vom Grundkörperabschnitt aus im wesentlichen im rechten Winkel zu dessene
Ebene erstreckt. Das andere Ende der Fasern, d.h. das Ende, das nicht am Grundkörperabschnitt
des Stoffes befestigt oder dort angebracht ist, ist anfangs frei und nicht mit dem
Körper des Stoffes verbunden, so dan die so geformten büschel vollständig frei vDn
Schlingen sind und mit Sicherheit nicht in den Grundkörperabschnitt des Stoffes
zur Bildung einer schlingeanartigen Konfiguration zurückkehren. Die tunnelartige
Faseranordnung am Verbindungspunkt mit dem Grundkörperabschnitt bildet die basis
oder den Schaft des einzelnen Büschels und behält, selbst nach der Verfestigung,
eine ungebrochene,relativ alisgerichtete Konfiguration, Diese Konfiguration kann
als Tragsockel oder Säulenfuß für den verfestigten bauschigen Büschelkopf des pilzartigen
Büschels angesehen werden. Dieser Düsciielfuß weist üblicherweise eine sehr kurze
Länge auf und kann sich nur unmerklich über den Grundkörperabschnitt des Stoffes
hinaus erstrecken.
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Die freien Faserenden des anfänglich gebildeten, jedoch unverfestigten
Büschels können sich frei innerhalb der Grenzen der Öffnungen 16 in der Formplatte
bewegen und kehren bei Einwirkung der Verfestigungskraft in einer Linwärtsdrehbewegung
oder einer umgekehrten Holle zu sich selbst zurück.
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Die Verfestigungskraft streicht spiralförmig an den Wänden der Öffnungen
entlang und lockert die freien Faserenden von cen Wänden und dreht sie nach innen
zu dem relativ faserfreien axialen Tiefpunkt der tunnelartigen Konfiguration.
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Aufgrund der Dynamik des systems tritt die auf dem Boden des Formelements
aufgebrachte Verfestigungskraft unter einem gewissen Winkel in die Öffnungen 16
ein und bewirkt damit eine spiralartige Verfestigung, brenn sie die freien Faserenden
zur Mitte des Wschels hin drückt. Unter der Druckkraft des Dijsenstroms rollen die
Fasern in sich selbst zusammen, in begrenztem Maße unter mehrfacher Ilollenbildung
der Fasern, wenn sie gegen die Stützdrizhte 28, wie etwa ein Sieb, 6edrückt werden,
so daß sich ein elastischer kompakter Florkopf oder eine bauschige Konfiguration
ergibt.
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Nach Entfernen des Stoffmaterials vom Formelement ruht der zusammengedrückte
Flor- oder Büschelkopf und dehnt sich etwas gegenüber dem zusammengepreßten Zustand
aus, indem er sich innerhalb den Grenzen der das Büschel formenden oeffnung befand.
Dieser florartige Endcharakter eines jeden Büschel, zusammen mit dem säulenartigen
Grundabschnitt, der den bauschigen Abschnitt mit dem Grundkörper des Stoffes verbindet,
@i@t
de@@ @t@@ @i@e @i@@apkeit und elastizität die @it den einzelnen Schlingen eines
Frottierhandtuchstoffen vergleichher ist. Dies widerum ergibt eine geschmeldige,
nachgiebige @@@tilaus@ität, die bei Scheuer- und ischtücherd vensched@-@@@ @@@ei
gleichenzeitig @@@ weich Gefählt# eines @@@-@@@ vermittelt wird, das keine Schlingen,
ein großer Volumen und einer hohen Flor besitzt. Da der Verfestigungsvorgang die
freien Enden der Fasern innerhalb jedes Bischels spiralförmig gewunden und verfilzt
und die Fasern innerhalb des Büschelkopfes vollständig verfestigt hat, neigen die
Fasern nicht oder kaum dazu, sich auszufasern oder zu entwi@@rer @@@@ behalten die
@üschel das gewünschte kissenartige Ge@@ä@@ und elastizitet selbst im neen Austand.
Die Ver-@e@stigung net auch dem Vorteil, daß ein Herausfallen der Fasern beim Gebrauch
verhindert wird, da die kompakten Büschel @@@ @@@tlichen innerhalb des florartigen
Kopfabschnittes der Büschels verfilzt sind. Die büschel weisen auch eine ausgezeichnete
Zugfestigkeit auf, da die im Grundkörperabschnitt eigebetteten Faserenden sich radial
von den Büscheln aus in alle Richtungen innerhalb der Ebene des Stoffmaterials erstrecken
und fest darin verankert sind.
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Der Stoff kann auf Wunsch vor oder nach dem Entfernen von der Platte
und vor oder nach dem Trocknen in üblicher Weise einer zusätzlichen Nachbehandlung
unterzogen werden.
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z.B. kann eine Haftschicht nur auf die Büschel oder auf die nicht
bebüschelte Oberfläche als Flüssigkeit oder Spray auf-
gebracht
werden, während der Stoff auf der Platte ist oder anschliebend an das Entfernen
von der Platte. Weiterhin kann des Verkleben in der Form von erhitzung durchgeführt
werden, um die eindefasern zwischen dem Stoff durch forge zu aktivieren.
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Obwohl die vielen oben erwähnten Faktoren alle miteinander in beziehung
stehen, um die gewünschte hüschelige Konfiguration zu erhalten, können doch einige
allgemeine Richtlinien geweben werden. In diesen Einsicht wurde herausgefunden,
daß lange Fasern nicht nur langere Büschel produzieren, sondern auch einen verbesserten
Kisseneffekt und eine größere Festigkeit innerhalb der verdichteten Büschel liefern.
Außerdem wurde herausgefunden, daß Fasern mit einem niedrigeren Deniergrad ein besser
gebüscheltes Produkt ergeben als solche mit einem höheren Deniergrad, unabhängig
von der dabei verwendete Faserlänge. In diesem ZUsammenhang muß, wie oben erwähnt
wurde, bei Fasern mit höherem Deniergrad allgemein ein Formelement mit größeren
Offnungen und eine höhere Viskosität sowie 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 1,2 @, 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@.
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Die Verwendung einer mit Offnungen versehenen Platte als Formelement
erleichtert auch die Herstellung von büscheligen Stoffen, die auf beiden Seiten
Büschel aufweisen, obenso wie andere ver@nderungen. Wie in Fig. 5 dargestellt ist,
kann eine Faserdispersion in einen Aufgabebehälter 40 gegeben werden, der einen
doppelten Zuführungsbehälter 42 und eine @eutral @@@führungtsrinne 44 zur Zuführung
eines Baumw@@@-xier Leineueinsatzen oder einer Vielzahl von fortlaufenden Fuden
von einer Soulenandordnung 40 aufweust. Der aufgeistehälter 40 antl@@t die Fasern
und Fuden in den Abzwickbereich @@@ zwischen einem Paar von rotierenden Trommeln
50, die mit Offnungen vorsehene, plattenähnliche, sich gegenüberliegende Oberflächen
52 mit einer Dicke von etwa 12,7 mm aufweisen.
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Die Trommeln drehen sich synchron in entgegengesetzter @ichtung, was
durch die @feils angezeigt ist, so daß sie sich gemeinsam durch den Abzwickbereich
48 bewegen. In jeder Trommel kann ein Liedervakuum-Saugbehälter 54 verwendet werden,
um die Flüssigkeitsdynamik der Anordnung zu unterstätzen. In diesem Zusammenhang
wurden gute Ergebnisse mit einem niedrigen Vakuum, entsprechend etwa 12,7 mm Hg,
erzielt. Auf Wunsch kann auch ein Hochvakuumbehälter 50 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 50 Flüssigkeitsstrahldüsen 58 angeordnet, um ein Verdichten der Büschel
zu bewirken, bevor sie von den perforierten Oberflächen der Trommeln getrennt werden.
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Un ein leichteres Verst@@@@a der @@@ @@@ tu er igdienen, wird sie
nun mit @@@ @@@@ die @@@ @@@erziellen @@@ beschrieben, die lediglich zur erläurerung
der erfindung eienen sollen und keine finsch@@gung @@@ll@@@.
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B e i s p i e l 1 Gebüschelte Stofe wurden hergestellt auf eine @@@-schichtfermer
mit einer @@@forierten Stofferplatte mit einer Dicke von etwa 12,7 mm. Die Platte
stellte eine kreisförmige Scheibe, im wesentlichen wie in den Fig. @ und @ dargestellt,
mit einer fischern Plattendeckoberfläche der und wi@@ einer Durchmesser von 93 mm
bei einer massiven emfläche auf, die eine perforierte Fläche mit einem Durchnesser
von 70 mm bildete. Die offnungen innerhalb der per-@brierten Flächen hatten einen
Durchmesser von 1,8 mm und erstreckten sich vollständig durch die Platte hindurch,
senkrecht zur Deckfläche. Die offnungen waren in zueinander versetzten Reihen angeordnet,
wobei jede offnung von den sechs am nächsten liegenden Offnungen einen Abstand von
2,4 mm aufwies, so daß sich Zentren ergaben mit etwa 17 Offnungen pro cm² der Stoffbildungsoberfläche.
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Eine Faserdispersion wurde vorbereitet aus Reyonstapelfasern mit
1,5 dpf und einer Länge von 9,5 mm in einer 0,04%-igen wässrigen Lösung eines Polyacrylamides
(Soparen AF-50) bei einer Viskosität von etwa 12 cP. Zusätzlich wurden Fa-
sern
hinzugefügt, um eine Faserkonzentration von 0,05 Gew.-% zu erzielen.
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Bei einem Vakuum, entsxirechend 25,4 mm fig, wurden sechs Stoffe
mit einem Grundgewicht, von etwa 200 g/m2 auf der perborierten Platte aus der Faserdispersion
gebildet. Drei von ihnen machten die Büschelbildung bei einer umgekehrten Flüssigkeitsflußbehandlung
durch, während sie sich noch auf der Formplatte befanden. Dabei wurde Wasser mit
einem Wasserstrahl von 0,58 mm Durchmesser und einem Druck von 5,6 kg/cm² und einer
sich daraus ergebenden Strahlgeschwindigkeit von etwa 30,5 m/s gegen die Unterseite
der Stoffbildungsplatte gerichtet. 15 Durchgänge wurden bei jeder Öffnung durchgeführt,
und der Stoff wurde dann weicht von der Platte entfernt und getrocknet. Ein etwa
25 mm breiter Streifen wurde von jeden der sechs Stoffe abgeschnitten und auf Festigkeit
in einem Scott-Fertigkeitsprüfer, Modell X5, geprüft. Die als Kontrollstoffe verwendeten
drei unbehandelten Stoffe zeigten Teil. durchschnittliche Zugfestigkeit im trockenen
Zustand von 58 ü'/cm, während die verdichteten gebüschelten Stoffe eine durchschnittliche
Zugfestigkeit im getrockneten Zustand von 129 g/cm aufwiesen. Ntie zu ersehen ist,
bewirkte die Verfestigung der Büschel, daß die Zug~festigkeit des Stoffes wesentlicll
verbessert wurde.
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B e i s p i e l II Das Verfahren von Beispiel I wurde wiederholt,
wobei allerdings die Verfestigung der Büschel in kugelähnliche
Büschel,
ähnlich den französischen Knötchen, ei einem niedrigen Druck, nämlich 2,8 kg/cm
erreicht und ein im Durchmesser 0,4 mm messender Flüssigkeitsstrahl 15 mal über
jede Offnung geführt wurde. Der Druck von 2,8 kg/cm² bewirkte ein Strahlgeschwindigkeit
von etwa 15 - 18,5 m Wie in der amerikanischen Patentschrift erwähnt wurde, ist
büscheliges Faservliesmaterial besonders geeignet bei der llerstellung von verschiedenen
Wegweriartikeln. Dies schließt nicht nur ein Waschtücher, Wischtücher, handtücher,
kosmetische Wischtücher, oberzugstoffe für Windeln oder Monatsbinden, Gesundheitstischtüscher
und Servietteri und dgl., Decken, Tischtüciier, bandagen, Verbandmaterial und andere
medizinische Versorgungsgüter, Friseurhalstücher, Kopfauflagen, Staubanmelfilze,
Staubtücher und Flops und Wischtücher aller Art, sondern auch Abnutzkleidung wie
etwa Wegwerfbadeanzüge und - jacken, Operationsmasken, Wegwerfkappen oder -hauben
und Industrie-und Hauskleidung wie etwa Kostüme und Modekleidung einschließlich
Zwisciienfutter für die kleidung. Es wird angenommen, daß das büschelige Faservliesmaterial
auch vorteilhaft verwendet werden kann für Wegwerfschürzen, Behälterbedeckungen,
Platzgedecke, Gesichtstücher, Wegwerfdrapiermaterialien, Teppi~chverstärkungen und
weniger haltbare Vorlegen, Wandverkleidungen, Isoliermaterial einschließlich kälteerzeugender
und akustischer Isolierung, Entbindungstücher, Schlafsackeinlagen, Bettunterlagseinsätze
und ßedeckungen, Schutzumhüllungen oder auch als
Substrat für eine
Zusammensetzung, die Faser weich macht. Faservliesmaterial kann auch verwendet werden
als ein Filtermaterial entweder für Luft oder Flüssigkeit wie etwa Kalfeefilter
oder Aufgußstoffmaterialien, wie etwa Teebeutel, und es kann auch bei geeignetrr
Behandlung verwendet werden als Deckgrundstoff für verschiedene Artikel wie etwa
ein Substrat für synthetisches Leder oder als Ersatz für Stoffleineneinlagen. Aus
dem Faservliesmaterial können auch geschichtete Strukturen gebildet werden, ebenso
wie Schichtfolien für Verstärkungsschichten von Kunstharzfolie, geschichtete oder
geformte Papiere, Lichtstreukörper, Lampenschirme oder dekoratives Schiebetürpapier,
oder es kann auch auch verwendet werden bei Tauwerk, dehnbaren Säcken doer Taschen
sowie bei Polsterwaren für die Einrichtungen im Haus und Auto. Diese Liste ist nicht
erschöpfend und ist nur als Beispiel fii.r die Viel falt der Produkte gedacht, die
in Übereinstimmung alt der Erfindung hergestellt werden können.
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Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen
sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.
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L e e r s e i t e