DE602005002721T2

DE602005002721T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Transport eines Krempelvlies oder eines Vliesgewebe nach dem Airlaidverfahren

Info

Publication number: DE602005002721T2
Application number: DE602005002721T
Authority: DE
Inventors: Xavier Catry; Marc Brabant
Original assignee: Asselin Thibeau SAS
Current assignee: Asselin Thibeau SAS
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: CN1789534A; FR2879628A1; FR2879628B1; CN1789534B; EP1672110A1; DE602005002721D1; EP1672110B1; ES2292092T3; ATE374851T1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung im Gebiet des Textilwesens für den Transport eines Vliesstoffs mittels einer luftdurchlässigen Transportfläche und insbesondere eine neuartige technische Lösung für die Probleme bei der Veränderung der Struktur des Vliesstoffs bei dessen Übergang zwischen zwei verschiedenen aufeinanderfolgenden lufttechnischen Bereichen, nämlich einem vorgelagerten Bereich, in welchem ein erster Luftstrom durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch erzeugt wird, und einem nachgelagerten Bereich, in welchem entweder ein zweiter Luftstrom mit geringerer Leistung als die des ersten Luftstroms durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch erzeugt wird oder aber kein Luftstrom erfolgt.
Die vorliegende Erfindung findet bevorzugt im Gebiet der Fertigung von Airlaid-Vliesstoffen, d. h. nach einem geläufig "Airlay"-Methode genannten Verfahren sowie im Gebiet von Krempelvliesen Anwendung.
Stand der Technik
Vliesstoff
Im vorliegenden Text wird allgemein mit dem Ausdruck "Vliesstoff" jeglicher Faser- und/oder Filamentflor bzw. jegliche Überlagerung von Faser- und/oder Filamenffloren unabhängig von der Herstellungsmethode des Flors bzw. der Flore und von der Art von Fasern bzw. Filamenten bezeichnet. Insbesondere kann der Vliesstoff aus einem oder aus mehreren Faser- oder Filamentfloren bestehen, die aus der folgenden Aufzählung ausgewählt sind: Krempelvlies (Nonwoven), "Airlaid"-Vlies, Vliesstoff vom Typ "Meltblown", Vliesstoff vom Typ "Spun". Bei einer Mehrzahl von übereinander liegenden Vliesen können sämtliche Vliese von gleicher Art sein, oder aber der Vliesstoff kann ein Verbundstoff sein, d. h. aus mehreren Vliesen unterschiedlicher Art zusammengesetzt sein, wie beispielsweise ein Verbundvliesstoff vom Typ CMC (Krempelvlies/Meltblown/Krempelvlies) oder auch vom Typ SMS (Spun/Meltblown/Spun).
Es sei daran erinnert, dass ein Vliesstoff im allgemeinen zu einem späteren Stadium seiner Fertigung einen oder mehrere Verfestigungsschritte erfährt, wie insbesondere eine mechanische Bindung beispielsweise durch Vernadelung, hydraulische Bindung durch Wasserstrahl, Thermobindung durch Kalandern oder chemische Bindung beispielsweise mittels eines Haftmittels. Im vorliegenden Text wird mit dem Ausdruck "Vliesstoff" gleichermaßen der Flor bzw. die Übereinanderordnung von Faser- und/oder Filamentfloren vor Verfestigung bzw. nach Verfestigung bezeichnet.
Transport des Vliesstoffs
Um einen Vliesstoff (im Laufe der Fertigung bzw. nach der Fertigung, um diesen Nachbehandlungsschritten zu unterziehen) zu transportieren, ist es bekannt, eine luftdurchlässige Transportfläche (beispielsweise Siebzylinder, luftdurchlässiges Transportband vom Typ Maschenteppich) in Kombination mit zumindest einem Luftstrom einzusetzen, der den Vliesstoff und die Transportfläche durchströmt und es ermöglicht, den Vliesstoff über die gesamte Wegstrecke des Vliesstoffs oder über einen Teil davon an die Transportfläche zu drücken. Meistens (jedoch nicht ausschließlich) wird dieser Luftstrom durch Saugwirkung erzeugt.
Um das technische Problem, das die Erfindung lösen soll, besser zu verstehen, werden nun nacheinander Beispiele für den Transport eines Airlaid-Vliesstoffs und für den Transport eines Krempelvlieses näher erläutert, wobei jedoch angemerkt sei, dass die Erfindung, obgleich sie vorzugsweise beim Transport dieser beiden besonderen Arten von Vliesstoffen (Airlaid-Vlies und Krempelvlies) Anwendung findet, nicht auf diese Vliesstoffe beschränkt ist, sondern auch beim Transport von anderen Arten von Vliesstoffen eingesetzt werden kann.
Airlaid-Vliesstoffe
Das Airlay- bzw. Airlaid-Verfahren zum Bilden eines Vliesstoffs zeichnet sich im wesentlichen durch die Zerstreuung einzelner Fasern in einer Kammer und das Schleudern auf eine bewegliche Aufnahmefläche mittels eines Luftstroms hoher Geschwindigkeit aus, wobei die Aufnahmefläche luftdurchlässig ist und die Bildung und den Transport des Vliesstoffs nach außerhalb der Streukammer gestattet. Aus Gründen der Übersicht wird im weiteren Text diese Fläche als "Transportfläche" bezeichnet.
Unter den zahlreichen Veröffentlichungen, welche Maschinen zum Bilden eines Airlaid-Vliesstoffs (Airlay-Verfahren) beschreiben, seien beispielhaft die nachfolgenden Veröffentlichungen genannt: die Patente US 3 512 218 , US 4 097 965 , US 4 475 271 , die europäische Patentanmeldung EP 0 093 585 und die internationale Patentanmeldung WO 02/088441 .
Bei den vorgenannten Veröffentlichungen wird der Luftstrom zum Zerstreuen der Fasern innerhalb der Streukammer und zu deren Schleudern auf die Transportfläche durch Einsetzen von Ansaugmitteln erhalten, die unterhalb der Bildungs- und Transportfläche angeordnet sind.
Bei den vorgenannten Veröffentlichungen tritt dann, wenn der Vliesstoff über die Transportfläche nach außerhalb der Faserstreukammer geleitet wird, der Vliesstoff von einem vorgelagerten Bereich (in der Streukammer), in welchem eine starke Saugwirkung durch den Vliesstoff hindurch erfolgt, in einen nachgelagerten Bereich (am Auslass der Streukammer), in welchem keine Saugwirkung mehr erfolgt. Im vorliegenden Text sind die Ausdrücke "vorgelagert" und "nachgelagert" bezüglich der Verlagerungsrichtung der Transportfläche des Vliesstoffs bestimmt.
Die in dem vorgelagerten Bereich befindlichen Fasern des Vliesstoffs werden unter der Wirkung des Ansaugluftstroms verdichtet und dann, wenn sie die Streukammer verlassen, aufgrund der fehlenden Ansaugwirkung am Auslass der Kammer schlagartig Iosgelassen. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, haben die Fasern des Vliesstoffs aufgrund dieses Loslassens der Fasern die Tendenz, sich umzuschlagen bzw. auf sich selbst umzulegen, was sich am Auslass der Streukammer durch die Bildung einer Faseransammlung (auch "Stauchung" genannt) über die gesamte Breite des Vliesstoffs äußert. Diese Ansammlung erscheint meistens zu Beginn der Fertigung des Airlaid-Vliesstoffs, wobei der Vliesstoff sich im Bereich seines vorderen Querrandes um sich selbst aufrollt, wobei in diesem Fall die Produktion angehalten werden muss. Queransammlungen von Fasern können auch bereichsweise und willkürlich im Laufe der Produktion auftreten, was die Qualität des erzeugten Vliesstoffs stark beeinträchtigt.
Um dieses Problem auszuräumen, wird gewöhnlich und insbesondere bei den in den vorgenannten Veröffentlichungen beschriebenen Airlay-Maschinen der Vliesstoff mechanisch an der Transportfläche gehalten, und zwar mittels eines Organs zum Kontaktieren der Oberseite des Vliesstoffs, wenn der Vliesstoff die Streukammer verlässt (Übergang vom vorgelagerten Bereich unter starker Saugwirkung in den nachgelagerten Bereich ohne Saugwirkung).
Bei der US 4 097 965 erfolgt der mechanische Halt des Vliesstoffs über die hintere Wand der Streukammer, die eine Platte ist, deren unterer Rand an die Fläche des aus der Kammer austretenden Vliesstoffs angedrückt wird. Dieser Kontakt des unteren Randes der hinteren Streukammerwand mit den Oberflächenfasern des Vliesstoffs führt jedoch zu Reibungen, welche Ungleichmäßigkeiten am Vliesstoff hervorrufen können, und zwar umso mehr, je höher die Verlagerungsgeschwindigkeit der Transportfläche des Vliesstoffs ist.
In der US 3 512 218 weist die hintere Streukammerwand eine im wesentlichen kreisbogenförmig gebogene Platte auf, die sich am Vliesstoff abstützt. Diese Ausführung ermöglicht einen progressiveren Kontakt mit dem Vliesstoff als bei der Ausführung nach dem Patent US 4 097 965 . Jedoch besteht weiterhin eine große Gefahr der Beeinträchtigung des Vliesstoffs.
Bei der EP 0 093 585 ist am Auslass der Streukammer eine quer verlaufende Andrückrolle angeordnet, die in Richtung der Verlagerung des Vliesstoffs drehend angetrieben wird. Die Drehung dieser Walze, die gewissermaßen den unteren Rand der hinteren Streukammerwand bildet, ermöglicht es, Reibungen zu begrenzen und damit die Oberflächenfasern des Vliesstoffs bei Austreten aus der Streukammer mitzuführen. Wird jedoch die Verlagerungsgeschwindigkeit der Fläche zum Bilden und Transportieren des Vliesstoffs und damit entsprechend die Drehgeschwindigkeit der Querwalze erhöht, entstehen Falschluftströme, welche die Homogenität des Vliesstoffs bei seinem Übertritt unter die Andrückrolle stören.
Da diese im Durchmesser geringe Andrückrolle sich an den Vliesstoff in einem Bereich geringer Breite anlegt, kann sie eine nachteilige Verformung des Vliesstoffs hervorrufen.
Schließlich bringt diese im Durchmesser geringe Andrückrolle die Gefahr mit sich, dass die Fasern sich an ihrem Umfang aufwickeln. Je länger die Fasern sind und/oder je höher die Drehgeschwindigkeit der Rolle ist, desto größer ist die Gefahr, dass sich die Fasern auf die Rolle aufwickeln.
Bei der WO 02/088441 ist die vordere Streukammerwand in ihrem unteren Teil porös ausgeführt, wobei der untere Teil vorzugsweise ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Kurvenprofil hat. Dadurch wird die Schaffung von durch die schnelle Drehung einer Querwalze hervorgerufenen Falschluftströmen vermieden. Im Betrieb wird jedoch von dem mikroperforierten dünnen Blech, welches den unteren Teil der hinteren Streukammerwand bildet, eine geringe Druckkraft auf den Vliesstoff ausgeübt, wodurch dieser geringfügig komprimiert wird. Durch diese Anordnung wird vermieden, dass der von dem Sauggehäuse erzeugte Saugstrom das Einströmen von Luft hervorruft, die in das Innere der Streukammer eindringen wurde, indem sie zwischen dem unteren Rand der hinteren Wand und dem oberen Strang der Fläche zum Bilden und Transportieren des Vliesstoffs durchtritt, wobei ein derartiger Luftstrom der Qualität des Vliesstoffs zum Nachteil gereicht.
Dieser Kontakt zwischen dem mikroperforierten, dünnen Blech und den Oberflächenfasern des Vliesstoffs am Auslass der Streukammer ruft jedoch Reibungen hervor, welche den Vliesstoff verformen und Ungleichmäßigkeiten an diesem erzeugen können, und zwar umso mehr, je höher die Verlagerungsgeschwindigkeit der Fläche zum Bilden und Transportieren des Vliesstoffs ist.
Bei der WO 02/088441 kann der poröse untere Teil der vorderen Streukammerwand auch aus einem porösen Drehzylinder bestehen, insbesondere aus einem mikroperforierten Zylinder. Diese Ausführungsform ermöglicht es, Reibungen zu vermindern, wenn der Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, die gleich der Verlagerungsgeschwindigkeit der Fläche zum Bilden und Transportieren des Vliesstoffs ist. Jedoch sind auch in diesem Fall die gleichen vorgenannten Nachteile wie bei der Andrückrolle aus der EP 0 093 585 anzutreffen.
Zusammenfassend liegt der wesentliche Nachteil, den alle technischen Lösungen der vorgenannten Veröffentlichungen gemein haben, darin, dass sie am Auslass der Streukammer ein mechanisches Andrückorgan in Kontakt mit der Fläche des Vliesstoffs einsetzen.
Ferner wurde in der europäischen Patentanmeldung EP 1 467 011 vorgeschlagen, eine degressive Ansaugwirkung in dem Ansaugbereich zu verwenden, der sich im Bereich der Streukammer und dieser Streukammer nachgelagert erstreckt, mit einer Verminderung der Luftgeschwindigkeit zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Abschnitt des Ansaugbereichs.
Diese Lösung ist vorteilhaft, da sie die Verwendung eines mechanischen Andrückorgans im Auslassbereich der Streukammer vermeidet.
Bei dieser Lösung mit degressiver Ansaugwirkung besteht jedoch die Gefahr einer Beeinträchtigung bzw. des Umschlagens des Vliesstoffs bei einem Übergang von einem Ansaugbereich zum anderen. Diese Gefahr hängt mit einer Anzahl von Parametern zusammen, darunter der Luftgeschwindigkeitsdifferenzwert zwischen zwei aufeinanderfolgenden Saugbereichen, das Gewicht des Vliesstoffs, die Länge der Fasern, die Art der Fasern und insbesondere die mehr oder weniger große Fähigkeit, sich "federnd" zu entspannen, wenn sie nicht mehr durch Saugwirkung an die Transportfläche gehalten oder daran weniger fest gehalten werden, sowie die Transportgeschwindigkeit des Vliesstoffs.
Um diese Gefahr auszuräumen, ist man in der Praxis angehalten, im Bereich des Übergangs zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ansaugbereichen eine Andrückrolle einzusetzen, wie dies insbesondere bei der Ausführungsvariante nach 5 aus der EP 1 467 011 beschrieben ist bzw. bei den Varianten nach 1 und 2 aus der EP 1 467 011 veranschaulicht ist.
Erneut treten die vorgenannten Nachteile auf, die sich aus dem Einsatz einer Andrückrolle in Kontakt mit dem Vliesstoff ergeben, insbesondere die Gefahr einer dauerhaften Verformung des Vliesstoffs und die Gefahr des Aufwickelns der Fasern.
Krempelvliese
Im Gebiet der Fertigung und/oder des Transports von Krempelvliesen ist es auch bekannt, Ansaugmittel in Kombination mit einer luftdurchlässigen Transportfläche einzusetzen, so dass der Vliesstoff an der Transportfläche gehalten wird.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 704 561 beschreibt beispielsweise einen Kardenaustritt, bei welchem der von der Karde erzeugte Vliesstoff zwischen einer Abziehwalze der Karde und einem luftdurchlässigen Transportband übergeben wird, wobei die Übergabe des Vliesstoffs durch Einsetzen einer Saugwirkung erleichtert wird.
Im Übergangsabschnitt zwischen dem Ansaugbereich und dem nachgelagerten Bereich ohne Saugwirkung besteht die Gefahr, dass der Vliesstoff beeinträchtigt wird, insbesondere dass die Fasern des Vliesstoffs umschlagen und eine quer verlaufende "Stauchung" im Vliesstoff bilden.
Die internationale Patentanmeldung WO 96/30571 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Vliesstoffs, bei dem zumindest eine Karde, ein Band zum Aufnehmen und Transportieren des Krempelvliesstoffs am Kardenaustritt und zumindest ein erstes Sauggehäuse im Bereich des Übergangs des Vliesstoffs zwischen der letzten Walze der Karde und dem Transportband Verwendung finden. Das gleiche Problem der Beeinträchtigung der Struktur des Vliesstoffs stellt sich dann, wenn dieser den Ansaugbereich des ersten Sauggehäuses verlässt.
In der Veröffentlichung WO 96/30571 ist bei einer Ausführungsvariante auch vorgesehen, den Vliesstoff über die gesamte Wegstrecke des Vliesstoffs anzusaugen, wobei darin mehrere aufeinanderfolgende Saugbereiche über die Länge des Transportbandes vorgesehen sind. In diesem Fall besteht auch eine Gefahr der Beeinträchtigung der Struktur des Vliesstoffs, wenn dieser von einem vorgelagerten Ansaugbereich zu einem nachgelagerten Ansaugbereich übertritt, in welchem die Saugwirkung geringer ist als in dem vorgelagerten Bereich und insbesondere wenn die Luftgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Bereich groß genug ist, um ein Umschlagen des Vliesstoffs zu bewirken.
Bei der europäischen Patentanmeldung EP 1 295 973 wird ein Verfahren zum Transport einer Textilbahn und insbesondere eines Vliesstoffs beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Luftumlenkvorrichtungen eingesetzt, die unterhalb eines luftdurchlässigen Transportbandes positioniert sind und es ermöglichen, die mit dem Transportband mitgerissene Luft umzuleiten, wodurch ein Luftstrom durch das Transportband und den Vliesstoff hindurch erzeugt werden kann, und dadurch den Textilstoff besser an der Transportfläche anhaften zu lassen. Auch sind Ansaugmittel vorgesehen, die im vorgelagerten Bereich zum Aufnehmen des Vliesstoffs angeordnet sind und zumindest zeitweise im Laufe einer Anlaufphase aktiviert werden. Wenn der Vliesstoff von dem vorgelagerten Zwangsansaugbereich in den nachgelagerten, angrenzenden Bereich übertritt, in welchem ein Luftstrom mit geringeren Luftgeschwindigkeiten eingesetzt wird, besteht auch die Gefahr einer Beeinträchtigung des Vliesstoffs.
Technisches Problem
Folglich führt der Transport eines Vliesstoffs mittels einer luftdurchlässigen Transportfläche zur Gefahr einer Beeinträchtigung (Verformen bzw. Umschlagen) des Vliesstoffs beim Übergang des Vliesstoffs zwischen bei aufeinanderfolgenden Bereichen, nämlich einem vorgelagerten Bereich, in welchem ein erster Luftstrom durch den Vliesstoff und durch die Transportfläche hindurch erzeugt wird, und einem nachgelagerten Bereich, in welchem durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch entweder ein zweiter Luftstrom mit geringerer Leistung oder aber kein Luftstrom durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch erzeugt wird.
Die Gefahren einer Beeinträchtigung des Vliesstoffs hängen von zahlreichen Parametern ab, von denen die wichtigsten sind: Luftgeschwindigkeitsdifferenzen zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Saugbereichen, nämlich dem vorgelagerten und dem nachgelagerten, das Gewicht des Vliesstoffs, die Länge der Fasern, die Art der Fasern und insbesondere ihre mehr oder weniger große Fähigkeit, sich "federnd" zu entspannen, wenn sie nicht mehr durch Saugwirkung an die Transportfläche gehalten oder daran weniger fest gehalten werden, der Zusammenhalt der Fasern des Vliesstoffs, die Transportgeschwindigkeit des Vliesstoffs.
Insbesondere ist dieses Problem der Beeinträchtigung bei nicht verfestigten Vliesstoffen ausschlaggebend.
Dieses Problem der Beeinträchtigung ist insbesondere bei hohen Transportgeschwindigkeiten ausschlaggebend, d. h. typischerweise bei über 150 m/s im Falle von Krempelvliesen bzw. Airlaid-Vliesen, die noch nicht verfestigt wurden.
Dieses Problem der Beeinträchtigung stellt sich unabhängig von der Art der luftdurchlässigen Transportfläche und insbesondere gleichermaßen für ebene Transportflächen vom Typ Transportband als auch bei Kurvenflächen, wie etwa bei einer Walze.
Aufgaben der Erfindung
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine neuartige technische Lösung zum vorgenannten Problem der Beeinträchtigung der Struktur eines auf einer luftdurchlässigen Transportfläche geförderten Vliesstoffs vorzuschlagen, wobei die genannte Lösung ermöglichen soll, die vorgenannten Nachteile auszuräumen, die sich im Stand der Technik aus dem Einsetzen eines Andrückorgans in Kontakt mit der Oberfläche des Vliesstoffs ergeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Hauptaufgabe wird durch die Erfindung gelöst, deren Gegenstand im wesentlichen ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zum Transport eines Vliesstoffs ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Stand der Technik dahingehend bekannt, dass der Vliesstoff mittels einer luftdurchlässigen Transportfläche in zumindest einen vorgelagerten Bereich, in welchem ein vorderer Luftstrom erzeugt wird, der den Vliesstoff und dann die Transportfläche durchströmt, und bei Austritt aus dem vorgelagerten Bereich in zumindest einen nachgelagerten Bereich transportiert wird, in welchem entweder ein hinterer Luftstrom mit geringerer Leistung erzeugt wird, der den Vliesstoff und dann die Transportfläche durchströmt, oder kein Luftstrom durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch erzeugt wird.
Erfindungskennzeichnend wird der Vliesstoff und/oder die Transportfläche elektrostatisch geladen, so dass der Vliesstoff zum Anhaften an der Transportfläche zumindest in dem Übergangsabschnitt zwischen den beiden Bereichen, dem vorgelagerten und dem nachgelagerten, gebracht wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Transportieren von Vliesstoff ist insofern aus dem Stand der Technik bekannt, dass sie eine luftdurchlässige Transportfläche, erste Mittel zum Erzeugen eines vorderen Luftstroms durch die Transportfläche hindurch in einem vorgelagerten Bereich und gegebenenfalls zweite Mittel aufweist, die dazu ausgelegt sind, durch die Transportfläche hindurch einen hinteren Luftstrom mit geringerer Leistung in einem nachgelagerten Bereich zu erzeugen, der sich von dem vorgelagerten Bereich ausgehend erstreckt.
Erfindungskennzeichnend weist die Vorrichtung Ionisierungsmittel auf, mit denen Ionen zumindest im gesamten vorgelagerten Bereich oder in einem Teil davon und in der Nähe der Transportfläche erzeugt werden können. Die Luftgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Bereich ist groß genug, um eine Veränderung der Vliesstruktur bei fehlender elektrostatischer Ladung des Vliesstoffs und/oder der Transportfläche zu bewirken.
Insbesondere weist das erfindungsgemäße Transportverfahren die nachfolgenden zusätzlichen und fakultativen Merkmale für sich genommen oder in Kombination auf:

– der Vliesstoff ist nicht verfestigt,
– der Vliesstoff wurde nach dem Airlaid- bzw. Airlay-Verfahren hergestellt bzw. ist ein Krempelvlies;
– die Vliestransportgeschwindigkeit beträgt über 120 m/min und vorzugsweise über 150 m/min;

Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung weist die nachfolgenden zusätzlichen und fakultativen Merkmale für sich genommen oder in Kombination auf:

– mit den Ionisierungsmitteln kann ein Ionisierungsfeld erzeugt werden, das sich zumindest bis zum Übergang zwischen vorgelagertem und nachgelagertem Bereich erstreckt;
– im Betrieb ist die Luftgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Bereich groß genug, um eine Veränderung der Vliesstruktur bei ausgesetztem Betrieb der Ionisierungsmittel zu bewirken.

Die Erfindung hat zum weiteren Gegenstand eine Maschine zum Bilden von Vliesstoff (W) nach der Airlay- bzw. Airlaid-Methode sowie eine Maschine zum Herstellen eines Krempelvlieses.
Die Maschine zum Bilden von Vliesstoff nach der Airlay- bzw. Airlaid-Methode ist dahingehend bekannt, dass sie enthält:

– eine Transportfläche zum Transportieren von Vliesstoff, die luftdurchlässig ist,
– eine Streukammer, die einen Teil der Transportfläche überragt,
– Mittel zum Versorgen der Streukammer mit Fasern zum Bilden von Vliesstoff, und
– Mittel, die in der Lage sind, innerhalb der Streukammer einen Luftstrom zu erzeugen, mit dem die Fasern innerhalb der Kammer verstreut und auf die Transportfläche geschleudert werden können.

Erfindungskennzeichnend ist die Maschine außerhalb der Streukammer dieser nachgelagert mit einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung ausgestattet, wobei die Transportfläche dieser Vorrichtung diejenige ist, die zum Bilden von Vliesstoff in der Streukammer verwendet wird.
Die Maschine zum Herstellen eines Krempelvlieses enthält eine Abziehwalze und ist mit einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung ausgestattet, wobei der vorgelagerte Bereich dieser Transportvorrichtung in dem Abschnitt zum Übergeben des Vlieses zwischen Abziehwalze und luftdurchlässiger Transportfläche liegt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher beim Lesen der nachfolgenden näheren Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele im Gebiet des Transports von Airlaid-Vliesen bzw. von Krempelvliesen, die sich nur beispielhaft, nicht einschränkend und nicht erschöpfend für die Erfindung versteht, und zwar anhand der beigefügten Zeichnungen, worin zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Airlay- bzw. Airlaid-Maschine, und
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kardenaustritts.
Nähere Beschreibung
In 1 ist eine Maschine zum Bilden eines Vliesstoffs W nach der Airlaid- bzw. Airlay-Methode dargestellt. Diese Maschine stellt eine Verbesserung der in 5 der europäischen Patentanmeldung EP 1 467 011 dargestellten Maschine dahingehend dar, dass die Andrückrolle der Airlay-Maschine gemäß der EP 1 467 011 durch einen Ionisierungsstab ersetzt wurde.
Zwecks näherer Beschreibung von Aufbau und Funktionsweise dieser Airlay-Maschine, die der Maschine nach 5 aus der EP 1 467 011 entsprechen, sei auf die diesbezügliche Beschreibung in der europäischen Patentanmeldung EP 1 467 011 verwiesen.
Grundsätzlich enthält diese Airlay-Maschine in bekannter Weise:

– eine Transportfläche 1 zum Transportieren von Vliesstoff, die luftdurchlässig ist,
– eine Streukammer 2, die einen Teil der Transportfläche 1 überragt, wobei der Teil der Transportfläche 1 im Bereich der Streukammer zum Bilden von Vliesstoff W verwendet wird,
– Mittel zum Versorgen der Streukammer im oberen Teil mit Fasern zum Bilden von Vliesstoff W; im dargestellten, besonderen Beispiel enthalten diese Mittel im wesentlichen eine Streuwalze 3, vorzugsweise kombiniert mit einem Luftstrom (Pfeile A), der in den oberen Teil der Kammer 2 eingespeist wird und es ermöglicht, die Fasern von einem Speiseschacht bzw. -trichter (nicht dargestellt) mitzureißen, welcher die Kammer überragt und mit dem oberen Teil der Streukammer 2 in Verbindung steht,
– und Ansaugmittel 4, die unter der Transportfläche 1 positioniert und in der Lage sind, innerhalb der Streukammer einen Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit durch Ansaugen zu erzeugen, mit dem die Fasern innerhalb der Kammer verstreut und auf die Transportfläche 1 geschleudert werden können.

Die Ansaugmittel 4 bestehen aus einem Sauggehäuse mit drei aufeinanderfolgenden Fächern 41, 42 und 43, wobei jedes Saugfach sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Transportfläche 1 (in Richtung senkrecht zur Vorrückrichtung F der Transportfläche) erstreckt.
Das Fach 41 liegt und erstreckt sich ausschließlich im Bereich der Streukammer 2. Es ermöglicht, einen ersten Luftstrom F1 zu erzeugen, der in einem ersten Ansaugbereich Z1 durch die Transportfläche 1 und den Vliesstoff W hindurch tritt. Das zweite Fach 42 erstreckt sich zu einem geringeren Teil im Bereich der Streukammer 2 und setzt sich über die hintere Kammerwand 2a hinaus fort. Es gestattet, einen zweiten Luftstrom F2 zu erzeugen, der in einem zweiten Ansaugbereich Z2 durch die Transportfläche 1 und den Vliesstoff W tritt. Das dritte Fach 43 liegt außerhalb der Streukammer 2 und ist dieser nachgelagert. Es gestattet, einen dritten Luftstrom F3 zu erzeugen, der in einem dritten Ansaugbereich Z3 durch die Transportfläche 1 und den Vliesstoff W hindurch tritt.
Um jeden Luftstrom F1, F2, F3 zu erzeugen, können die Fächer 41, 42, 43 über einen gleichen Lüfter (kostengünstigere Lösung) mit einem Unterdruck beaufschlagt werden, oder es kann jedes Fach einzeln mit seinem eigenen Lüfter ausgestattet sein (aufwendigere Lösung).
Erfindungsgemäß enthält die Airlay-Maschine einen Ionisierungsstab 5. Dieser Ionisierungsstab 5 ist der Streukammer 2 nachgeordnet außerhalb derselben im Bereich des zweiten Ansaugbereichs Z2 und in der Nähe der Transportfläche 1 positioniert. Dieser Ionisierungsstab 5 erstreckt sich in Richtung senkrecht zur Ebene aus 1 im wesentlichen über die gesamte Breite der Transportfläche 1.
Der Ionisierungsstab 5 ermöglicht es, im Betrieb ein starkes elektrisches, mit Ionen gesättigtes Feld 5a, das sogenannte Ionisierungsfeld, zu erzeugen. Dazu enthält der Ionisierungsstab beispielsweise eine Mehrzahl von Elektroden bzw. Hochspannungsstiften, die über einen Hochgleichspannungsgenerator (nicht dargestellt) gespeist werden.
Insbesondere ermöglicht der Ionisierungsstab 5 im besonderen Beispiel nach 1, negative Ionen im zweiten Ansaugbereich Z2 und in der Nähe der Oberfläche des Vliesstoffs W zu erzeugen. Die Transportfläche 1, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, dient als mit der Erde verbundene Masse.
Der Vliesstoff W besteht aus ein Dielektrikum bildenden Fasern. Es handelt sich beispielsweise um Synthetikfasern auf Basis von Polypropylen oder Polyethylen, und/oder aus Naturfasern vom Typ Baumwolle und/oder aus Kunstfasern vom Typ Viskose.
Im Betrieb wird der in der Streukammer 2 gebildete Vliesstoff über die Transportfläche 1 nach außerhalb dieser Kammer gefördert. Die Leistung des Luftstroms F1 in dem Ansaugbereich Z1 ist höher als die des Luftstroms F2 in dem zweiten Ansaugbereich, wohingegen die Luftgeschwindigkeitsdifferenz (V1 zu V2) gering genug ist, dass der Vliesstoff nicht während seines Übergangs von dem ersten Bereich Z1 zum zweiten Bereich Z2 beeinträchtigt wird.
Die Leistung des Luftstroms F2 in dem Ansaugbereich Z2 ist höher als die des Luftstroms F3 in dem dritten Ansaugbereich, und die Luftgeschwindigkeitsdifferenz (V2 zu V3) ist groß genug, dass bei fehlendem erfindungsgemäßen Einsatz der Vliesstoff W bei seinem Übergang von dem Bereich Z2 zum zweiten Bereich Z3 beeinträchtigt wird.
Um eine Beeinträchtigung der Vliesstoffstruktur zu vermeiden, wird der Ionisierungsstab 5 eingeschaltet. Wenn der Vliesstoff W in das Ionisierungsfeld 5a tritt, wird er dabei im zweiten Ansaugbereich Z2 mit negativen Ionen geladen. Diese Ionen werden von der Transportfläche 1 angezogen. Die elektrostatische Ladung des Vliesstoffs W ermöglicht somit, den Vliesstoff zeitweise an die Transportfläche 1 zu drücken. Wenn der Vliesstoff W zum Übergang zwischen den beiden Ansaugbereichen Z2 und Z3 gelangt, haftet er elektrostatisch an der Transportfläche, wodurch er für Störungen unempfindlich wird, die sich aus der Luftgeschwindigkeitsänderung zwischen den beiden Bereichen Z2 und Z3 ergeben.
Wenn der Vliesstoff W das Ionisierungsfeld 5a verlässt, wird er progressiv entladen, bis er wieder neutral ist, wobei die Ionen sich über die leitfähige Transportfläche zur Erde entladen. In der Praxis kann diese Entladung des Vliesstoffs, die in dem dritten Bereich Z3 beginnt, je nach Fall vor dem Ende des Bereichs Z3 oder diesem Bereich nachgelagert abgeschlossen werden. Die Entladung des Vliesstoffs kann vor dem Ende des Bereichs Z3 abgeschlossen werden, wenn die Luftgeschwindigkeiten (V3) in dem Ansaugbereich Z3 gering genug sind (bezüglich des dem Bereich Z3 vorgelagerten Bereichs ohne Saugwirkung bzw. mit Luftgeschwindigkeit gleich null), dass nicht die Struktur des Vliesstoffs W beeinträchtigt wird, wenn dieser den dritten Bereich Z3 verlässt.
Je nach Anwendung erstreckt sich das Ionisierungsfeld 5a vorzugsweise zumindest bis zum Übergang Z2/Z3 und gegebenenfalls darüber hinaus. Dennoch kann auch angestrebt sein, dass das Ionisierungsfeld 5a in dem Bereich Z2 an einem dem Übergang Z2/Z3 vorgelagerten Bereich endet, wobei das Wesentliche darin liegt, dass die elektrostatische Ladung des Vliesstoffs W bei seinem Übertritt im Bereich des Übergangs Z2/Z3 noch ausreicht, um ein ausreichendes Maß an elektrostatischer Haftung mit der Transportfläche 1 zu erhalten.
Beim Anlaufen der Airlay-Maschine besteht dann, wenn der Ionisierungsstab 5 nicht in Betrieb ist (fehlendes Ionisierungsfeld 5a), eine große Gefahr, dass der gebildete Vliesstoff im Bereich seines vorderen Randes beim Übergang Z2/Z3 aufgrund des Loslassens, das die Fasern des Vliesstoffs erfahren, sich um sich selbst aufwickelt. Dieses Aufwickeln führt in nachteiliger Weise zu einer Materialansammlung in Form einer quer verlaufenden Stauchung, die rasch anwächst. Mit Einsetzen des Ionisierungsstabs 5 kann dieses Umschlagen des Vliesstoffs vermieden werden.
Wenn während der Produktion der Ionisierungsstab 5 ausgeschaltet wird, besteht auch die Gefahr, dass der Vliesstoff im Übergangsbereich (Z2/Z3) örtliche Faserverformungen bzw. -ansammlungen über seine Breite erfährt, die der Qualität des Vliesstoffs zum Nachteil gereichen. Es ist somit vorzuziehen (jedoch fakultativ), dass der Ionisierungsstab 5 nicht nur bei der Anlaufphase sondern auch später bei der laufenden Produktion aktiv ist.
Es obliegt dem Fachmann, fallweise die Betriebsparameter (insbesondere die Art von Ionisierungsstab, Versorgungsspannung, Abstand (d) beim Positionieren des Ionisierungsstabs 5 zur Transportfläche) zu bestimmen, um die erforderliche elektrostatische Ladung des Vliesstoffs bei seinem Übertritt in den Übergangsbereich Z2/Z3 zu erhalten.
Beispielhaft und nicht einschränkend für die Erfindung wurde bei einer besonderen Ausführungsform die Airlay-Maschine aus 1 zum Herstellen eines Vliesstoffs W mit den nachfolgenden Betriebsparametern verwendet: Die den Vliesstoff bildenden Fasern waren ein Gemisch mit etwa 70 Gew.-% Viskosefasern der Titration 1,7 dtex und 30 Gew.-% Polyesterfasern (PES) der Titration 1,7 tdex. Das Durchschnittsgewicht des Vliesstoffs am Auslass der Streukammer betrug etwa 35 g/m². Die im Fach 41 (Bereich Z1) in der Nähe der Transportfläche gemessenen Luftgeschwindigkeiten V1 lagen in der Größenordnung von 70 m/s. Die im Fach 42 (Bereich Z2) in der Nähe der Transportfläche gemessenen Luftgeschwindigkeiten V2 lagen in der Größenordnung von 60 m/s. Die im Fach 43 (Bereich Z3) in der Nähe der Transportfläche gemessenen Luftgeschwindigkeiten V3 lagen unter 5 m/s. Der Ionisierungsstab wurde etwa 40 mm von der Transportfläche (1, Abstand d) entfernt positioniert und mit einer Hochgleichspannung von 22 kV bei einer Spannungsstärke von 2 mA gespeist. Die Transportgeschwindigkeit des Vliesstoffes lag bei über 150 m/min und insbesondere in der Größenordnung von 180 m/min.
Obgleich es vorteilhaft ist, die Erfindung mit hohen Transportgeschwindigkeiten von typischerweise über 120 m/min auszuführen, sei betont, dass die Erfindung nicht auf diese Geschwindigkeiten beschränkt ist, sondern ein Interesse darin liegt, sie mit beliebigen Transportgeschwindigkeiten auszuführen, insbesondere mit geringeren Geschwindigkeiten (unter 120 m/min). Ferner sei angemerkt, dass einer der Vorteile der Erfindung beim Anlaufen der Produktion in einer Phase geringer Geschwindigkeiten erhalten wird, während der die Maschine zum Herstellen von Vliesstoff noch nicht ihre normale Produktionsgeschwindigkeit erreicht hat.
Es können weitere Mittel zum elektrostatischen Laden eingesetzt werden. Beispielhaft handelt es sich bei einer weiteren Variante um die Transportfläche, die elektrostatisch geladen sein kann. Bei einer weiteren Variante kann zugleich der Vliesstoff und die Transportfläche elektrostatisch und mit entgegengesetzten Polaritäten geladen werden.
Die Erfindung ist nicht auf die besondere Ausführung der Airlay-Maschine beschränkt, die soeben anhand von 1 beschrieben wurde, sondern umfasst ganz allgemein jegliche Ausführung, bei welcher der Vliesstoff und/oder die Transportfläche im Laufe des Transports des Vliesstoffs elektrostatisch geladen wird/werden, so dass der Vliesstoff elektrostatisch zum Haften an der Transportfläche bei seinem Übertritt in den Übergangsbereich zwischen vorgelagertem Bereich und nachgelagertem Bereich von der Art der Bereiche Z2 und Z3 gebracht wird.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die bei einem Krempelvlies Anwendung findet.
Bei dieser Anwendung wird ein Krempelvlies W von einer Karde erzeugt, von der nur die Austrittswalzen in 2 dargestellt sind, nämlich eine Abnehmerwalze 6 und eine Abziehwalze 7 mit gleichschenkligen Spitzen oder dergleichen. Dieser Vliesstoff W wird von der Abziehwalze 7 abgezogen und von einer luftdurchlässigen Transportfläche 1 übernommen (vom Typ Transport- oder Förderband), die in die Nähe der Abziehwalze 7 tritt. Im Übergangsbereich zwischen Abziehwalze 7 und Transportband 1 wird ein Ansaugen mittels eines Sauggehäuses 8 bewirkt, das unterhalb und in der Nähe der Transportfläche 1 positioniert ist. Dieses Sauggehäuse erzeugt durch die Transportfläche und den Vliesstoff W hindurch einen Luftstrom in einem vorgelagerten Saugbereich Z. Diesem Bereich nachgelagert erfolgt kein Ansaugen (nachgelagerter Bereich Z'). Im Bereich und oberhalb des vorgelagerten Bereichs Z wird ein Ionisierungsstab 5 eingesetzt, welcher ermöglicht, den Vliesstoff elektrostatisch zu laden, so dass er zum Haften an der Transportfläche 1 während seines Übertritts in den Übergangsbereich zwischen den beiden Bereichen, dem vorgelagerten Z und dem nachgelagerten Z', gebracht wird, um so jegliche Beeinträchtigung der Vliesstoffstruktur zu vermeiden.
Die Erfindung ist insbesondere für den Transport von nicht verfestigten Vliesstoffen und besonders von Krempelvliesen bzw. Airlaid-Vliesen vor der Verfestigung geeignet, kann jedoch ganz allgemein im Gebiet des Textilwesens für den Transport jeglicher bekannter Art von Vliesen bzw. Vliesstoffen Anwendung finden.
Auch ist es im Rahmen der Erfindung in den Bereichen der Luftströme geringer Geschwindigkeiten durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch, wie etwa in dem Bereich Z3 der Maschine nach 1, nicht unbedingt erforderlich, eine Saugwirkung hervorzurufen, wobei der Luftstrom mit geringer Geschwindigkeit durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch beispielsweise mittels Luftumlenkvorrichtungen nach dem insbesondere in der europäischen Patentanmeldung EP 1 295 973 beschriebenen Prinzip erhalten werden kann.
Bei den Ausführungen nach 1 und 2 ist die Transportfläche eben. Die Erfindung kann jedoch auch bei gekrümmten Transportflächen Anwendung finden, insbesondere bei zylindrischen Transportflächen.

Claims

Verfahren zum Transportieren von Vliesstoff (W), bei dem der Vliesstoff über eine luftdurchlässige Transportfläche (1) in zumindest einen vorgelagerten Bereich (Z2; Z), in welchem ein vorderer Luftstrom erzeugt wird, der den Vliesstoff und dann die Transportfläche durchströmt, und bei Austritt aus dem vorgelagerten Bereich in zumindest einen nachgelagerten Bereich (Z3; Z') transportiert wird, in welchem entweder ein hinterer Luftstrom mit geringerer Leistung erzeugt wird, der den Vliesstoff und dann die Transportfläche durchströmt, oder kein Luftstrom durch den Vliesstoff und die Transportfläche hindurch erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff (W) und/oder die Transportfläche (1) elektrostatisch geladen wird, so dass der Vliesstoff zum Anhaften an der Transportfläche zumindest in dem Übergangsabschnitt zwischen den beiden Bereichen, dem vorgelagerten und dem nachgelagerten, gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Bereich groß genug ist, um eine Veränderung der Vliesstruktur bei nicht vorhandener elektrostatischer Ladung des Vliesstoffs und/oder der Transportfläche zu bewirken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Vliesstoff nicht verfestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliestransportgeschwindigkeit über 120 m/min und vorzugsweise über 150 m/min beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff nach dem Airlaid-Verfahren hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Krempelvlies ist.
Verfahren zum Bilden und Transportieren von Vliesstoff nach der Airlaid-Methode, bei dem Fasern in einer Streukammer (2) auf eine Transportfläche (1) geschleudert werden und der gebildete Vliesstoff mittels der Transportfläche (1) aus der Streukammer (2) herausbefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Streukammer (2) der aus der Streukammer (2) kommende Vliesstoff (W) unter Anwendung des Transportverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 transportiert wird.
Vorrichtung zum Transportieren von Vliesstoff (W) mit einer luftdurchlässigen Transportfläche (1), ersten Mitteln zum Erzeugen eines vorderen Luftstroms durch die Transportfläche hindurch in einem vorgelagerten Bereich (Z2; Z) und gegebenenfalls mit zweiten Mitteln, die dazu ausgelegt sind, durch die Transportfläche hindurch einen hinteren Luftstrom mit geringerer Leistung in einem nachgelagerten Bereich (Z3; Z') zu erzeugen, der sich von dem vorgelagerten Bereich ausgehend erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sie Ionisierungsmittel (5) aufweist, mit denen Ionen zumindest im gesamten vorgelagerten Bereich (Z2; Z) oder in einem Teil davon und in der Nähe der Transportfläche (1) erzeugt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ionisierungsmittel (5) ein Ionisierungsfeld (5a) erzeugt werden kann, das sich zumindest bis zum Übergang zwischen vorgelagertem und nachgelagertem Bereich erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb die Luftgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Bereich groß genug ist, um eine Veränderung der Vliesstruktur bei ausgesetztem Betrieb der Ionisierungsmittel (5) zu bewirken.
Maschine zum Bilden von Vliesstoff (W) nach der Airlaid-Methode, enthaltend: – eine Transportfläche (1) zum Transportieren von Vliesstoff, die luftdurchlässig ist, – eine Streukammer (2), die einen Teil der Transportfläche überragt, – Mittel zum Versorgen der Streukammer (2) mit Fasern zum Bilden von Vliesstoff, und – Mittel, die in der Lage sind, innerhalb der Streukammer einen Luftstrom zu erzeugen, mit dem die Fasern innerhalb der Kammer verstreut und auf die Transportfläche (1) geschleudert werden können, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerhalb der Streukammer (2) dieser nachgelagert mit einer Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 ausgestattet ist, wobei die Transportfläche (1) der Vorrichtung diejenige ist, die zum Bilden von Vliesstoff in der Streukammer (2) verwendet wird.
Maschine zum Herstellen eines Krempelvlieses mit einer Abziehwalze (7), dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 ausgestattet ist und deren vorgelagerter Bereich (Z) in dem Abschnitt zum Übergeben des Vlieses zwischen Abziehwalze (7) und luftdurchlässiger Transportfläche (1) liegt.