DK141914B - Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af en uvævet, nådlet fiberbane. - Google Patents

Description

(ja^)

HD FREMLÆGGELSESSKRIFT

DANMARK (5” ,nta> D 04 H 1/46 • (21) Anwgnrng nr. JO 89/78 (22) Indleveret den 10. jul. 1978 (23) Lebedeg 10. Jul. 1978 (44) Ansøgningen fremlagt og _ fremleggeteesekriftet offentliggjort den 1 4 · jul. 1 980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den (71) A/s FIBERTEX, Svendborgvej 16, 9220 Ålborg Øet, DK.

(72) Opfinder: Mogens Finn Larsen, Solhøjsvej 56A, 9210 Ålborg 20, DK: Ole Lunau Nielsen, Asåvej 60, 9220 Alborg Øst, DK, (74) Fuldmægtig under sagene behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(54) Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af en uvævet, nådlet fiberbane.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved fremstilling af en uvævet, nådlet fiberbane, omfattende aflægning af et fiberflor på en vandrende aflæggeflade, nådling af fiberfloret og strækning af den nådlede fiberbane på tværs af dens bevægelsesretning.

Uvævede og nådlede varer af den her omhandlede art fremstilles ud fra mange forskellige fibermaterialer, specielt syntetiske stabelfibre eller filamenter, og anvendes til mange forskellige formål, herunder til gulvbelægning, som bundvare i tæpper og andre luvvarer, som filtermateriale, bl.a. ved vejbygning og vandbygning, og som bærelag i laminater af forskellig art.

Fra USA- patentskrift nr. 4 042 655 kendes en fremgangsmåde af den angivne art, hvor den ved nådlingen af fiberfloret dannede 141914 2 fiberbane strækkes først på langs, dvs. i sin fremføringsretning, og derefter på tværs. Til slut foretages en opvarmning af den ene af fiberbanens overflader, medens banen holdes udspændt i tværretningen. Herved sker en vis fiksering af banens struktur ved sammensmeltning af fibre. Det forklares i patentskriftet, at tværstrækningen bevirker en forøgelse af fiberbanens styrke og dimensionssta-bilitet.

Medens tværstrækningen ved den omtalte kendte teknik foretages ved hjælp af en spændramme med fremefter divergerende kæder eller tilsvarende endeløse bæreorganer for gribere, som fastholder fiberbanen ved dens kanter og derved strækker banen ensartet over hele dens bredde, er fremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse ejendommelig ved, at fiberbanens kantzoner strækkes kraftigere end dens mellemliggende midterzone.

Den for opfindelsen karakteristiske, over banebredden graduerede tværstrækning medfører ikke blot den ovenfor omtalte forbedring af varens styrke og dimensionsstabilitet, men den kraftigere strækning af kantzonerne bevirker en tilsvarende kraftigere reduktion af disse zoners tykkelse og dermed en udjævning af uønskelige variationer i fiberbanens tykkelse og dermed dens vægt. Sådanne variationer, som kan skyldes dels en af florets lægning betinget tendens til fortykkelse af kantzonerne, dels af en af nådlin-gen fremkaldt tværkontraktion af floret, som foregår lettere i kantzonerne end midt i banebredden, er uønskelige af flere årsager. Eftersom der i reglen er foreskrevet en bestemt minimumtykkelse af den færdige vare, bruges der mere fibermateriale end nødvendigt. Varierende tykkelse af varen resulterer i tilsvarende variationer af dens mekaniske egenskaber, såsom styrke og forlængelse under belastning. Der kan også opstå indre spændinger i varen, som udløses ved opskæring på langs i smallere baner og derved bevirker krumning af banekanterne. De påpegede ulemper elimineres eller afhjælpes i det mindste i væsentlig grad ved opfindelsen.

Det vil i adskillige tilfælde være tilstrækkeligt for at opnå den ønskede egalisering af varens tykkelse, at tværstrækningen foretages udelukkende på de to kantzoner, hvilket forenkler det til fremgangsmådens realisation nødvendige udstyr.

Den optimale bredde af de kraftigere strakte kantzoner vil i et konkret tilfælde afhænge af andre relevante parametre i fremstillingsteknikken, men i almindelighed vil det være hensigtsmæssigt, at bredden af hver kantzone er ca. 20% af den ustrakte fiberbanes 3 1419 14 bredde.

På lignende måde afhænger den optimale strækning af kantzonerne også af processens øvrige parametre, specielt størrelsen af den fortykkelse, som skal udlignes. Den vil ofte ligge på 15-20% af hver kantzones oprindelige bredde, svarende til en strækfaktor på mellem 1,15 og 1,20.

Den tilstræbte kraftigere strækning af fiberbanens kantzoner kan med fordel understøttes ved, at den forudgående nådling udføres med lavere nådlingsintensitet i kantzonerne end i midterzonen. Ved denne foranstaltning har kantzonerne efter nådlingen en noget løsere struktur med svagere binding mellem fibrene end i midterzonen. Den tværgående kraftpåvirkning resulterer som følge heraf i en større permanent strækning,og tilsvarende tykkelsesreduktion af kantzonerne. I sig selv medvirker den svagere nådling af kantzonerne også til den ønskede egalisering af den færdige vares tykkelse, idet den af nådlingen fremkaldte tværkontraktion bliver mindre.

Når fiberfloret underkastes to successive nådlinger, foretrækkes det, at fiberbanen tværstrækkes både før og efter anden nådling. Herved kan man i det enkelte tværstrækningstrin operere med relativt lave strækfaktorer og dermed begrænse risikoen for brud eller lokale svækkelser af varen. Ved denne udførelsesform kan begge nådlinger eller kun den anden nådling udføres med uens nådlingsintensitet i kantzonerne og i midterzonen. Den i og for sig kendte opdeling af nådleoperationen i to adskilte trin medfører i sig selv mindre belastninger på fiberfloret, respektive fiberbanen og dermed også mindre tendens til tværkontraktion, hvad enten den første nådling, som primært har til formål at skabe en for den videre forarbejdning passende sammenhæng mellem fibrene og en vis mekanisk styrke af floret, udføres med ensartet eller varierende intensitet over florbredden.

Opfindelsen angår også et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden, hvilket anlæg har en vandrende transportør, organer til lægning af et fiberflor på transportøren, mindst én efter transportøren anbragt nådlestation med en på tværs af fiberflorets plan re-ciprocerende nåleholder, samt organer til tværstrækning af den nådlede fiberbane. Anlægget er ejendommeligt ved, at tværstrækningsorganerne er indrettet til at strække fiberbanens kantzoner kraftigere end den mellemliggende midterzone af banen.

Når tværstrækningsorganerne omfatter to endeløse, i fiber- 141914 4 banens fremføringsretning divergerende bæreorganer med gribere til fastholdelse af fiberbanen ved dens kanter og en drivmekanisme til synkron bevægelse af bæreorganerne i banens længderetning, kan der ifølge opfindelsen findes mindst to yderligere endeløse bæreorganer med gribere anbragt mellem de førstnævnte bæreorganer og drevet synkront med disse.

De yderligere bæreorganer kan forløbe parallelt med fiberbanens længderetning svarende til, at banens midterzone ikke udsættes for nogen tværstrækning.

Det er hensigtsmæssigt, at bæreorganerne er indstillelige i fiberbanens tværretning, hvorved det bliver muligt at ændre såvel bredden af de enkelte zoner af banebredden som disses strækfaktorer.

I en foretrukket udførelsesform er nådlestationens nåleholder udformet til at tilvejebringe en intensivere nådling af florets midterzone end af dets kantzoner. Variationen af nådlingsintensiteten over florbredden kan være diskontinuerlig eller kontinuerlig, og i førstnævnte tilfælde er det ingen betingelse, at de svagere nådlede kantzoner har nøjagtig samme bredde som de kantzoner, der efter nåd-lingen udsættes for den kraftigste tværstrækning. Omvendt viser erfaringen, at de to sæt kantzoner kan være sammenfaldende, uden at dette giver anledning til dannelse af langsgående striber i den færdige vare mellem kantzonerne og midterzonen.

Den varierende nådlingsintensitet kan tilvejebringes på adskillige måder.En af de enkleste består i, at antallet af nåle pr. enhed af nåleholderens bredde er større på midten af nåleholderen end ved dens endekanter. Alle nåle kan da være ens,hvilket letter arbejdet med montering og udskiftning af nåle og forenkler lagerføringen af reservenåle.

Alternativt kan der i de forskellige zoner af nåleholderens bredde benyttes forskellige nåle. Nålene på midten kan være længere end nålene ved holderens endekanter, idet længere nåle giver intensivere nådling på grund af deres længere penetrering gennem floret.

Af andre muligheder for variation af nådlingsintensiteten kan nævnes anvendelse af nåle med flere modhager eller tykkere nåle i midten af nåleholderens bredde.

Når anlægget har to efter hinanden anbragte nådlestationer, foretrækkes det, at tværstrækningsorganer er placeret både mellem de to nådlestationer og efter den sidste nådlestation.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den stærkt skematiske tegning, på hvilken

14191A

5 fig. 1 viser et lodret sidebillede af en udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, fig. 2 et billede i større skala af anlæggets ene sæt tværstrækningsorganer, set i retning af pilen II i fig. 1, fig. 3 et planbillede af den ene nådlestations nåleholder set i retning af pilen III i fig. 1, og fig. 4 et til fig. 3 svarende billede af en anden udførelsesform for nåleholderen.

På tegningen er kun vist de til forståelse af nærværende opfindelse nødvendige komponenter i et anlæg bestemt til fremstilling af en nådlet fiberbane bestående helt eller i hovedsagen af termo-plastiske stabelfibre, f.eks. polypropylen- eller polyesterfibre.

Ved anlæggets tilgangsende, som er til venstre i fig. 1, findes en endeløs transportør 1, over hvis aktive, mod højre vandrende part der er anbragt en krydslægger 2 til aflægning af et fiberflor 3 på transportøren 1. Som vist indbefatter krydslæggeren 2 en transportør 4, der kan være udformet som et endeløst bånd eller en række parallelle tværgående lameller, og til hvis øverste ende fiberfloret 3 tilføres, f.eks. fra en ikke vist karte. Den nederste ende af transportøren 4 er ved hjælp af køre-hjul 5 understøttet på tværgående skinner 6 og bevæges af en ikke vist drivmekanisme frem og tilbage tværs over transportøren 1 til aflægning af fiberfloret.

Fra transportøren 1 fortsætter fiberfloret, hvis bane i fig. 1 er antydet med en stregpunkteret linie 7, til en første strækpassage 8, hvor fiberfloret udsættes for en strækning på langs. Ved denne strækning sker der en vis omorientering af florets fibre, som ved lægningen på transportbåndet 1 stort set var orienteret på tværs af fremføringsretningen. I det viste eksempel omfatter strækpassagen 8 fire efter hinanden anbragte strækværker 9, hvert bestående af en øvre og to nedre valser, hvis overflader kan være forsynet med fremspringende ribber, der sikrer florets fremføring. Strækningen af floret opstår ved, at valserne i hvert strækværk roterer med større periferihastighed end valserne i det forudgående strækværk. Den totale strækning af floret i strækpassagen 8 kan ligge mellem 20% og 80%. Foruden en reduktion af florets tykkelse medfører strækningen, som allerede nævnt ovenfor, at i hvert fald en del af florets fibre nu forløber i retninger, som danner en mindre vinkel med fremføringsretningen end den, hvori fibrene blev lagt af krydslæggeren.

14191A

6

Efter strækpassagen. 8 nådles floret i en første nådlestation 10 med en nåleholder 11, som ved hjælp af en ikke vist mekanisme bringes til at bevæge sig hurtigt op og ned, hvorved de fra nåleholderen nedadragende nåle 12 stikker gennem det af en ikke vist, perforeret bundplade støttede fiberflor og tilvejebringer en mekanisk sammenfiltring eller sammenbinding af fibrene. Nåleholderen 11 kan være ensartet besat med nåle 12 over hele sin bredde.

Fra nådlestationen 10 passerer den nådlede fiberbane over en lederulle 13 til en anden strækpassage 14, hvor banen udsættes for en strækning på tværs af sin fremføringsretning. I den viste udførelsesform er strækpassagen 14 udformet som en bredholder med fire lodret forløbende kæder 15, 16, 17 og 18, se også fig. 2, der.bærer udragende pigge eller tilsvarende gribeorganer 19, som kan fastholde banen. De fire kæder 15-18 er ført over kædehjul på to parallelle aksLer 20 og 21, af hvilke akslen 21 bringes til. at rotere ved hjælp af en skematisk vist drivmekanisme 22.

De to kæder 15 og 18 er placeret således, at de ved deres ne-derste ende griber den nådlede fiberbane i umiddelbar nærhed af dennes længdekanter, og som vist i fig. 2 divergerer de to kæder i fiberbanens fremføringsretning, hvorved den af kædernes pigge 19 fastholdte bane strækkes i tværretningen. De to andre kæder 16 og 17 kan som vist i fig. 2 forløbe parallelt, således at fiberbanens midterzone, som befinder sig mellem disse to kæders pigge, ikke bliver strakt i tværretningen. Det er hensigtsmæssigt, at samtlige kædehjul for de fire kæder er aksialt forskydelige langs deres respektive aksler 20 og 21, hvorved man kan variere dels bredden af fiberbanens zoner mellem de enkelte kæder, dels den tværstrækning,som hver af disse zoner udsættes for. I de fleste tilfælde vil det være hensigtsmæssigt, at fiberbanens ustrakte midterzone mellem kæderne 16 og 17 udgør ca. 60% af banens u-strakte bredde svarende til, at hver af de strakte kantzoner udgør 20% af bredden. Den mest hensigtsmæssige strækning af de to kantzoner ligger i reglen mellem 15 og 20% af den pågældende zones ustrakte bredde.

Fra den anden strækpassage 14 passerer den nådlede og i kantzonerne tværstrakte bane over yderligere lederuller 23 og 24 til en anden nådlestation 25, der ligesom nådlestationen 10 har en på tværs af banens plan reciprocerende nåleholder 26 med ned-advendende nåle 27. Medens nålene 12 i nåleholderen 11, som ovenfor nævnt, kan være fordelt ensartet over nåleholderens 7

U191A

bredde og derved nådler fiberfloret med i alt væsentligt samme intensitet over hele dets bredde, er nåleholderen 26 udformet til at nådle fiberbanens midterzone mere intensivt end dens kantzoner.

Denne variation af nådlingsintensiteten kan som vist i fig. 3 opnås ved, at der på nåleholderens underside er monteret nåleborde 28 med nåle 27 i to rækker bag hinanden, hvorved der i den forreste række kun er tre nåleborde, som dækker den ustrakte midterzone af fiberbanen, medens der i den sidste række er fem nåleborde,som dækker hele banens bredde.

Fig. 4 viser en ændret udførelsesform for nåleholderen, som her er betegnet med 26a, og hvor nålene 27 er anbragt i et kilemønster med flest nåle i midten af nåleholderens - og dermed banens -bredde, medens antallet af nåle aftager gradvis ud mod de to banekanter. Det vil forstås, at den i fig. 4 viste kileformede kant af det med nåle besatte felt af nåleholderen kan være udformet på anden måde end vist, f.eks. som en kontinuerlig krum linie eller sammensat af flere rette liniestykker, som mødes under stumpe vinkler.

Både i fig. 3 og fig. 4 er det forudsat, at de enkelte nåle 27 er ens og er ensartet fordelt over de respektive nåleborde eller -felter. Andre måder til opnåelse af en over fiberbanens bredde gradueret nådlingsintensitet er nævnt i denne beskrivelses indledning .

Fra nådlestat^onen 25 føres fiberbanen over endnu en lederulle 29 til en tredje strækpassage 30, der kan være udformet identisk med den anden strækpassage 14, bortset fra at der ved placeringen af de to yderste kæder 15 og 18 i strækpassagen (jvf. fig. 2) må tages hensyn til den forøgelse af banebredden, som skyldes tværstrækningen i strækpassagen 14.

Fra tredje strækpassage 30 passerer banen over en lederulle 31 til en fikseringsstation 32 omfattende to over hinanden anbragte par af valser 33 og 34. De to valser i hvert par, af hvilke valsen 33 er opvarmet, medens valsen 34 er uopvarmet, er belastet mod hinanden med en passende kraft, således at banen ved sin successive passage gennem de to valsegab først på den ene overflade og derefter på den anden overflade udsættes for en kombineret temperatur- og trykpåvirkning, som fremkalder en delvis smeltning og deraf følgende sammenbinding af de termoplastiske fibre i de respektive baneoverflader. Hvis der kun ønskes en fiksering af fibrene i den ene baneoverflade, kan det ene par valser udelades. Det vil også forstås, at fikseringen kan frembringes på

Claims (7)

8 141914 enhver anden egnet måde, f.eks. ved at banen føres gennem en ovn eller forbi infrarøde varmestrålere, eller ved kemisk efterbehandling af banen. Fra fikseringsstationen 32 føres den færdige vare over endnu en lederulle 35 til et ikke vist opviklingsapparat. Ved den beskrevne fremstillingsteknik har det vist sig muligt at reducere variationen af varens tykkelse og dermed dens vægt over varebredden i væsentlig grad, typisk fra omkring 10% til mellem 2,5 og 4%.

1. Fremgangsmåde ved fremstilling af en uvævet, nådlet fiberbane, omfattende aflægning af et fiberflor (3) på en vandrende aflæggeflade (1), nådling af fiberfloret og strækning af den nådlede fiberbane på tværs af dens bevægelsesretning, kendetegnet ved, at fiberbanens kantzoner strækkes kraftigere end dens mellemliggende midterzone.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tværstrækningen foretages udelukkende på de to kantzoner.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at bredden af hver af de to kantzoner er ca. 20% af den ustrakte fiberbanes bredde.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at hver kantzone strækkes 15-20% af sin oprindelige bredde.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at den forudgående nådling udføres med lavere nådiingsintensitet i kantzonerne end i midterzonen.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, og hvor fiberfloret underkastes to successive nådlinger, kendetegnet ved, at fiberbanen tværstrækkes både før og efter anden nådling.

7. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-6, hvilket anlæg har en vandrende transportør (1), organer (2) til lægning af et fiberflor (3) på transportøren, mindst én efter transportøren anbragt nådlestation (10, 25) med en på tværs af fiberflorets plan reciprocerende nåleholder (11, 26), og organer (15-19) til tværstrækning af den nådlede fiberbane, kendetegnet ved, at tværstrækningsorganerne (15-19) er indrettet til at strække fiberbanens kantzoner kraftigere end den mellemliggende midterzone af banen.