DE3885692T2

DE3885692T2 - Veränderlicher Kreuzleger.

Info

Publication number: DE3885692T2
Application number: DE3885692T
Authority: DE
Inventors: Allan P Farrington; Gerald M Marshall
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2008-09-22
Also published as: EP0308911A2; ZA887062B; NZ226285A; JPH01104869A; CA1312437C; DE3885692D1; JP2799175B2; EP0308911A3; EP0308911B1; BR8804907A; US4952128A; AU2270888A; AU625912B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Ausbildung von Nonwoven-Strukturen, die eine mehr oder weniger gleichförmige Mischung von zufällig orientierten Fasern aufweisen, die aus getrennten Zuführungen von vereinzelten Fasern erhalten wurden, beispielsweise textile Fasern oder Fasern zur Papierherstellung.

Hintergrund der Erfindung

Nonwoven-Faserstrukturen bestehen häufig aus einer zufälligen, jedoch homogenen Agglomeration von langen und kurzen Fasern. Lange Fasern sind sowohl Fasern natürlichen als auch synthetischen Ursprungs, die für Textilien geeignet sind. Sie sind länger als 6,35 mm (0,25 Zoll) und weisen im allgemeinen einen Längenbereich zwischen 12,7 und 63,5 mm (0,5 und 2,5 Zoll) auf. Kurze Fasern sind zur Papierherstellung geeignet und im allgemeinen weniger als etwa 6,35 mm (0,25 Zoll) lang, beispielsweise Zellstoffasern oder Baumwoll-Linters. Im Stand der Technik ist bekannt, daß feste Nonwoven-Strukturen durch einfaches und zuverlässiges Mischen kostengünstiger kurzer Fasern mit festen langen Fasern hergestellt werden können.
Eine zufällige Verteilung der gemischten Fasern führt zu einer isotropen Faservliesbahn oder einer isotropen Struktur, die in allen Richtungen gleichmäßig fest ist. Die Fasern können auch gerichtet positioniert oder ausgerichtet werden, was zu einem an-isotropen Stoff führt, der in der Ausrichtungsrichtung fest ist. Nonwoven-Stoffe sind kostengünstiger als gewobenes oder gewirktes Material, jedoch mehr oder weniger vergleichbar hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften, ihrer Erscheinung und ihrem Gewicht. Somit sind kostengünstige Nonwoven- Stoffe für eine breite Vielfalt von Produkten verfügbar, umfassend Handtücher, Servietten, Monatsbinden, Krankenhausbekleidung, Drapierstoffe, Kosmetik- Pads, etc. Diese Nonwoven-Faservliesbahnen können insbesondere vorteilhaft sein, wenn sie als geschichtete oder Verbundstrukturen ausgebildet sind mit selektiven absorbierenden Eigenschaften.
Der gewünschte Nutzen und die Eigenschaften des Nonwoven-Endprodukts diktieren die Arten von Fasern und die Relativanteile von langen und kurzen Fasern in einer Faservliesbahn. Die gewünschten Eigenschaften können beispielsweise die Reißfestigkeit, den Abnutzungswiderstand, die Dehnbarkeit, die Festigkeit, die Absorption oder Nicht-Absorption bei unterschiedlichen Flüssigkeiten, die Wärmeversiegelbarkeit und den Delaminationswiderstand umfassen. Somit kann eine feste, jedoch absorbierende Faservliesbahn vorteilhaft aus zwei oder mehr langen und kurzen Fasern, beispielsweise einer Reyon-Faser und einer Zellstoffaser, die in variierenden Prozentanteilen miteinander kombiniert sind, gebildet werden.
Es gibt viele unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen, die brauchbar für die Herstellung von Nonwoven-Faservliesbahnen und anderen faserigen Strukturen sind. Konventionelle Krempel- oder Garnet-Krempel-Verfahren erzeugen Nonwoven-Faservliesbahnen; jedoch sind diese gewöhnlich auf Fasern textiler Länge beschränkt.
Das "Rando-Webber"-Verfahren kann angewendet werden, um Nonwoven-Faservliesbahnen herzustellen. Bei diesem Verfahren wird ein vorgeöffnetes textiles Fasermaterial an eine Vorreißwalze ausgegeben, die die Fasern weiter öffnet und sie in einen Hochgeschwindigkeits/Niederdruck-Luftstrom einführt. Die Fasern werden zufällig verteilt auf einem Verdichtungssieb abgelegt, um eine isotrope Faservliesbahn zu bilden. Obwohl eine gleichförmige Faservliesbahn von textilen Fasern erhalten werden kann, ist dieses Verfahren nicht für die Verwendung bei kurzen Fasern oder Mischungen aus langen und kurzen Fasern geeignet.
Das US-Patent Nr. 3,512,218 von Langdon beschreibt zwei Anordnungen mit Vorreißwalzen und einem drehbaren Zuführungsverdichter, die parallel zueinander einer hinter dem anderen angeordnet sind. Mit dieser Vorrichtung werden isotrope Nonwoven-Faservliesbahnen hergestellt durch Zuführung eines faserigen Materials zu den Vorreißwalzen, wo die Fasern vereinzelt und auf einem Verdichtersieb abgelegt werden. Ein einzelner Luftstrom wird in zwei Anteile geteilt und dient zum Abziehen der Fasern von den Vorreißwalzen und zu deren Ablage auf dem Sieb, wo die Faservliesbahn ausgebildet wird. Dieses Verfahren kann nicht verwendet werden, um zwei Faserströme homogen zu mischen.
Im US-Patent Nr. 3,535,187 von Woods ist eine Vorrichtung beschrieben zur Herstellung einer geschichteten Faservliesbahn von zufällig orientierten Fasern, die an der Grenzschicht von benachbarten Schichten mittels einer kleinen Zone von Fasern textiler Länge verbunden sind, die sich über die Grenzschicht erstrecken. Wood's Vorrichtung schafft vereinzelte Fasern, die auf einem Paar von zylindrischen Verdichtungssieben mittels eines Paares von Vorreißwalzen abgelagert werden, die mit turbulenten Hochgeschwindigkeitsluftströmen zusammenwirken, die sich schneller bewegen als die Vorreißwalze, um die Fasern abzuziehen. Jedoch muß die Luftgeschwindigkeit darüber hinaus so gesteuert werden, daß die Fasern nicht gewaltsam auf die Verdichter stoßen. Die Verdichtersiebe sind dicht benachbart zueinander positioniert und die Faserschichten auf den Verdichtern werden zwischen den Verdichtern zusammengepreßt, um eine zusammengesetzte Nonwoven-Faservliesbahn zu bilden, die an der Grenzfläche zwischen den Schichten einigermaßen durchmischt ist. Jedoch gibt es keine wesentliche Fasermischungszone benachbart den Verdichtern, und die Durchmischung der Fasern ist minimal.
Ein Weg zur Herstellung einer Nonwoven-Faservliesbahn, die aus einer Mischung von zufällig orientierten langen und kurzen Fasern besteht, verwendet eine Mahlvorrichtung, um kurze Fasern zu vereinzeln und eine Vorreißwalze, um lange Fasern zu vereinzeln. Die Fasern werden in einer Mischzone durchmischt und die Mischung wird auf einem Verdichter abgelagert, um eine Nonwoven-Faservliesbahn zu bilden. Obgleich zufällig orientiert, sind die gemischten Fasern eher geschichtet als homogen gemischt. Die langen Fasern herrschen auf einer Seite der Faservliesbahn vor und die kurzen Fasern herrschen auf der anderen vor. Darüber hinaus entstehen unerwünschte Faserklumpen oder "Gallen" in diesem Vliesprodukt, da das Mahlwerk die kurzen Zellstoffasern nicht vollständig vereinzelt.
Ein anderes Verfahren, das angewendet wird, um Faservliesbahnen aus gemischten und zufällig orientierten langen und kurzen Fasern herzustellen, führt vorgeöffnete lange und kurze Fasern auf eine einzelne Vorreißwalze zur Vereinzelung. Jedoch sind die optimalen Vorreißwalzen-Geschwindigkeiten für lange und kurze Fasern unterschiedlich. Um einen Qualitätsverlust bei den langen Fasern zu verhindern, muß diese Vorrichtung bei einer langsameren Geschwindigkeit arbeiten als bei der, die für lange Fasern optimal ist. Als ein Ergebnis hiervon ist die Geschwindigkeit und der Durchsatz der Vorrichtung beeinträchtigt.
Verfahren und Vorrichtungen, die eine Mischung von langen und kurzen Fasern ohne Klumpen oder Gallenbildung erzeugen, sind im US-Patent Nr. 3,772,739 von Lovgren offenbart, das Teil der Offenbarung der FR-A-2 122 595 ist. Lovgren sorgt für die getrennte und gleichzeitige Vereinzelung von jedem Fasertyp auf getrennten Vorreißwalzen, von denen jede mit einer optimalen Geschwindigkeit für die Fasern, die sie öffnet, arbeitet. Beispielsweise werden lange Fasern, wie Reyon-Fasern, zu einer Vorreißwalze geführt, die in der Nähe von 2.400 Umdrehungen pro Minute arbeitet. Zellstoff wird einer Vorreißwalze zugeführt, die in der Nähe von 6.000 Umdrehungen pro Minute arbeitet, eine Geschwindigkeit, die lange Fasern zerstören würde. Die Fasern werden von ihren jeweiligen Vorreißwalzen durch separate Luftströme abgezogen und werden in den separaten Luftströmen mitgerissen. Diese Ströme werden nachfolgend in einer Mischzone vermischt, um die Fasern zu mischen. Die homogene Mischung wird dann in zufälliger Art und Weise auf einen Verdichter in der Nähe der Mischzone abgelagert. Obwohl die Lovgren-Vorrichtung brauchbar ist, eignet sie sich nicht für die Herstellung einer breiten Vielfalt von Faservliesbahnen.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung homogener Mischungen von Fasern ist im US-Patent Nr. 3,740,797 offenbart, das im gemeinschaftlichen Besitz mit Farrington ist, und das ebenso ein Teil der Offenbarung der vorstehend genannten FR-A-2 122 595 ist. Farrington offenbart ein Verfahren und eine Maschine, worin Faserzufuhren entgegengesetzt drehenden, parallelen Vorreißwalzen zugeführt werden, die mit den jeweiligen optimalen Geschwindigkeiten arbeiten, um vereinzelte lange und kurze Fasern herzustellen. Die vereinzelten Fasern werden von den Vorreißwalzen durch Zentrifugalkraft abgezogen und durch Hochgeschwindigkeitsluftströmungen, die gegen alle Fasern gerichtet sind, die dazu neigen, sich an der Vorreißwalzenstruktur festzuhalten. Die vereinzelten Fasern von jeder Zufuhr werden in ihren jeweiligen Luftströmungen mitgerissen und mit hohen Geschwindigkeiten längs Wurfbahnen, die sich in einer Mischzone schneiden, gegeneinander getrieben, wo zumindest ein Teil der Fasern von jeder Zufuhr vermischt werden kann. Eine Verdichtungsvorrichtung oder ein Verdichtungssieb mit einer Vakuumkammer darunter kommuniziert mit der Mischzone, so daß die gemischten Fasern auf dem Verdichtungssieb innerhalb einer Verdichtungszone abgelagert werden, um eine isotrope Faservliesbahn herzustellen. Dieses Sieb wird in eine Richtung bewegt, das heißt, die "Maschinenrichtung", die senkrecht zur Achse der Vorreißwalzen ist. Darüber hinaus kann zwischen den Luftströmen eine Leitplatte zwischengeordnet werden, um das Ausmaß der Durchmischung zu steuern und die jeweilige Anordnung von langen und kurzen Fasern im Verbundvlies zu steuern.
Farrington schafft ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur Herstellung einer luftgelegten, Nonwoven- Faservliesbahn aus homogen vermischten und zufällig orientierten kurzen und langen Fasern, die isotrop fest und gallenfrei ist. Obwohl Farrington für eine breite Vielfalt von Nonwoven-Faservliesbahnprodukten sorgt, ist dieses Verfahren immer noch unzureichend, um viele wünschenswerte Nonwoven-Strukturen oder Faservliesbahnen herzustellen. Es ist bekannt, zylindrische Nonwoven-Faservliesbahnstrukturen herzustellen, beispielsweise tamponartige Sanitärprodukte. Dies wird erreicht durch Einschnüren eines gekrempelten Materialvlieses zu einem Faserband. Das Faserband wird in Abschnitte geschnitten, die in eine zylindrische Form gerollt und anschließend zusammengedrückt werden. Dieses Verfahren weist Beschränkungen hinsichtlich der Geschwindigkeit auf, mit der das Produkt hergestellt wird.
Daher würde es vorteilhaft sein, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnelleren Herstellung von dickeren Faservliesbahnen als mit dem Farrington- Verfahren zu schaffen, und Faservliesbahnen zu schaffen mit einem weiteren Bereich von Formen und Verbundstrukturen, als die, die auf bekannten Maschinen mittels bekannter Verfahren hergestellt werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf die Hochgeschwindigkeitsherstellung von Mischungen aus langen und kurzen Fasern gerichtet, die zu einer breiten Vielfalt von zusammengesetzten Nonwoven-Faservliesbahnstrukturen von unterschiedlichen Breiten, Dicken, Formen und Zusammensetzungen führt, und schafft dafür eine Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn mit:
ersten und zweiten Zuführvorrichtungen zum Zuführen eines faserigen Materials zu ersten und zweiten Zerfaserungsstationen an einer ersten bzw. zweiten Stelle;
einer ersten und zweiten Vorreißwalze, die um parallele Achsen in Richtung zueinander drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtung im Bereich der ersten bzw. zweiten Zerfaserungsstation angeordnet ist, die genannte erste und zweite Vorreißwalze mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen zugeführten faserigen Materialien in Berührung gebracht werden können, um das Fasermaterial zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren; Doffer zum Leiten dem von der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze stammenden Fasern in einen ersten bzw. zweiten Faserstrom mit gegeneinander gerichteten Wurfbahnen;
einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone zwischen den genannten Zerfaserungsstationen zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet. Die vorgenannten Merkmale der Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn sind aus der vorstehend erwähnten FR-A-2 122 595 bekannt.
Erfindungsgemäß ist die Verbesserung der genannten Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Mischvorrichtung mindestens zwei unabhängig voneinander verstellbare, vertikale Leitplatten aufweist, die nach Wahl angeordnet sind, damit sie in wenigstens einem Teil der genannten Mischzone positionierbar sind, wobei jede Leitplatte dazu vorgesehen ist, wahlweise zumindest einen Teil des genannten ersten und zweiten Faserstroms abzufangen; und
daß eine Verdichtungsvorrichtung ein Förderband umfaßt, das sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt, wobei die Verdichtungsvorrichtung außerhalb der Mischzone angeordnet ist und das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Materialbahn zu bilden.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ebenso eine Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn mit:
einer ersten und einer zweiten Zuführvorrichtung zum Zuführen eines faserigen Materials zu je einer ersten und zweiten Zerfaserungsstation, wobei zumindest eine der genannten Zuführvorrichtungen zwei getrennte unabhängig voneinander angetriebene Zuführrollensegmente aufweist, die mit voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten antreibbar sind, einer ersten und zweiten Vorreißwalze, die um zueinander parallele Achsen in Richtung zueinander drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtung im Bereich der ersten bzw. zweiten Zerfaserungsstation angeordnet ist, und die genannte erste und zweite Vorreißwalze mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen zugeführten faserigen Materialien in Berührung gebracht werden können, um die Materialien zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren;
Doffern zum Leiten der von der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze stammenden Fasern in einen ersten und zweiten Faserstrom mit gegeneinander gerichteten Wurfbahnen;
einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone zwischen den genannten Zerfaserungsstationen zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet; und
einer Verdichtungsvorrichtung, die außerhalb der genannten Mischzone angeordnet ist, wobei das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Faserbahn zu bilden, wobei der Faseranteil in der Faserbahn den unterschiedlichen Geschwindigkeiten der genannten Zuführrollensegmente entspricht. Diese vorstehend genannten Merkmale sind ebenso aus der FR-A-2 122 595 bekannt. Die Erfindung schafft eine Verbesserung einer derartigen Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verdichtungsvorrichtung ein Förderband aufweist, das sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen einer zylindrischen Faservliesbahn mit:
Einer ersten Zuführvorrichtung zum Zuführen eines faserigen Materials zu mindestens zwei ersten Zerfaserungsstationen;
einer zweiten Zuführvorrichtung zum Zuführen eines faserigen Materials zu mindestens zwei zweiten Zerfaserungsstationen;
einer ersten und einer zweiten Vorreißwalze, die um zueinander parallele Achsen in Richtung gegeneinander drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtung angeordnet ist, und die genannte erste und zweite Vorreißwalze mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen zugeführten faserigen Materialien in Berührung gebracht werden können, um die Materialien zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren;
Doffern zum Leiten der von der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze stammenden Fasern in einen ersten und zweiten Faserstrom mit gegeneinander gerichteten Wurfbahnen;
einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone zwischen den Zerfaserungsstationen zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet, einer Verdichtungsvorrichtung, die mindestens ein kontinuierliches Förderband umfaßt und außerhalb der Mischzone angeordnet ist, wobei das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Faserbahn zu bilden. Die vorstehend genannten Merkmale der Vorrichtung zur Herstellung einer zylindrischen Faservliesbahn sind ebenfalls aus der FR-A-2 122 595 bekannt. Die Verbesserung der genannten Vorrichtung zum Herstellen einer zylindrischen Faservliesbahn, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte, kontinuierliche Förderband sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt, und das genannte Förderband zumindest auf einem Teil seiner Länge U-förmig ausgebildet ist, der sich unter der genannten Mischzone erstreckt, und eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, die das genannte Förderband in eine zylindrische Form bringt.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung ebenso auf ein Verfahren zum Herstellen einer Faservliesbahn gerichtet, aufweisend die Verfahrensschritte:
Inberührungbringen mindestens einer Quelle von Fasermaterial mit jeder von zwei Vorreißwalzen, die sich um zueinander parallele Achsen aufeinander zudrehen, so daß das Fasermaterial geöffnet und in einzelne Fasern zerlegt wird;
Abziehen der Fasern von den Vorreißwalzen in Form von Faserströmen;
Leiten der Faserströme gegeneinander und in eine Mischzone, Aufnehmen und Sammeln der Faserströme auf einem Förderband, nachdem sie die Mischzone passiert haben, um eine Fasermaterialbahn zu bilden. Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch wahlweises Abfangen und Umlenken zumindest eines Teils eines jeden Faserstroms innerhalb der Mischzone mit mindestens zwei, unabhängig voneinander bewegbaren Leitplattensegmenten, wobei jedes genannte Leitplattensegment einem sich längs erstreckenden Segment längs der Betriebslänge der genannten Vorreißwalzen entspricht, und durch Bewegen des Förderbands parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ebenso eine Faserstruktur mit mindestens zwei integralen Schichten. Die Verbesserung einer derartigen Faserstruktur ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch eine erste Schicht mit mindestens einem ersten Fasermaterial in einer ersten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem zweiten Fasermaterial in einer zweiten Zone an der anderen Seitenkante, und eine erste Übergangszone von ersten und zweiten Fasern zwischen der genannten ersten und zweiten Zone, wobei die genannten ersten und zweiten Fasermaterialien in der genannten ersten Schicht und der genannten ersten und zweiten Zone in einem bestimmten Verhältnis des ersten Fasermaterials zum zweiten Fasermaterial stehen; eine zweite Schicht mit mindestens einem dritten Fasermaterial in einer dritten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem vierten Fasermaterial in einer vierten Zone an der anderen Seitenkante, und eine zweite Übergangszone der dritten und vierten Fasern zwischen der genannten dritten und der vierten Zone, wobei die genannten dritten und vierten Fasermaterialien in der genannten zweiten Schicht und den genannten dritten und vierten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des dritten Fasermaterials zum vierten Fasermaterial stehen; und wobei das Verhältnis des ersten Fasermaterials zum zweiten Fasermaterial unabhängig von dem Verhältnis des dritten Fasermaterials zum vierten Fasermaterial, und die Dicke der ersten Schicht unabhängig von der Dicke der zweiten Schicht sind.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ebenso eine Faserstruktur mit zumindest zwei integralen Schichten, gekennzeichnet durch eine erste Schicht mit mindestens einem ersten Fasermaterial in einer ersten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem zweiten Fasermaterial in einer zweiten Zone an der anderen Seitenkante, und eine erste Übergangszone von ersten und zweiten Fasern zwischen der genannten ersten und zweiten Zone, wobei die genannten ersten und zweiten Fasermaterialien in der genannten ersten Schicht und in genannten ersten und zweiten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des ersten Fasermaterials zum zweiten Fasermaterial stehen; eine zweite Schicht mit mindestens einem dritten Fasermaterial in einer dritten Zone an einer Seitenkante, mindestens ein viertes Fasermaterial in einer vierten Zone an der anderen Seitenkante, und eine zweite Übergangszone von dritten und vierten Fasern zwischen der genannten dritten und vierten Zone, wobei die genannten dritten und vierten Fasermaterialien in der genannten zweiten Schicht und den genannten dritten und vierten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des dritten Fasermaterials zum vierten Fasermaterial stehen; und wobei die Anordnung der ersten und zweiten Zone in der ersten Schicht unabhängig von der Anordnung der dritten und vierten Zone in der zweiten Schicht ist.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ebenso ein Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Faservliesbahn, umfassend die Verfahrensschritte:
Inberührungbringen einer ersten Quelle von Fasermaterial mit einer ersten Vorreißwalze; Inberührungbringen einer zweiten Quelle von Fasermaterial mit einer zweiten Vorreißwalze, deren Achse parallel zu der genannten ersten Vorreißwalze verläuft; Drehen der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze um ihre Achsen aufeinander zu, so daß das Fasermaterial geöffnet wird, um einzelne Fasern zu bilden; Abziehen der Fasern von der ersten und zweiten Vorreißwalze in Form von zwei Faserströmen, die aufeinander zu und in eine Mischzone gerichtet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das genannte Verfahren gekennzeichnet durch Umformen eines Öffnungen aufweisenden, flachen Förderbands in eine U-Form beim Eintritt in eine Verdichtungszone außerhalb der Mischzone in Bewegungsrichtung der Faserströme; Abfangen der Faserströme, nachdem sie sich durch die Mischzone hindurchbewegt haben, mit dem U-förmigen Förderband; Bewegen des Förderbands parallel zu den Achsen der Vorreißwalze; Ansammeln der Fasern der Faserströme auf dem Förderband, um eine Fasermaterialbahn zu bilden; Überführen des U-förmigen Förderbands in eine zylindrische Form, um die zylindrische Vliesbahn zu bilden; Fixieren der genannten zylindrischen Vliesbahn in der zylindrischen Form; Freigeben des Förderbands aus der genannten zylindrischen Form zum Wiedereinnehmen einer flachen Form; und Trennen des resultierenden zylindrischen Faservliesbahnerzeugnisses von dem Förderband.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden zwei unabhängige Faserzufuhren, die durch Zuführrollen angetrieben werden, durch parallele, gegeneinanderdrehende Vorreißwalzen vereinzelt. Die vereinzelten Fasern werden von den Vorreißwalzen durch Luftströme und Zentrifugalkraft abgezogen und werden in eine Mischzone gefördert. Die Fasern können zufällig oder gleichmäßig in der Zone gemischt oder nach Art entmischt werden, und werden anschließend in die genannte Verdichtungszone geleitet, wo sie auf dem schmalen Verdichtungssieb abgelagert werden, das in der Verdichtungszone angeordnet ist. Die Mischzone liegt unterhalb der parallelen Vorreißwalzen und ist im allgemeinen durch den Raum zwischen den Vorreißwalzen und der Verdichtungszone bestimmt, der unterhalb der Mischzone liegt. Das Sieb wird parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt, was quer zur konventionellen Richtung ist. Die Bewegung des Siebs bezüglich der Vorreißwalzen und des Rahmens, der diese aufnimmt, definiert das Eingabe- oder hintere Ende der Verdichtungszone, wo das Sieb zuerst in die Verdichtungszone eintritt und vereinzelte Fasern empfängt, und das Ausgabe- oder Vorderende, wo die ausgebildete Faservliesbahn aufhört, Fasern aufzunehmen, und aus der Verbindung mit der Verdichtungszone ausgestoßen wird. In jedem beliebigen Moment während des Betriebs der Vorrichtung wird das Faservlies in der Verdichtungszone zwischen dem Eingabeende und dem Ausgabeende ausgebildet, die ebenso im allgemeinen die Betriebslänge der Vorreißwalzen festlegen.
Die Kanalplatten werden verwendet, um zusätzlich einen Durchgang zwischen den Vorreißwalzen und dem Verdichtungssieb zu definieren, und die Vakuumkammer mit einem Schlitz, der unterhalb des Siebs angeordnet ist, wird vorzugsweise verwendet, um die Luftströme zu bilden, die die Fasern von den Vorreißwalzen abziehen und helfen, die Fasern auf dem Sieb abzulagern. Da sich das Sieb parallel zu und
zwischen den Vorreißwalzenachsen bewegt, ergibt sich eine quergerichtete Hochgeschwindigkeitsausbildung eines Vlieses aus Nonwoven-Fasern. Die querverlaufende, erfindungsgemäße Faservliesbahn-Vorrichtung schafft eine lange Vliesbahnausbildungszone, deren Länge nur durch die praktische Länge der Vorreißwalzen begrenzt ist, und deren Breite nur durch die praktische Kanalgestaltung zwischen den Vorreißwalzen und dem Sieb begrenzt ist.
Verbundstrukturen und geschichtete Strukturen können durch Variation des Materials hergestellt werden, das den Vorreißwalzen längs der Länge jeder Vorreißwalze zugeführt wird. Faservliesbahnen mit unterschiedlichen Querschnittsformen können durch Variation der Ausgestaltung der Kanalplatten oder des Vakuumschlitzes in der Verdichtungszone erzeugt werden durch Einführen der Leitplatten in die Mischzone oder durch programmierbares Antreiben der Zuführrollen oder Kombinationen davon. In einem Ausführungsbeispiel kann das Verdichtungssieb progressiv gekrümmt sein, so daß der Vliesbahn eine Form gegeben wird, wenn diese verdichtet wird, eher als bei einer nachfolgenden Maßnahme.
Erfindungsgemäß werden separate Faserausgangsmaterialien mit kurzen und langen Fasern, beispielsweise Zellstoff und Reyon, durch die getrennten Vorreißwalzen vereinzelt und zu einer Faservliesbahn geformt. Jedes Faserausgangsmaterial wird durch die Zuführrollen und den Nasenleitstab geführt in eine Berührung mit seiner Vorreißwalze, und jede Vorreißwalze wird mit einer hohen Geschwindkeit, die für die Fasern geeignet ist, auf die sie einwirkt, rotiert. Die beiden Vorreißwalzen sind parallel zueinander und rotieren gegeneinander, das heißt, in entgegengesetzte Richtungen. Der Nasenleitstab und die Vorreißwalze sind so angeordnet, daß sie die Zerfaserungsstation mit dem optimalen Öffnungsverhältnis für die Fasern bilden. Jede Vorreißwalze wirkt auf seine Faserzufuhr und vereinzelt die Fasern schnell durch heftigen Kontakt zwischen der Faserzufuhr und den schnell rotierenden Zähnen der Vorreißwalze.
Die gegeneinander rotierenden Vorreißwalzen erzeugen eine Zentrifugalkraft, die dazu neigt, die vereinzelten Fasern tangential von jeder Vorreißwalze entgegen den Fasern von der anderen Vorreißwalze zu schleudern. Die Schwerkraft, ein Luftstrom, der auf natürliche Art und Weise durch die Drehung jeder Vorreißwalze erzeugt wird und die hohe Geschwindigkeit des Luftstroms, der durch die Ansaugkraft unterhalb des Verdichtungssiebs erzeugt wird, führen dazu, daß die tangential geschleuderten Fasern von der Vorreißwalze nach unten und gegeneinander gedrängt werden. Diese tangential und nach unten gerichteten Vektorkomponenten fördern die vereinzelten Fasern in eine in der Mitte angeordnete Mischzone zwischen, jedoch unterhalb der Vorreißwalzen. Die Ströme von vereinzelten Fasern, die in die Mischzone von den beiden Vorreißwalzen eintreten, sind verdünnt, wodurch es möglich wird, daß die beiden Ströme sich überschneiden, so daß die Fasern einander kreuzen ohne eine wesentliche Anzahl von Kollisionen. Als Ergebnis hiervon neigen die Fasern von der Vorreißwalze, die links vom Verdichtungssieb angeordnet ist, dazu, vorwiegend die rechte Seite des Siebs zu erreichen und umgekehrt.
Ein abweichendes Mischungsmuster der Fasern kann erreicht werden durch Einführen der Leitplatte in die Mischzone zwischen den Vorreißwalzen. Diese Leitplatte durchschneidet einen Teil von jedem Faserstrom und reflektiert ihn zurück in die entgegengesetzte Richtung, so daß die langen und kurzen Fasern über die laterale Breite der Faservliesbahn verstreut werden. Dies führt zu einem verhältnismäßig gleichförmigen Mischen der langen und kurzen Fasern über der Faservliesbahn. Wenn die Leitplatte die Ströme vollständig durchschneidet, wird das Material von der Vorreißwalze, die links angeordnet ist, nach links zurück reflektiert und umgekehrt, so daß ein Produkt mit einer Verteilung geschaffen wird, die im wesentlichen entgegengesetzt zu der ohne eine Leitplatte ist. Daher produziert die vorliegende Erfindung Produkte, die andere Zusammensetzungen aufweisen können als beim Stand der Technik, beispielsweise Faservliesbahnen, die mit seitlich voneinander getrennten Streifen gebildet sind.
Die Ablagerung von Fasern tritt auf, wenn das Verdichtungssieb sich längs der Länge der Vorreißwalzen, beispielsweise 1016 mm (40 Zoll), bewegt. So wird bei derselben Siebgeschwindkeit und Zuführgeschwindkeit mehr Material pro 25,4 mm (1 Zoll) der Siebbreite abgelagert als beim Stand der Technik, in dem die Vorreißwalzenachsen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Siebs angeordnet sind und die Verdichtungszone nur aus dem Abstand zwischen den Kanälen, die sich von den Vorreißwalzen erstrecken, das heißt, etwa 101,6 mm (4 Zoll), besteht.
Die Breite der Faservliesbahn wird erfindungsgemäß bestimmt durch den Abstand zwischen den Vorreißwalzen, wenn parallele Kanäle verwendet werden. Jedoch kann der Kanal von den Vorreißwalzen zur Verdichtungszone hin divergieren. In solch einem Fall wird die Breite durch den Divergenzwinkel und den Abstand von den Vorreißwalzen zum Sieb bestimmt, der seinerseits begrenzt ist durch die Fähigkeit des Faser-/Luftstroms zu expandieren, bei gleichzeitiger Beibehaltung eines gleichförmigen Strömungsprofils ohne Ablösung von den Kanalwänden. Wenn das Verdichtungssieb die Form eines endlosen, sich bewegenden Bands hat, ist die Länge der Faservliesbahn im allgemeinen kontinuierlich, wenn nicht und bis die Faserzufuhr erschöpft ist. Die Dicke und Dichte der Faservliesbahn wird in erster Linie durch die ausgewählten Fasern bestimmt, das Verhältnis in dem sie gemischt sind, die Zuführrollengeschwindigkeit und die Geschwindigkeit mit der das Verdichtungssieb bewegt wird.
Unterschiedliche Zusammensetzungen aus Zellstoff und textilen Fasern können gleichzeitig zu den jeweiligen Vorreißwalzen Seite an Seite zugeführt werden. In einem solchen Ausführungsbeispiel werden Zellstoffasern und textile Fasern in die Vorrichtung zum Eingangsende der Verdichtungszone hin zugeführt, um eine untere Schicht der Faservliesbahn auszubilden, während andere Materialien zum Ausgangsende zugeführt werden, um eine obere Schicht zu bilden. Auf diese Art und Weise können unterschiedliche Bereiche der Mischzone definiert werden entsprechend den eingegebenen Fasermaterialien, und die resultierende Faservliesbahn kann als horizontale und vertikale Schichten oder Faservliesbahn-Zonen ausgebildet werden. Jede Vliesbahn-Zone ist integral mit ihrer benachbarten Vliesbahnzone oder Vliesbahnzonen durch Verwirrung der Fasern über die Grenzfläche verbunden; und jede Zone weist eine unterschiedliche, jedoch gleichförmige Zusammensetzung aus zufällig orientierten Fasern auf.
Wenn unterschiedliche Fasermaterialien jeder Vorreißwalze über unterschiedliche Bereiche jeder Vorreißwalzenlänge zugeführt werden, wird ein Schichtungseffekt erzeugt. Die untere Schicht wird zuerst auf der Verdichtungsvorrichtung ausgebildet. Sie wird erzeugt aus dem Fasermaterial, das den am weitesten hinten liegenden Bereichen der Vorreißwalze zugeführt wird, das an einer Stelle auf dem sich bewegenden Sieb abgelagert wird, die beginnt, wenn es zuerst in den Eingang oder in den rückwärtigen Bereich der Verdichtungszone eintritt. Nachfolgende Schichten können durch Zuführen von unterschiedlichen Mischungen von Fasermaterialien zu den Vorreißwalzen stromabwärts vom rückwärtigen Ende gebildet werden, wobei die obere Schicht durch die Mischung aus Fasermaterialien gebildet wird, die am vordersten Ende der Vorreißwalzen zugeführt werden.
Dieser horizontale Schichtungseffekt ist verschieden von den vertikalen Faserzonen innerhalb jeder derartigen horizontalen Schicht. Die vertikalen Zonen ergeben sich aus dem Quer- und Diagonal-Ablagerungsmuster, das durch das Abziehen von Fasern von den Vorreißwalzen und ihrem Fortbewegungsweg durch die Mischzone und auf das Verdichtungssieb verursacht wird; ein Weg, der durch eine vertikale Leitplatte und/oder geneigte Schilde in optionalem Betriebskontakt mit der Mischzone und der Verdichtungszone beeinflußt werden kann. Darüber hinaus werden die horizontalen Schichten und die vertikalen Zonen unabhängig ausgebildet mit einer sich daraus ergebenden Verbundstruktur der Vliesbahn, die durch die Anzahl, die Arten und Positionen, in denen die Fasermaterialien den Vorreißwalzen zugeführt werden, und die Positionen der vertikalen Leitplatte und/oder der geneigten Schilde definiert ist.
Wenn eine gewöhnliche vertikale Leitplatte verwendet wird, entstehen die schrägverlaufenden oder lateralen Ablagerungsmuster und resultierende vertikale Zonen in jeder Schicht der Vliesbahnstruktur in Gruppen, ausgehend von den Gruppen von Materialien, die jeder Vorreißwalze zugeführt wurden. Jedoch kann eine viel breitere Vielfalt von Strukturen durch Einbau der Segmentleitplattenanordnung in die Vorrichtung erreicht werden. Die Segmentleitplatte weist mindestens zwei Leitplattensegmente auf, die wahlweise in zumindest einem Teil der Mischzone zwischenliegend positioniert werden können, und die vertikal zueinander verschoben werden können. Die Segmentleitplatte definiert Subzonen innerhalb der Mischzone, und diese Subzonen korrespondieren mit Bereichen der Betriebslänge der Vorreißwalzen. Auf diese Art und Weise können sowohl die horizontal und vertikal gerichteten Ablagerungsmuster als auch die resultierenden horizontalen Schichten und vertikalen Zonen konzertiert über jedem Segment der sich ausbildenden Vliesbahn variiert werden, was zu einer extrem breiten Vielfalt von bislang unbekannten Verbundstrukturen führt.
Die Erfindung schafft darüber hinaus eine Segmentzuführung, die auf vorteilhafte Art und Weise und wahlweise unterschiedliche Fasermaterialien an eine Vorreißwalze längs eines Bereichs oder Segments der Vorreißwalzenlänge ausgibt. Die Segmentzuführung ist derart gestaltet, daß sie auf den Fasertyp und das gewünschte Endprodukt eingestellt werden kann, so daß jedes unterschiedliche Fasermaterial seinem Bereich einer Vorreißwalze unter optimalen Bedingungen hinsichtlich der Geschwindigkeit, Position und der Ausgabegeschwindigkeit zur Vorreißwalze ectera, zugeführt wird. Insbesondere ist die Segmentzuführung derart gestaltet, daß Fasermaterialien unterschiedlicher Art und Dicke zur Zerfaserung an der Zerfaserungsstation empfangen werden können, und die Geschwindigkeit der Zuführrolle bestimmt die Konzentration dieser Fasern in der Faservliesbahn.
In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbildung radial geschichteter zylindrischer Nonwoven-Faservliesbahnstrukturen. Der Querschnitt einer Faservliesbahn, die durch eine schrägverlaufende Faservliesbahnvorrichtung hergestellt wird, muß nicht rechteckförmig und geschichtet sein. Für manche Anwendungen, beispielsweise Tampons, ist ein kreisförmiger Querschnitt wünschenswert. Dies kann durch Ausbildung der Faservliesbahn mit einer schrägverlaufenden Faservliesbahnvorrichtung auf dem U-förmigen Verdichtungssieb erreicht werden. Das U-förmige Sieb wird anschließend mittels Führungseinrichtungen weiter in eine Kreisform gebogen. Die Ablagerung von Fasern auf dem Sieb erfolgt einheitlich durch Steuerung der Vakuumkraft durch das Sieb, so daß diese ein Minimum ist im Zentrum und zu beiden Seiten hin ansteigt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden Vorteile und viele andere Merkmale der Erfindung werden deutlicher verständlich und besser erfaßt im Lichte der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung und der bei liegenden Zeichnungen, von denen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer quergerichteten Faservliesbahn-Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, unter Darstellung der Hauptkomponenten davon;
Fig. 2 eine detailliertere Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
Fig. 3 ein Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 2 ist;
Fig. 4 eine Teilschnittansicht unter Darstellung eines Bereiches der Verdichtungsabdichtungen ist;
Fig. 5-7 zeigen Querschnitte von beispielhaften zusammengesetzten Nonwoven-Faservliesbahnstrukturen;
Fig. 8A und 8B sind eine schematische Draufsicht und eine schematische Endansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem feststehenden Schild, das in der Verdichtungszone installiert ist;
Fig. 9A und 9B sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht eines Produktes, das mit der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung hergestellt worden ist;
Fig. 10-15 zeigen Querschnittsansichten von erfindungsgemäßen Produkten mit horizontalen und vertikalen Vliesbahnzonen;
Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht einer Segmentzuführrolle gemäß der Erfindung;
Fig. 17A und 17B zeigen ein Verbundprodukt, das mit einer Segmentzuführvorrichtung gemäß der Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 18 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Ausbildung radial geschichteter und zylindrischer Nonwoven-Faserstrukturen;
Fig. 19 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Ausbildung radial geschichteter und zylindrischer Nonwoven-Faserstrukturen; und
Fig. 20A bis 20C zeigen schematisch ein Verfahren zur Ausbildung zylindrischer Nonwoven-Strukturen gemäß der Erfindung.

Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische, schematische Ansicht und eine Querschnittsansicht der Hauptkomponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Erfindung ist geeignet zur Kombination kurzer und langer Fasern in einer Nonwoven-Faservliesbahn mit variablen, horizontalen und vertikalen Querschnittszusammensetzungen. Grundsätzlich weist die Vorrichtung zwei Vorreißwalzen 10, 20 auf, die parallel zueinander arbeiten. Eine Vorreißwalze 10 ist geeignet zur Vereinzelung kurzer Fasern, und die andere Vorreißwalze 20 vereinzelt lange Fasern. Die Vereinzelung der Fasern, jedoch nicht die Ausbildung der Faservliesbahn, wird allgemein gemäß dem US-Patent Nr. 3,740,797, das im gemeinsamen Besitz mit Farrington ist, ausgeführt, dessen Details hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Wenn man zuerst die kurzen Fasern, die in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellt sind, betrachtet, wird Zellstoff, in Form einer Zellstoffpappe 30 zwischen eine Platte 11 (Fig. 2) und eine drahtumschnürte Zuführrolle 12 geleitet. Die Platte 11 weist einen Nasenleitstab 13 auf ihrem unteren Teil auf, der einen Amboß für die Zellstoffpappe 30 während der Vereinzelung der kurzen Fasern schafft. Die Fasern werden durch die rotierende Vorreißwalze 10 vereinzelt, die unterhalb der Zuführrolle 12 und betriebsfähig benachbart zum Nasenleitstab 13 angeordnet ist. Der Nasenleitstab 13 unterstützt die Leitung der Zellstoffpappe 30 längs eines Weges, der durch die Platte 11, die Zuführrolle 12, die Vorreißwalze 10, den Nasenleitstab 13 selbst und eine geneigte Fläche 15 benachbart zur Vorreißwalze 10 bestimmt ist. Diese Elemente bilden eine Zerfaserungsstation, wo das faserige Material, d. h. die Zellstoffpappe 30, in vereinzelte Fasern umgewandelt wird. Die geneigte Fläche 15 ist mit geringem Abstand von den Zähnen 16 der Vorreißwalze 10 beabstandet und die Zellstoffpappe 30 wird mittels der Zähne 16 der Vorreißwalze 10, die auf die Zellstoffpappe 30 einwirken, wenn diese durch den Nasenleitstab 13 in Kontakt mit den Zähnen 16 gebracht wird, zu Fasern vereinzelt.
Typische kurze Fasern umfassen Zellstoffasern aus unterschiedlichen Holzarten, Baumwoll-Linters, Asbestfasern, Glasfasern und dergleichen. Zellstoffasern sind die am häufigsten verwendeten infolge ihrer geringen Kosten und leichten Verfügbarkeit. Zellstoffasern sind in Form von Zellstoffpappen mit variierenden Größen und Dicken im Handel erhältlich.
Für kurze Fasern kann der Nasenleitstab 13 eine relativ flache Seitenwand 14 (Fig. 2) aufweisen. Die Zuführrolle 12 ist exzentrisch angeordnet, um eine Verstellung relativ zur Seitenwand 14 und zum Nasenleitstab 13, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, durch den Träger 19 zu ermöglichen. Der Träger 19 und die Zuführrolle 12 sind elastisch vorgespannt, um die Zellstoffpappe 30 mittels bekannter Mittel gegen den Nasenleitstab 13 zu richten, und die Zellstoffpappe in satten Eingriff mit den Zähnen 16 der Vorreißwalze 10 zu treiben. Diese Konstruktion ermöglicht die Verwendung von Zellstoffpappen mit variierenden Dicken.
Die Zuführrolle 12 ist auf einer Achse gelagert und wird mit einer konventionellen Motoreinrichtung (nicht dargestellt) mit einer Geschwindigkeit rotiert, die durch die Geschwindigkeit vorgegeben ist, mit der die Zellstoffpappe 30 der Vorreißwalze 10 zugeführt werden soll. Diese Geschwindigkeit bestimmt die Menge von Zellstoffasern pro Zeiteinheit, die abgelagert werden sollen, um die Faservliesbahn zu bilden. Die Zellstoffpappe 30 wird der Zuführrolle 12 in der durch den Pfeil X in Fig. 1 dargestellten Richtung zugeführt.
Die Vorreißwalze 10 ist ebenfalls auf einer Achse gelagert und wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit mittels eines konventionellen Motors (nicht dargestellt) rotiert. Die Vorreißwalze 10 ist geeignet, um schnell und zuverlässig die Zellstoffpappe 30 durch Erfassen mit den Zähnen 16 zu zerfasern und zu krempeln, bis vereinzelte Fasern aus der Zellstoffpappe freigesetzt sind. Geschwindigkeiten in der Nähe von 6.000 Umdrehungen pro Minute haben sich als geeignet für diesen Zweck erwiesen. Die Zähne 16 sind so gewählt, daß sie ein optimales Profil für das ausgewählte kurze Fasermaterial, das durch die Zellstoffpappe repräsentiert wird, aufweisen.
Lange Fasern werden weitgehend auf dieselbe Art und Weise vereinzelt wie kurze Fasern, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 und 2 dargestellt. Typische lange Fasern umfassen synthetische Fasern, beispielsweise Zelluloseazetat, Vinylchlorid-Vinylazetat und chemische Reyon-Stapelfasern und natürliche Fasern, beispielsweise Baumwolle, Wolle oder Seide. Lange Fasern, beispielsweise Reyon, sind in Ballen mit unterschiedlichen Faserlängen im Handel erhältlich. Ein Ausgangsmaterial mit langen Fasern wird vorgesehen, normalerweise in der Form eines kardierten Batts 32, beispielsweise wenn Reyon als Faserausgangsmaterial verwendet wird. Das Batt 32 wird der Vorreißwalze 20 über eine zweite drahtumschnürte Zuführrolle 22 zugeführt, die mit einer Platte 21 (Fig. 2) und einem Nasenleitstab 23 zusammenwirkt. Allerdings unterscheidet sich der Nasenleitstab 23, der für die Verwendung bei langfaserigen Ausgangsmaterialien geeignet ist, von dem Nasenleitstab 13, der bei Zellstoff verwendet wird. Da Reyon und anderen langfaserigen Ausgangsmaterialien die physikalische Integrität von Zellstoffpappe fehlt, muß das Batt 32 noch ausdrücklicher eingedämmt werden und in Eingriff mit der Vorreißwalze 20 geleitet werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Nasenleitstab 23 gekrümmt, um im wesentlichen konform mit der benachbarten Oberfläche der zweiten Zuführrolle 22 zu sein. Auf diese Art und Weise werden die Fasern in dem Reyon-Ausgangsmaterial bezüglich der zweiten Zuführrolle 22 in Position gehalten, bis sie an die Zähne 26 der Vorreißwalze 20 ausgegeben werden. Die Vorreißwalze 20 wird mit Geschwindigkeiten gedreht, so daß die Zähne 26 lange Fasern aus dem Batt 32 auskrempeln können, ohne die Qualität der langen Fasern zu verschlechtern oder diese zu zerstören. Geschwindigkeiten in der Nähe von 3.000 Umdrehungen pro Minute haben sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen.
Die Zähne 26 der Vorreißwalze 20 sind im allgemeinen kürzer als die Zähne 16 der Vorreißwalze 10 und weisen einen geringeren Abstand voneinander auf. Exzellente Ergebnisse können erzielt werden, wenn der Zahnabstand und die Höhe der Zähne 26 sich jeweils in einem Bereich von etwa 3,175 bis 6,35 mm (1/8 bis 1/4 Zoll) bewegen. Der Winkel der Zähne 26 variiert zwischen -10 und +20º.
Eine Tragstruktur oder ein Rahmen und Antriebsmittel sind natürlich für die verschiedenen Elemente der Erfindung vorgesehen, wie im allgemeinen in den Figuren dargestellt. Darüber hinaus können die Nasenleitstäbe, die Zuführrollen, etc. zueinander eingestellt werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Die langen und kurzen Fasern können gleichzeitig oder nacheinander vereinzelt werden, und es kann, wie in Fig. 1 dargestellt, mehr als ein Typ von jeder Faser (das heißt, kurzfaserige Zellstoffpappen A, B und langfaserige Batts C, D) über Bereiche von jeder Vorreißwalze verteilt werden. Die Vorreißwalzen 10, 20 werden gegeneinander rotiert, wie durch die Pfeile Y in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Faserausgangsmaterialien, ihre Verteilung und die Geschwindigkeit und die Relativanteile in denen sie vereinzelt werden, werden so gewählt, um eine Nonwoven-Faservliesbahn mit der gewünschten Struktur und der gewünschten Kombination von Fasern herzustellen. Die vereinzelten langen und kurzen Fasern werden von den Vorreißwalzen abgezogen und in einer Mischzone 40 gegeneinander gerichtet. Von der Mischzone gelangen die Fasern in eine Verdichtungszone 44 mit einem Verdichtungssieb 42. Diese Bewegung der Fasern wird durch Luftströme unterstützt. Wie in Fig. 2 dargestellt, können Hochgeschwindigkeitsluftströme, die die Fasern abziehen und sie auf das Verdichtungssieb 42 leiten, durch eine Saugkraft eingerichtet werden, die mittels einer Vakuumkammer 49 erzeugt wird, die unterhalb des Siebs angeordnet ist. Dieses Vakuum wird durch einen Ventilator ausgebildet, der von einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird und durch einen Kanal 50 (Fig. 2) abgesogen wird. Das Vakuum zieht Luft durch die Kanäle 35, 37 hinter den Vorreißwalzen 10, 20 und den Nasenleitstäben 13, 23, durch die Mischzone 40 und das Verdichtungssieb 42 zur Kammer 49. Da die Fasern sich denselben Weg entlangbewegen wie die Luftströme von den Vorreißwalzen zur Mischzone, werden die Fasern gezwungen, sich schneller und zuverlässig von den Vorreißwalzen 10, 20 zum Verdichtungssieb 42 hin zu bewegen, wo sie die Faservliesbahn 45 bilden. Um das Abziehen der Fasern von den Vorreißwalzen 10, 20 zu unterstützen, sind die Luftströme an den Zähnen 16, 26 der Vorreißwalzen unter einem vorbestimmten Winkel und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gerichtet, wodurch ein gleichförmiges Strömungsmuster an den Zähnen und um diese herum erzeugt wird. Eine vorteilhafte Manipulation der Luftströme ist weiterhin im US-Patent Nr. 3,740,797 von Farrington beschrieben.
Die Faservliesbahn 45 wird in der Verdichtungszone 44 ausgebildet, die einen Raum unterhalb und in der Nähe von der Mischzone 40 darstellt, gerade oberhalb des Verdichtungssieb 42 und zwischen den Kanalplatten 39. Die Länge der Verdichtungszone 44 entspricht der Länge der Vorreißwalzen 10, 20. Somit weist die erfindungsgemäße Verdichtungszone 44 die Form einer langen Mulde auf, die geeignet ist, vereinzelte Fasern von oben aufzunehmen.
Die Kanalwände 39, die in Fig. 2 dargestellt sind, sind parallel und definieren die Breite der Verdichtungszone 44. Jedoch können diese Wände durch Wände 39' ersetzt werden, die unter Winkeln bis zu 15 oder 20º divergierend zueinander angeordnet sind (wie mit strichpunktierter Linie dargestellt), um eine Faservliesbahn auszubilden, die breiter ist als der Abstand der Vorreißwalzen (Fig. 2).
Das Verdichtungssieb 42 umfaßt vorzugsweise ein endloses Förderband, das über Förderrollen 52, 54 (Fig. 1) geführt ist, so daß es über die hohe Vakuumkammer 49 hinweggeführt werden kann. Eine oder beide der Rollen 52, 54 werden angetrieben, um das Sieb 42 mit gesteuerter Geschwindigkeit zu bewegen.
Bei Anwendung mitreißender Luftströme steht die Vakuumkammer 49 mit der Verbindungszone 44 durch das Maschensieb 42 über eine geeignete Öffnung 47, die in der Ansaugplatte 46 (Fig. 2) vorgesehen ist, in Verbindung. Die Öffnung entspricht im allgemeinen dem Querschnitt des Raums, der durch die Kanalplatten 39 und 59 definiert ist. Das Fördersieb 42 ist derart positioniert, daß es sich unterhalb und in Verbindung mit der Verdichtungszone 44 bewegt und in eine Richtung, die parallel zu den Drehachsen der parallelen Vorreißwalzen 10, 20 ist. Als Ergebnis wird die Faservliesbahn 45 als ein kontinuierliches Faserband aus der Verdichtungszone 44 unter rechten Winkeln zur Richtung des Faserzufuhreingangs und quer bezüglich den drehenden Vorreißwalzen 10, 20 ausgestoßen. Die Faservliesbahn 45 wird nicht, wie es in bekannten Vorrichtungen der Fall ist, in einer Ebene verdichtet, die unterhalb der Vorreißwalzen ausgebildet ist, mit einer Breite, die der Länge der Vorreißwalzen entspricht und bewegt sich rechtwinklig zur Drehachse der Vorreißwalzen.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Faservliesbahn ist umgekehrt proportional der Geschwindigkeit des Siebs 42. Je schneller das Sieb 42 die sich ausbildende Faservliesbahn 45 entfernt, desto dünner ist die resultierende Faservliesbahn. Jedoch ermöglicht der Aufbau und die Orientierung der vorliegenden Verdichtungszone 44 bezüglich der Mischzone 40 die Ausbildung viel dickerer, wiewohl dichterer Faservliesbahnen viel schneller als mittels anderer bekannter Techniken. Das Sieb 42 kann mit anderen Förderbändern in Verbindung stehen, wodurch die Faservliesbahn 45 für eine weitere Bearbeitung nach Wunsch ausgegeben werden kann. Eine solche Bearbeitung kann das Bonden, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 3,772,739 von Lovgren beschrieben; Formgebungsverfahren und ein abschließendes Finish-Verfahren des Faservliesbandproduktes umfassen.
Um die unteren Enden der Kanäle 39 abzudichten und die Wirksamkeit dem Ansaugventilators zu maximieren, sind die Kanalplatten 39 nach unten zum Sieb 42 hin erstreckt und enden gerade oberhalb des Siebs 42. Die Kanalplatten 39 können darüber hinaus mit schwimmenden Dichtungen 53 versehen sein, die in Kontakt mit dem Sieb 42 durch eine Feder vorgespannt sind, die hinter den schwimmenden Dichtungen in einer Ausnehmung in den Platten 39 (Fig. 4) angeordnet sind. Abdeckungen 55 der Vorreißwalzen (Fig. 2 und 8B) können sich ebenso über die äußere Peripherie der Vorreißwalzen erstrecken und in die Platten 39 übergehen, um eine zusätzliche Abdichtung für das Vakuum zu schaffen, welches die Luftströme bildet.
An den Stellen, wo das Sieb 42 in die Verdichtungszone 44 eintritt und diese verläßt, sind jeweils Rolldichtungen 57, 56 an den Kanalplatten 59 vorgesehen (Fig. 3). Die Rolldichtungen 56, 57 sind zwischen den parallelen Rändern der Kanalplatten 39 angeordnet und können frei auf dem Sieb und der Faservliesbahn drehen, um eine Anpassung an die Bewegung des Siebs und der Faservliesbahn zu schaffen. Wenn die Faservliesbahn 45 aus der Verdichtungszone 44 vom Sieb 42 getragen austritt, läuft es unter der Rolldichtung 56 hindurch. Neben der Aufrechterhaltung des Vakuums dienen die Kanalplatten 39 zur Führung der Fasern in die Verdichtungszone 44 und sie verbessern zusammen mit den Platten 59, den schwimmenden Dichtungen 53 und den Rolldichtungen 56, 57 die Wirkung der Saugluftströmung.
Die Vorrichtung der Fig. 1 und 2 ist mit einer zurückziehbaren Leitplatte 60 versehen, die in einer Ebene angeordnet ist, welche senkrecht zwischen den Vorreißwalzen 10, 20 hindurchführt und die Mischzone 40 durchschneidet. Obwohl die Leitplatte so angeordnet werden kann, daß ihre nach unten gerichtete Vorderkante auf jeden vorbestimmten Punkt auf oder auf oberhalb des sich bewegenden Verdichtersiebs 42 fällt, können drei qualitativ unterschiedliche Positionen definiert werden. Wenn die Leitplatte 60 in der oberen oder vollständig zurückgezogenen Position ist, ist ihre Vorderkante aus jedwedem funktionalen Kontakt mit den Faserströmen, die die Vorreißwalzen verlassen, entfernt. Wenn die Leitplatte 60 ganz unten ist, ist ihre nach unten gerichtete Vorderkante am oder oberhalb des Siebs 42 in einer vorbestimmten Position in der Mischzone 40, wo sie die Faserströme vollständig abfängt. Schließlich kann die Leitplatte 60 so positioniert werden, daß ihre nach unten gerichtete Vorderkante mit einem vorbestimmten Mischungspunkt in der Mischzone 40 übereinstimmt, wo sie die Faserströme teilweise blockiert. Eine breite Vielfalt von zusammengesetzten Strukturen kann durch Variation der Position der Leitplatte 60 und durch Zuführung eines oder mehrerer Materialien über jede der Zuführrollen 12, 22 erzeugt werden. Die Fig. 5 bis 7 zeigen beispielhaft zusammengesetzte Nonwoven-Faservliesbahnstrukturen, wie gemäß den nachfolgenden Beispielen beschrieben. Für fachmännische Praktiker ist es selbstverständlich, daß diese Beispiele nur einige der vielen Strukturen darstellen, die hergestellt werden können. Darüber hinaus wird aus den Beispielen deutlich, daß aufgrund der querverlaufenden Ausgabe der Faservliesbahn 45 eine gleichmäßig gemischte Faservliesbahn ausgebildet wird, die in derselben Art in bekannten Vorrichtungen, so wie das Farrington-Verfahren und die Farrington-Vorrichtung, nicht erreichbar ist. Im Gegenteil führt die querverlaufende Anordnung der Faservliesbahnvorrichtung dazu, die Faser in einer Faservliesbahn entsprechend einzigartiger Zonenbildungsmuster abzulagern. Diese Muster können beeinflußt werden, um neue und nützliche Verbundstrukturen herzustellen.

Beispiel 1

Dieselben Zerfaserungsstationen (das heißt Vorreißwalze, Nasenleitstab und Zuführrolle) werden an jeder Seite des Siebs aufgestellt. Anschließend werden identische kurzfaserige Zellstoffpappen 30 oder langfaserige Batts 32 beiden Vorreißwalzen 10, 20 über die Zuführrollen 12, 22 zugeführt. Die resultierende Faservliesbahn 45 ist eine homogene Nonwoven-Faservliesbahn, die aus einer Faserart besteht. Das Ergebnis ist dasselbe für jede Position der Leitplatte 60.

Beispiel 2

Zwei unterschiedliche Fasermaterialien 30, 32 in der Form von kurzen und langen Fasern A, C werden jeweils an die Zuführrollen 12, 22 ausgegeben, wobei jedes unterschiedliche Faserausgangsmaterial hinsichtlich der Erstreckung mit einer der Vorreißwalzen 10, 20 übereinstimmt. Wenn die Leitplatte 60 in der oberen Position ist, wird eine Verbundfaservliesbahn gebildet mit drei Lateralzonen, von denen jede in Maschinenrichtung verläuft. Eine schematische Querschnittsansicht des Produktes ist in Fig. 5 dargestellt.
Die zonenförmige Verbundstruktur ergibt sich als Konsequenz aus den Wurfbahnen der von den Vorreißwalzen abgezogenen Fasern, die durch die Mischzone 40 gelangen und anschließend zu einer querverlaufenden Faservliesbahn innerhalb der Verdichtungszone 44 geformt werden. In einer konventionellen Faservliesbahn-Vorrichtung besteht die Tendenz, jede derartig entstehende Zone aufzulösen oder zu vereinheitlichen durch kontinuierliches Entfernen der sich ausbildenden Faservliesbahn in die Standardmaschinenlängsrichtung, das heißt, die Richtung, in der solche Zonen ausgebildet würden. Allerdings bilden die Zonen durch Entfernen der sich ausbildenden Faservliesbahn in die Querrichtung als ein Ergebnis der Faserablagerung ein Muster, das durch die Wurfbahnen der Fasern verursacht wird.
Wenn die Leitplatte 60 oben ist, verändert sie nicht die Wurfbahnen des verdünnten Faser/Luftstroms, wenn sie durch die Mischzone 40 in die Verdichtungszone 44 gelangen. Die Fasern in den Luftströmen behalten eine Bewegungskomponente, die dazu führt, diese von ihrer jeweiligen Vorreißwalze weg und zur Faservliesbahn hin auf die Seite der gegenüberliegenden Vorreißwalze zu schleudern. Als Ergebnis neigen die Fasern dazu, sich in der Mischzone 40 aneinander vorbeizubewegen, da die Ströme so verdünnt sind, daß nur eine geringe Tendenz zu Faserkollisionen besteht. Somit werden die Fasern vorherrschend auf gegenüberliegenden Seiten der Verdichtungszone 44 abgelagert. Wie in Fig. 5 dargestellt, neigen kurze Fasern A, die von einer linken Vorreißwalze her stammen, dazu eine schmale rechte Faserzone A zu bilden, die vorherrschend Fasern A enthält. Die langen Fasern C, die von der rechten Vorreißwalze her stammen, neigen dazu, eine schmale linke Zone C auszubilden, die vorherrschend Fasern C enthält. Zwischen den Faserzonen A und C ist eine breite Übergangszone, die eine Mischung von Fasern A und C enthält. An den Grenzen der Zonen sind die Fasern verwirrt, so daß die Faservliesbahn einstückig ausgebildet ist.

Beispiel 3

Es werden die Faserausgangsmaterialien von Beispiel 2 verwendet, jedoch ist die Leitplatte 60 an einem Mischpunkt in der Mischzone 40 angeordnet, um die Wurfbahnen der vereinzelten Fasern vor der endgültigen Ablagerung als Faservliesbahn auf dem Sieb 42 zu beeinflussen. Die vereinzelten Fasern, die durch die Mischzone 40 hindurch und auf die Verdichtungszone 44 von jeder Vorreißwalze aus gelangen, fallen innerhalb einer Reichweite oder eines Winkels der Wurfbahnen nach Art eines Sprühnebels, der aus einer Düse austritt. Die Leitplatte 60 durchschneidet, wenn sie an dem vorbestimmten Mischpunkt positioniert ist, zumindest einen Teil des Wurfbahnwinkels, wodurch einige der Fasern und jede mitreißende Luftströmung in diesem Winkelbereich von der Leitplatte 60 abprallen, zurück auf ihre eigene Herkunftsseite der Verdichtungszone 44.
Wenn der Mischpunkt der Leitplatte so gewählt ist, daß etwa gleiche Faservolumen von jeder Vorreißwalze durch die Leitplatte zurückgerichtet werden wie unter der Leitplatte 60 ohne Unterbrechung hindurchgelangen können, wird eine gleichmäßig durchmischte Faservliesbahn von kurzen und langen Fasern A und C erhalten. Der Mischpunkt kann natürlich so gewählt werden, um eine breite Vielfalt von Faserablagerungsmustern und sich daraus ergebender Nonwoven- Faservliesbahn-Strukturen zu schaffen.

Beispiel 4

In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Leitplatte 60 in einer unteren Position, etwa zwei Zoll (50,8 mm) oberhalb des Siebs 42, plaziert. Die beiden unterschiedlichen Faserausgangsmaterialien A, C von Beispiel 2 werden verwendet, so daß jede Faser über eine Betriebslänge von einer der parallelen Vorreißwalzen 10, 20 zugeführt wird. In diesem Fall werden im wesentlichen sämtliche Faserwurfbahnen durch die Leitplatte unterbrochen, was dazu führt, daß die Fasern auf ihre Ursprungsseite der Verdichtungszone 44 zurückgeschleudertwerden. Das Ergebnis ist eine Faservliesbahn ähnlich der Faservliesbahn in Beispiel 2, bei der jedoch die Faserzonen A und C umgekehrt angeordnet sind und mit einer schmaleren Übergangszone A und C, wie in Fig. 6 dargestellt.
Es sollte beachtet werden, daß ungeachtet der Position der Leitplatte irgendeine Verteilung sowohl von langen als auch von kurzen Fasern über die Faservliesbahn infolge der turbulenten Luftströmung erfolgt. Daher zeigen die Zonendarstellungen in den Fig. 5 und 6 nur jeweils die vorherrschenden Fasern. Das Verhältnis der Fasern in jeder Zone kann auch durch die Geschwindigkeit reguliert werden, mit der die Faserausgangsmaterialien 30, 32 den Vorreißwalzen zugeführt werden. Eine Faser, die mit einer höheren Geschwindigkeit zugeführt wird, verursacht eine größere Konzentration dieses Produkts in der Faservliesbahn, obwohl sie über die Faservliesbahn in einer Art verteilt wird, die durch die Leitplattenposition bestimmt ist.
Jede Vorreißwalze 10, 20 muß nicht ausschließlich mit einem Faserausgangsmaterial beschickt werden, vorausgesetzt, daß sämtliche der zu jeder Vorreißwalze geförderten Fasern mit dem Fasertyp (kurz oder lang) übereinstimmen, für den die Vorreißwalze geeignet ist. Daher können beispielsweise vier Faserausgangsmaterialien A bis D gleich zwischen den beiden Vorreißwalzen verteilt werden, wobei jedes der Faserausgangsmaterialien eine Hälfte der jeweiligen Vorreißwalze abdeckt. Fig. 1 zeigt dieses Ausführungsbeispiel. Die Zellstoffpappe 30 weist einen Bereich mit kurzen Fasern A und einen anderen Bereich mit kurzen Fasern B auf, die beide der Vorreißwalze 10 zugeführt werden. Das Batt 32 mit textilen Fasern weist ebenso zwei Bereiche zur Erzeugung von langen Fasern C, D auf, die der Vorreißwalze 20 zugeführt werden. Die Faserkombination A, C zum Eingangsende der Vorrichtung hin verursacht eine untere Schicht der Faservliesbahn, wohingegen die Faserkombination B, D zum Ausgangsende der Vorrichtung hin eine obere Schicht herstellt. Somit sind bei dem resultierenden Produkt beide Lateralzonen und vertikal angeordneten Zonen oder Schichten aus Faserzusammensetzungen gebildet.

Beispiel 5

Die Mehrfach-Faserzufuhren A bis D von Fig. 1 werden der Vorrichtung mit der Leitplatte in einer Mischpunktposition zugeführt, um eine gleichförmige Mischung und Ablagerung von Fasern zu fördern. Die beiden in Maschinenrichtung hinteren Faserausgangsmaterialien A und C bringen ihre Fasern zuerst in einem Bereich des Siebs 42 auf. Wenn dieser Bereich des Siebs sich zum Ausgang hin bewegt, läuft es unter dem Übergang zwischen den Ausgangsmaterialien AC und BD entlang und eine Übergangsschicht mit einer Mischung aus allen vier Fasern wird auf die Oberseite der unteren Schicht abgelegt, die eine gleichmäßige Mischung aus Fasern A und C ist. Wenn der Siebbereich sich unter dem Bereich der Vorreißwalzen bewegt, dem Fasern B, D zugeführt werden, werden diese als eine obere, gleichmäßig gemischte Schicht B und D abgelagert. Ein Querschnitt dieses Produktes ist in Fig. 7 dargestellt.

Beispiel 6

Ein alternatives Produkt, wie in Fig. 9 dargestellt, kann durch Installation von feststehenden Schilden 62 (Fig. 8A und 8B) in der Verdichtungszone 44 zur Maschinenmitte hin und Zuführung von drei getrennten Bereichen zur Vorreißwalze, das heißt, A und C, B und D und A und C hergestellt werden. Die feststehenden Schilde 62 sind im allgemeinen in einer horizontalen Position oberhalb der sich ausbildenden Faservliesbahn in der Mitte angeordnet, wo Faserbereiche B und D abgelegt werden. Somit wird eine erste breite Schicht 65 abgelegt, die eine Mischung aus Fasern A und C ist (Fig. 9A). Anschließend kann eine Mittelschicht 66 hinzugefügt werden. Diese Schicht ist schmaler und weist Fasern B und D auf, da die Schilde 62 die Verdichtungszone verengen (Fig. 8B).
Schließlich wird eine dritte oder obere Schicht 67 hinzugefügt. Die Schicht 67 kann ebenso eine Mischung aus Fasern A und C sein, so daß die mittlere Schicht 66 von Fasern B, D vollständig von Fasern A und C umgeben ist.
Ein Produkt, in dem eine mittlere Schicht umgeben ist durch andere Schichten kann sehr vorteilhaft als ein Absorptionsmittel, beispielsweise eine Windel oder eine Monatsbinde, sein. Bei einem derartigen Produkt sind die inneren Fasermischungen, beispielsweise B und D, in der Schicht 66 von Fig. 9A so gewählt, daß sie hochgradig absorbierende Fasern sind. Beispielsweise kann diese Schicht vorherrschend aus Zellstoff oder superabsorbierenden Fasern hergestellt sein. Die äußeren Fasern, beispielsweise A und C, werden wegen ihrer Dochtwirkungseigenschaften, das heißt, die Fähigkeit, Flüssigkeit zu bewegen, ausgewählt. Beispielsweise haben Reyon-Fasern gute Dochtwirkungseigenschaften. Mit einem derartigen Produkt wird die Feuchtigkeit von der Haut des Benutzers und der Kleidung durch die Fasern mit Dochtwirkung weggeleitet und wird im Zentrum des Produkts durch die hochgradig absorbierenden Fasern zurückgehalten.
Wenn die Zuführung von Zellstoff- oder hochgradig absorbierenden Fasern intermittierend ist, werden separate Pads dieses Materials verdeckt entlang der Faservliesbahn ausgebildet (Fig. 9B). Bei der nachfolgenden Bearbeitung kann die Faservliesbahn zwischen diesen Pads durchtrennt werden, um einzelne Produkte zu bilden. Beispielsweise können diese Produkte chirurgische Pads mit absorbierenden, kostengünstigen, jedoch unattraktiven Zellstofflagen sein, die von einer Polyester-Decklage abgedeckt sind.

Beispiel 7

Als eine weitere Modifikation können Pulverausgabevorrichtungen in der Form von Tabletts 69 oberhalb der Platten 11, 21, wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet werden. Diese Ausgabevorrichtungen können verwendet werden, um superabsorbierende Pulver oder andere Materialien in die Faservliesbahn bei deren Ausbildung durch Einbringen der Materialien in die Luftströme, die die Fasern von den Vorreißwalzen abziehen, einzuführen. Insbesondere die Abziehluftströme werden durch eine Saugkraft in der Kammer 49 gebildet. Diese zieht Luft von der Atmosphäre durch Kanäle 18, 28 über die Vorreißwalzen durch die Mischzone 40 und durch die Verdichtungszone 44 in die Kammer 49. Durch Plazierung der Tabletts am Eingang zu den Kanälen 18, 28 wird das bestimmte Material auf den Tabletts in diese Kanäle gezogen und mit den Fasern, die an den Vorreißwalzen gebildet werden, vermischt.
Wenn diese Tabletts nahe dem Mittelpunkt der Achsen der Vorreißwalzen positioniert sind, wird das bestimmte Material im Zentrum der Faservliesbahn enden. Insbesondere kann eine erste Schicht, beispielsweise eine, in der Fasern mit guten Dochtwirkungseigenschaften vorherrschen, abgelegt werden durch Zuführung von faserigem Material dieses Typs in den Positionen A und C in Fig. 1. Anschließend, wenn die sich ausbildende Faservliesbahn sich unter dem Bereich der Vorreißwalzen hinwegbewegt, wo die Tabletts 69 angeordnet sind, werden die Fasern beispielsweise mit superabsorbierendem Pulver gemischt. Auch die Fasern in dieser Zone können vorherrschend absorbierend sein, beispielsweise Zellstoffasern. Somit wird eine hochgradig absorbierende mittlere Schicht ausgebildet. Diese Schicht kann schmaler sein als die untere Schicht, wenn Schilde 62 (Fig. 8B) in den Bereich unterhalb des Tabletts 69 mit aufgenommen sind. Schließlich wird eine obere Schicht von Fasern mit guter Dochtwirkung zur Faservliesbahn hinzugefügt, gerade bevor sie die Verdichtungszone verläßt. Auf diese Art schafft die Erfindung einen superabsorbierenden Kern, der von Fasern umgeben ist, die gute Dochtwirkungseigenschaften aufweisen.

Beispiel 8

Die Fig. 10 bis 12 zeigen einen horizontalen Schichtungseffekt, der mittels der Erfindung erreicht wird, wenn unterschiedliche Fasermaterialien den Vorreißwalzen längs segmentierter Bereiche der Vorreißwalzenlänge zugeführt werden im Zusammenwirken mit einer gemeinsamen, vertikalen Leitplatte 60 (Fig. 2). Die Mischung der abgezogenen und im rückwärtigen Bereich verdichteten Fasern bildet die untere Schicht. Nachfolgende Schichten, die mit jedem unterschiedlichen Vorreißwalzensegment korrespondieren, werden auf der unteren Schicht abgelagert, wenn die sich ausbildende Faservliesbahn sich stromabwärts von hinten nach vorne bewegt.
Wenn eine gemeinsame Leitplatte 60 verwendet wird, steuert sie die Mischung von Fasern in vertikalen Zonen ohne Rücksicht auf die Anzahl von parallelen Zufuhren des Fasermaterials. In dem Beispiel der Fig. 10 bis 12, welches für dieses Phänomen repräsentativ ist, werden vier unterschiedliche Fasermaterialien zugeführt, die jeweils in ihrer Erstreckung mit der Hälfte der Betriebslänge einer Vorreißwalze übereinstimmen. Daher werden Fasern A und B einer Vorreißwalze und Fasern C und D der anderen Vorreißwalze zugeführt, wobei A und C im hinteren Bereich und B und D im vorderen Bereich, wie in Beispiel 5, zugeführt werden. Die Fasern A und C werden zuerst abgelegt, um eine untere Schicht zu bilden, gefolgt von der überlappenden Ablagerung von Fasern B und D zur Ausbildung einer oberen Schicht. Wie in den Fig. 10 bis 12 gezeigt, werden die Fasern A und C immer horizontal gruppenweise zusammengefaßt und die Fasern A und B werden immer vertikal gruppenweise zusammengefaßt. In ähnlicher Weise sind immer die Fasern B und D horizontal zusammen und die Fasern C und D vertikal zusammen. Die Position der gemeinsamen vertikalen Leitplatte ändert nicht dieses Verhältnis, obwohl sie die Mischungszusammensetzung und die horizontalen Positionen der Fasern in dem Produkt ändert.
Fig. 10 zeigt ein Produkt gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Leitplatte 60 ganz unten ist, was zu einer Materialzusammensetzung mit drei horizontalen Schichten (B, BD, und D oben; A, AC, und C unten) führt, und einer dünnen horizontalen Übergangsschicht zwischen den anderen beiden horizontalen Schichten.
Fig. 11, die ähnlich Fig. 7 ist, zeigt ein Produkt gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Leitplatte 60 an einem Mischpunkt in der Mischzone positioniert ist. Das Ergebnis ist eine dreischichtige Zusammensetzung: Eine untere Schicht von A und C Fasern, die entsprechend den vorbestimmten Anteilen gleichförmig gemischt ist, eine obere Schicht von Fasern B und D, die entsprechend den vorbestimmten Anteilen gleichförmig gemischt ist und eine dünne Übergangsschicht zwischen ihnen.
Fig. 12 zeigt ein Produkt gemäß einem Ausführungsbeispiel, in dem die Leitplatte 60 ganz oben ist, was zu einem Verbundprodukt führt, das im allgemeinen als ein Spiegelbild des in Fig. 10 dargestellten Produkts ausgebildet ist, ausgenommen, daß die zentralen gemischten vertikalen Zonen der Fasern BD und AC breiter sind.
Statt aus einem Stück kann die Leitplatte 60 als eine Segmentleitplatte 60a, 60b ausgebildet sein mit zwei oder mehr Abschnitten (Fig. 1). Jedes Segment der Leitplatte korrespondiert mit einem unterschiedlichen Bereich der Betriebslänge der Vorreißwalzen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel korrenspondiert jede Segmentleitplatte mit einem unterschiedlichen Paar von Eingabefasermaterialien, die optional durch Segmentzuführrollen, wie in Fig. 16 dargestellt, ausgegeben werden.

Beispiel 9

Die Fig. 13 bis 15 repräsentieren Produkte, die mit einer Segmentleitplatte erhalten werden, wo Fasermaterialien A und C einem hinteren Segment ihrer jeweilig zugeordneten Vorreißwalzen innerhalb einer Vorreißwalzenlänge zugeführt werden, die mit einem ersten Leitplattensegment 60a vertikal korrespondiert und optional innerhalb zumindest eines Teils der Mischzone angeordnet ist (Fig. 1). Fasermaterialien B und D werden einem vorderen Segment ihren jeweils zugeordneten Vorreißwalzen innerhalb einer Vorreißwalzenlänge zugeführt, die mit einem zweiten Leitplattensegment 60 b korrespondiert. Die Leitplattensegmente können unabhängig voneinander nach oben oder nach unten oder in Mischpositionen verstellt werden, um eine sehr breite Vielfalt von zusammengesetzten Formen zu erzielen.
Fig. 13 zeigt ein Produkt, das erhalten wird, wenn das erste Leitplattensegment 60a (das mit den Fasermaterialien A und C korrespondiert) unten ist und ein zweites Leitplattensegment 60b (das mit den Fasermaterialien B und D korrespondiert) in einer Mischposition ist. Diese Anordnung führt zu einer unteren Schicht von Materialien A, AC und C, die als Folge der Interferenz der Leitplatte mit den Faserströmen abgelagert wird, einer gemischten oberen Schicht von Fasermaterialien B und D und einer dünnen Übergangsschicht zwischen der oberen und der unteren Schicht. Im wesentlichen führt die Segmentleitplatte in diesem Fall zu einer Verbundstruktur, in der die untere Schicht von Fig. 10 mit der oberen Schicht von Fig. 11 kombiniert ist.
In Fig. 14 wird das Produkt mittels der Vorrichtung hergestellt, bei der die Positionen der Leitplattensegmente 60a und 60b gegenüber ihren Positionen für die Herstellung des Produkts von Fig. 13 geändert sind. Wenn das erste Leitplattensegment 60a unten ist und das zweite Leitplattensegment 60b ganz oben ist, wird eine Struktur mit vielen Schichten und vielen Zonen ausgebildet, wobei die obere Schicht von Fig. 12 mit der unteren Schicht von Fig. 10 kombiniert ist. Diese Positionen werden umgetauscht, um das Produkt in Fig. 15 herzustellen, bei dem das erste Leitplattensegment 60a ganz oben und das zweite Leitplattensegment 60b ganz unten ist.
Es ist zu beachten, daß eine extrem breite Vielfalt von neuen Verbundstrukturen durch die Manipulation der Leitplattensegmente korrespondierend mit der Eingabe von unterschiedlichen Fasermaterialien über unterschiedliche Bereiche einer Vorreißwalzenlänge erzeugt werden kann, wobei die unterschiedlichen Fasermaterialien so gewählt und positioniert werden, um eine horizontal geschichtete Nonwoven-Faservliesbahn mit vertikalen Zonen herzustellen.
Die Erfindung schafft darüber hinaus Segmentzuführrollen, wie in Fig. 16 dargestellt. Die Segmentzuführung bildet eine Einrichtung zur vorteilhaften Ausgabe unterschiedlicher Fasermaterialien zu unterschiedlichen Segmenten oder Längsbereichen von jeder Vorreißwalze mit variierenden Geschwindigkeiten. Auf diese Art und Weise können unterschiedliche Fasermaterialien desselben Typs (beispielsweise lang oder kurz) leicht einer einzelnen Vorreißwalze zugeführt werden, und korrespondierende Materialpaarungen können zu parallelen Bereichen oder Segmenten der parallelen Vorreißwalzen in einer quer angeordneten Faservliesbahn-Vorrichtung zugeführt werden, um zusammengesetzte Nonvowen-Faservliesbahnstrukturen mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen für eine beliebige Materialpaarung zu ermöglichen, die den Vorreißwalzen zugeführt wird.
Die Segmentzuführanordnung weist zumindest zwei Zuführrollensegmente 101a, 101b (Fig. 16) auf, die auf einer gemeinsamen stationären Achse 102 montiert sind. Die Zuführrollensegmente sind jeweils selektiv zur Aufnahme bestimmter Fasermaterialien für die Ausgabe zu einer gemeinsamen Vorreißwalze bei unterschiedlich vorgegebenen Geschwindigkeiten über einen Längsbereich oder ein Segment der Betriebslänge der Vorreißwalze geeignet. Auf diese Weise kann das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von den gewünschten Endprodukten geändert und optimiert werden, und mehr als ein Mischungsverhältnis ist möglich.
Das Mischungsverhältnis der Verbund-Faservliesbahn ist eine Funktion des Gewichts pro Flächeneinheit der eintretenden einzelnen Fasern, wie es durch die Drehgeschwindigkeit der Zuführrolle vorgegeben wird. Bei einer konventionellen Zuführung gibt es nur zwei Zuführrollen, eine für jede Vorreißwalze, wobei jede mit einer einen Kompromiß darstellenden Geschwindigkeit läuft, die entsprechend den Fasern, die vereinzelt werden sollen und dem gewünschten Endprodukt gewählt ist. Daher kann die Verwendung einer konventionellen Zuführung in einer quergerichteten Faservliesbahn-Vorrichtung nur zu einem Mischungsverhältnis von Fasern auf der linken Seite zu Fasern auf der rechten Seite führen, wobei ohne Belang ist, wieviele unterschiedliche Faserzusammensetzungen längs der Betriebslänge von jeder Vorreißwalze eingebracht werden. Die Segmentzuführung ermöglicht eine Vielzahl von Mischungsverhältnissen, von denen jedes auf sein zugeordnetes Vorreißwalzensegment beschränkt ist.
Motoren (nicht dargestellt) werden verwendet, um Getriebezüge anzutreiben, die mit Zahnrädern 104a, 104b kämmen. Das Zahnrad 104a kämmt mit einem Zahnrad 106a, das starr auf einem äußeren Ende eines Zuführrollensegments 101a befestigt ist. Als Ergebnis wird das Zuführrollensegment 101a gedreht und führt Material zu seinem korrespondierenden Vorreißwalzenbereich mit einer Geschwindigkeit, die durch die Drehung des Zahnrads 104a und das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 104a und 106a bestimmt wird. In ähnlicher Weise kämmt das Zahnrad 104b mit einem Zahnrad 106b, das starr an dem Zuführrollensegment 101b mittels einer zylindrischen Antriebsachse 108 befestigt ist. Die Achse 108 ist ebenso auf der gemeinsamen stationären Achse 102 angeordnet. Als Ergebnis wird das Zuführrollensegment 101b gedreht und führt Material seinem Vorreißwalzenbereich mit einer Geschwindigkeit zu, die durch das Zahnrad 104b (dessen Geschwindigkeit unabhängig von der Geschwindigkeit des Zahnrads 104a ist) und das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 104b und 106b bestimmt ist.
Über Lager 110 sind die zylindrische Achse 108 und die Zuführrollensegmente 101a und 101b gegenüber der stationären Achse 102 drehbar.
Sollten mehr als zwei Zuführrollensegmente für eine einzelne Vorreißwalze gewünscht werden, beispielsweise vier Segmente, können die anderen Zuführrollensegmente, beispielsweise 103b, auf dieselbe Art und Weise angetrieben werden, wie es in Fig. 16 für die Segmente 101a, 101b dargestellt ist, nur von der Gegenseite her, so daß der Antriebsmechanismus, das heißt, die Zahnräder, zu den äußeren Rändern der Zuführrollenanordnungen angeordnet sind, anstatt gegenüberliegend mit einem Teil in der Mitte, was zu einer Unterbrechung in den Faserflußströmungen führen würde. Die Zuführrollensegmente könnten durch andere mechanische Einrichtungen als die dargestellten Zahnräder, beispielsweise durch Ketten oder Riemen, angetrieben werden.

Beispiel 10

Fig. 17 zeigt ein Produkt, das unter Verwendung der Segmentzuführung hergestellt wurde, verglichen mit einem, das unter Verwendung einer konventionellen Zuführung hergestellt wurde. Fasermaterialien A und B werden auf einer Vorreißwalze verarbeitet und C und D werden auf der anderen Vorreißwalze verarbeitet, mit A und C im hinteren Bereich und B und D im vorderen Bereich. Alle Fasermaterialien sind von gleicher Länge längs den Vorreißwalzen. Wenn eine gemeinsame Leitplatte 60 in einer Mischposition ist, ergibt sich ein zusammengesetztes Material, das eine Mischung von A und C als eine untere Schicht und eine Mischung von B und D als eine obere Schicht aufweist, mit einem feststehenden Mischungsgewichtsverhältnis von A/C = B/D (Fig. 17A).
Wenn jedoch die Zuführrollen, wie in Fig. 16 dargestellt, segmentiert sind, dann werden bei Verwendung derselben Fasermaterialien und Verteilung A bis D, so daß jede Vorreißwalze mit zwei unterschiedlichen Fasermaterialien bei zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten versorgt wird, die Mischungsverhältnisse variabel. Ein derartiges Ausführungsbeispiel, bei dem die Mischungsverhältnisse A/C und B/D unabhängig sind, ist in Fig. 17B dargestellt. Hier werden die Zuführrollen für Fasern A, C mit einer höheren Geschwindigkeit rotiert als die Segmente für die Fasern B, D. Demgemäß ist der untere Bereich der Faservliesbahn dicker als die obere Schicht.
Als eine Alternative kann das Segment für die A-Faser mit einer höheren Geschwindigkeit als das Segment für die B-Faser gedreht werden, so daß es in der unteren Schicht mehr A-Fasern gibt als B-Fasern in der oberen Schicht. Daher sind in Fig. 17A, wo die Segmente von jeder Zuführrolle jeweils dieselbe Geschwindigkeit haben, die Faserverhältnisse für jede Schicht dieselben, das heißt A/C = B/D. In Fig. 17B ist jedoch ein Produkt dargestellt, bei dem das B-Segment langsamer gedreht wird als das A-Segment, so daß A/C> B/D. Andere Variationen ergeben sich offensichtlich aus der Möglichkeit- Fasermaterialien gleichzeitig zu unterschiedlichen Vorreißwalzen oder unterschiedlichen Bereichen derselben Vorreißwalzen bei unterschiedlichen unabhängigen Geschwindigkeiten gleichzeitig zuzuführen.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 18 bis 20 dargestellt, die eine Vorrichtung zur Ausbildung von radial geschichteten, zylindrischen Nonwoven-Strukturen auf einer quer angeordneten Faservliesbahn-Vorrichtung veranschaulichen. In einer derartigen Vorrichtung weist die Verdichtungsvorrichtung, wie in den Fig. 18 und 19 dargestellt, ein flaches, kontinuierliches und flexibles Siebband 101 auf, das sich in Maschinenrichtung bewegt, das heißt, quer zur Ebene in welcher sich die Vorreißwalzen drehen, das heißt, parallel zu den Vorreißwalzenachsen. Die Bewegungsrichtung des Bands 101 definiert auch ein hinteres Ende R, wo das Band 101 zuerst in die Verdichtungszone C eintritt und zuerst Fasern aufnimmt. Das vordere Ende F ist die Stelle, wo das Band 101 aus der Verdichtungszone C austritt und aufhört, Fasern aufzunehmen.
Das Band 101 ist zumindest teilweise in einer U-förmigen Mulde 102 eingegrenzt, die unterhalb der Mischzone 103 einer Faservliesbahn-Vorrichtung angeordnet ist, aus der das Band 101 Fasern erhält, die von den Vorreißwalzen abgezogen und in der Mischzone vermischt werden, wenn sie von faserfördernden Luftströmen 104 mitgerissen werden. Die Luftströme 104 werden erzeugt oder ergänzt durch eine Vakuumkammer oder ein Sauggehäuse 105, das unterhalb der Mulde 102 und des Bands 101 angeordnet ist und mit dem Band 101 vorzugsweise durch eine perforierte Abstützung 106 in Verbindung steht. Das Band 101 wird durch die Mulde 102 und unterhalb der Mischzone 103 durch Rollen 107 und konventionelle Motore (nicht dargestellt) angetrieben, wobei die Bewegungsrichtung durch die Pfeile Z in den Fig. 18 und 19 angezeigt ist. Die Mischzone 103, das Band 101, die Mulde 102, die perforierte Abstützung 106 und das Sauggehäuse 105 bilden einen nach unten gerichteten vertikalen Weg für die Fasern und ihre mitreißenden Luftströme 104. Die Fasern treten aus der Mischzone 103 unter Schwerkrafteinfluß und unter dem Einfluß der Strömungen 104 aus und werden auf dem Band 101 abgelagert, wodurch die sich ausbildende Faservliesbahn konform mit der U-Form wird, die durch die Mulde 102 auf das Band 101 aufgebracht wird. Die Luftströmungen 104 setzen sich durch die sich verdichtenden Fasern, das Band 101 und die perforierte Abstützung 106 fort und enden im Betrieb in dem Ansauggehäuse 105. Auf diese Art und Weise können viele neue zusammengesetzte Faservliesbahnstrukturen mit nicht-rechteckförmigen Querschnitten hergestellt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Mulde 102 und der korrespondierende U-förmige Bereich des Bandes 101 übereinstimmend mit der Mischzone 103, die sich ihrerseits übereinstimmend mit der Verdichtungszone C und der Betriebslänge der Vorreißwalzen der quer angeordneten Faservliesbahn- Vorrichtung erstreckt, die ihrerseits mit dem vorderen und hinteren Ende F und R korrespondiert.
Wie in den Fig. 18 und 19 dargestellt, gehen parallele Kanalplatten 108 von der Mischzone 103 ab, um Dichtungen 109 mit der Mulde 102 (Fig. 18) zu bilden, um den Sog, der durch das Ansauggehäuse 105 erzeugt wird, zu unterstützen und die Luftströmungen und Fasern innerhalb einer optimalen Verdichtungszone einzugrenzen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kanalplatten 108 mit Ausnehmungen 110 versehen, die geeignet sind, die Ränder des Bandes 101, wenn dieses sich durch die Mulde 102 bewegt und in die gewünschte U-Form deformiert ist, aufzunehmen. Daher ist die Verdichtungszone C vorteilhafterweise aufgenommen und vorzugsweise abgedichtet innerhalb eines Raums, der oben durch die Mischzone, unten durch den U-förmigen Bereich des Bandes 101, an den Seiten durch die Kanalplatten 108 und das Vorderende und das Hinterende F und R, die Rolldichtungen aufweisen können, definiert ist.
Das Band 101 ist nicht über seine gesamte kontinuierliche Länge U-förmig. Statt dessen kommt das Band 101 in der Nähe ,des hinteren Endes R als ein flaches, kontinuierliches Band an. Mittel, beispielsweise in der Form einer Rolldichtung 111, sind vorgesehen, um das Band teilweise zu deformieren, so daß es von der Mulde 102 aufgenommen und weiter in die gewünschte U-Form über die gewünschte Länge deformiert werden kann. Die formgebende Rolle 111 ist in Kontakt mit dem Band 101 vorgespannt und dient auch zur Abdichtung des hinteren Endes R der Verdichtungszone C im Hinblick auf die Fasern und Luftströme 104. Eine ähnliche Rolle, die nicht dargestellt ist, kann am vorderen Ende F angeordnet sein, ist jedoch aufgrund des Abdichtungseffekts der formgebenden Faservliesbahn-Röhren- und Führungsplatten 112 nicht notwendig.
In der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 18 und 19 deformiert die formgebende Rolle 111 teilweise das Band 101, so daß seine Ränder die flache Ebene verlassen, in der das Band sich bewegt, wonach die Ränder innerhalb der Aufnahmen 110 mitgenommen und durch die Saugkraft gegen die Abstützung 106 gezogen werden.
Wenn der U-förmige Bereich des Bandes 101 die Mulde 102 am vorderen Ende F verläßt, wird die Saugkraft eliminiert und das Band wird an die Formschuhe oder Führungsplatten 112 übergeben, die, wie in den Fig. 19 und 20C dargestellt, in der Form einer konvergent-divergent formgebenden Röhre ausgebildet sein können. Auf diese Art und Weise wird der U-förmige Bandbereich 101 und die ausgebildete Faservliesbahn, die es nun fördert, weiter in eine zylindrische Form deformiert, so daß eine zusammengesetzte Faservliesbahnstruktur mit radialen Schichten und einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet wird. Das nunmehr zylindrische Produkt wird weiter längsbewegt und die Führungsstruktur öffnet sich und erlaubt dem Produkte die Führung 112 zu verlassen.
Das Faservliesbahn-Produkt wird dann vom Band 101 getrennt, und das Band 101 kann wieder in seine flache Konfiguration zurückfallen. Es bewegt sich anschließend über Rollen 107 und schließlich zurück zur Verdichtungszone.
Im Betrieb kann ein homogener Zylinder durch Zuführung von nur einem Material zu den Vorreißwalzen oder durch Zuführung von zwei Materialien, jeweils eins zu jeder Vorreißwalze, zur Erzielung einer homogenen Mischung erhalten werden. Radial geschichtete Strukturen können durch Zuführung von Materialien zu den Vorreißwalzen zum hinteren Ende R hin erzielt werden, die von den Materialien, die zum vorderen Ende F hin zugeführt werden, abweichen.
Der Betrieb der Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Verbundstrukturen ist durch die Fig. 20A bis C erläutert, die Schnitte längs der Linien AA', BB' und CC', von Fig. 19 darstellen.
Eine gleichförmige Schicht von Fasern 122 (Fig. 20A) kann trotz Schwerkrafteffekte erreicht werden durch Steuerung der Luftströmungsverteilung durch das Siebband 101, beispielsweise durch selektives Perforieren der Abstützung 106 und/oder Unterteilung des Ansauggehäuses, um für einen unabhängigen Sog auf unterschiedliche Querschnittsbereiche des Bands 101 zu sorgen, wenn es durch die Verdichtungszone C hindurchläuft.
Da die Schwerkraft und die Wurfbahnen der Fasern von den Vorreißwalzen dazu führen würden, die meisten der Fasern am Boden der Mulde 102 anzusammeln, das heißt im Zentrum der Faservliesbahn, muß etwas unternommen werden, um die Höhe der ausgebildeten Faservliesbahn gleichmäßig zu machen. Um dies zu erreichen, muß das Luftströmungsdifferential, das durch das Ansauggehäuse 105 geschaffen wird, der Schwerkraft und den Inertialkräften der Fasern, die dazu führen sämtliches Material am Boden des "U" abzulegen, während die vertikalen Seiten unbedeckt gelassen werden, entgegenwirken. Dies kann erfordern, daß es keine Saugkraft am Boden der U-Form und eine maximale Kraft an den vertikalen Rändern gibt.
Der Sog an den vertikalen Seiten muß durchgehend durch die Verdichtungszone so aufrechterhalten werden, daß die Schicht 122 zu den Rändern hin auf dem Sieb gehalten wird. Jedoch ist, wenn die Faservliesbahn sich zum vorderen Ende F hin bewegt, ebenso am Boden der U-Form ein Sog gegeben, um einen mittleren Materialkern 124 zu bilden, um den die Schicht 122 durch das Sieb gewickelt werden kann, um ein zylindrisches Produkt auszubilden.

Beispiel 11

Die Fasermaterialien werden von den Vorreißwalzen vereinzelt, abgezogen, und die vereinzelten Fasern werden in den Luftströmen 104 mitgerissen, die durch eine Saugvorrichtung im Ansauggehäuse 105 gefördert werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mulde 102, die perforierte Abstützung 106 und der U-förmige Bereich des Bandes 101 in einer Ausnehmung in der Oberseite des Ansauggehäuses 105 angeordnet. Die Kanalplatten 108 bilden eine wechselseitige Abdichtung mit der Mulde 102 und einer Wand 113 des Ansauggehäuses.
In einer ersten Betriebsphase, die in Fig. 20 dargestellt ist (Schnitt 20A-20A von Fig. 19), wird eine erste Mischung von Fasern, beispielsweise solche mit guten Dochtwirkungseigenschaften, in einer ersten Strömung 104a zum hinteren Ende R hin mitgerissen. Diese Fasern werden auf dem U-förmigen Bereich des Bands 101 abgelagert. Der Sog wird so gesteuert, daß die Luftströmungen in einer vorbestimmten Art und Weise beeinflußt werden, was zu einem gewünschten Ablagemuster mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe auf dem U-förmigen Band führt. Auf diese Art und Weise werden die Fasern in einer gleichmäßigen,- U-förmigen äußeren Schicht 122 über einen hinteren Bereich der Verdichtungszone C korrespondierend zum Fasermaterial, das einem korrespondierenden, hinteren Bereich der Vorreißwalzen zugeführt wurde, verteilt.
In einer zweiten Phase bewegt sich das Band 101 nach vorn, wobei es die Schicht 122 fördert. Wie in Fig. 20B dargestellt, wird eine zweite Mischung von Fasern, beispielsweise hochabsorbierende Fasern, in einem zweiten Strom 104b mitgerissen und wird auf der Oberseite der Schicht 122 als eine Kernschicht 124 abgelagert. Der Sog kann wieder auf vorteilhafte Art und Weise gesteuert werden, um die Faserablagerung zu beeinflussen, ist jedoch während dieser Phase weniger kritisch. Tatsächlich kann der Sog in der Mitte vorherrschend sein, um die in Fig. 20B dargestellte faserige Struktur zu bilden. Die Geschwindigkeit der Faserablagerung wird gesteuert, so daß die resultierende Schicht 124 eine gewünschte Tiefe erreicht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kernschicht 124 eine Tiefe auf, die kleiner ist als die Tiefe der Mulde 102, und die Oberseite der Schicht 124 befindet sich unterhalb der Wände der äußeren Schicht 122.
Wenn die Kernfasern als Schicht 124 in einem vorderen Bereich der Verdichtungszone C (entsprechend dem der U-förmige Bereich des Bands 101 die Verdichtungszone C am vorderen Ende F.
In einer dritten Phase, die in Fig. 20C dargestellt ist (Schnitt 20C-20C von Fig. 19), wird das Band 101, das nun eine verdichtete Faservliesbahn mit einem gekrümmten Querschnitt trägt, in Formschuhe oder Führungen 112 eingeleitet, die von einem Schuhträger 114 gehalten werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Schuhe 112 die Form einer konvergenten Röhre auf. Das Band 101 und die Faservliesbahn mit den Schichten 120 und 124 werden durch die Führungen 112 weiter in eine Kreisform deformiert. Wenn die Tiefe der Kernschicht 124 kleiner ist als die Tiefe oder die Umfangslänge der Schicht 122, wie dargestellt, bewirken die Führungen 112, daß sich die Enden der äußeren Schicht 122 treffen, wodurch die Kernschicht 124 in einer zylindrischen äußeren Schicht gleichmäßig eingehüllt wird. Wenn die äußere Schicht 122 ein warmverschweißbares Material enthält, kann die äußere Schicht mit Wärme beaufschlagt werden, um die Struktur am Umfang zu stabilisieren, um das Produkt in der zylindrischen Form zu halten.
Das resultierende zylindrische Nonwoven-Produkt ist eine gleichförmige, radial geschichtete Faservliesbahn mit einem inneren Kern aus absorbierendem Material, das von einer Umhüllung aus Material mit guten Dochtwirkungseigenschaften umgeben ist. Die zusammengesetzte Faservliesbahn weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und kann einer Anzahl von Verwendungen angepaßt werden. Beispielsweise kann ein Tampon- Produkt für die Frauenhygiene durch Schaffung einer Kernschicht aus hochgradig absorbierenden Fasern und einer äußeren Schicht aus Fasern mit guten Dochtwirkungseigenschaften erhalten werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können hochgradig absorbierende Partikel, die an den Luftstrom 104b ausgegeben werden, als Ersatz für einige oder sämtliche der hochgradig absorbierenden Fasern verwendet werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß von fachmännischen Praktikern noch vielmehr radial geschichtete Produkte nach diesem Verfahren und mit dieser Vorrichtung hergestellt werden können, und daß das besondere beschriebene Ausführungsbeispiel eher beispielhaft als einschränkend ist.

Andere Variationen

Vielfältige andere Produkte können segmentweise durch Anfahren und Abstoppen des Verdichtungssiebs und durch Anfahren und Abstoppen oder sequentieller Zuführung der verschiedenen Fasermaterialien zu den Vorreißwalzen hergestellt werden. Auch können Fasern mit aufgenommen werden, die dem Produkt vom Feuchtigkeits-Handling abweichende Eigenschaften verleihen. Beispielsweise kann ein faseriges Material mit großer Elastizität verwendet werden, um einem Produkt, beispielsweise einer Binde, eine Federcharakteristik zu verleihen, was dazu führt, daß das Produkt sich anfühlt wie ein Plüschmaterial.
Als ein weiteres Beispiel, kann das in Fig. 7 dargestellte Produkt mittels der vorliegenden Erfindung so ausgebildet werden, daß es eine obere Schicht von 70% Polyester und 30% synthetischer Zellstoffaser aufweist. Die Mitte ist ein Übergangsbereich und die untere Schicht ist 90% Zellstoffaser und 10% synthetische Zellstoffaser, die als Binder verwendet wird. Dies ist verwendbar als ein Produkt für Inkontinenz bei Erwachsenen, bei dem die obere Schicht sich in Kontakt mit der Haut des Trägers befindet. Eine Aufgabe dieses Produkts ist es, die absorbierende Zellstoffaser von der Haut des Trägers abzuhalten.
Noch ein weiteres Produkt kann eine obere Schicht aus 100% Polyester aufweisen, die nicht-absorbierend und elastisch ist. Die mittlere Schicht kann aus einer Mischung aus Polyester und Zellstoffaser bestehen, während die untere Schicht aus Zellstoffaser und einer synthetischen Zellstoffaser besteht, welche elastisch und absorbierend ist.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere dargestellt und beschrieben worden ist unter Bezugnahme auf deren bevorzugte Ausführungsbeispiele, versteht es sich für Fachleute, daß verschiedene Änderungen in der Form und in Details hieran vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Erfindungsbereich abzuweichen. Insbesondere wenn vielfache Ausgangsmaterialien einer Vorreißwalze zugeführt werden, müssen sie nicht jeweils 50% des Raumes einnehmen. Eines kann mehr Raum einnehmen als das andere, und es können Lücken dazwischen vorhanden sein. Ebenso können durch sequentielles Zuführen der Produkte oder Anhalten der Zuführung für bestimmte Zeitspannen andere Produkte hergestellt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn mit ersten und zweiten Zuführvorrichtungen (12, 22) zum Zuführen eines faserigen Materials zu ersten und zweiten Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) an einer ersten bzw. zweiten Stelle;

einer ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20), die um parallele Achsen in Richtung zueinander drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalzen (10, 20) in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtungen im Bereich der ersten bzw. zweiten Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) angeordnet ist, die genannte erste und zweite Vorreißwalze mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zugeführten faserigen Materialien in Berührung gebracht werden können, um das Material (30, 32) zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren;

Doffer (18, 20) zum Leiten der von der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20) stammenden Fasern in erste bzw. zweite Faserströme mit gegeneinander gerichteten Wurfbahnen;

einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone (40) zwischen den genannten Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet;

dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Mischvorrichtung mindestens zwei unabhängig voneinander verstellbare, vertikale Leitplatten (60a, 60b) aufweist, die nach Wahl angeordnet sind, damit sie in wenigstens einem Teil der genannten Mischzone (40) positionierbar sind, wobei jede genannte Leitplatte (60a, 60b) dazu vorgesehen ist, wahlweise zumindest einen Teil der genannten ersten und zweiten Faserströme abzufangen; und daß eine Verdichtungsvorrichtung (42) ein Förderband umfaßt, das sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt, wobei die Verdichtungsvorrichtung (42) außerhalb der Mischzone (40) angeordnet ist und das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Materialbahn (45) zu bilden.

2. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn mit einer ersten und zweiten Zuführvorrichtung (12, 22) zum Zuführen eines faserigen Materials (30, 32) zu je einer ersten und zweiten Zerfaserungsstation (10, 12, 13; 20, 22, 23), wobei zumindest eine der genannten Zuführvorrichtungen (12, 22) zwei unabhängig voneinander angetriebene Zuführrollensegmente (12, 22) aufweist, die mit voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten antreibbar sind,

einer ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20), die um zueinander parallele Achsen drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20) in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtung (12, 22) im Bereich der ersten bzw. zweiten Zerfaserungsstation (10, 12, 13; 20, 22, 23) angeordnet ist und die genannte erste und zweite Vorreißwalze (10, 20) mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zugeführten faserigen Materialien (30, 32) in Berührung gebracht werden können, um die Materialien (30, 32) zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren;

Doffern (18, 28) zum Leiten der von der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20) stammenden Fasern in einen ersten und zweiten Faserstrom mit gegeneinander gerichteten Wurfbahnen;

einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone (40) zwischen den genannten Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet; und

einer Verdichtungsvorrichtung (42), die außerhalb der genannten Mischzone (40) angeordnet ist, wobei das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Faserbahn (45) zu bilden, wobei der Faseranteil in der Faserbahn (45) den unterschiedlichen Geschwindigkeiten der genannten Zuführrollensegmente (12, 22) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verdichtungsvorrichtung (42) ein Förderband aufweist, das sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt.

3. Zylindrische Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn mit

einer ersten Zuführvorrichtung (12) zum Zuführen eines faserigen Materials (30) zu mindestens zwei ersten Zerfaserungsstationen (10, 12, 13);

einer zweiten Zuführvorrichtung (22) zum Zuführen eines faserigen Materials (32) zu mindestens zwei zweiten Zerfaserungsstationen (20, 22, 23);

einer ersten und einer zweiten Vorreißwalze (10, 20), die um zueinander parallele Achsen in Richtung gegeneinander drehbar angeordnet sind, wobei ein Teil des äußeren Umfangs der genannten ersten und zweiten Vorreißwalze (10, 20) in der Nähe der genannten ersten bzw. zweiten Zuführvorrichtung (12, 22) angeordnet ist und die genannte erste und zweite Vorreißwalze (10, 20) mit den zu den jeweiligen Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zugeführten faserigen Materialien (30, 32) in Berührung gebracht werden können, um die Materialien (30, 32) zu öffnen und einzelne Fasern zu produzieren;

einer Mischvorrichtung, die eine Mischzone (40) zwischen den Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) zum Empfangen und wahlweisen Vermischen der Faserströme bildet, einer Verdichtungsvorrichtung (42), die mindestens ein kontinuierliches Förderband umfaßt und außerhalb der Mischzone (40) angeordnet ist, wobei das genannte Förderband die Faserströme aufnimmt und Fasern ansammelt, um eine Faserbahn (45) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte, kontinuierliche Förderband (42) sich parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen bewegt und das genannte Förderband zumindest auf einem Teil seiner Länge U-förmig ausgebildet ist, der sich unter der genannten Mischzone (40) erstreckt, und eine Führungsvorrichtung (112) vorgesehen ist, die das genannte Förderband in eine zylindrische Form bringen.

4. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Mischvorrichtung mindestens zwei unabhängig voneinander verstellbare, vertikale Leitplatten (60a, 60b) aufweist, die nach Wahl angeordnet sind und in wenigstens einem Teil der genannten Mischzone (40, 103) positionierbar sind, wobei jede genannte Leitplatte (60a, 60b) dazu vorgesehen ist, wahlweise zumindest einen Teil der ersten und/oder zweiten Faserströme (104) abzufangen.

5. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 oder 4, wobei jede der genannten Leitplatten (60a, 60b) einem vorbestimmten proportionalen Längssegment der Betriebslänge der genannten Vorreißwalzen (10, 20) entspricht.

6. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 2 oder 4, wobei die genannten ersten und zweiten Zuführvorrichtungen jeweils mindestens zwei unabhängig voneinander drehbare Zuführrollen (12, 22) aufweisen, die sich parallel zu den Vorreißwalzen (10, 20) erstrecken und einem vorbestimmten proportionalen Längssegment der genannten Vorreißwalzen entsprechen, mindestens einem parallel zu den genannten Zuführrollen (12, 22) angeordneten Nasenleitstab (13, 23), so daß das faserige Material zwischen jeder Zuführrolle (12, 22) und dem Nasenleitstab (13, 23) zugeführt und mit der entsprechenden Vorreißwalze (10, 20) in Berührung gebracht werden kann, wobei jede der genannten Zuführrollen (12, 22), der Nasenleitstab (13, 23) und der Vorreißwalzenteil zusammen eine der Zerfaserungsstationen (10, 12, 13; 20, 22, 23) bilden, und jede der genannten Zuführrollen (12, 22) dazu ausgelegt ist, faserige Materialien (30, 32) von verschiedener Dicke und Dichte bei verschiedenen Geschwindigkeiten aufzunehmen.

7. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 3, die zusätzlich eine variable Ansaugvorrichtung (105) zum Erzeugen einer unterschiedlichen Ansaugkraft über den Wänden des genannten U-förmigen Teils des genannten Förderbandes (101) aufweist.

8. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 7, bei der das genannte Förderband auf einer U-förmigen Mulde (102) gelagert ist, die mit der genannten Ansaugvorrichtung über eine Löcher aufweisende Lager (106) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 8, bei der sich Kanalplatten (108) von der Mischzone (103) weg erstrecken, um mit der genannten Mulde (102) eine Dichtung zu bilden, und bei der Formrollen (111) dem genannten Band (101) zusammen mit der genannten Mulde (102) die genannte U-Form aufprägen.

10. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die genannten Kanalplatten (108) Ausnehmungen (110) aufweisen, die dazu ausgelegt sind, die Enden des genannten U-förmigen Teils des genannten Bandes (101) aufzunehmen.

11. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 3, bei der die genannte Führungsvorrichtung zumindest einen nachverdichtenden Formschuh aufweist, der dazu ausgelegt ist, den genannten U-förmigen Teil des genannten Bandes (101) und die von ihm getragene, verdichtete Faserbahn aufzunehmen und weiter zu verdichten.

12. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 11, bei der der genannte Formschuh (112) ein Rohr mit kontinuierlich abnehmendem Querschnitt aufweist.

13. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 oder 4, bei der jede der genannten Leitplatten (60a, 60b) der Hälfte der sich längs erstreckenden Betriebslänge der entsprechenden Vorreißwalze (10, 20) entspricht.

14. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 2 oder 4, bei der jede der genannten Zuführvorrichtungen (12, 22) der Hälfte der sich längs erstreckenden Betriebslänge einer der genannten Vorreißwalzen (10, 20) entspricht.

15. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 4, bei der jede der genannten Leitplatten (60a, 60b) und jede der genannten Zuführvorrichtungen (12, 22) der Hälfte der sich längs erstreckenden Betriebslänge einer der genannten Vorreißwalzen (10, 20) entspricht.

16. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 oder 4, bei der jede der genannten Leitplatten (60a, 60b) wahlweise in eine vertikale Stellung bewegbar ist, in der sie sich (a) in einer oberen Stellung befindet, in der sie die genannten Faserströme nicht unterbricht, (b) in einer unteren Stellung befindet, in der die genannte Leitplatte die genannten Faserströme vollständig abfängt, und (c) in einer Mischstellung befindet, in der die genannte Leitplatte die Faserströme teilweise abfängt.

17. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Verdichtungsvorrichtung außerdem eine Ansaugvorrichtung (49) aufweist, die mit dem genannten Förderband (42) in Verbindung steht, wobei die genannte Ansaugvorrichtung (49) einen Luftstrom erzeugt, der (A) über und um zumindest einen Teil des Umfangs jeder Vorreißwalze (10,20) streicht, um das Abziehen der Fasern von jeder Vorreißwalze (10,20) zu unterstützen, der (B) durch die Mischzone (40) streicht, um das Mitführen der Fasern in den genannten Faserströmen zu unterstützen, und (C) durch das Förderband (42) streicht, um das Ansammeln von Fasern zum Bilden einer Faservliesbahn (45) zu unterstützen.

18. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 17, bei der die genannte Ansaugvorrichtung mindestens eine Vakuumkammer (49) umfaßt, die unter dem genannten Förderband (42) angeordnet ist und mit diesem über mindestens eine Öffnung (47) in der Oberseite der genannten Vakuumkammer (49) in Verbindung steht.

19. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 17, die ferner erste Kanalplatten (39) aufweist, die auf dem Rahmen abgestützt und im allgemeinen parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen auf beiden Seiten des Faservliesbahn (45) angeordnet sind und sich von unterhalb der Vorreißwalzen (10, 20) bis in eine Lage in der Nähe des Förderbandes (42) erstrecken.

20. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 19, die zusätzlich zylindrische Abdeckungen (55) aufweist, die sich von den genannten ersten Kanalplatten (39) bis zu den genannten Zuführvorrichtungen (12, 22) um die genannten Vorreißwalzen (10, 20) herum auf den den genannten Faserströmen abgewandten Seiten erstrecken.

21. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 19, die ferner mindestens eine schwebende Dichtung (53) aufweist, die sich von den ersten Kanalplatten (39) weg erstreckt und mit einer Vorspannkraft an dem genannten Fördergurt (42) anliegt.

22. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 19, weiterhin umfassend:

zweite Kanalplatten (59), die an beiden Enden der genannten Vorreißwalzen (10, 20) im allgemeinen rechtwinklig zu den Achsen derselben angeordnet sind und sich von den Zuführvorrichtungen (12, 22) weg bis in eine Lage in der Nähe des Förderbandes (42) erstrecken; und

Rollendichtungen (56, 57), die an den genannten zweiten Kanalplatten an beiden Enden der genannten Vorreißwalzen (10, 20) drehbar befestigt sind und sich bis zum Kontakt mit einem genannten Förderband (42) und Faserbahn (45) erstrecken.

23. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner mindestens ein Schild (62) umfaßt, das zwischen der genannten Mischzone (40) und der genannten Verdichtungsvorrichtung (44) angeordnet ist, um das Formen der Faserbahn (45) unterhalb des genannten Schildes (62) zu verhindern.

24. Vorrichtung zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 23, bei der der genannte Doffer eine Ansaugvorrichtung zum Erzeugen eines die genannten Vorreißwalzen (10, 20) umstreichenden Luftstroms umfaßt, um die Fasern von den Vorreißwalzen abzuziehen und die Bildung von Faserströmen zu unterstützen, und ferner umfassend mindestens ein Pulvertablett (69), das in der Nähe eines Teiles mindestens einer Vorreißwalze (10, 20) an der Stelle des genannten Schildes (62) so angeordnet ist, daß auf dem genannten Tablett (69) gelagertes, Partikel enthaltendes Material durch den Luftstrom zu der genannten Vorreißwalze mitgerissen und in die Faserströme gemischt wird.

25. Verfahren zum Herstellen einer Faservliesbahn, umfassend die folgenden Schritte:

Inberührungbringen mindestens einer Quelle von Fasermaterial (30) mit jeder von zwei Vorreißwalzen (10, 20), die sich um zueinander parallele Achsen aufeinander zu drehen, so daß das Fasermaterial geöffnet und in einzelne Fasern zerlegt wird;

Abziehen der Fasern von den Vorreißwalzen (10, 20) in Form von Faserströmen;

Leiten der Faserströme gegeneinander und in eine Mischzone (40), Aufnehmen und Sammeln der Faserströme auf einem Förderband (42), nachdem sie die Mischzone (40) passiert haben, um eine Fasermaterialbahn (45) zu bilden;

gekennzeichnet durch

wahlweises Abfangen und Umlenken zumindest eines Teils eines jeden Faserstroms innerhalb der Mischzone (40) mit mindestens zwei, unabhängig voneinander bewegbaren Leitplattensegmenten (60a, 60b), wobei jedes genannte Leitplattensegment (60a, 60b) einem sich längs erstreckenden Segment längs der Betriebslänge der genannten Vorreißwalzen (10, 20) entspricht, und durch Bewegen des Fördergurtes (42) parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen (10, 20).

26. Verfahren zum Herstellen einher Faservliesbahn nach Anspruch 25, bei dem zwei Quellen von Fasermaterial (30, 32) mindestens einer der genannten Vorreißwalzen (10, 20) mittels unabhängiger Zuführsegmente (101a, 101b, 103b) zugeführt werden, wobei jedes Zuführsegment einem der genannten, sich längs erstreckenden Segmente der genannten Vorreißwalzen (10, 20) entspricht.

27. Verfahren zum Herstellen einer Faservliesbahn nach Anspruch 25, umfassend den Verfahrensschritt, die Fasern der Faserströme (104) auf dem Fördergurt (42) zu sammeln, um eine Fasermaterialbahn (45) zu bilden.

28. Verfahren nach Anspruch 25 oder 27, ferner umfassend den Schritt des Sprühens eines Pulvers (69) auf die sich bildende Faserbahn durch Einleiten des Pulvers in den genannten Faserstrom (104).

29. Faserstruktur mit mindestens zwei integralen Schichten, gekennzeichnet durch

(A) eine erste Schicht mit mindestens einem ersten Fasermaterial in einer ersten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem zweiten Fasermaterial (C) in einer zweiten Zone an der anderen Seitenkante, und eine erste Übergangszone (A, C) von ersten und zweiten Fasern (A, C) zwischen der genannten ersten und zweiten Zone, wobei die genannten ersten und zweiten Fasermaterialien (A, C) in der genannten ersten Schicht und den genannten ersten und zweiten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des ersten Fasermaterials (A) zum zweitem Fasermaterial (C) stehen;

eine zweite Schicht mit mindestens einem dritten Fasermaterial (B) in einer dritten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem vierten Fasermaterial (D) in einer vierten Zone an der anderen Seitenkante, und eine zweite Übergangszone (B, D) der dritten und vierten Fasern (B, D) zwischen der genannten dritten und der vierten Zone, wobei die genannten dritten und vierten Fasermaterialien (B, D) in der genannten zweiten Schicht und den genannten dritten und vierten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des dritten Fasermaterials (B) zum vierten Fasermaterial (D) stehen; und wobei das Verhältnis des ersten Fasermaterials (A) zum zweiten Fasermaterial (C) unabhängig von dem Verhältnis des dritten Fasermaterials (B) zum vierten Fasermaterial (D) und die Dicke der ersten Schicht unabhängig von der Dicke der zweiten Schicht sind.

30. Faserstruktur nach Anspruch 29, bei der die Anordnung der ersten und zweiten Zonen (A, C) in der ersten Schicht von der Anordnung der dritten und vierten Zonen (B, D) in der zweiten Schicht unabhängig ist.

31. Faserstruktur mit mindestens zwei integralen Schichten, gekennzeichnet durch

eine erste Schicht mit mindestens einem ersten Fasermaterial (A) in einer ersten Zone an einer Seitenkante, mindestens einem zweiten Fasermaterial (C) in einer zweiten Zone an der anderen Seitenkante, und eine erste Übergangszone (A, C) von ersten und zweiten Fasern (A, C) zwischen der genannten ersten und zweiten Zone, wobei die genannten ersten und zweiten Fasermaterialien (A, C) in der genannten ersten Schicht und den genannten ersten und zweiten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des ersten Fasermaterial (A) zum zweiten Fasermaterial (C) stehen;

eine zweite Schicht mit mindestens einem dritten Fasermaterial (D) in einer dritten Zone an einer Seitenkante, mindestens ein viertes Fasermaterial (B) in einer vierten Zone an der anderen Seitenkante, und eine zweite Übergangszone (B, D) von dritten und vierten Fasern (B, D) zwischen der genannten dritten und vierten Zone, wobei die genannten dritten und vierten Fasermaterialien (B, D) in der genannten zweiten Schicht und den genannten dritten und vierten Zonen in einem bestimmten Verhältnis des dritten Fasermaterials (D) zum vierten Fasermaterial (B) stehen; und

wobei die Anordnung der ersten und zweiten Zonen in der ersten Schicht von der Anordnung der dritten und vierten Zonen in der zweiten Schicht unabhängig ist.

32. Faserstruktur nach einem der Ansprüche 29, 30 oder 31, bei der zumindest eine der genannten Schichten eine homogene Mischung von mindestens zwei Fasermaterialien (AC; BD) aufweist, die sich von einer Seitenkante zu der anderen erstreckt.

33. Faserstruktur nach einem der Ansprüche 29, 30 oder 31, die zusätzlich eine Schicht von Pulvermaterial zwischen den genannten ersten und zweiten Schichten aufweist.

34. Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Faservliesbahn, umfassend die folgenden Schritte:

Inberührungbringen einer ersten Quelle von Fasermaterial (30) mit einer ersten Vorreißwalze (10);

Inberührungbringen einer zweiten Quelle von Fasermaterial (32) mit einer zweiten Vorreißwalze (20), deren Achse parallel zu der Achse der genannten ersten Vorreißwalze (10) verläuft;

Drehen der genannten ersten und zweiten Vorreißwalzen (10, 20) um ihre Achsen aufeinander zu, so daß das Fasermaterial (30, 32) geöffnet wird, um einzelne Fasern zu bilden;

Abziehen der Fasern von der ersten und der zweiten Vorreißwalze (10,20) in Form von zwei Faserströmen, die aufeinander zu und in eine Mischzone (103) gerichtet sind;

gekennzeichnet durch

Umformen eines Öffnungen aufweisenden, flachen Förderbandes (101) in eine U-Form beim Eintritt in eine Verdichtungszone (C) außerhalb der Mischzone (103) in Bewegungsrichtung der Faserströme (104);

Abfangen der Faserströme (104), nachdem sie sich durch die Mischzone (103) hindurch bewegt haben, mit dem U-förmigen Förderband (101);

Bewegen des Förderbandes (101) parallel zu den Achsen der Vorreißwalzen (10, 20);

Ansammeln der Fasern der Faserströme (104) auf dem Förderband (101), um eine Fasermaterialbahn (45) zu bilden;

Überführen des U-förmigen Fördergurtes (101) in eine zylindrische Form, um die zylindrische Vliesbahn (122) zu bilden;

Fixieren der genannten zylindrischen Vliesbahn in der zylindrischen Form;

Freigeben des Förderbandes (101) aus der genannten zylindrischen Form zum Wiedereinnehmen einer flachen Form; und

Trennen des resultierenden zylindrischen Faservliesbahnerzeugnisses (45) von dem Förderband (101).

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem der genannte Schritt des Ansammelns der Fasern außerdem die folgenden Schritte umfaßt:

wahlweises Hinleiten der genannten Fasern zu bestimmten Zonen auf der inneren Oberfläche des genannten U-förmigen Förderbandes (101) durch Mitreißen der genannten Fasern in mindestens einem Luftstrom (104);

Bilden des genannten Luftstromes (104) durch eine unterhalb des Förderbandes (101) erzeugte Saugkraft; und

Abändern der Saugkraft von einem Minimum im Mittelteil (124) des genannten Förderbandes (101) zu einem Maximum an den Kanten des genannten Bandes während zumindest eines Teils der Verweilzeit des Förderbandes (101) in der Verdichtungszone (C).

36. Verfahren nach Anspruch 35, weiterhin aufweisend den Schritt, mindestens eine Leitplatte (60a, 60b) in die Mischzone (103) einzuführen, um die Faserströme (104; 104a; 104b) zumindest teilweise zu blockieren und die Zusammensetzung des Faservliesbahn (45) verändern.

37. Verfahren zum Formen einer Faserstruktur nach Anspruch 34, wobei der Schritt des Inberührungbringens einer ersten Quelle faserigen Materials das gleichzeitige Zuführen von zumindest zwei verschiedenen Fasermaterialien (AC; BD) mit im allgemeinen gleicher, funktionaler Faserlänge zu unterschiedlichen Teilen der ersten Vorreißwalze (10) umfaßt.

38. Verfahren zum Formen einer Faserstruktur nach Anspruch 34, umfassend den zusätzlichen Schritt des Aufbringens eines pulverförmigen Materials (69) auf die sich bildende Faserbahn (45).