-
BESCHREIBUNG
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Faservlies,
das im wesentlichen keine Öffnungen aufweist, durch eine Bearbeitung mit Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen.
-
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung eines
Verfahrens zum Produzieren von Faservlies, wobei das Vlies auf einem wasserundurchlässigem
Stützteil mit Wasser-Düsenstrahlen aus einer Düse bearbeitet wird.
-
Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Faservliesen derart, bei
der die Struktuierung des Faservlieses durch Verfilzen einer individuellen Faser
mittels Bearbeitung mit Wasserdüsenstrahlen durchgeführt wird, sind bezüglich der
Auswahl von Stützteilen für das mit den Wasserdüsenstrahlen bearbeitete Vlies zwei
Verfahren verfügbar: Das eine ist diejenige Methode, bei der ein wasserdurchlassiges
Stützteil,bestehend aus einer perforierten Blende oder Platte verwendet wird; die
andere ist diejenige, bei der ein wasserundurchlässiges Stützteil, bestehend aus
einer Walze oder Platte zur Anwendung gelangt.
-
Bei der Methode mit Verwendung eines wasserdurchlässigen Stützteiles
kann der Abfluß der Wasserströmung leicht bewältigt werden, da die Wasserdüsenstrahlen,
die auf den Faserfluor gespritzt werden,durch das Stützteil hindurchfließen;das
Vlies kann mit guter Festigkeit behandelt werden. Die Wasserstrahlen haben noch
einenbeträchtlichen Druck, nachdem sie durch das Vlies und den Stützteil hindurchgetreten
sind, wobei kein wirkungsvoller Gebrauch der Energie des Wasserstrahls in der Verfilzungsbehandlung
vorgesehen ist. Eine solche Neigung nimmt insbesondere im Verhältnis mit der Abnahme
des Gewichts des Faserfluors pro Quadratmeter zu und beeinflußt den Wirkungsgrad.
Demzufolge kann bei der Methode mit der Verwendung eines wasserdurchlässigen Stützteils
weder eine Verbesserung in der Produktionsgeschwindigkeit noch eine Reduzierung
der Produktionskosten erzielt werden. Darüber hinaus bringt diese Methode eine umfangreiche
Produktionsausrüstung mit sich, da bei diesem Verfahren die Bearbeitung mit extrem
hohen Drücken der Wasser-Düsenstrahlen erforderlich ist, wodurch diese Methode daher
nicht wirtschaftlich ist.
-
Bei der Methode mit Verwendung eines wasserundurchlässigen Stützteils
tritt der auf das Vlies gespritzte Wasser-Dusenstrahl durch das Faserfluor hindurch,
trifft auf die Oberfläche des Stützteils und wird zu zurückgeworfenen Strahlen,
um erneut zu arbeiten, voralsgesetzt, daß das Problem des Abflusses wirkungsvoll
gelöst ist, mit der Folge, daß das Verfilzen der Faser wirkungsvoll durch das Zusammenwirken
der Düsenstrahlen und der zurückgeworfenen Strahlen durchgeführt wird. Daher weist
dieses Verfahren nicht die Nachteile auf 1 die in dem oben beschrieben Verfahren
mit dem wasserdurchlässigen Stützteil auftreten.
-
Es sei darauf hingewiesen, daß das Problem darin liegt, wie der Abfluß
aufrechterhalten werden kann, da die Wasserstrahlen bei dem Verfahren mit dem wasserundurchlässigen
Stützteil nicht in das Stützteil eindringen; im Falle daß die Drainage nicht genügend
ausgeführt kann, schwimmt das Vlies in dem Wasser und es wirken die Wasserstrahlen
auf die Fasern ein, wobei die Energie der Wasserstrahlen erheblich vermindert, das
Verfilzen der Fasern behindert und das Vlies in Unordnung gebracht wird ufld wodurch
die Ordnungsmäßigkeit der Behandlung verlorengeht. Aus diesen Gründen kann das beschriebene
Verfahren kein Faservlies mit hervorragenden Eigenschaften liefern. In diesem Zusammenhang
wurde die Verwendung einer Walze, einer gebogenen Platte, einer mit Nuten versehenen
Platte oder ähnliches als wasserundurchlässiges Stützteil vorgeschlagen, aber kaum
eines dieser Teile löste das Problem, wenn,dann nicht sehr geschickt. In der bekannten
Literatur sind keine konkreten Maßnahmen veröffentlicht, die bezüglich des Verfahrens
mit Verwendung des wasserundurchlässigen Stützteils eine wirkunysvolle Lösung der
vielfältiqen oben diskutierten Probleme darstellen. In der Tat ist das Verfahren
mit Verwendung von einem wasserundurchlässigen Stützteil, soweit es dem Erfinder
der vorliegenden Erfindung bekannt ist, bisher noch nicht in die industrielle Praxis
umgesetzt worden.
-
Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Produktionsverfahren
vorzuschlagen, bei dem die vielfältigen oben diskutierten Probleme wirkungsvoll
gelöst werden können und bei dem ein Faservlies mit hervorragenden Eigenschaften
in großer Menge industriel hergestellt werden kann.
-
Weitere Aufgaben sind aus den nachfolgenden Ausführungen ersichtlich.
-
Zur Erreichung der oben genannten Ziele schlägt die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zum Herstellen von Faservlies vor bei dem ein Vlies auf ein wasserundurchlässiges
Stützteil geführt und Wasserstrahlen ausgesetzt wird, die aus im Abstand voneinander
angeordneten, auf die Oberfläche des Vlieses gerichteten und quer über die Breite
des Vlieses verlaufenden Düsen ausgespritzt werden, um die Verfilzungsbehandlung
des Vlieses durchzuführen, wobei die Verbesserung folgende Maßnahmen beinhaltet:
Verwenden eines Vlieses mit einem Gewicht zwischen 15 und 100 Gramm pro Quadratreter,
Führen des Vlieses auf ein erstes Stützteil bestehend aus einem wasserundurchlässigen,
glattflächigen Endlosband, Durchführen einer einleitenden Verfilzungsbehandlung
durch die Wasserdüsenstrahlen,die aus durch die in Bezug auf das Stützteil angeordneten
Düsen gespritzt werden, Weiterleiten des Vlieses bis zu einem bestimmten Grad durch
die einleitende Verfilzungsbehandlung hindurch zu zweiten Stützteilen, bestehend
aus einer Vielzahl von wasserundurchlässigen Walzen, die im Abstand voneinander
angeordnet sind, und Durchführen der Verfilzungsbehandlung mit Wasserdüsenstrahlen,
die aus jeweils in Bezug auf die einzelnen Stützteile ausgerichteten Düsen ausgespritzt
werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Behandlung des Vlieses durch das
Ausspritzen-der Wasserdüsenstrahlen auf die zweiten Stützteile ausgeführt, die aus
einer Vielzahl von mehrstufig und parallel angeordneten Walzen bestehen, um ein
wirkuntlsvolles Abfließen zu hewirken und ein Faservlies mit hervorragenden Eigenschaften
zu erhalten. Es sei bemerkt, daß anfänglich das Vlies mit einer leichten Verfilzung
der Fasern hergestellt wird, und daß die somit erhaltene Struktur, die nur eine
geringe Verfilzung aufweist der Zerstörung oder Verzerrung auch durch geringe äußere
Kräfte ausgesetzt ist.
-
Daher kann es passieren, daß das Vlies durch die Wasserdüsenstrahlen,
die vor und hinter der Rolle abfließen verletzt wird, wenn es auf die erste wasserundurchlässige
Walze zur Bearbeitung geführt wird, so daß die Behandlung des Vlieses unmöglich
wird. Aus diesem Grunde wird die vorbereitende Verfilzungsbehandlung auf einem aus
einem wasserundurchlässigen Band bestehenden Stützteil durchgeführt, das in der
Lage ist, das Vlies bei der Anwendung einer großen Kraft zum Weitertransport zu
den Walzen mit guter Sicherheit zu unterstützen.
-
Während der Verfilzungsbehandlung der Fasern mit Düsenwasserstrahlen
auf dem Band und auf jeder der Rollen, die als wasserundurchlässige Stützen für
das Vlies,dienen kann es passieren, daß, wenn der Abfluß ungenügend ist, die Fasern
in dem Wasser schwimmen, während sie von den Wasserdüsenstrahlen beaufschlagt werden,
wobei die Energie der Wasserdüsenstrahlen erheblich vermindert ist, das Verfilzen
der Fasern verhindert wird und in dem Vlies eine Unordnung bewirkt und die Stabilität
der Behandlung verlorengeht, wie bereits vorstehend beschrieben worden ist. Aus
diesem Grunde ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine solche Vorkehrung
getroffen, daß eine in Richtung der Breite zugeführte Durchschnittswassermenge,
die auf jedes der wasserundurchlässigen Stützteile gespritzt wird, weniger als 40
cc/sec.cm, vorzugsweise weniger als 30 cc/sec.cm. Eine mittlere Wassermenge in Richtung
über die Breite, wie se oben dargestellt ist, gibt den Wert an, der erzielt wird
durch die Formel F/W, wobei F für die Gesamtströmungsmenge steht, die auf ein wasserundurchlässiges
Stützteil gespritzt wird und W der effektiven Düsenweite über den Stützteilen entspricht.
Bei einem Wert größer als 40 cc/sec.cm ist es nicht möglich, das oben erwähnte nachteilige
Resultat odr diese nachteilige Situation zu vermeiden.
-
In einer bevorzugten Ausbildung beträgt der Düsendruck des Wasserdüsenstrahls
weniger als 35 Kilogramm pro Quadratzentimeter, vorzugsweise zwischen 15 und 30
Kg / cm 2 wenn der Druck mehr als 35 Kg pro Quadratzentimeter beträgt, wird die
Bewegung der einzelnen Fasern in dem Vlies groß und bewirkt in dem Vlies eine Unordnung
und ungleichmäßiges Verfilzen, während bei einem Druck unter 7.Kg pro Quadratzentimeter
keine wirkungsvolle Herstellung von Faservliese mit hervorragenden Eigenschaften
möglich ist, wie lange auch immer das Vlies behandelt wird, und wie nahe auch immer
die Düsen an das Vlies herangebracht werden, bis zu dem Ausmaß, daß sie diese fast
berühren.
-
Die Wasserstrahlen werden aus Düsen ausgespritzt. Die für diesen Zweck
verwendeten Düsentypen sind die folgenden: Zum Beispiel eine Düse des Typs, bei
dem eine Vielzahl von Düsenlöchern in einem Rohr in regelmäßigen Abständen angeordnet
sind, eine Düse des Typs, bei dem die Düsenlöcher in einer Grundplatte in regelmäßigen
Abständen angeordnet sind, und wobei die Grundplatte mit solcher Ausbildung z.B.
mit einem Verteilerrohr oder ähnlichem zusammenwirkt. In einem bevorzugten Ausbildungsbeisiel
weist die Axialschnittkonfigurration der Düsenlöcher einen Bereich auf, bei dem
sich der Durchmessergraduell in Richtung auf das Düsenloch reduziert, uzid einen
Bereich mit einem kleinen Durchmesser, der sich geradeaus erstreckt, um den Widerstand
der Wasserstrahlen in Bezug auf die Düsenlöcher sowie den Druckverlust gegen die
Düsenlöcher zu verringern, wobei das Verhältnis L/D kleiner als 4/1 oder vorzugsweise
kleiner als 3/1 gesetzt wird (L bezeichnet die Länge des letzteren Bereiches und
D dessen Durchmesser).
-
In dem Falle, in dem der erste Bereich nicht die oben beschriebene
Konfigurration aufweist und das Verhältnis L/D größer als 4/1 gesetzt wird, übertrifft
der Geradeaustransfer des Wasserstrahls aus den Düsenlöchern denjenigen des Falles,
in
dem das Verhältnis L/D kleiner lls 4/1 beträgt. Da der Widerstand der Wasserstrahlen
zunimmt, wird der Druck gegen die Düsenlöcher größer. Des weiteren haben die Wasserstrahlen
säulenförmige Konfiguration, der Durchmesser der Düsenlöcher beträgt 0,( 5 - 0,2
mm und die Düsenstangen weisen Düsenlöcher ir Abstand von 0,5 - 10 mm auf.
-
Es ist erforderlich, daß das Band und die einzelnen Walzen, die oben
als wasserundurchlässige Stützteile für die Vliese beschrieben worden sind, eine
genigend harte Oberfläche aufweisen, um zu verhindern, daß die Energie der Wasserstrahlen
durch eine Deformation der Stützteile absorbiert und dadurch der Wirkungsgrad der
Faserverfilzung beeinflußt wird. In einem bevorzugten Ausbildungsbeispiel beträgt
die Härte der Oberfläche mehr als 50 °, besonders bevorzugt über 70 O,entsprechend
den Bestimmungen nach K 6301 Hs der JIS (Japanischer Industriestandard). Soweit
eine solche Härte erhalten wird, kann Metall, Gummi, Plastik oder ähnliches allein
verwendet werden oder in Kombination als Verbundkonstruktion (Mehrfachschichtung).
-
Als Faserfluor können alle bekannten Fasern, die früher allgemein
zur Herstellung von Geweben verwendet worden sind, Faservliese oder ähnliches verwendet
werden. Als Webstruktur kann weder typ von Random-Gewebe,Parallel- oder Kreuz-Gewebe
oder ähnlichen verwendet werden. Da die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren
mit wasserundurchlässigen Stützteilen gerichtet ist, wird ein Vlies mit einem Gewicht
von 15 - 100 gr pro Quadratmeter, vorzugsweise 20 - 60 gr pro Quadratmeter verwendet,
so daß die Energie der Wasserstrahlen wirkungsvoll auf das Vlies einwirken kann.
Wenn das Gewicht weniger als 15 gr pro Quadratmeter beträgt, ergeben sich Unregelmäßigkeiten
des Vlieses und es kann kein im wesentlichen gleichförmiges Faservlies erreicht
werden.
-
Wenn das Gewicht mehr als 100 g pro Quadratmeter beträgt, kann kein
befriedigender Effekt durch den Gebrauch des wasserundurchlässigen Stützteils erzielt
werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Random-Gewebe als Vlies
verwendet, das auf einer Krempelmaschine hergestellt wird, die mit mindestens einer
Krempelwalze ausgestattet ist, welche zwischen einer Streichwalze und ein Kamm in
der Weise angeordnet ist, daß die Oberflächenumfangs geschwindigkeit der Krempelwalze
wesentlich geringer ist als die der Streichwalze. Bei der Verwendung eines solchen
Random-Gewebes ist es möglich ein Faservlies herzustellen, das keinen Unterschied
in der Längs- oder Querzugfestigkeit aufweist; die Fasern dieses Vlieses sind dreidimensional
orientiert und es ist in seiner Bauschigkeit reichhaltiger als ein Gewebe, das von
einer konventionellen Krempelmaschine erreicht wird.
-
Gemäß dem mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren kann der Ahfluß
zufriedenstellend durchgeführt werden. Da die verschiedenen Probieme, die, wie oben
erklärt wurde, in dem Verfahren mit Verwendung eines wasserundurchlässigen Stützteils
auftreten, alle bewältigt werden können, wird eine wirkungsvolle Bearbeitung der
Vliese mit den Wasserstahlen erzielt und somit die gestellten Aufgaben gelöst.
-
Die mJt dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Faservliese
weisen im wesentlichen keine Öffnungen auf und sind dreidimensiona) verwickelt und
dauerhaft verfilzt.
-
Daher weist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Faservlies hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Zugfestigkeit, Bauschigkeit
und Geschmeidigkeit auf. Das bedeutet, daß die Faservliese, die gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten werden, hervorragend für gesundheitstechnische
Gegenstände
geeignet sind, insbesondere solche wie Monatsbinden, Wegwerfwindeln oder ähnlichem,
was in Berührung mit dem menschlichen Körper und im Zusammenhang mit den menschlichen
Körpersäften verwendet wird.
-
Es Es ist ebenfalls möglich, die erfindungsgemäßen Faservliese auf
einem weiten Anwendungsgebiet der allgemeinen Waren wie indus triefilter, Wischtü
her, Kissenbezüqe und ähnlichem zu verwenden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung in Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicl,t, in der die Lage der Fasern,
die einem Wasserstrahl ausgesetzt sind,auf einer Walze dargestellt wird, welche
als wasserundurchlässiges Stützteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahrer verwendet
wird, Figur 2 eine perspektivische Ansicht, in der die Düsen über einer Walze angeordnet
sind, die als wEsserundurchlässiges Stützteil gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, Figur 3 und 4 Perspektivische Ansichten, die eine Düsenanordnung über einem
Endlosband darstellt, welches als ein anderes wasserundurchlässiges Stützteil gemäß
dem erfindungsgemäßen Verfdhren verwendet wird, Figur 5 eine schematische Darstellung
eines Beispiels einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt
wird,
Figur 6 eineschematische Seitenansicht einer Krempelmaschine,
mit der ein Vlies hergestellt wird, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
wird, Figur 7 eine schematische vergrößerte Draufsicht eines Faservlieses, das mit
dem erfindungsgemäßell Verfahren erzielt wird, Figur 8 einen Axialschnitt einiger
Beispiele von Düsenöffnungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
werden, Figur 9a+b eine vergrößerte Schnittansicht durch blattförmige Produkte,
bestehend aus geschäumten Platten mit einer weichen elastischen Oberfläche und mit
im Inneren einplantierten Fasern.
-
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine typische glattflächige
Walze bezeichnet, die als ein wasserundurchlässiges Stützteil verwendet wird, wobei
dargestellt ist, daß der Vlies 3 durch Wasserstrahlen 2 auf der Walze 1 beaufschlagt
wird.
-
Die Wasserstrahlen 2 dringen zunächst durch das Vlies 3 und werden
dann durch die Oberfläche der Walze 1 zurückgeworfen, wie mittels Pfeil 4 dargestellt,
und wirken erneut auf die Fasern ein, um eine Verfilzung hervorzurufen. Demzufolge
wird das Vlies 3 durch ein Zusammenwirken zwischen den Wasserstrahlen und den zurückgeworfenen
Strahlen behandelt. Als-Ergebnis werden die einzelnen masern des Vlieses veranlaßt,
sich dreidimensional zu bewegen, wodurch eine verwickelte und ftstc Verfilzung wirkungsvoll
durchgeführt wird. Wasserstrahlen, der nergic durch das Verfilzen der Fasern verlorengegangen
ist, werden zum Teil über die Umfangsoberfläche der Walze 1, wie durch Pfeil 5 angezeigt,
und zum Teil mit dem sich bewegenden Vlies abgeleitet.
-
Obwohl die Behandlung eines Faservlieses auf einem glattflächigen
Endlosband, das als ein anderes wasserundurchlässiges Stützteil verwendet wird,
nicht dargestellt ist, versteht es sich, daß das Vlies in exakt dergleichen Weise
wie in dem Fall der Walze ; von den Wasserstrahlen beaufschlagt wird. Wasserstrahlen,
die ihre Energie auf dem Band verlorer haben, werden zum Teil von den Umfangsrändern
des Bandes und zum Teil von dem sich bewegenden Vlies abgeleitet.
-
Figur 2 gibt die Lage wieder, in der ein Düsenrohr 7 über einer Walze
6, die als wasserundurchlässiges Stützteil verwendet wird, angeordnet ist. Figur
3 gibt die Lage wieder, in der ein Düsenrohr i1 über ein Endlosband 10 angeordnet
ist, das als ein anderes wasserundurchlässiges Stützteil verwendet wird, welches
zwischen zwei Walzen 8 und 9 aufgehängt ist. Die Walze 6 und das Band 10 bestehen
entweder nur aus Metall, Gummi oder Kunststoff, oder aus einer Verbundkonstruktion
(Mehrschichtkonstruktion), welche diese Materialien in einer Kombination enthal-en,
wobei die Härte der Oberfläche mehr als 50 °, vorzugsweise 70 °, entsprechend den
Bedingungen des K 6301 Hs der JIS (Japanischer Industriestandard) beträgt. Der Durchmessel
der Walze 6 beträgt zwischen 50 und 300 mm. Die Düsenrohre 7 und 11 bestehen aus
einer Anordnung, bei der die Düsenlöcher, jedes von einem Durchmesser zwischen 0,05
bis 0,2 in gleichmäßigem Abstand im Zentrum der unteren Oberfläche ausgebildet sind.
Eine derartige Konstruktion der Düsenrohre kann alternativ eine solche sein, bei
der die Düsen löcher in einer Crundplatte mit regelmäßigen Abständen ausgebildet
sind, und wobei die Grundplatte einer solchen Struktur mit einem Verteilerrohr oder
ähnlichem zusammewirkt. Die aus den Düsenrohren 7 und 11 ausgespritzten Wasserstrahlen
12 und 13 bestehen aus säulenartigen Strahlen und sind so angeordnet, daß sie in
Bezug auf die Walze 6 und das Band 10 senkrecht ausgespritzt werden. Die Düsenlöcher
der Düsenrohre 7 und 11 weisen einen Bereich mit einem sich yraduell reduzierenden
Durchmesser 48 auf und einen Bereich 49 mit einem den Querschnitt des Düsenloches
betreffenden kleinen
Durchmesser, welcher Bereich sich gradlinig
erstreckt(Fig.Sa-c>.
-
Das Verhältnis L/D zwischen der Länge L und dem Durchmesser D des
Bereiches 49 ist so gewählt, daß es geringer ist als 4/1, vorzugsweise geringer
als 3/1. Dank einer derartigen Ausbildung der Düsenlöcher in dem Düsenrohr und dem
Verhältnis L/D, das kleiner ist als 4/1, wird der Wasserwiderstand in Bezug auf
die Düsenlöcher ver--ier und der Druckverlust gegen die Düsenlöcher verringert.
-
Vorausgesetzt, daß das Axialschnitt der Düsenlöcher eine zylindrische
Konfigutration des gleichen Durchmessers und des gleichen Verhältnisses L zu D größer
als 4 zu 1 beträgt, so ist die gradlinige Durchfluß fähigkeit der Wasserstrahlen
aus den Düsenlöchern gegenüber einem solchen Fall verbessert, wo das Verhältnis
L zu D kleiner als 4 zu 1 beträgt, während der Widerstand der Wasserstrahlen zunimmt
und der Verlust des Druckes gegen die Düsenlöcher größer wird. Wenn die gradlinige
Durchströmung der Wasserstrahlen schlecht ist, dann kann die Verfilzungsbehandlung
der Fasern des Vlieses nicht wirkungsvoll durchgeführt werden und wenn der Verlust
des Druckes zu groß ist, dann ist ein Erzielen von wirtschaftlichen Vorteilen nicht
möglich. Die durchschnittliche Wassermenge in Richtung über die Breite, die auf
die Rolle 6 und das Band 10 gespritzt wird, beträgt weniger als 40 cc/sec.cm, vorzugsweise
weniger als 30 cc,sec.cm; dort wo eine Reihe von Düsen 7 und 11 über die Walze 6
und das Band 10 angeordnet ist, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, wird die Durchschnittsmenge
der zugeführten Wasserstrahlen bestimmt durch: Menge des zugeführten Wassers (ccXsec.cm)
= F (Strimungsmenge aus den Düsen 7 oder 11) - L (tatsächliche Weite der Düsen 7
oder 11). Wo zwei Reihen von Düsenrohren 14 und 15 über das Band 10 angeordnet sind,
wie in Figur 4 dargestellt, wird die Bestimmung auf folgender Basis durchgeführt
Durchschnittsmenge in Richtung der Weite (cc-sec.cm) = F1 (Strömungsmenge der Düse
14) + ES (Strömungsmenge der Düse 15) / L (tatsächliche Weite der Düsen 14 und 15).
-
Wenn die Zuführungsmenge, die durch besagtes F/W bestimmt wird, mehr
als 40 cc/sec.cm beträgt, dann wird die Drainage der auf die Walze 6 und das Band
10 gespritzten Wasserstrahlen unbefriedigend, wobei die Energie der Wasserstrahlen
erheblich vermindert und das Verfilzen der Fasern beeinflußt wird, das Vlies in
Unordnung gebracht wird und daher die reibungslose Abfolge des Verfahrens gestört
wird.
-
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dicr Vorrichtung sind die in den Figuren 2
und 3 als wasserundurchlässige Stützteile dargestellte Walze und das Endlosband
mit eingebaut, wobei das Bezugszeichen 16 das Endlosband und die Bezugszeichen 17
a, 17 b und 17 c die Walzen bezeichnen. Das Band 16 ist zwischen den Walzen 18 und
19 aufgehängt. Die Walzen 17 a, 17 b und 17 c erscheinen in Bezug auf das Band 16
in dem oberen linken Bereich der Zeichnung. Des weiteren sind die Düsenrohre derart,
wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, in der Vorrichtung eingebaut.
-
Diese Düsenrohre sind mit den Bezugsziffern 20 a und 20 b bezeichnet
und sind über dem Band 16, und den Walzen 17 a, 17 b und 17 c angeordnet. Mit dem
Bezug:3zeichen 22 ist im oberen linken Bereich neben der Walze 17 c ein Polar Quetschwalzen
darsgestellt, das zum Ausdrücken der Feuchtigkeit aus dem Vlies 21 dient. Jedes
der Düsenrohre 20 a und 20 b ist über ein Druckregelventil 23 und einen Druckanzeiger
24 mit einem Verteilertank 25 verbunden. Der Verteilertank 25 steht über eine Rohrleitung
26 mit einem Filtertank 27 in Verbindung. Der Filtert 27 ist sseinerseits mit einer
Druckpumpe 29 verbunden, die durch einen Motor 28 angetrieben wird. Die Druckpumpe
29 und ein Tank 31 sind über eine Rohrleitung 30 miteinander verbunden. Unter dem
Band 16,den Walzen 17 a, 17 b, 17 c und den Quetschwalzen 22 ist ein tischförmiger
Auffangtank 32 vorgesehen, der über eine Leitung 33 und einen Filterkasten 34 mit
einem Tank 31 verbunden ist
Gemäß einer solchen, oben erklärten
Vorrichtung wird Wasser, das in dem Tank 31 enthalten ist, mittels der Hochdruckpumpe
29 einem Druck ausgesetzt, mittejs des Filtcrtanks 27 gefiltert, zu dem Verteilertank
85 befördert und dann zu jeder Düse 20 a und 20 b verteilt, wobei aus den Düsen
2() a und 20 b Wasserstrahlen mit einem Druck von 7 bis 35 kg pro Quadratzentimeter
und einer Durchschnittsmeage in Richtung über die Breite von weniger als 40 cc'/sec.cm
auf das Band 16 und jede der Walzen 17 a, 17 b und 17 c gespritzt. Demgemäß wird
eine Anfangsverfilzung des Vlieses auf dem Band 16 mit Hochdruckwasserstrahlen,
die als den Düsen 20 a ausgespritzt werden, durchgeführt, wobei das Vlies 21 mit
einem Gewicht von 15 bis 100 gr / Quadratmeter aus der mit dem Pfeil 35 bezeichneten
Richtung auf das Band 16 und weiter in die mit dem Pfeil 36 bezeichnete Richtung
und über die Abstände zwischen dem Band 16 und den daneben liegenden Walzen 1-7
a, 17 b und 17 c geführt wird. Die Eingangsverfilzungsbehandlung wird in einen solchen
Ausmaß durchgeführt, daß das Vlies 21 nicht mehr für eine Verformung oder eine Verletzung
anfällig ist, die durch das Ableiten der Hochdruckwasserstrahlen entstehen könnte,
die aus jeder der Düsen 20a und 20 b aus gespritzt werden. Das durch das Eingangsverfilzen
in einem bestimmten Ausmaß behandelte Vlies 21 wird dann zu jeder der Walzei: 17
a, 17 b und 17 c weitergeleitet, um es einer graduellen und üblichen Verfilzungsbehandlung
durch die Hochdruckwasserstrahlen, die durch jede der Düsen 20 b ausgespritzt werden/Zuihterwerfen.
Danach wird das Vlies 21 zu den Walzen 22 geleitet, wo das meiste der Feuchtigkeit
ausgequetscht wird, bevor das Vlies einem Trockungsprozeß zugeleitet wird (nicht
dargestellt).
-
Die Drainage des Bandes 16 und jeder der Walzen 17 a, 17 b und 17
c und der Quetschwalzen 22 ist so ausgeführt, daß sie in den Aufnahmetank 32 hineinfällt,
dabei aufgenommen wird und dann in einem Filter 34 einer Filterung unterworfen wird,
bevor
es weiter zu dem Tank 31 geleitet wird.
-
Figur 6 zeigt eine bevorzugte Krempelmaschine zum Ausbilden eines
bevorzugten Vlieses zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren. Diese Krempelmaschine
weist eine Ausbildung auf, in der ein Mechanismus für eine normale lVardierung mit
einer Walze 37, eine Streichwalze 38, einen Kamm 39, eine Arbeitswalze 40, eine
Streifwalze 41 und eine Einziehwalze 42 vorgesehen ist. Zwischen der Streichwalze
und dem Kamm 39 ist eine Krempelwalze 43 vorgesehen, die im wesentlichen die gleiche
Umfangsoberflächenstruktur wie die Streichwalze 38 aufweist, wobei die Umfangsoberflächengeschwindigkeit
der Krempelwalze wesentlich geringer ausgelegt ist als die der Streichwalze 38.
Unter Verwendung einer solchen Krempelmaschine ist es möglich, es so einzurichten,
daß das Vlies 44 in Folge des Zusammenwirkens der Streichwalze 38 und der Krempelwalze
43 sich in seine Vliesrichtung zusammenzieht und daß die Fasern des Vlieses akkumuliert
werden. Demzufolge ist bei dem mit dieser Krempelmaschine hergestellten Vlies die
Struktur regellos ausgeformt, sie ist sehr voluminös und hat nicht so viele vektorielle
Differenzen in der Längs und der Querrichtung.
-
Obwohl in Fig. 6 eine Vorrichtung dargestellt ist, indem eine Krempelwalze
43 vorgesehen ist, ist es möglich, zwei entgegengesetzt gerichtete Krempelwalzen
vorzusehen. Eine derartige Anordnung von zwei Krempelwalzen stellte sich als günstig
zur Erzielung-von guten Resultaten der Grerdichtung behandlung heraus.
-
In Figur 7 ist eine schematische Draufsicht eines mit der erfindungsgemßen
Methode erhaltenen Vlieses dargestellt. Dieses mit dem Bezugs zeichen 45 bezeichnete
Faservlies weist ein Längsstreifenmuster auf, in dem ler Streifenbereich 46 eine
hohe Dichte und der Streifenbereich 47 eine niedrige Dichte aufweist, wobei die
verschiedenen Streifenbereiche in Richtung der Breite abwechseln. Der Verfilzungszustand
des Faservlieses 45 is-t derart, daß die Streifenbereiche 46 und 47 abwechseind
mit Verwickeltheit und Festigkeit dreidimensional gebogen, verzwirnt und verfilzt
sind, wobei der Streifenbereich 46 eine büshelartige und rippenförmige Struktur
mit lockeren Bindungenaufweist und der Streifenbereich 47 eine furchen- und talartige
Konfiguration aufweist.
-
Die Breite der Streifen und die der Zwischenräume kann wahlweise durch
eine Anderung der Ebmessungen der Düsenlöcher für die Wasserstrahlen und durch Änderung
des Arrangements der Abstände zwischen den Düsenlöchern verändert werden. Die Streifen
46 und 47 erscheinen deutlicher, wenn paralleles Gewebe das Material für das Faservlies
45 verwendet wird, während bei Verwendung von Random-Gewebe kein so klares Erscheinen
der Streifenbereiche erzielbar ist. Im Falle, daß hervorragende Zugfestigkeit des
Faser vlieses gefordert wird, ist die Verwendung von Random-Gewebe, insbesondere
die Verwendung von Random-Gewebe des Typs, der auf den Tempelmaschinen gemäß Fig.
6 hergestellt worden ist, anzuraten.
-
Das Faservlies, das auf diese Weise erzielt wird,hat eine gute BaU9sitkein
und ist hervorragend in seiner Elastizität.
-
Die Figuren 9a und b zeigen ein blattförmiges Produkt, bei dem die
Fasern 52 in eine geschäumtes Blatt 51 mit einer weichen Elastiztat eingepflanzt
sind. Ein solches Produkt 50 kann auf der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung hergestellt
werden. In diesem Fall wird
das weichelastische, geschäumte Blatt
unter die untere Fläche des Vlieses 21 gelegt und die Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen
werden in der bereits erklärten Weise darauf gespritzt. Da der geschäumte Bogen
51 elastisch ist und die Energie der Wasserstrahlen absorbiert, ist es günstig,
die Dicke des Boclcns 51 kleiner als 5 mm und den Spritzdruck der Wasserstrahlen
größer als 35 kg/m2 zu wählen. Das blattförmige Produkt 50, das auf diese Weise
erhalten wird, hat ein äußeres Erscheinungsbild wie ein geflockten Blatt, bei dem
das Vlies 52 an der Oberfläche und innen in dem geschäumten Bogen 51 verfilzt ist.
-
Beispiel I.
-
Dieses Beispiel zeigt, daß in dem Verfahren gemäß der Erfindung das
wasserundurchlässige Stützteile, die durchschnittliche Menge der Wasserstrahlen
in Richtung über die Breite des Stützteils, der Spritzdruck und die Härte der Oberfläche
des Stützteils sehr wichtig sind. Bei diesem Beispiel wird ein Random-Gewebe aus
Zellwollfaser mit einem Feinheitsgrad von 15 denier und einer Faserlänge von 51
mm, Gewebegewicht ca. 40 g/m2, in eine Vorrichtung gemäß Fig. 5 geleitet, um es
der Strahlbehandlung zu unterziehen und es danach einer Trocknung bei Normaltemperatur
(Raumtemperatur) zu unterwerfen. Die Eigenschaften eines auf diese Weise erhaltenen
Musters sind in Tabelle 1 dargestellt.
-
Der Durchmesser des Düsenloches in dem Düsenrohr der angesprochenen
vorrichtung beträgt 0,12 mm. Um ein vergleichbares Muster zu erhalten, wurde der
Filz auf ein als wasserdurchlässiges Stützteil arbeitendes Endlosband geführt, das
aus einer Drahtleere mit einem D-ahtdurchmesser von 0,046 mm und einer Maschenweite
von 20 besteht, wobei die Behandlung mit der gleichen Düse in der gleichen Art wie
oben beschrieben durchgcfiihrt wurde. Das auf letztere Weise behandelte Muster wies
Freistellen auf. Es wurde ein zusätzliches Experiment durchgeführt, mit der Bedingung,
daß das Düsenrohr 20a, dargestellt in Fig 5, geschlossen wurde und a das Vlies einer
Behandlung der gleichen Art wie oben dargestellt unterzogen wurde ohne die Eingangsbearbeitung
auf dem Sand 16. Das Ergebnis war, daß das Vlies in dem Spalt zwischen den Walzen
17a und 18 durch die Drainage beschädigt wurde und daß ein kontinuierliches Behandeln
de) Gewebes unmöglich wurde.
Tabelle 1
| Durchschnittlich |
| Nr. Stützteil Düsendruck zugefügte Menge- Gewicht zugfestigkeit
Bemerkungen |
| Material Härte (kg/cm²) Richtung Breite |
| (cc/sec.cm) (g/m²) (kg/2,5cm) |
| 1 stainless 100 7 20,5 38,7 0,2 |
| 2 stainless 100 20 3,2 36,2 1,5 |
| 3 stainless 100 30 8,4 39,2 3,7 |
| 4 stainless 100 30 32,1 38,5 2,1 Gewebe in Unende |
| nung wegen naheau |
| Überflutungszustand |
| 5 stainless 100 30 40,2 - - Gewebe zerstört |
| wegen überflatungs- |
| zustand |
| 6 100 40 12,8 32,3 3,2 Es erscheint eine |
| Unordnung des |
| Gewebes |
| 7 Hartgumml 72 30 8,4 39,3 2,1 |
| 8 Weichgummi 45 30 8,4 40,1 1,1 |
| 9 Vergleichsprodukt 30 8,4 41,2 1,6 |
| 10 50 30,5 38,5 2,2 |
N.B.: Zugfestigkeit in Hauptzugrichtung
Beispiel II.
-
Das Beispiel zeigt, daß das Gewicht ces Vlieses pro Quadratmeter ein
wichtiger Faktor bei der elEindungsgemäßen Methode ist.
-
Als Vorrichtung zur Bearbeitung durch die Wasserstrahlen wurde eine
Vorrichtung des Typs verwendet, wie er in Fig .5 dargestellt ist. Hierbei wurde
ein Parallelgewebe aus Acrylfasern mit einem Feinheitsgrad von 1,3 denier auf stainless-Walzen
von einer Härte von 100° entsprechend den Bestimmungen des JIS (japanischer Industriestandari)
K6301Hs geleitet und dank der Strahlbehandlung mit Wasserstrahlen, die aus Düsen
mit Düsenöffnungen eines Durchmessers von 0,13 mm und einem Düsendruck von 30 kg/cm²
unterworfen, wobei die Durchschnittsmenge der zugeführten Flüssigkeit in Richtung
auf die Breite 20,5 cc/ sec.cm betrug, mit dem Resultat, daß ein Muster erhalten
wurde, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
-
Tabelle
| Nr. Gewicht (g/m2) Zugfestigkeit (g/cm//g/m2) |
| 12,5 25,4 Es erscheinen Löcher |
| in den Blättern und |
| die Fasern sind unge- |
| ordnet. |
| 2 30,0 52,1 |
| 3 50,0 52,8 |
| 4 80,0 40,1 |
| 5 120,3 21,5 |
Bemerkung: Die in der obigen Tabelle verwendete Zugfestigkeit entspricht einem Wert,
der dadurch erhalten wird, daß der numerische Wert, der mittels eines Zugsfestigkeits-Testinstruments
in Bezug auf die Zugfestigkeit eines Musterstreifens durch das Gewicht und die Breite
des Musters geteilt wird.
-
Beispiel III.
-
Dieses Beispiel zeigt, daß das Verhältnis L/D zwischen der Länge L
der Geradeauserstreckung des Bereiches 49 des kleinen Durchmessers und der Durchmesser
D der Düsenöffnung der in Fig. 8 dargestellten Düsen für das erfindungsgemäße Verfahren
wichtig ist. Bei diesem Beispiel wurde eine Düse des Typs verwendet, bei der das
Düsenloch eine Xonfiguration gemäß Fig. Sa und einen Durchmesser von 130 µ aufweist,
und das Wasser mit einem Düsendruck von 30 kg/cm² ausgespritzt würde.
-
Die folgende Tabelle zeigt das Messresultat der Strömungsmenge, wobei
Düsen verwendet worden sind, die jeweils im Verhältnis von dem oben erwähnten Verhältnis
abweichen.
| Nr. D(µ) L(µ) L/D Strömungsmengen- Bemerkungen |
| Einheit |
| 1 130 0 0 59,2 Geradlinige übertragbar- |
| keit der Flüssigkeits- |
| 1 l strahlen gering |
| 2 130 200 1,5 57,8 Geradlinige Ubertragbar- |
| barkeit der Flüssigkeits- |
| strahlen gut |
| 3 130 390 3,0 52,4 -do- |
| 4 130 350 4,2 41,0 Geradlinige Ubertragbar- |
| keit der Flüssigkeitsstrah- |
| len gut, aber deren Strö- |
| mungsmenge ist unbefriedi- |
| gend. |
-
Beispiel IV.
-
Dieses Beispiel zeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn ein Random-Gewebe
als Behandlungsgewebe zur Erzielung eines Faservlieses mit überragenden Eigenschaften
durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird, da bei dem Random-Gewebe ein
geringer Unterschied des Kräfteverhältnisses zwischen der Längs- und der Quer-Zugfestigkeit
vorhanden ist. Bei diesem Beispiel wird ein Vorrichtung des Typs,- der in der Figur
5 dargestellt ist, verwendet. Ein Parallelgewebe und ein Random-Gewebe aus Polyesterfasern
mit
einem Feinheitsgrad von 1,4 denier und einer Faserlänge von 38 mm wurden unter den
Bedingungen behandelt und getrocknet, daß ein Hartgummiband und eine stainless-Walze
mit einer Härte von 1000 gemäß den Vorschriften von JIS (japanischer Industriestandard)
K6301Hs als wasserundurchlässige Stützteile verwendet werden, wobei der Druck aus
der Düse 30 kg/cm² die Durchschnittsmenge der Wasserstrahlen 8.3 cc/sec.cm beträgt,
und das Vcnaltnis L/D zwischen der zange L des sich (1eradeauserstreckenden Berieches
des geringen Durchmessers der Düse und deren Weite D gleich 1.5/1 beträgt. )ie Eigenschaften
des auf diese Weise erhaltenen Musters sind Ln der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Das oben dargestellte Parallelgewebe wurde auf einer normalen Kardierraaschine ohne
Krempelwalze hergestellt, und das ebenfalls oben beschriebene Random-Gewebe ist
ein solches, das mittels einer Kardierungsmaschine mit einer Krempelwalze hergestellt
wurde, wie sie in Fig. 6 beschrieben worden is-.
-
Nr. Gewebestruktur Gewicht Kräfteverhältnis Spezifigches Volumen
(g/m2) längs und quer (cm /g) 1 parallel 35,6 18,1 : 1 7,2 2 random 35,2 6,2 : 1
9,3 N.B.: Gemessenes Faservolumen pro 1 g.
-
Beispiel V.
-
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines Produkts des Typs, bei
dem eine Faser in ein weichelastisches, geschäumtes Bogenmaterial eingepflanzt wird.
Bei diesem Beispiel wird eine Vorrichtung des Typs verwendet,der in Fig. 5 dargestellt
ist. In einen aus Polyurethan geschäumten Bogen mit einer Dicke von 1 mm wurde ein
Parallelgewebe mit einem Gewicht von 20 g/m2, bestehend aus einer Rayonfaser mit
einem Feinheitsgrad von 2 denier und einer Faserlänge von 70 mm aufgeschichtet und
dem Bearbeitungsverfahren unterworfen. Das erhaltene Produkt stellte eine Struktur
dar,
bei der eine Faser in die Oberfläche und in das Innere des geschäumten bogens hineingepflanzt
und verfilzt ist. Des weiteren stellte sich heraus, daß die Dehnbarkeit eines solchen
Produktes nicht beeinträchtigt war.