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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Herstellen von sog. Non-woven-Faserstrukturen und, insbesondere,
die wirksame Herstellung von einheitlichen Bahnen aus kurzen Fasermaterialien,
z. B. einem Vorrat aus einlagiger Zellstoffpappe.
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Nicht gewebte Stoffe sind Strukturen,
die aus einer Ansammlung von Fasern bestehen, typischerweise in
Form einer Rahn. Derartige Stoffe werden in großem Umfang für wegwerfbare
Gegenstände
verwendet, z. B. Handtücher,
Tischtücher,
Vorhänge, Krankenhaushauben,
Stoffe usw., weil sie weit weniger kostspielig herzustellen sind
als übliche
Textilstoffe, die mittels Web- und Wirkverfahren hergestellt werden.
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Es sind zahlreiche unterschiedliche
Verfahren zum Herstellen von Non-woven-Strukturen bekannt. Indessen
sehen diese Verfahren, wenn sie zum Erzeigen von gleichförmigen Pulpefaserstrukturen
aus einlagiger Zellstoffpappe angewandt werden, im allgemeinen das
Einführen
der vereinzelten, Pulpefasern in einen Luftstrom vor, so daß die Fasern mit
hoher Geschwindigkeit und erheblicher Verringerung ihrer Dichte
einem sich bewegenden Verdichtungssieb zugeführt werden, auf dem die Fasern
in Form einer fortlaufenden Bahn angesammelt werden. Die vereinzelten
Pulpefasern können
durch Verwendung verschiedener Hammermühlen erzeugt werden. Alternativ
können
die Fasern durch Verwendung eines Vorreißers oder einer Kratzerwalze
bzw. einer mit Draht bewickelten Rolle erzeugt werden, um die Zellstoffpappe
zu zermahlen oder zu zerreißen. Ein
Luftstrom wird tangential über
den faserbeladenen Vorreißer
hinweggeführt
oder um die Mühle
herum, um die Faser abzunehmen oder zu entfernen und sie in dem
Luftstrom mitzureißen.
Typischerweise ist der Luftstrom mit den Fasern innerhalb einer Leitung
von der Zerreißstelle
bis zur Ablagestelle auf dem Verdichtungssieb geführt. Um
die Geschwindigkeiten der Luftströme in der Leitung hoch genug
zu halten, um eine einheitliche Strämung und Ablage der Fasern
auf dem Verdichtungssieb zu erreichen und zu gewährleisten, daß die Fasern
nicht an den Leitungswänden
haften bleiben, ist es notwendig, ein Gebläse oder eine andere Saugvorrichtung
unterhalb des Verdichtungssiebes anzuordnen, um einen Druck von
mindestens 50,8 cm Wassersäule
und oft bis zu 254 cm Wassersäule
hervorzurufen.
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Die
US-PS
3 512 218 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von
Non-woven-Bahnen mit zwei Vorreißern. Die Fasern werden von
den Vorreißern
mittels eines einzigen Luftstromes abgenommen, der durch einen Saugkasten
unter dem Verdichtungssieb gebildet wird. Die
US-PS 3 535 187 beschreibt eine ähnliche
Anordnung, bei der zwei Luftströme
benutzt werden, um die Fasern von dem Vorreißer abzunehmen. Gemäß der
US-PS 3 772 739 werden sowohl
Pulpefasern als auch längere
Textilfasern vereinzelt und in einer Vorrichtung gemischt, bei der
Hochgeschwindigkeitsvorreißer
benutzt werden, die mit verschiedenen Drehzahlen laufen. Wie bei den
anderen Vorveröffentlichugen
werden die vereinzelten Fasern von ihren entsprechenden Vorreißern durch
getrennte Luftströme
abgenommen, die durch ein Sauggebläse erzeugt werden, das in dem
Verdichtungsabschnitt der Vorrichtung angeordnet ist. Eine Ablenkplatte
ist in den
US-PSen 3 768 118 und 3
740 797 beschrieben, die zwischen zwei Vorreißern Zur Steuerung des Mischungsgrades
von Fasern eingesetzt ist, die durch Luftströme abgenommen werden, welche über getrennte
Vorreißer
geführt
werden.
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Die
DE 25 30 693 B2 offenbart eine Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Bei der bekannten Vorrichtung werden die abgekämmten Fasern
der Vorreißwalzen
primär
infolge der Fliehkraft der hohen Drehzahl unter Mitwirkung von Luftströmen abgeworfen.
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Aus der
DE 33 25 669 C2 ergibt sich
eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer Faservliesbahn,
bei der zwischen dem Vorreißer
und der Faserablage kein Faserstrom vorgesehen ist, sondern die
vom Vorreißer
erzeugten einzelnen Fasern durch einen von unten nach oben, das
heißt
gegen die Transportrichtung der Fasern, gerichteten Luftstrom verwirbelt
werden. Die Fasern werden an einem oberen und einem unteren Siebboden
gesammelt. Damit die sich an der Unterseite des oberen Siebbodens
bildende Faserbahn auch kopfüber
am Siebboden hängenbleibt,
ist eine entsprechend starke Absaugung vorzusehen, womit der Nachteil
einer erheblichen Verdichtung der Faserbahn verbunden ist.
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Bei diesen Vorveröffentlichungen und allgemein
in der vorbekannten Technik treiben die Hochgeschwindigkeitsluftströme die Fasern
gegen das sich bewegende Verdichtungssieb mit einer solchen Geschwindigkeit,
daß die
resultierende Bahn zusammengedruckt wird. Zusätzlich werden die Teilchen, nachdem
sie den Vorreißer
verlassen haben, zu dem Verdichtungssieb durch eine Leitungskonstruktian geführt, die
ihre Bewegungsbahn verengt und aufgrund des Luftdrucks ihre Bewegung
beschleunigt. Um zu gewährleisten,
daß der
Luftdruck nicht reduziert wird, sind Dichtungsmittel vorgesehen,
wo die Leitungskonstruktion mit dem sich bewegenden Verdichtungssieb
in Berührung
kommt. Dies kann in Form von schwimmenden oder sich
drehenden Dichtungen
der Fall sein, die außerdem
die Faserbahn zusammenpressen, wenn sie von dem Verdichter auf das
sich bewegende Sieb mitgeführt
wird.
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Aufgrund des erheblichen Drucks,
der erzeugt werden muß,
um die Hochgeschwindigkeitsluftströme hervorzurufen, erfordern
die bekannten Verfahren zum Herstellen von Pulpebahnen einen erheblichen
Energieaufwand. Außerdem
wird die fertige Bahn sowohl durch den Luftstrom als auch durch die
Abdichtungen komprimiert, die verwendet werden, um den Druck für den Luftstrom
aufrechtzuerhalten. Es wäre
daher ganz eindeutig für
die Herstellung von flauschigen Faserstrukturen vorteilhaft, wenn
sie mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand und mit geringerer
Rompression, d. h. wesentlich größerer Flauschigkeit,
hergestellt werden könnten.
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Die vorliegende Erfindung ist auf
eine Vorrichtung gerichtet zum (1) Herstellen von äußerst flauschigen,
aus kurzen Fasern bestehenden Strukturen ohne die Verwendung von
Hochgeschwindigkeitsluftströmen
und Leitungskonstruktionen, derart, daß viel weniger Energie benötigt wird
und (2) zum Mischen anderer Fasern oder teilchenförmigen Materials
in die Faserstruktur.
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Bei einem dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird ein Rahmen verwendet, der ein endloses Fördersieb
in seinem unteren Abschnitt aufweist. Dieses Sieb tritt in die Rahmenstruktur
an einem Ende ein und verläßt es an
dem anderen Ende. An den Stellen, wo das Fördersieb in den Rahmen eintritt
und diesen verläßt, ist
der Rahmen zur Atmosphäre
hin offen.
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An einem oberen Teil des Rahmens
sind mindestens zwei Zuführvorrichtungen
zum Zuführen von
Fasermaterial in Berührung
mit mindestens zwei sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Vorreißern vorgesehen,
die in Bewegungsrichtung des Fördersiebes
im Abstand voneinander angeordnet sind und deren Achsen im allgemeinen
senkrecht zur Bewegungsbahn des Födersie bes verlaufen. Jede Zuführvorrichtung
besteht im wesentlichen aus einer Zuführrolle, die das Fasermaterial
gegen den Vorreißer
drückt,
und einem Nasen-Querstück,
das das Material an Ort und Stelle hält, wenn sein Ende durch die
aus Draht bestehenden Vorsprünge
des Vorreißers
zerrissen wird.
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Es wurde festgestellt, daß beim Fehlen
eines Hochgeschwindigkeitsluftstroms die durch den Vorreißer erzeugten
vereinzelten kurzen Fasern dazu neigen, der Umfangsrichtung des
Vorreißers
zu folgen. Wenn indessen eine Ablenkplatte paral-lel zur Vorreißerachse, jedoch in geringem
Abstand von ihrer Umfangsfläche,
angeordnet wird, werden die Fasern von dem Vorreißer in einen
Strom in Richtung des Fördersiebes
gelenkt, das in dem unteren Teil des Rahmens angeordnet ist.
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Auf dem Fördersieb werden die einzelnen Teilchen
in einer Non-woven-Faserstruktur angehäuft. Wenn das Sieb bewegt wird,
wird eine kontinuierliche Faserstruktur gebildet, die sich aus dem
offenen Ende des Rahmens heraus bis zu anderen Bearbeitungseinrichtungen
erstreckt.
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Der Vorreißer, der zum Eingangsende der Vorrichtung
hin angeordnet ist, legt die Bodenschicht der Faserbahn ab, und
der Vorreißer
am Ausgangsende legt die obere Schicht ab. An der Berührungsfläche zwischen
den beiden Schichten sind die Fasern so miteinander vermischt, daß eine einheitliche Bahn
gebildet wird.
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Es ist auch möglich, die Vorreißer in entgegengesetzten
Richtungen zu drehen und die Ablenkplatten so zu positionieren,
daß die
Faserströme
von den beiden Vorreißern
sich am Förderer
schneiden, so daß die
Bahn als eine Zusammensetzung der von den beiden Vorreißern zugeführten Fasern
gebildet wird.
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Falls gewünscht, kann ein verhältnismäßig niedriger
Luftdruck in einer Saugkammer unter dem Sieb erzeugt werden. Dadurch
wird die Entwicklung von Staubteilchen auf einem Minimum ge halten
und die seitliche Anordnung der Fasern beim Formen der Bahn verbessert.
Indessen ist dieser niedrige Druck unzureichend, um die einzelnen
Fasern von dem Vorreißer
abzunehmen. Insbesondere können
die Saugdrücke
geringer als 12.7 cm Wassersäule
sein und vorzugsweise im Bereich von 1,27 bis 2,54 cm Wassersäule im Gegensatz
zu 50,8 bis 254 cm Wassersäu1e
liegen, wie sie bei bekannten Verfahren angewandt werden.
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Durch dieses Verfahren gebildete
Bahnen sind typischerweise flauschiger als Bahnen, die unter Verwendung üblicher
Verfahren gebildet sind, und zwar wegen der geringeren Kompressionswirkung, die
sich daraus ergibt, daß der
Hochgeschwindigkeitsablagerungsstrom eliminiert ist sowie durch
die Vermeidung von Dichtungen, die am Ausgang des Fördersiebes
an dem Rahmen angeordnet sind.
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Andere Materialien können mit
dem von dem Vorreißer
abgelenkten Faserstrom vermischt werden. Dies wird durch die Anordnung
eines Zuführtroges
parallel zu dem Nasen-Querstuck erreicht. Die Drehung des Varreißers ruft
einen Luftstrom hoher Geschwindigkeit in der Nähe der sich drehenden Oberfläche hervor,
der teilchenförmige
oder faserige Materialien in einen Trog zu dem Vorreißer zieht,
wo er mit dem Faserstrom vermischt wird. Dies führt zur Erzeugung eines einzigartigen
gemischten Non-woven-Fasererzeugnisses.
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Wenn zwei Materialien unterschiedlicher Dichte
durch Verwendung eines Zuführtroges
kombiniert werden, ist es auch möglich,
die relative Lage der beiden Bestandteile in der resultierenden
Faserstruktur durch Änderung
der Form der Entladekante der Ablenkplatte zu steuern. Eine scharfkantige,
gerade Platte ergibt eine einheitlich gemischte Bahn. Eine Entladekante
jedoch, die gegenüber
der normalen Strömungsrichtung
abgewinkelt oder weggekrümmt
ist, ruft eine Haftwirkung hervor, die dazu führt, daß an Gewicht leichte Partikel
der Kontur der Wand folgen, während
schwere Partikel unter der Schwerkraftwirkung, einer geraden Linie
folgen. Das Ergebnis ist ein überwiegen
schwerer Partikel in den unteren Schichten der Faserstruktur und
leichter Teilchen in den oberen Schichten.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
der schematischen. Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Vorrichtung zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung, jedoch mit entferntem Rahmen;
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2 eine
schematische, teilweise weggebrochene Seitenansicht der Vorrichtung
zur Durchführung
der vorliegenden Erfindung, einschließlich des Rahmens derselben;
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3 eine
schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung der
vorliegenden Erfindung, bei der zwei Faserströme auf dem Fördersieb gemischt
werden;
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4 bis 6 Querschnitte von verschiedenen Erzeugnissen,
die mit den Ausführungsformen
in 2 und 3 hergestellt sind;
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7 eine
seitliche Schnittansicht der Vorrichtung in 2, ausgerüstet mit einem Zuführtrog;
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8 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung in 1, welche zwei Zuführtröge und die Wirkung der Abwinklung
der Ablenkplatte zeigt; und
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9A und 9B Querschnitte der mit der
Vorrichtung gemäß 8 hergestellten Erzeugnisse.
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In 1 ist
der untere Teil einer Rahmenkonstruktion zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung gezeigt, Diese Konstruktion umfaßt eine
untere Vakuumkammer 10, die Vakuumkräfte auf ein Fördermaschensieb 12 ausübt, Dieses
Sieb wird mittels eines nicht gezeigten Motors in 1 von rechts nach links bewegt, wie durch
den Pfeil A gezeigt ist, Da das Sieb 12 endlos ist, wird
es um eine Rolle 13, unter der Vakuumkammer 10, über eine
Rolle 15 und zurück
in den Vorrichtungsrahmen über
die obere Seite der Vakuumkammer 10 geführt. Die Löcher in dem Fördersieb 12 ermöglichen
die Ausübung
einer Saugkraft, die geringer als 12,7 cm Wassersäule ist
und vorzugsweise im Bereich von 1,27 bis 2,54 cm Wassersäule liegt
und durch das Sieb hindurch dort wirksam ist, wo sich das Sieb über Öffnungen
in der Vakuumkammer 10 befindet. Dieses geringe Vakuum
wird in der Kammer 10 durch eine Saugleitung 19 hervorgerufen,
die sich, wie ersichtlich, von einer Seite des Gehäuses erstreckt.
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Eines der wünschenswerten Merkmale dieser
Vorrichtung besteht darin, daß die
zu bildende Non-woven-Struktur 22 auf einem porösen Substrat 26 hergestellt
werden kann. Dieses Substrat 26 kann Seidenpapier oder
ein ähnliches
poröses,
dünnes Bahnmaterial
sein, Es kann von einer Rolle 27 zugeführt und in den Rahmen durch
das Sieb 12 hineingetragen werden. Ein derartiges Substrat
wird im allgemeinen eine gleichförmige
Breite aufweisen, die dieselbe oder größer als diejenige der gebildeten
Bahn 22 ist. In 1 ist
jedoch das Substrat 26 teilweise weggebrochen dargestellt,
um das Sieb 12 freizulegen.
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Das Fördersieb mit dem Substrat 26 auf
der Oberseite durchschneidet die Ströme 20A, 20B und 20C der
vereinzelten Fasern von den Vorreißern 36A, 36B, 36C.
Das Sieb und das Substrat sind im Sinne einer Ansammlung der Faserströme wirksam, um
die zusammengesetzte Fasermaterialbahn 22 zu bilden. Infolgedessen
hat die Bahn 22, wie in 4 gezeigt
ist, eine untere Schicht A, z. B. aus textilen oder langen Fasern,
wie z. B. solche mit guten Saugeigenschaften, die von dem Vorreißer 36A aufgenommen
werden. Die mittlere Schicht B besteht z. B. aus Pulpefasern vom
Vorreißer 36B,
die gute Absorptionseigenschaften haben, Die Oberschicht C kann
aus langen Fasern hergestellt werden, die von Natur aus hydrophob
sind und vom Vorreißer 36C aufgenommen
werden. An ihrer Berührungsflä che sind
die Fasern vermischt, so daß sie
eine einheitliche vielschichtige Faserbahn bilden.
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Das Rohmaterial für die Erzeugung der Fasern
wird typischerweise aus verschiedenen Fasermaterialien 30 gewonnen,
wie einlagiger Zellstoffpappe 30B und kandierten Textilfaserschichten 30A und 30C.
Derartige Zellstoffpappen sind in unterschiedlichen Dicken und Längen erhältlich.
Es können
aus ihnen unmittelbar kurze Fasern hergestellt werden. Die Bezeichnung "kurze Fasern" bezieht sich typischerweise
aus Papierherstellungsfasern, wie z. B. Holzpulpefasern oder Baumwolllinters,
mit einer Länge
von weniger als etwa 6,35 cm. Diese Fasern sind im allgemeinen billig
und haben absorbierende Eigenschaften, so daß sie in großem Umfang
zur Herstel-lung
von Non-woven-Erzeugnissen verwendet werden. Außer aus Zellstoffpappe können kurze
Fasern aus zahlreichen Holz-, Asbest- oder Glasfaserarten und dergl.
gewonnen werden.
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Aus den textilen kardierten Schichten
können
sofort lange Fasern hergestellt werden, die im allgemeinen eine
Länge zwischen
1,27 und 6,35 cm aufweisen. Diese Fasern sind typischerweise synthetische
Fasern, wie z. B. Zelluloseazetatfasern, Vinylchlorid-Vinylazetatfasern,
Viskosestapelrayonfasern und natürliche
Fasern, wie z. B. Baumwolle, Wolle oder Seide.
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Die Fasermaterialien werden aus die
Vorreißer
mittels getrennter Zuführrollen 32A, 32B, 32C und
Nasen-Querstücke 34A, 34B, 34C gelenkt.
Insbesondere werden die Zuführrollen 32 durch
nicht gezeigte Motoren gedreht, um das Fasermaterial 30 gegen
die aus Draht bestehenden Vorsprünge
der einzelenen Vorreißer 36 zu
treiben. Die Materialien 30 werden von den Zuführrollen
und den Nasen-Querstücken 34 in üblicher
Weise erfaßt,
so daß die
Vorsprünge
der Vorreißer
die zugeführten
Fasern aufschließen
oder trennen können.
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Die Drehzahlen der Zuführrollen 32 steuern die
Geschwindigkeit, mit der die Fasermaterialien gegen die Vorreißer ge führt werden
und beeinflussen daher die Dicke der Faserhahn, die bei einer beliebigen
bestimmten Geschwindigkeit des Fördersiebes 12 gebildet
wird. Der Abstand der entsprechenden Nasen-Querstücke von
den Zuführrollen
und den Vorreißern
wird für
das bestimmte verwendete Fasermaterial 30 derart optimiert,
daß gewährleistet
werden kann, daß eine
vollständige
Abtrennung der Fasern erreicht wird, Außerdem werden die Drehzahlen der
Vorreißer
so eingestellt, daß der
Zerfaserungsprozeß optimiert
wird. Wenn z. R, die Vorreißer 36A, 36C einen
Durchmesser von etwa 22,86 cm aufweisen, können sie mit einer Drehzahl
von etwa 2.000 U/min., gedreht werden, was für lange Textilfasern optimal
ist. Dagegen kann ein Vorreißer 36B mit
einem Durchmesser von 22,86 cm mit 4.000 bis 6.000 U/min. gedreht
werden, was ein Optimum für
kurze Pulpefasern darstellt.
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Wenn die Fasern von den Materialien 30 abgetrennt
werden, werden sie unerwarteterweise in Luftströmen mitgeführt, die durch die hohe Drehgeschwindigkeit
der Vorreißer 36 hervorgerufen
werden. Infolgedessen neigen die Fasern dazu, dem Umriß des Umfangs
jedes Vorreißern
zu folgen. Um diese Fasern von den Vorreißern abzunehmen, sind Ablenkplatten 40A, 40B, 40C an
besonderen Stellen längs
der Umfangadrehrichtung der Vorreißer 36 angeordnet.
Diese Ablenkplatten dienen dazu, die Ströme einzelner Fasern von den
Vorreißern
zu trennen und sie auf das Substrat 26 und das Fördersieb 12 zu richten.
Die Ablenkplatten stehen nicht mit den Vorreißern in Berührung. Indessen wird angenommen, daß sie wirksam
sind, um die Fasern von, den Vorreißern durch Ablenkung der durch
die Vorreißerdrehung
hervorgerufenen Luftströme
in Richtung des Fördersiebes
abzutrennen, so daß die
Fasern, die in dienen Luftströmen
mitgerissen werden, den Luftströmen
in Richtung des Fördersiebes
folgen.
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In 2 ist
ein Rahmen 50 für
die Vorrichtung dargestellt. Der Rahmen hat keine Oberseite, ist aber
mit Seitenwänden 52 versehen,
die gebrochen gezeichnet sind, so daß das Innere der Konstruktion sichtbar
ist. Diese Seitenwände 52 dienen
zum Ab stützen
der Zuführrollen 32,
der Nasen-Querstücke 34 und
Vorreißer 36.
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Die Stirnwände 54 und 55 am
Ausgang und Eingang der Vorrichtung enden in einem gewissen Abstand
oberhalb des Fördersiebes 12.
Infolgedessen ist das Innere des Rahmens zur Atmosphäre hin offen
und kann nicht einem hohen Vakuum ausgesetzt werden. Ferner enthalten
die Stirnwände 54, 55 keine
Dichtungsrollen oder schwimmenden Dichtungen, um ein Vakuum aufrechtzuerhalten.
Das Fehlen einer solchen Dichtung an der Stirnwand 54 gewährleistet,
daß die
natürliche
Flauschigkeit der durch die vorliegende Erfindung erzeugten Bahn
nicht durch Komprimieren nachteilig beeinflußt wird.
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wie 2 zeigt,
ist ein Motor 56 mit einem Riemen 57 verbunden
und dreht den Vorreißer
mit der Geschwindigkeit, die eine optimale Vereinzelung der Fasern
gewährleistet. Ähnliche
nicht gezeigte Anordnungen treiben die anderen Vorreißer an.
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Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ermöglicht
die Bildung von gleichförmigen Faserbahnen
geringer Dichte mit Geschwindigkeiten von mehr als 91,4 m/min. Bei
einer Geschwindigkeit von 91,4 m/min. können Bahngewichte von bis zu 67,81
g/m2 erreicht werden. Bei geringeren Geschwindigkeiten
kann die Vorrichtung Bahnen von über
678,11 g/m2 erzeugen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich eine Abdeckung 59 von der Ablenkplatte 40 zu
der Zuführrolle 32 auf
der von dem Faserstrom 20 abgekehrten Seite jedes Vorreißers. Dies
trägt zusätzlich dazu
bei zu verhindern, daß der
Luftstrom vollständig
die Vorreißer
umströmt
und einzelne Fasern über
die Ablenkplatte 40 hinaus mit sich trägt.
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Während
typischerweise ein einziges Fasermaterial 30 jedem Vorreißer zugeführt werden
würde, ist
es auch möglich,
gleichzeitig getrennte Materialien, z. B. einlagige Zell-stoffpappen 31 (Faserstruktur
B), 33 (Faserstruktur B1 und 35 (Faserstruktur
B11) demselben Vorreißer wie in 1 ge zeigt, zuzuführen. Ferner ist es möglich, einheitliche
Pappen mit drei unterschiedlichen Segmenten zu bilden. Diese Segmente
B, B1, B11 können sich
in ihrer Zusammensetzung unterscheiden oder eine unterschiedliche Farbe
aufweisen. Wenn eine derartige Anordnung benutzt wird, ist die Querschnittsform
der erzeugten Bahn in 5 gezeigt.
Insbesondere sind drei das Fasermaterial bildende getrennte seitliche
Zonen mindestens in der mittleren Schicht vorgesehen, falls getrennte
einlagige Zellstoffpappen dem Vorreißer 36B zugeführt werden.
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Eine Vermischung unterschiedlicher
Fasern kann erreicht werden, wenn die Faserbahn dadurch gebildet
wird, daß zwei
oder mehr der Faserströme 20 an
derselben Stelle auf das Sieb 12 gerichtet werden. In 3 ist diese Mischung dargestellt
durch den Schnittpunkt der Faserströme 20B und 20C auf dem
Sieb. Der Strom 20C kann durch Umkehrung der Drehrichtung
des Vorreißers 36C und
Umkehrung der Lage der von der Zuführrolle 32C und dem Nasen-Querstück 34C gebildeten
Zuführvorrichtung ebenso
wie der Ablenkplatte 40C geformt werden. Da die Fasern
dazu neigen, an dem Vorreißer
haften zu bleiben, ist es auch möglich,
den Vorreißer 36C in seiner üblichen
Richtung zu drehen, jedoch die Ablenkplatte 40C bis zu
einem Punkt zu bewegen, an dem der Faserstrom 20G noch
von dem Vorreißer 36G auf
dieselbe Stelle des Siebes 12 auftrifft, wie der Faserstrom 20B.
Das durch diese Anordnung in 3 hervorgerufene
Erzeugnis ist in 6 gezeigt, in
der die untere Schicht aus Fasern A vom Vorreißer 36A besteht und
die obere Schicht eine Mischung der Fasern B und C von den Vorreißern 36B und 36C ist.
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Gemäß 3 kann wahlweise eine Düse 60 oberhalb
des Siebes 12 vorgesehen sein, Diese Düse 60 kann verwendet
werden, um nützliche
Granulate, Pulver oder Flüssigkeiten,
z. B. stark absorbierendes Material, auf die Faserbahn derart aufzusprühen, daß diese
Materialien in die Faserbahn eingebettet werden. Diese Düse kann
ein- und abgeschaltet werden, um diskrete Taschen dieses Materials
entlang der Faserbahn hervor zurufen. Die Faserbahn kann später zwischen
diesen Taschen getrennt werden, um die Erzeugnisse zu bilden. Wenn
mittels der Diise eine hoch absorbierende monomere Flüssigkeit
auf die Faserbahn aufgebracht wird, kann es notwendig sein, anschließend die
Flüssigkeit
durch Bestrahlung oder andere Mittel zu polymerisieren und querzuvernetzen.
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Um verschiedenartige Erzeugnisse
herzustellen, kann die Breite und die Dicke der zu den Vorreißern zugeführten Fasermaterialien
verändert
werden.
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Nach der vorliegenden Erfindung hergestellte
Erzeugnisse sind flauschiger als übliche Erzeugnisse. Es wird
angenommen, daß dies
daher rührt, daß ein größerer Anteil
der einzelnen Fasern bei der vorliegenden Erfindung abgelegt wird,
derart, daß ihre
Achsen im allgemeinen senkrecht zum Fördersieb ver-laufen, als bei bekannten
Systemen der Hochvakuum-Bauart, Dies führt zu einer größeren Elastizität der Faserbahn
senkrecht zu dem Sieb (d. h. in der Z-Richtung in 4 und zu einem Erzeugnis, das eine bessere
Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit aufweist.
Wenn eine starke Saugkraft unter dem Sieb angewandt wird, neigen
die Fasern dazu, sich flach zu legen, wodurch die Elastizität senkrecht
zu dem Sieb und die natürlichen
Kanäle
zum Leiten der Flüssigkeit
quer durch die Faserbahn beseitigt werden.
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Bei üblichen, zwei Rotaren aufweisenden Maschinen,
wie z. B. derjenigen, die in
US-PS
3 740 790 beschrieben ist, entsteht, wenn ein Vorreißer mit einer
Länge von
101,6 cm verwendet wird, ein Verlust von zwischen 3,63 und 5,44
kg Fasern pro Stunde aufgrund der hohen Saugwirkung. Demgegenüber entsteht
bei der vorliegenden Erfindung nur ein Verlust von 0,136 kg pro
Stunde. Infolgedessen geht weniger Material verloren, und es ist
in geringerem Umfang erforderlich, den der Maschine benachbarten Bereich
zu reinigen.
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Bei einer von Leitungen freien Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist der Materialstrom ein größeres Faser zu-Luft-Verhältnis auf
als bei einer Maschine ähnlich
derjenigen gemäß der vorstehend
genannten US-PS. Die Fasern werden jedoch mit geringerer Geschwindigkeit
aufgebracht. Diese beiden Wirkungen neigen dazu, sich gegenseitig
auszuschließen,
so daß die
von Leitungen freie Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Bahn
dieselbe Durchlaufleistung hat wie eine übliche Vorrichtung. Außerdem besteht
bei einer üblichen
Vorrichtung zur Herstellung einer Faserbahn die Neigung einer Faserüberlappung,
die eine Schindelwirkung in der Maschinen- oder Fördersiebrichtung hervorruft. Dies
kann zu einer Durchtrennun der Bahn führen. Diese Schindelbildung
tritt jedoch bei gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Erzeunissen nicht auf.
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Es kann erwünscht sein, andere Materialien in
die Non-woven-Struktur
einzumischen, die mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde. Dies kann durch die Anordnung eines offenen Zuführtroges 60 unter
dem Nasen-Querstück 34 erreicht
werden, wie 7 zeigt.
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Vereinzelte kurze Fasern, z. B. aus
einer Hammermühle,
oder andere feinteilige Materialien, z. B. hochabsorbierende Puder,
werden in den Trog eingebracht oder in abgemessener Menge eingefüllt. Der
Hochgeschwindigkeitsluftstrom, der in der Nähe der Oberfläche des
Vorreißers
aufgrund seiner Drehung hervorgerufen wird, reißt das feinteilige Material,
(z. B. Fasern oder Granulate) in den Trog in Richtung des Vorreißers mit.
Das Material wird zu dem Vorreißer
hin mitgeführt,
weil die Drehung des Vorreißers
mit hoher Drehzahl einen Bereich niedrigen statischen Druckes an
ihrem Umfang hervorruft.
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An den Vorreißer werden die Teilchen aus dem
Zuführtrog
mit den dem Vorreißer
folgenden Fasern vermischt und erzeugen eine im allgemeinen gleichförmige Faser-
und Teilchenmischung. Diese Mischung wird von dem Vorreißer als
gemischter Faserstrom von der Ablenkplatte 40 abgelenkt.
Infolgedessen ergibt sich ein Mischungsprodukt, wie in 9A gezeigt.
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Wie 7 zeigt,
können
im Trog längs
verlaufende Teiler 61 vorgesehen sein. Unterschiedliches
teilchenförmiges
Material kann in jedem Abschnitt des von den Teilern gebildeten
Troges angeordnet werden. Diese unterschiedlichen Materialien neigen
dazu, zu demjenigen Teil des Vorreißers hin mitgerissen zu werden,
sich unmittelbar vor demjenigen Teil des Troges liegt, wo sie sich
befinden, und sie werden danach zu dem entsprechenden Teil der sich
bildenden Bahn abgelenkt. Wenn Materialien A, B und C im gleichen
Abstand voneinander in dem Trog vorgesehen sind, wird das Material
dem Bahnerzeugnis beigemischt, wie durch die mittlere Schicht des
Erzeugnisses in 5 gezeigt
ist. In diesem Fall würde
der in 7 gezeigte Vorreißer der Vorreißer 36B in 2 sein. Der unterschied
gegenüber
der vorherigen Beschreibung der 5 besteht jedoch
darin, daß die
Pulpefasern gleichförmig
sind und die Materialveränderung
in der Konzentration der mit den Fasern vermischten Teilchen vorliegt.
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Anstelle eines einzigen Zuführtroges
können auch
ein oder mehrere zusätzliche
Tröge verwendet werden.
Wie 5 zeigt, ist ein
zweiter Trog 64 oberhalb des ersten Troges 62 angeordnet
und bildet eine zusätzliche
Quelle teilchenförmigen
Materials für
den Faserstrom. Wie bei dem Trog 62 kann der Trog 64 eine
Anzahl von Teilern unterschiedlicher Bauarten für teilchenförmiges Material in jedem Abschnitt
des Troges aufweisen. Diese Materialien im Trog 64 werden
nicht nur mit den kurzen Fasern vermischt, sondern sie werden auch
mit dem teilchenförmigen
Material im Trog 62 vermischt, das sich in der Nähe desselben
Abschnitts des Vorreißers
befindet, Daraus folgt, daß Streifen
von einzigartig vermischten Kombinationen von zwei oder mehr Teilchen
und kurzen Fasern entlang der kontinuierlichen Fertigungsstrecke
für die
Faserstruktur gebildet werden können.
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Im allgemeinen ist die Ablenkplatte 40 gerade,
und der Faserstrom wird auf den Förderer senkrecht nach unten
gerichtet, wie die durchgehenden Pfeile in 8 zeigen. Dies führt zu einer gleichmäßigen Mischung
kurzer Fasern und Teilchen, wie 9A zeigt.
Wenn jedoch die Kante der Ablenkplatte in der Nähe des Faserstromes abgewinkelt
ist, wie in gestrichelter Linie gezeigt, oder eine gekrümmte Fläche vorliegt,
werden leichte Teilchen, z. B. Pulpefasern, dieser Krümmung oder
diesem Winkel der Ablenkplatte aufgrund der Haftwirkung an der Wand oder
dem sog. Coanda-Effekt folgen. Diese Fasern werden daher in einem
unterschiedlichen Winkel abgelegt, wie durch die gestrichelten Linien
in 8 gezeigt ist. Die
schweren Teilchen, z. B. thermoplastisch gebundene Teilchen, werden
der geraden Linie unter dem Einfluß der Schwerkraft folgen. Die
abgewinkelte Ablenkplatte führt
dazu, daß schwere
Teilchen hauptsächlich
am Boden der Faserbahnschicht und die leichten Teilchen an der Oberseite
der von dem betreffenden Vorreißer
erzeugten Faserbahnschicht abgelegt werden, wie 9B zeigt.
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Bei einem Beispiel der vorliegenden
Erfindung können
einzelne Pulpfasern durch den Vorreißer mittels Anlage an der einlagigen
Zellstoffpappe erzeugt werden. Stark absorbierendes Pulver und thermoplastisch
gebundene Teilchen, z. B. Polyäthylengranulate,
aus dem zweiten Trog können
zu dem Vorreißer
hin angesaugt werden. In Abhängigkeit
von der Bauart der Ablenkvorrichtung können diese Teilchen gleichförmig gemischt
oder in Unterschichten abgelegt werden, in denen eines dieser Materialien vorwiegend
vorhanden ist. Anschließend
können
andere Schichten der Faserbahn von aufeinanderfolgenden Vorreißern zugefügt werden.
Anschließend kann
die Faserbahn erhitzt werden, so daß die Bahn und die hoch absorbierenden
Teilchen in der ersten Schicht durch das in Wärme abbindende Material stabilisiert
werden und ihre Lage in der Struktur beibehalten.