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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von Vliesstoff durch
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlbehandlung und insbesondere auf ein
Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen keine
Öffnungen aufweisendem Vliesstoff, bei welchem die
Faserbahn in einer Behandlung durch
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen unterworfen wird, die aus Düseneinrichtungen
auf die Faserbahn gerichtet werden, welche von
Trägereinrichtungen abgestützt wird.
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Als Herstellungsverfahren für Vliesstoffe, bei welchen
Einzelfasern durch
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlenbehandlung verschlungen gehalten werden, wurden bereits ein
Verfahren, bei welchem ein ein poröses Sieb (Netz)
aufweisendes wasserdurchlässiges Trägerelement als
Trägereinrichtung verwendet wird, die zur Abstützung der
Faserbahn während der Behandlung dient, und ein Verfahren
vorgeschlagen, bei welchem eine Walze, eine gekrümmte
Platte oder dergleichen als wasserundurchlässiges
Trägerelement eingesetzt wird. Das erstere Verfahren ist
beispielsweise in den US-A-3449809 und US-A-3485706, das
letztere beispielsweise in der US-A-4172172 beschrieben.
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Bei dem das wasserdurchlässige oder poröse Trägerelement
verwendende Verfahren können die auf die Faserbahn
gerichteten Wasserstrahlen durch die Trägereinrichtung
hindurchgelangen und werden wirksam abgezogen. Soweit es
dieses Merkmal betrifft ergibt sich keine Störung der
Struktur der Faserbahn und die Behandlung wird mit einer
zufriedenstellenden Stabilität erreicht. Die Fasern
neigen jedoch dazu, sich mit den Poren der
Trägereinrichtung
zu verschlingen, so daß die Struktur der
Faserbahn manchmal beeinträchtigt wird, wenn sie von der
Trägereinrichtung abgeschält wird. Die Wasserströme, die
durch die Faserbahn und dann durch die Trägereinrichtung
hindurchgehen, weisen noch einen beträchtlichen Druck
auf. Dieser Restdruck wird jedoch nicht ausreichend als
Energie für die Faserverschlingungsbehandlung genutzt.
Dieser Nachteil gewinnt immer mehr an Bedeutung, wenn das
Basisgewicht der Faserbahn zunimmt. Dementsprechend ist
es nicht möglich, ein Produkt zu erhalten, das eine
gewünschte Festigkeit mit guter Texturierung hat. Es kann
weder eine Verbesserung der Produktivität noch eine
Reduzierung der Produktionskosten erwartet werden und die
Faserverschlingungsbehandlung erfordert Wasserstrahlen
mit extrem hohem Druck, was notwendigerweise zu einer
Großanlage mit einer wirtschaftlich nachteiligen
Produktion führt.
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Auf der anderen Seite gehen bei dem das
wasserundurchlässige oder nicht poröse Trägerelement verwendenden
Verfahren die auf die Faserbahn gerichteten Wasserströme
durch die Bahn hindurch und prallen auf der Oberfläche
der Trägereinrichtung zurück. Diese zurückprallenden
Ströme wirken wieder auf die Bahn soweit die Abführung
wirksam erreicht wird, so daß die Faserverschlingung
unter dem Zusammenwirken der Wasserstrahlen und der
Rückprallströme effizient erzielt wird. Als Folge weist
dieses Verfahren nicht die Nachteile des die
wasserdurchlässigen Trägereinrichtung benutzenden Verfahrens auf.
Dieses Verfahren ist jedoch unvermeidbar von dem
Abzugsproblem begleitet, da die Wasserströme nicht durch die
Trägereinrichtung hindurchgehen können. Wenn die
Abführung unzureichend ist, wirken die
Hochgeschwindigkeitswasserströme auf die Fasern, die in Wasser schwimmen, das
auf der Trägereinrichtung zurückbleibt. Dadurch wird die
Energie dieser Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen schnell
von dem auf der Trägereinrichtung zurückbleibenden Wasser
absorbiert, so daß diese Wasserstrahlen keine wirksame
Faserverschlingungsbehandlung erzielen können. Außerdem
wird die Struktur der Faserbahn beeinträchtigt und die
Stabilität der Behandlung verringert. Deshalb ist es
unmöglich, ein Produkt mit ausgezeichneten Eigenschaften,
nämlich mit guter Texturierung und der gewünschten
Festigkeit, zu erzielen.
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In der GB-A-2085493 ist bereits ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff geoffenbart, bei
welchem im Hinblick auf das wasserundurchlässige
Trägereinrichtungen verwendende Verfahren ein Abführungsproblem
wirksam gelöst ist und somit Vliesstoff mit
hervorragenden Eigenschaften in Massenfertigung bei vernünftigen
Kosten hergestellt werden kann. Gemäß der GB-A-2085493
ist eine Reihe von Querträgereinrichtungen in Abschnitten
der Richtung, in welche die Faserbahn läuft, angeordnet
und die Zuführung von Hochgeschwindigkeitswasserströmen
zu den entsprechenden Trägereinrichtungen so reguliert,
daß sie kleiner ist als eine vorgegebene Menge. Die
Vorbehandlung wird durch die Trägereinrichtungen
erreicht, die ein wasserundurchlässiges Endlosband
aufweisen. Bei diesem Verfahren ist wesentlich, daß die
Trägereinrichtungen in Abständen angeordnet sind, um das
Abzugsproblem zu lösen. Bevorzugt werden die
bahntragenden Flächen der entsprechenden Trägereinrichtungen auf
ein Minimum reduziert, um einen optimalen
Abführungseffekt zu erzielen. Je kleiner jedoch die bahntragenden
Flächen sind, desto geringer wird die Stabilität, mit der
die Faserbahn von diesen tragenden Flächen abgestützt
werden kann. Außerdem würde die Struktur der Faserbahn
beeinträchtigt, wenn die Faserbahn nicht von
Trägereinrichtung zu Trägereinrichtung mit einer hohen Stabilität
während der Behandlung laufen würde. Solche Nachteile
machen sich ernsthaft bei der Produktion von Vliesstoff
mit einem relativ niedrigen Basisgewicht, beispielsweise
von 30 g/m² oder weniger, insbesondere während des
Anfangsbehandlungsschritts bemerkbar.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
verbessertes Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen
zu schaffen, bei welchem die Nachteile beider zum Stand
der Technik gehörender Verfahren beseitigt sind, die nur
die wasserdurchlässigen Trägereinrichtungen und nur die
wasserundurchlässigen Trägereinrichtungen verwenden, und
welches die Vorteile der jeweiligen Verfahren nach dem
Stand der Technik beibehält, jedoch die Vorteile
aufweist, welche mit diesen bekannten Verfahren nicht
erreicht werden können.
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Insbesondere ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
einen Vliesstoff mit ausgezeichneten Eigenschaften durch
eine Kombination von wasserdurchlässigen und
wasserundurchlässigen Trägereinrichtungen zu schaffen, die eine
die Bahn tragende Fläche haben, welche relativ klein ist,
wodurch der Abführungseffekt von diesen
Trägereinrichtungen verbessert wird, sowie die Stabilität zu steigern,
mit der die Faserbahn auf dieser die Bahn tragenden
Oberfläche abgestützt und transportiert wird, so daß keine
Beeinträchtigung der Struktur auch bei der
Faserverschlingungsbehandlung einer Faserbahn auftritt, die ein
Basisgewicht hat, das so gering wie 15 bis 100 g/m² ist.
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Die am 17. August 1983 veröffentlichte GB-A-2114173
beschreibt ein Verfahren, das dem der GB-A-2085493 ähnlich
ist, bei dem jedoch die letzte Reihe der
Trägereinrichtungen ein Reliefmuster bildet, das in die Faserbahn
infolge der Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen eingeprägt
wird. Ein solches Reliefmuster kann von cordartigen
Elementen gebildet werden, die über mehrere
undurchlässige Walzen geführt werden, oder von einem maschenartigen
Element auf der Oberfläche einer einzigen Walze.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich ein
Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff, bei welchem eine
Faserbahn einer Faserverschlingungsbehandlung an jeder
Station von mehreren Behandlungsstationen mittels
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen unterworfen wird, die
gegen die Faserbahn gerichtet werden, bei welchem an der
ersten Station der Behandlungsstationen die Faserbahn auf
eine wasserundurchlässige Trägereinrichtung eingeführt
und einer Verschlingungsbehandlung unter
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen unterworfen wird, die durch Öffnungen
von Düseneinrichtungen zugeführt werden, welche in
vorgegebenen Abständen quer zur Faserbahn angeordnet sind,
wobei die Wasserstrahlen gegen die Oberfläche der
Faserbahn gerichtet werden, die von der Trägereinrichtung
getragen wird, dadurch aus, daß die Trägereinrichtung an
der ersten Behandlungsstation ein wasserdurchlässiges
Trägerelement aufweist, wobei ein wasserundurchlässiges
Trägerelement unter dem wasserdurchlässigen Trägerelement
liegend angeordnet ist und in Kontakt damit gehalten
wird, und daß die Behandlung an einer Stelle ausgeführt
wird, an welcher diese beiden Trägerelemente in Kontakt
miteinander stehen, wobei die Länge, über die das
wasserdurchlässige Trägerelement und das wasserundurchlässige
Trägerelement in Längsrichtung der Faserbahn in Kontakt
miteinander stehen, geringer als 50 mm ist.
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Als wasserdurchlässige Trägereinrichtung kann ein poröses
Sieb oder eine Vielzahl von nicht porösen oder porösen
Bändern verwendet werden, die in geeigneten Abständen
quer zur Faserbahn angeordnet sind. Als
wasserundurchlässige Trägereinrichtung kann ein Element verwendet
werden, das eine die Bahn abstützende Oberfläche hat, die
eben oder kreisförmig konvex ist.
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Unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen wird
die Erfindung beispielsweise weiter beschrieben, in denen
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht ist, welche eine
Vorrichtung zur Durchführung der vorliegenden
Erfindung zeigt,
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Fig. 2 eine schematische, perspektivische, teilweise
geschnittene Ansicht ist, die eine Station für
eine Vorbehandlung der Faserbahn zeigt,
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Fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F Schemabilder sind, die
als Beispiel das wasserdurchlässige Element und
die zugehörige Abführungsanordnung darstellen
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Fig. 4 eine schematische, perspektivische, teilweise
geschnittene Ansicht ist, welche eine weitere
Ausführungsform des wasserdurchlässigen
Trägerelements zeigt, und
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Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist,
die den in Fig. 4 von einem Kreis umschlossenen
Abschnitt zeigt.
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Gemäß Fig. 1 läuft in der Vorbehandlungsstation 13 ein
endloses poröses Sieb (Netz) 13 (siehe Fig. 2), das als
ein wasserdurchlässiges Trägerelement dient, auf
drehbaren
Walzen 15, 16, 17, 18 so um, daß es in Kontakt mit
einer Oberseite einer drehbaren Walze 14 gehalten wird,
die als ein wasserundurchlässiges Trägerelement dient. In
der auf die Vorbehandlungsstation 12 folgenden
eigentlichen Behandlungsstation 19 sind drehbare Walzen 20, 21,
22, 23, von denen jede einen Durchmesser von 50 bis 300 mm
hat und die als wasserundurchlässige Trägerelemente
dienen, in einem Abstand voneinander und im Abstand von
der Station 12 angeordnet. Über den Trägerelementen 14,
20, 21, 22, 24 sind jeweils in Zuordnung zu ihnen
Düseneinrichtungen 24, 25, 26, 27 und 28 angeordnet, von denen
jede an ihrer Unterseite mit einer Vielzahl von Öffnungen
versehen ist, die quer zu einer Faserbahn 11 angeordnet
sind und zu dieser hin münden. Diese Düseneinrichtungen
sind jeweils über Einstellventile 29, 30, 31, 32, 33 und
Druckmesser 34, 35, 36, 37, 38 mit einer
Verteilerhauptleitung 39 verbunden. Die Verteilerhauptleitung 39 ist
über ein Rohr 40 mit einem Filter 41 verbunden, der
seinerseits mit einer Druckpumpe 43 verbunden ist, die
von einem Elektromotor 42 angetrieben wird. Die
Druckpumpe 43 ist über eine Leitung 44 mit einem Versorgungstank
45 verbunden. Stromauf von der Vorbehandlungsstation 12
ist ein Paar von Quetschwalzen 46a, 46b zum Pressen der
Faserbahn 11 vorgesehen. Ein weiteres Paar von
Quetschwalzen 47a, 47b ist stromab von der eigentlichen
Behandlungsstation 19 angeordnet, um Wasser aus der
Faserbahn 11 herauszuquetschen. In einem Bereich, der
sich unter den Stationen 12, 19 und den Quetschwalzen 47
erstreckt, ist ein Sammelbehälter 48 angeordnet. Der
Sammelbehälter 48 ist über ein Rohr 49, einen
Filterkasten 50 und ein Rohr 51 mit dem Versorgungstank 45
verbunden.
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Bei dieser Anordnung wird eine in dem Versorgungstank 45
enthaltene Wassermenge durch die Druckpumpe 43 unter
Druck gesetzt, durch den Filter 41 gefiltert und dann der
Verteilerhauptleitung 39 zugeführt, welche ihrerseits das
Druckwasser auf die jeweiligen Düseneinrichtungen 24, 25,
26, 27, 28 verteilt. Dadurch sorgen die jeweiligen
Düseneinrichtungen durch die jeweiligen Öffnungen, die einen
Durchmesser von 0,05 bis 0,2 mm haben und in einem
Abstand von 0,5 bis 10 mm angeordnet sind, für Wasserstrahlen
66, von denen jeder einen gewünschten Strahldruck,
beispielsweise einen Düsengegendruck von 7 bis 35 kg/cm²
hat, gegen die Faserbahn 11 mit einem Basisgewicht von 15
bis 100 g/m², die auf den Trägerelementen 40, 20, 21, 22,
23 läuft. Auf diese Weise wird die Faserbahn 11, die von
den Quetschwalzen 46a, 46b in die Behandlungsstation 12
eingeführt wird, einer vorläufigen
Faserverschlingungsbehandlung auf den Trägerelementen 13, 14 unterworfen.
Diese Vorbehandlung gibt der Faserbahn 11 eine
ausreichende Festigkeit, so daß sie auch unter den
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen 66 aus den
Düseneinrichtungen 25, 26, 27, 28 während des Durchlaufs auf den
Trägerelementen 20, 21, 22, 23 in der Behandlungsstation 19
keine Beeinträchtigung und Beschädigung der Struktur
unterliegt. Die so bis zu einem bestimmten Ausmaß
vorbehandelte Faserbahn 11 wird auf den Trägerelementen 20,
21, 22, 23 in die eigentliche Behandlungsstation 19
eingeführt und einer fortschreitenden und abschließenden
Faserverschlingungsbehandlung durch
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen 66 unterworfen, die aus Düseneinrichtungen
25, 26, 27, 28 ausgedüst werden. Die Faserbahn 11 wird
dann zwischen dem Paar von Quetschwalzen 47a, 47b
ausgequetscht. Dabei wird eine wesentliche Menge des darin
enthaltenen Wassers herausgedrückt, wonach die Bahn 11
auf eine nachfolgende Trockenstation (nicht gezeigt)
überführt wird. Von den Behandlungsstationen 12, 19 und
den Quetschwalzen 47a, 47b abgeführtes Überschußwasser
wird in dem Sammelbehälter 48, der unter diesem Bauteil
liegt, gesammelt, dann durch den Filterkasten 50
gefiltert und anschließend zum Versorgungstank 45
zurückgeführt. Es ist zu bemerken, daß die Faserbahn 11 dann
stabiler in die Vorbehandlungsstation 12 eingeführt und
die Faserverschlingungsbehandlung wirksamer erreicht
werden kann, wenn angrenzend an die und über den
Quetschwalzen 46a, 46b eine Wassersprühvorrichtung vorgesehen
wird, so daß die Faserbahn 11 durch die Walzen naß
gequetscht werden kann. Eine solche Vorrichtung kann auch
durch ein poröses Sieb ersetzt werden, wenn ein
Saugkasten unter dem Sieb und eine Vorrichtung über dem
Saugkasten angeordnet sind, um Wasser in Form eines Films so
zuzuführen, daß die Faserbahn 11 mit einem Wasserfilm
bedeckt wird.
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Das Trägerelement 14 kann beispielsweise ein
prismatisches Element mit einer ebenen Oberfläche sein, auf
welcher die Bahn abgestützt wird, oder einen
quadratischen oder trapezförmigen Querschnitt haben, wie es in
Fig. 3A und 3B gezeigt ist, oder eine Walze oder ein
konvex gekrümmtes Element sein, das eine kreisförmige
Oberfläche hat, auf der die Bahn abgestützt wird, wie es
in Fig. 3C, 3D, 3E und 3F gezeigt ist. Im Falle des
prismatischen Trägerelements 14 wird der in Fig. 3B
gezeigte trapezförmige Querschnitt insbesondere zur
Verbesserung der Abführung bevorzugt.
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Die Länge, über der das wasserdurchlässige Trägerelement
13 und das wasserundurchlässige Trägerelement 14 in
Kontakt miteinander in Längsrichtung der Faserbahn
stehen, ist vorzugsweise geringer als 50 mm, bevorzugt
geringer als 10 mm und das Minimum davon entspricht im
wesentlichen wenigstens einer Erstreckung, über welcher
die Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen die Faserbahn 11
treffen. Wenn die Länge 50 mm betrüge oder größer wäre,
würde der Abführungseffekt in nicht akzeptabler Weise
verringert. Wenn diese Länge wesentlich kleiner als die
Breite der Wasserstrahlen selbst wäre, könnten die
Wasserstrahlen nicht wirksam genutzt werden und würden frei
durch die Faserbahn 11 hindurchgehen, was dazu führen
würde, daß sich die Fasern für ein leichtes Abschälen der
Faserbahn 11 von dem Sieb zu fest um die Maschen des
Siebs schlingen würden, was nachstehend noch im einzelnen
erläutert wird. Das Trägerelement 14, das eine die Bahn
abstützende Oberfläche in Kreisform hat, hat vorzugsweise
einen Krümmungsradius von 7,0 cm oder mehr.
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Das poröse Sieb 13 sollte eine ausreichende Breite haben,
um die Faserbahn 11 abzustützen. Seine Maschenzahl sollte
vorzugsweise 40 betragen oder feiner sein und
vorzugsweise 50 betragen oder feiner sein. Mit einer Maschenzahl
von weniger als 40 würden in der Faserbahn 11 Öffnungen
gebildet und die letztere würde sich leicht um die
Maschen schlingen, was zu Strukturstörungen des Endprodukts
führen würde.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird die Länge, über welcher die Trägerelemente
13, 14 in Kontakt miteinander in Längsrichtung der
Faserbahn 11 stehen, in geeigneter Weise so eingestellt, daß
während der Behandlung der Faserbahn 11 eine wirksame
Abführung erreicht wird. Zur weiteren Verbesserung des
Abführungseffekts ist das Trägerelement 14 vorzugsweise
mit Einrichtungen versehen, die für einen Zwangsabzug
geeignet sind. Als solche Einrichtungen können Saugkästen
52, 53, 54, 55, die das Trägerelement 14 umgeben, wie es
in Fig. 3A, 3B, 3C, 3D zu sehen ist, drehbare Walzen 56,
57, die in Kontakt mit dem drehbaren Trägerelement 14
bringbar sind, um eine gewünschte Abführung zu erreichen,
wie in Fig. 3E zu sehen ist, oder eine Abstreifrakel 58
verwendet werden, die in Kontakt mit dem drehbaren
Trägerelement 14 bringbar ist, um einen Abführungseffekt zu
erzielen, was in Fig. 3F zu sehen ist.
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Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, bei welcher das wasserdurchlässige
Trägerelement 13, welches ein breites poröses Sieb
aufweist, das in der Behandlungsstation 12 vorgesehen ist,
wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, durch ein
wasserdurchlässiges Trägerelement 59 ersetzt ist, das eine
Vielzahl von schmaleren nicht porösen Riemen 59a
aufweist.
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Die jeweiligen Riemen 59a sind um drehbare Glattwalzen
60, 61 und eine weitere Gruppe von drehbaren Walzen 63,
64, 65 geschlungen, von denen jede Umfangsnuten 62
aufweist, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Die
jeweiligen Riemen 59a, die zusammen das
wasserdurchlässige Element 59 bilden, sind jedoch individuell nicht
porös. Als Anordnung wirkt das Trägerelement 59 als
wasserdurchlässiges Trägerelement, welches zwischen den
jeweiligen Einzelriemen 59a Spalte aufweist.
Dementsprechend wird auf dieses Trägerelement 59 hier als
wasserdurchlässiges Trägerelement Bezug genommen.
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Jeder Riemen 59a hat vorzugsweise eine Breite von weniger
als 20 mm, vorzugsweise von weniger als 10 mm. Wenn die
jeweiligen Riemen 59 eine Breite von 20 mm oder mehr
hätten, würde Wasser auf den Oberseiten der jeweiligen
Riemen 59a verbleiben und dann etwas quer zur Faserbahn
11
abgezogen, was dazu führen würde, daß die Fasern der
Bahn 11 ebenfalls quer zur Faserbahn 11 bewegt würden und
dadurch die Struktur beeinträchtigen. Die akzeptable
Minimalbreite eines jeden Riemens 59a ist vorzugsweise 1
mm, obwohl eine solche Minimalbreite notwendigerweise
dadurch beschränkt ist, daß die gewünschten Eigenschaften
der jeweiligen Riemen 59a selbst beibehalten werden, wie
die Biegespannung und der Verschleißwiderstand bezüglich
der Wasserstrahlen. Ein Abstand, mit dem jedes Paar
benachbarter Riemen 59a angeordnet ist, liegt
vorzugsweise in einem Bereich von der Breitenabmessung 1 mm bis
100 mm. Wenn dieser Abstand oder diese Distanz kleiner
als dieser Bereich ist, wird der Abführungseffekt
nachteiligerweise reduziert. Wenn der Abstand größer als der
Bereich ist, wird eine Verwindung der Faserbahn 11
begünstigt und verhindert, daß die Faserbahn 11 stabil
transportiert wird, so daß ihre Struktur leicht beeinträchtigt
werden kann. Außerdem würde in diesem Fall die Faserbahn
11 unter den jeweiligen Riemen 59a gefangen und es würde
schwierig, sie von den Riemen 59a abzuschälen, was
ebenfalls eine Beeinträchtigung der Struktur ergeben würde.
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Eine Niveaudifferenz zwischen der Oberseite eines jeden
Riemens 59a in dem Trägerelement 14 oder eine vorstehende
Höhe eines jeden Riemens 59a bezüglich des Trägerelements
14 beträgt vorzugsweise weniger als 1,0 mm. Wenn eine
solche Niveaudifferenz überschritten würde, würde die
Faserbahn 11 unter dem Einfluß dieser Höhendifferenz quer
gedehnt, so daß die Faserverteilung ungleichförmig würde.
Dies würde eine Beeinträchtigung der Texturierung und
eine ungleichförmige Festigkeit ergeben.
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Die Riemen 59a können durch poröse flache Riemen ersetzt
werden, von denen jeder eine geeignete Breite hat. In
diesem Fall sollte der vorstehend erwähnten Forderung
genügt werden, gemäß der das poröse Sieb 13 und Riemen
59a verwendet werden.
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Die Trägerelemente 13, 14, 20, 21, 22, 23, 59 können aus
irgendeinem Material bestehen, soweit ihre Oberflächen
eine gewünschte Härte von mehr als 500 entsprechend den
Vorschriften von JIS (Japanese Industrial Standard) -
K6301 Hs haben. Wenn die Härte weniger als 500 beträgt,
kann die Faserverschlingungsbehandlung der Faserbahn 11
nicht wirksam erreicht werden.
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Das Material für die Faserbahn 11 kann aus allen Arten
von Material ausgewählt werden, welches gewöhnlich als
Material für Vliesstoffe und Gewebe verwendet wird und
die Form der Bahn kann willkürlich oder parallel sein.
Die Faserbahn 11 hat vorzugsweise ein Basisgewicht von 15
bis 100 g/m². Wenn das Basisgewicht weniger als 50 g/m²
betragen würde, würden in der Faserbahn 11
Ungleichförmigkeiten auftreten und man würde kein Produkt erhalten,
das im wesentlichen homogen ist und eine gute Struktur
hat. Bei einem Basisgewicht von mehr als 100 g/m² könnten
die wasserundurchlässigen Trägerelemente nicht in
zufriedenstellender Weise wirken können.
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Der Druck des Hochgeschwindigkeitswasserstrahls und
genauer gesagt der Gegendruck der Düse sollte im Bereich
von 7 bis 35 kg/cm² und vorzugsweise in einem Bereich von
15 bis 30 kg/cm² liegen. Ein 35 kg/cm² überschreitender
Druck würde die Bewegung der einzelnen Fasern in der
Faserbahn 11 steigern, wodurch die Bahnstruktur
beeinträchtigt würde und sich eine ungleichförmige
Faserverschlingung ergäbe. Ein Druck von weniger als 7 kg/cm²
würde es unmöglich machen, ein Endprodukt mit
hervorragenden
Eigenschaften zu erhalten, auch wenn die unteren
Enden der jeweiligen Düseneinrichtungen 24, 25, 26, 27,
28 nahe an die Faserbahn 11 herangebracht werden oder die
Behandlung über eine längere Zeit ausgeführt würde.
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Das gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Produkt
hat im wesentlichen keine Öffnungen. Es kann eine
Prägewalze als ganz stromab befindliches Trägerelement 23
verwendet werden, um ein Produkt zu erhalten, das ein
entsprechendes Prägemuster in seiner Oberfläche hat.
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Die hier beschriebene Faserverschlingungsbehandlung unter
Verwendung einer Kombination des wasserdurchlässigen
Trägerelements 13 oder 59 und des wasserundurchlässigen
Trägerelements 14 wird in der Vorbehandlungsstation 12
durchgeführt. Diese Behandlung in dieser Kombination kann
auch in der eigentlichen Behandlungsstation 19
durchgeführt werden und ist erforderlichenfalls nicht auf die
Behandlungsstation 11 beschränkt.
Verarbeitungseffekt:
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Wie erwähnt wird die Faserbahn von einer Kombination aus
wenigstens dem eine gute Abführung bietenden
wasserdurchlässigen Trägerelement und aus dem wasserundurchlässigen
Trägerelement abgestützt und auf den Oberseiten dieser
Trägerelemente entsprechend der vorliegenden Erfindung
behandelt. Dieses Merkmal ermöglicht die Behandlung einer
Faserbahn mit geringem Basisgewicht ohne Strukturfehler,
die sonst eine Texturierungsstörung aufgrund von
abgeführtem Wasser der Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen
erleiden würde, insbesondere in der Vorbehandlungsstation
während des Transports. Darüberhinaus ermöglicht die
vorliegende Erfindung eine wirksame Erzielung der
Faserverschlingungsbehandlung
auch unter
Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen mit relativ niedrigem Druck. Dadurch ist
es möglich, Produkte mit guter Struktur und gewünschter
Festigkeit bei geringen Kosten in Massenfertigung her
zustellen. Die vorliegende Erfindung überwindet somit nicht
nur alle Nachteile des bekannten Verfahrens, bei welchem
das wasserdurchlässige Trägerelement und das
wasserundurchlässige Trägerelement getrennt eingesetzt werden, um
die Faserbahn abzustützen, sondern behält auch alle
Vorteile des bekannten Verfahrens bei und stellt neue
Vorteile bereit, die mit dem bekannten Verfahren niemals
erreicht werden können. Die vorliegende Erfindung trägt
somit in breitem Rahmen zur Verbesserung des
Herstellungsverfahrens von Vliesstoff bei.
Beispiel 1:
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Diese Beispiel veranschaulicht die Tatsache, daß eine
Kombination aus dem porösen Trägerelement (poröses Sieb)
und dem nicht porösen Trägerelement (prismatisches
Element) in der Vorbehandlungsstation wesentlich ist, um
Vliesstoffe mit geringem Basisgewicht, guter Struktur und
gewünschter Festigkeit zu erhalten.
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Eine Mischung von 1,4 d·44 mm Polyesterfasern und 1,5 d·44 mm
Rayonfasern in einem Verhältnis von 50/50 wurde
von einer Zufalls-Kardierwalze behandelt, um Bahnen von
40 g/m² bzw. 20 g/m² zu erhalten. Diese Bahnen wurden nur
in der Vorbehandlungsstation, wie sie in Fig. 1 gezeigt
ist, behandelt und dann zur Erzielung von Proben trocknen
gelassen.
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Als poröses Trägerelement wurde in der
Vorbehandlungsstation ein breites 50-Mesh-Sieb aus Messing verwendet.
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Als nicht poröses Trägerelement wurde ein prismatisches
Element eingesetzt, das eine Ebene abstützende Oberfläche
von 1 mm Breite hat und das mit einem Saugkasten versehen
ist, der in Fig. 3A gezeigt ist. Die Düseneinrichtungen
haben Öffnungen, die in einem Abstand von 1 mm angeordnet
sind und von denen jede einen Durchmesser von 100 um hat.
Der Gegendruck betrug 30 kg/cm² (29,4 bar).
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Als Kontrollen wurden die gleichen Materialien behandelt,
jedoch nur auf einem Maschensieb ohne Saugkasten bzw. nur
auf dem breiten nicht porösen Band als Ersatz für das
Sieb und anschließend trocknen gelassen, um die
Kontrollproben zu erhalten. Die übrigen Bedingungen waren die
gleichen wie sie durch dieses Beispiel vorgegeben sind.
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Es ergaben sich Eigenschaften der Proben, wie sie in
Tabelle 1 angegeben sind
TTabelle 1
Probe Nr. Trägerelement Absaugung Basisgewicht Festigkeit Struktur Bemerkung Maschensieb vorhanden gut Prismatisches Element fehlt einigermaßen gut Siebumschlingung vieler Fasern ziemlich schlecht Nicht pröser Riemen Notabene: Die Struktur wurde optisch bewertet.
Beispiel 2
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Dieses Beispiel zeigt, wie wichtig es ist, daß das poröse
Trägerelement (poröses Sieb) mit dem nicht porösen
Trägerelement (prismatisches Element) kombiniert wird, um
einen Vliesstoff mit einem geringen Basisgewicht, guter
Struktur und gewünschter Festigkeit zu erhalten.
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Als Faserbahn wurde eine Parallelbahn verwendet, die ein
geringes Basisgewicht von 20 g/m² hat und aus 1,5 d·51
mm Rayonfasern besteht. Nach der Behandlung in der
Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wurde die
Faserbahn zur Bereitstellung von Proben trocknen gelassen.
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In der Vorbehandlungsstation wurden ein ebenes 30-Mesh-
Sieb aus Messing als poröses Trägerelement und ein
prismatisches Element mit einer ebenen abstützenden
Oberfläche, wie in Fig. 3D gezeigt, als nicht poröses
Trägerelement verwendet.
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In Verbindung mit fünffach gestuften Trägerelementen
wurden Düseneinrichtungen mit einem Öffnungsdurchmesser
von 130 um und einem Abstand von 1 mm verwendet. Der
Gegendruck der Düseneinrichtungen betrug 30 kg/cm² (29,4 bar).
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Es ergeben sich das in Tabelle 2 gezeigte Ausmaß der
Bahnabstützung, das die Trägerelemente in der
Vorbehandlungsstation geben, und die Eigenschaften der Proben.
Tabelle 2
Probe Nr. Trägerelement Siebmaschen Abstützungsausmaß des prismatischen Elements Basisgewicht Festigkeit Struktur Mascheneindruck und Öffnungen gut es wurde kein Vliesstoff erhalten aufgrund der abführungsgestörten Struktur
Beispiel 3
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Dieses Beispiel veranschaulicht, wie wichtig es ist, das
nicht poröse Trägerelement zu verwenden, das eine
bahnabstützende Oberfläche von kreisförmig konvexer Form hat,
um einen Vliesstoff mit geringem Basisgewicht, guter
Struktur und gewünschter Festigkeit zu erhalten.
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Es wird eine Bahn von 1,5 d·44 mm aus Acrylfasern durch
Zufalls-Kardierung mittels Lufteindüsung erhalten, die
ein Basisgewicht von 25 g/m² hat. Nach Behandlung durch
die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wird die Bahn zur
Bereitstellung von Proben trocknen gelassen.
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In der Vorbehandlungsstation wurden ein 70-Mesh-Flachsieb
aus Polyesterfilament als porös es Trägerelement und eine
drehbare Walze, wie sie in Fig. 3C gezeigt ist, als nicht
poröses Trägerelement verwendet. Als Düseneinrichtungen
wurden solche mit Öffnungen mit einem Durchmesser von 85 um
und einer Abstandsanordnung von 0,5 mm in der
Vorbehandlungsstation und solche mit einem Durchmesser von
110 um und einer Abstandsanordnung von 1 mm in der
eigentlichen Behandlungsstation eingesetzt. Alle
Düseneinrichtungen hatten einen Gegendruck von 30 kg/cm² (29,4 bar).
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Die vorliegenden Durchmesser der Trägerelemente der
Vorbehandlungsstation und die Eigenschaften der Proben
sind in Tabelle 3 gezeigt.
TTabelle 3
Probe Nr. Trägerelement Durchmesser Basisgewicht Festigkeit Struktur gut Abführung verursachte einen bestimmten Störungsgrad. Abführung verursachte eine beträchtliche Störung und verhinderte die Bildung von Vliesstoff.
Beispiel 4
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Dieses Beispiel zeigt, wie bedeutungsvoll es ist, das
poröse Trägerelement mit einer Vielzahl von nicht porösen
Riemen in der Vorbehandlungsstation zu verwenden, um
Vliesstoff mit niedrigem Basisgewicht, guter Struktur und
gewünschter Festigkeit zu erhalten.
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Es wurde eine Mischung von 1,4 d·44 mm Polyesterfasern
und 1,5 d·44 mm Rayonfasern in einem Verhältnis von
50/50 durch die Zufalls-Kardierwalze in der Form einer
Bahn mit einem Basisgewicht von 25 g/m² gebracht.
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Nach einer Nachbehandlung in der in Fig. 1 gezeigten
Vorrichtung wurde die Bahn zur Bereitstellung von Proben
trocknen gelassen.
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Als endlose Riemen wurden in der Vorbehandlungsstation
ein Endlosriemen aus rostfreiem Stahldraht verwendet, der
mit Silber gelötet war.
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Von den Düseneinrichtungen hatte jede Öffnungen mit einem
Durchmesser von 100 um bei einer Abstandsanordnung von 1
mm. Die Düseneinrichtungen hatten einen Gegendruck von 30 kg/cm²
(29,4 bar).
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Die Niveaudifferenz zwischen der Oberseite des porösen
Trägerelements in Form einer Vielzahl von nicht porösen
Riemen und der Oberseite des nicht porösen
Trägerelements, die Abstände, in denen die nicht porösen Riemen
angeordnet wurden, und die Eigenschaften der Proben waren
wie in Tabelle 4 gezeigt.
TTabelle 4
Probe Nr. Niveaudifferenz Breite Abstand Basisgewicht Festigkeit Struktur gut einigermaßen gut schlecht ziemlich schlecht