EP1644565B1 - Method for reinforcing a web of nonwoven fabric by means of needling - Google Patents

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EP1644565B1
EP1644565B1 EP20040764967 EP04764967A EP1644565B1 EP 1644565 B1 EP1644565 B1 EP 1644565B1 EP 20040764967 EP20040764967 EP 20040764967 EP 04764967 A EP04764967 A EP 04764967A EP 1644565 B1 EP1644565 B1 EP 1644565B1
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Abstract

Disclosed are a method and a device for reinforcing a web of fibrous or non-woven textile material by means of needling in a plurality of directly succeeding steps in which the web of material is alternately needled from both sides at a high needle density while being conveyed exclusively by a movement of the needles when the needles are inserted into the web of material, said movement extending in the longitudinal direction of the web of material. The invention makes it possible to produce very thin fleeces without risking damage to said fleeces during processing thereof.

Description

  • Um in sehr dünnen Faservliesen, wie sie beispielsweise im Hygienebereich eingesetzt werden, eine ausreichende Festigkeit zu erzielen, ist ein sehr enger Verbund der das Vlies bildenden Fasern erforderlich. Für die Nadelungstechnik als eine der Möglichkeiten zur Herstellung von Vliesen aus Faserfloren und zur Verfestigung von Vliesen bedeutet dieses, dass der Flor bzw. das Vlies mit sehr hoher Dichte der Einstiche genadelt werden muss.In order to achieve sufficient strength in very thin fiber webs, as used for example in the field of hygiene, a very close bond of the webs forming fibers is required. For the needling technique as one of the possibilities for the production of nonwovens from batt and for the consolidation of nonwovens this means that the pile or the nonwoven must be needled with very high density of the punctures.
  • Dünne Faserflore und Faservliese der vorgenannten Art sind vor ihrer Verfestigung sehr empfindlich. Sie verlieren schon bei geringer mechanischer Beanspruchung sehr leicht ihren Zusammenhalt und reißen. Ihre Bearbeitung in Nadelmaschinen ist daher sehr delikat, weshalb einer Verminderung des Flächengewichts der genadelten Erzeugnisse bislang relativ hoch liegende Grenzen gesetzt waren, die den Wünschen der Anwender nicht entsprachen.Thin fiber batt and nonwoven fabric of the aforementioned type are very sensitive before their solidification. They easily lose their cohesion even at low mechanical stress and tear. Their processing in needle machines is therefore very delicate, which is why a reduction in the basis weight of the needled products were previously set relatively high limits that did not meet the wishes of users.
  • Die Empfindlichkeit des bearbeiteten Materials hatte weiterhin zur Folge, dass die Arbeitsgeschwindigkeiten sehr niedrig lagen und die Vliesbahn in einer sehr großen Vielzahl von Schritten bearbeitet werden musste, um die für die Verfestigung notwendige Anzahl von Nadeleinstichen pro Flächeneinheit des Erzeugnisses zu erhalten, was sich in einer entsprechend niedrigen Produktivität ausdrückte.The sensitivity of the machined material also meant that the working speeds were very low and the nonwoven web had to be processed in a very large number of steps in order to obtain the necessary number of needle punctures per unit area of the product for solidification, resulting in a correspondingly low productivity.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine schonende Bearbeitung von Faserfloren und Faservliesen möglich ist, die es zulässt, sehr dünne und leichtgewichtige genadelte Erzeugnisse herzustellen.The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device with which a gentle processing of fiber webs and fiber webs is possible, which makes it possible to produce very thin and lightweight needled products.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe gibt die Erfindung ein Verfahren zum Verfestigen einer textilen Materialbahn aus einem Faserflor oder Faservlies durch Vernadelung in einer Vielzahl unmittelbar aufeinander folgender Schritte an, bei denen die Materialbahn jeweils abwechselnd von beiden Seiten genadelt und im in die Materialbahn eingestochenen Zustand der Nadeln ausschließlich durch eine in der Längsrichtung der Materialbahn verlaufende Bewegung der Nadeln fortbewegt wird.To solve this problem, the invention provides a method for solidifying a textile material web of a batt or non-woven fabric by needling in a plurality of immediately successive steps, in which the material web in each case needled alternately from both sides and in the material web pierced state of the needles exclusively is moved by a running in the longitudinal direction of the web movement of the needles.
  • Ein derartiges Verfahren ist auch aus der US-6,161,269 bekannt. Such a method is also known from US-6,161,269.
  • Erfindungsgemäß ergreift nun jede Nadel bei ihre Einstichbewegung jeweils lediglich eine einzelne Faser einer Stiche von 1-2 dtex. According to the invention, each needle now only takes up a single fiber of a stitch of 1-2 dtex during its insertion movement.
  • Die Erfindung erzielt durch den Einsatz einer hohen Nadeldichte schon bei den einzelnen Nadelungsschritten eine hohe Produktivität. Sie ermöglicht bei Verwendung von Nadelbrettern von beispielsweise 350 bis 400 mm Breite eine Bestückungsdichte von bis zu 40.000 Nadeln pro Meter Nadelbrettlänge. Der Teilungsabstand der Nadeln liegt dann beispielsweise bei etwa 3 mm oder darunter, was die Verwendung von Sondernadeln geringer Durchmesser erforderlich macht. Die Produktionsgeschwindigkeit kann 200 m/min erreichen bei Arbeitsbreiten von bis zu 6 m, nur um Beispiele zu nennen. Es lassen sich damit leichtgewichtige Erzeugnisse mit einem Flächengewicht von bis zu 10 g/m2 herab beispielsweise aus einem Einfach-Krempelflor herstellen. Die Fasern können dabei sehr fein sein, bis herab zu ca, 1 dtex. Auch Faserfibrillen von weniger als 1 dtex sind verarbeitbar. Die Einstichdichten liegen beispielsweise bei ca. 2.500 pro cm2, können ggf. aber auch noch höher sein. Bei einer Nadelbestückungsdichte der vorgenannten Art und einem wirksamen Horizontalhub der Nadeln von 1 cm muss die Faservliesbahn von je sechs Nadelbrettern beiderseits genadelt werden, um die genannte Stichdichte zu erzielen.The invention achieved by the use of a high needle density already at the individual needling steps high productivity. When using needle boards of, for example, 350 to 400 mm width, it enables a loading density of up to 40,000 needles per meter of needle board length. The pitch of the needles is then for example about 3 mm or less, which necessitates the use of small diameter special needles. The production speed can reach 200 m / min with working widths of up to 6 m, just to give examples. It can thus produce lightweight products with a weight per unit area of up to 10 g / m 2 , for example, from a single carding board. The fibers can be very fine down to about 1 dtex. Also fiber fibrils of less than 1 dtex are processable. The puncture densities are, for example, about 2,500 per cm 2 , but may possibly be even higher. With a needle loading density of the aforementioned type and an effective horizontal stroke of the needles of 1 cm, the nonwoven web of six needle boards must be needled on both sides in order to achieve said stitch density.
  • Die Bearbeitung selbst so leichtgewichtiger Erzeugnisse, wie zuvor erläutert, wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich, gemäß derer die Materialbahn im in sie eingestochenen Zustand der Nadeln innerhalb der Nadelmaschine ausschließlich durch eine in Längsrichtung der Materialbahn verlaufende Bewegung der Nadeln fortbewegt wird. Weil die Nadeln der beiden Nadelaggregate, die in einer Doppeinadelmaschine vereinigt sind, bei der Erfindung abwechselnd in die Faservliesbahn einstechen, d.h. die Arbeitszyklen dieser Nadelaggregate um 180° gegeneinander versetzt sind, erfolgt ein fast kontinuierlicher Transport der Faservliesbahn durch die Nadelmaschine hindurch allein durch die Wirkung der Nadeln. Ferner ermöglicht diese Betriebsart eine dichte Bestückung der Nadelbretter, da die Nadeln zweier einander gegenüberliegender Nadelbretter von Hause aus nicht miteinander kollidieren können.The processing of even such lightweight products, as explained above, is possible by the measures according to the invention, according to which the material web is advanced in the pierced state of the needles within the needle machine exclusively by a longitudinal movement of the web extending movement of the needles. Because the needles of the two needle assemblies, which are combined in a double needle machine, in the invention alternately pierce the nonwoven web, ie the working cycles of these needle assemblies are offset by 180 ° from each other, there is an almost continuous transport of the nonwoven web through the needle machine through solely by the effect the needles. Furthermore, this mode allows a dense placement of the needle boards, since the needles of two opposing needle boards from home can not collide with each other.
  • Es wirkt also auf die Materialbahn im wesentlichen kein von externen Transporteinrichtungen wirkender Zug ein, der im in die Materialbahn eingestochenen Zustand der Nadeln von diesen gebremst würde, vielmehr besorgen die Nadelaggregate den Vorschub der Materialbahn selbst.It thus acts on the material web substantially no train acting from external transport devices, which would be braked in the pierced into the material web state of the needles of these, rather, get the needle aggregates the feed of the material web itself.
  • Je nach Art der bearbeiteten Materialbahn kann es im Betrieb der Nadelmaschinen zu einer Längenänderung der Materialbahn durch die einzelnen Nadelungsvorgänge kommen. Um Stauchungen oder Verzüge der Materialbahn zwischen den einzelnen Nadelmaschinen zu vermeiden, müssen die Vorschübe, mit denen die einzelnen Nadelmaschinen die Materialbahn transportieren, einander in geeigneter Weise angepasst werden. Bei jeweils gleichen Horizontal- und Vertikalhüben der Nadelbalken pro Einstichbewegung in den einzelnen Nadelmaschinen kann die Anpassung der Vorschübe durch Veränderung der Stichfrequenzen der einzelnen Nadelmaschinen vorgenommen werden. Diese Lösung bietet sich besonders dann an, wenn Horizontalhub und Vertikalhub der Nadelbalken fest miteinander gekoppelt sind. Es ist aber auch möglich, bei jeweils gleichen Horizontal- und Vertikalhüben der einzelnen Nadelmaschinen die Einstichtiefen der Nadeln unterschiedlich zu machen, weil dadurch der Zeitabschnitt, während dessen die Nadeln in die Materialbahn eingestochen sind und dieses durch die Horizontalbewegung des Nadelbalkens transportieren, beeinflusst wird, was eine gewisse Auswirkung auf den Transporthub in horizontaler Richtung pro Nadeleinstich hat. Sofern Nadelmaschinen des in EP 0 892 102 B1 beschriebenen Typs eingesetzt werden, lässt sich der Horizontalvorschub pro Nadeleinstich durch entsprechende Steuerung der Nadelmaschinen in weiten Grenzen beeinflussen.Depending on the type of material being processed, a change in length of the material web may occur during operation of the needling machines due to the individual needling processes. To avoid compression or distortion of the material web between the needle machines, the feed rates with which the individual needling machines transport the material web, must be adapted to each other in a suitable manner. In each case the same horizontal and vertical strokes of the needle bar per puncture movement in the individual needling machines, the adjustment of the feeds can be made by changing the stitch frequencies of the individual needle machines. This solution is particularly useful when horizontal stroke and vertical stroke of the needle bar are firmly coupled together. However, it is also possible to make the penetration depths of the needles different in each case with the same horizontal and vertical strokes of the individual needling machines, because thereby the time period during which the needles are inserted into the material web and transport it by the horizontal movement of the needle bar is influenced, which has some effect on the transport stroke in the horizontal direction per needle penetration. If needle machines of the type described in EP 0 892 102 B1 are used, the horizontal feed per needle penetration can be influenced within wide limits by appropriate control of the needle machines.
  • Die Mitbewegung der Nadeln mit der Materialbahn im in diese eingestochenen Zustand der Nadeln ist an sich bereits aus DE 196 15 697 A1 bekannt. Sie hat dort das Ziel, eine Störung der Oberfläche der Materialbahn, die durch einen Verzug hervorgerufen werden könnte, wenn die Transportgeschwindigkeit des Faservlieses durch die Nadelmaschine hoch ist, zu vermeiden. Die Geschwindigkeit der horizontalen Antriebskomponente des Nadelbalkens ist dabei an die Fördergeschwindigkeit, mit der die Materialbahn von Zuführ- und Abzugseinrichtungen durch die Nadelmaschine bewegt wird, angepasst. Die vorliegende Erfindung nutzt hier die in Längsrichtung der Materialbahn verlaufende oszillierende Bewegungskomponente der Nadeln dazu aus, die Materialbahn aktiv zu transportieren, ohne dass es anderer Transporteinrichtungen bedarf. Mit Hilfe der Erfindung lassen sich sogar einlagige, aber auch mehrlagige, direkt von einer Krempel gelieferte Faserflorbahnen zu einem Vlies verfestigen. Es ist aber auch möglich, kreuzgelegte Vliese mit den erfindungsgemäßen Maßnamen zu verfestigen. Auch aerodynamisch gelegte, ggf. sehr dünne Florbahnen können mit Hilfe der Erfindung durch Nadelung verfestigt werden.The co-movement of the needles with the material web in the inserted into this state of the needles is already known from DE 196 15 697 A1. It has the goal there, a disturbance of the surface of the web, which could be caused by a delay when the transport speed of the fibrous web through the needle machine is high, to avoid. The speed of the horizontal drive component of the needle bar is adapted to the conveying speed with which the material web of feeding and withdrawal devices is moved by the needle machine. In this case, the present invention utilizes the oscillating component of movement of the needles running in the longitudinal direction of the material web to actively transport the material web without the need for other transport devices. With the help of the invention can be even consolidate one-ply, but also multi-ply fibrous webs delivered directly from a card to a fleece. But it is also possible to solidify cross-laid nonwovens with the inventive measures. Also aerodynamically placed, possibly very thin card webs can be solidified by means of the invention by needling.
  • Die Fasern können beispielsweise Baumwollfasern sein, es kommen Stapellängen von 20 mm bis 40 mm in Betracht, auch Endlosfasern von Spinnvliesen, glatte Fasern und texturierte Fasern können die Materialbahnen bilden, die mit Hilfe der Erfindung verarbeitet werden können.The fibers may, for example, be cotton fibers, with staple lengths of 20 mm to 40 mm being considered. Endless fibers of spunbonded nonwovens, smooth fibers and textured fibers may also form the material webs which can be processed by means of the invention.
  • Bei der Bearbeitung der Materialbahnen werden Nadeln verwendet, deren Kerben so fein sind, dass sie nur eine einzige Faser einer Stärke von 1-2 dtex ergreifen. Eine solche Nadel hat beispielsweise einen Schaftdurchmesser von 1,85 mm und reduziert ihren Durchmesser über ihre Länge in zwei Schritten auf 0,5 mm. Die Kerbtiefe der Nadeln liegt bei 0,02 mm, und es ist vorzugsweise nur eine Kerbe an einer Kante der Nadel ausgebildet. Weil immer nur eine einzelne Faser von der Nadel in das Vlies hineingedrückt wird und die Nadel einen extrem kleinen Durchmesser aufweist, bleiben keine Einstichlöcher sichtbar. Daher und wegen der hohen Einstichdichte erhält man eine markierungsfreie Oberfläche des genadelten Erzeugnisses mit hoher Abriebfestigkeit.When processing the material webs, needles are used whose notches are so fine that they grip only a single fiber of a thickness of 1-2 dtex. For example, such a needle has a shaft diameter of 1.85 mm and reduces its diameter over its length to 0.5 mm in two steps. The notch depth of the needles is 0.02 mm and preferably only one notch is formed on one edge of the needle. Because only a single fiber is pushed into the fleece by the needle and the needle has an extremely small diameter, no puncture holes remain visible. Therefore, and because of the high puncture density, a mark-free surface of the needle-punched product with high abrasion resistance is obtained.
  • Der Abstand der Kerben von der Nadelspitze sollte vorzugsweise klein sein, um mit geringem Nadelhub arbeiten zu können. Ein bevorzugter Abstand zwischen Kerbe und Nadelspitze beträgt beispielsweise 2 mm. Ein geringer Nadelhub lässt größere Arbeitsgeschwindigkeiten zu. Es kann auch mit Gabelnadeln, Kronennadeln oder Kranznadeln gearbeitet werden, beispielsweise mit Gabelbreiten und -tiefen von 2/100 mm. Die Nadeln können Standardlänge von 2,5, 3 oder 3,5 Zoll haben, ggf. aber auch kürzer sein, was ihrer Stabilität und der Gewichtsverminderung zugute kommt. Zu einer Gewichtsverminderung trägt vorteilhaft weiter bei, wenn die Nadeln aus Kunststoff bestehen. Ein möglichst kleiner Durchmesser des Nadelschaftes verbessert die Festigkeit des Nadelbrettes, weil dann bei gleicher Nadelbestückungsdichte mehr Brettmaterial verbleibt.The spacing of the notches from the needle tip should preferably be small in order to work with a small needle stroke. A preferred distance between notch and needle tip is for example 2 mm. A small needle stroke allows for higher working speeds. It can also be used with fork needles, crown needles or wreath needles, for example, with fork widths and depths of 2/100 mm. The needles can have standard lengths of 2.5, 3 or 3.5 inches, but may also be shorter, which benefits their stability and weight reduction. A weight reduction advantageously further contributes when the needles are made of plastic. One as small as possible Diameter of the needle shaft improves the strength of the needle board, because then remains at the same Nadelbestückungsdichte more board material.
  • Da wegen der hohen Nadelbestückungsdichte die Nadelbretter sehr schwer werden, kommen auch Nadeln aus Kunststoff in Betracht, deren Gewicht etwa 1/8 desjenigen von Stahlnadeln beträgt. Um ein Flattern der Nadelbretter an den sie tragenden Nadelbalken zu verhindern, kann man die Nadelbretter unter geringer elastischer Verformung vorgespannt am Nadelbalken anbringen, wie es in DE 102 38 063 A1 beschrieben ist. Diese Technik ermöglicht auch den Einsatz sehr breiter Nadelbretter.Since the needle boards are very heavy due to the high needle assembly density, plastic needles are also considered whose weight is about 1/8 that of steel needles. In order to prevent fluttering of the needle boards on the needle bar carrying them, it is possible to attach the needle boards under low elastic deformation to the needle bar as described in DE 102 38 063 A1. This technique also allows the use of very wide needle boards.
  • Vorteilhaft ist ferner, wenn mit einem lamellierten Niederhalter gearbeitet wird, der aus einer geschlitzten Platte besteht, an der eine Vielzahl einander paralleler Lamellen ausgebildet sind, die quer zur Längserstreckung der Platte verlaufen. Auf diese Weise ist eine Niederhalterplatte realisierbar, die einerseits eine geringe Dicke im Schlitzbereich aufweist und entsprechend wenig anfällig für Verstopfungen durch Faserflug ist, andererseits aber eine große Stabilität bei geringem Gewicht hat. Dieser Niederhalter kann mit gegen die zu nadelnde Vliesbahn gerichteten Lamellen aber auch umgekehrt eingesetzt werden, ggf. auch als Stichunterlage. Ein solcher Niederhalter kommt dem Umstand entgegen, dass aufgrund der geringen Nadelschaftdurchmesser die Nadeln leichter zum Verbiegen neigen, als dicke Nadeln. Ein lameilierter Niederhalter erleichtert das Einfädeln der Nadel in die Schlitze der die Lamellen tragenden Platte oder macht das Einfädeln ganz überflüssig, wenn die Nadeln während ihrer gesamten Hubbewegung die Schlitze in der Platte nicht verlassen.It is also advantageous when working with a laminated down holder, which consists of a slotted plate on which a plurality of mutually parallel slats are formed, which extend transversely to the longitudinal extent of the plate. In this way, a hold-down plate can be realized, on the one hand has a small thickness in the slot area and is accordingly less prone to blockages by fiber fly, on the other hand, has a high stability with low weight. This hold-down device can also be used conversely with lamellas directed against the nonwoven web to be needled, but also vice versa, if necessary. Such a hold-down comes against the fact that due to the small needle shank diameter, the needles are more prone to bending than thick needles. A lame-on hold-down facilitates threading the needle into the slits of the slat bearing plate, or makes threading quite unnecessary if the needles do not leave the slits in the slab throughout their lifting movement.
  • Anstelle der Verwendung einer Vielzahl hintereinander aufgestellter Nadelmaschinen, durch die eine Vliesbahn nacheinander hindurchgeleitet wird, kann man auch vorsehen, das Vlies durch ein und dieselbe Nadelmaschine mehrfach vorwärts und rückwärts hindurchzuleiten und mit dieser Nadelmaschine mehrstufig zu bearbeiten, wobei zwischen den einzelnen Durchläufen ggf. die Nadelbretter gewechselt werden können, wenn in den verschiedenen Bearbeitungsstufen unterschiedlich genadelt werden soll, besipielsweise mit unterschiedlichen Nadeln und unterschiedlichen Nadelbestückungsdichten.Instead of using a plurality of sequentially arranged needle machines through which a nonwoven web is passed successively, one can also provide the fleece through one and the same needle machine multiple forward and backward forward and edit with this needle machine multi-stage, where necessary between the individual passes Needle boards can be changed if different needling in the different stages of processing, besipielsweise with different needles and different needle assembly densities.
  • Mit Hilfe der Erfindung können beidseitig glatte Vliese hergestellt werden, wobei dann die Einstichtiefen der Nadeln von Bearbeitungsschritt, d.h. Nadelaggregat, zu Bearbeitungsschritt, d.h. dem nächsten Nadelaggregat, abnehmen können. Somit werden dann die durch die Nadeln durch die Materialbahn hindurch genadelten Fasern, die auf der der Einstichseite entgegengesetzten Seite aus der Materialbahn hervorstehen, durch die Nadelung von der anderen Seite wieder in die Materialbahn hineingestoßen, und mit Hilfe der stufenweisen Verminderung der Einstichdichte lässt sich schließlich erreichen, dass aus der Materialbahn keine Fasern mehr hervorstehen. Die Doppelnadeltechnik, bei der in einer Nadelungszone die Materialbahn entweder simultan oder altemierend von beiden Seiten genadelt wird, bewirkt auf engem Raum eine Verdoppelung der Einstichdichte.With the help of the invention smooth webs can be produced on both sides, in which case the penetration depths of the needles from the processing step, ie needle aggregate, to processing step, ie the next needle aggregate, can decrease. Thus, then needled through the needles through the web through needled fibers on the side of the puncture projecting side of the material web, pierced by the needling from the other side back into the web, and with the help of the gradual reduction of the puncture density can finally achieve that no longer protruding fibers from the material web. The double needle technique, in which the material web is needled simultaneously or altematively from both sides in a needling zone, causes a doubling of the puncture density in a narrow space.
  • Andererseits ist es auch möglich, haarige Vliese herzustellen, bei denen auf einer Seite Fasern hervorstehen. Solche Vliese werden beispielsweise zum Aufkaschieren auf eine Unterlage verwendet, wobei dann die Haare die Verankerung des Vlieses auf der Unterlage begünstigen. 'On the other hand, it is also possible to produce hairy nonwovens in which fibers protrude on one side. Such nonwovens are used, for example, for lamination onto a substrate, in which case the hair promotes the anchoring of the nonwoven on the substrate. '
  • Ferner ist es möglich, mit Hilfe der Erfindung Leichtvliese mit strukturierter Oberfläche herzustellen, etwa Wischtücher, die ein in sie eingestochenes Lochmuster aufweisen. Solche Wischtücher sind im Haushalt wegen ihres Schmutzaufnahmevermögens beliebt. Dazu ist lediglich ein entsprechender Arbeitsgang mit dafür geeigneten glatten Nadeln vergrößerten Schaftdurchmessers und geringer Bestückungsdichte des Nadelbretts in den Verfahrensablauf einzufügen. Wegen des elastischen Rücksprungvermögens der Fasern, das zu einem Schließen der erzeugten Löcher führen könnte, ist dieser Vorgang ggf. mehrstufig mit Nadeln von Stufe zu Stufe zunehmenden Durchmessers auszuführen, wobei auf die Ausrichtung der Löcher des halbfertigen Erzeugnisses auf die Nadeln der jeweils nachfolgenden Bearbeitungsstufe geachtet werden muss. Mit Hilfe moderner Synchroneinrichtungen ist dieses ohne Schwierigkeit zu erzielen. Auch die Verwendung eines Bürtsenbandes als Stichunterlage, das durch sämtliche Bearbeitungsstufen geführt wird, ist in diesem Falle von Vorteil, weil des Vlies auf dem Bürstenband gut haftet und damit seine Position auf der Unterlage beibehält. Nach der Ausbildung der Löcher kann ggf. eine thermische Fixierung stattfinden, indem das perforierte Material durch einen Siebtrommelofen oder durch einen Flachbandtrockner geleitet wird, um eine Thermofusion der Fasern an ihren Überkreuzungspunkten zu erreichen, sofern sie aus einem dafür geeigneten Material, wie z.B. einem Thermoplast, bestehen.Furthermore, it is possible with the aid of the invention to produce light nonwovens having a structured surface, for example wipes which have a hole pattern pierced in them. Such wipes are popular in the household because of their dirt holding capacity. For this purpose, only a corresponding operation with suitable smooth needles enlarged stem diameter and low insertion density of the needle board is inserted into the process flow. Because of the elastic returnability of the fibers, which could lead to a closing of the holes produced, this process may be carried out in stages with needles from stage to stage of increasing diameter, paying attention to the alignment of the holes of the semi-finished product on the needles of each subsequent processing stage must become. With the help of modern synchronizers this can be achieved without difficulty. The use of a Bürtsenbandes as underlay, which is guided through all processing stages, is advantageous in this case, because the fleece adheres well to the brush belt and thus retains its position on the surface. After the holes have been formed, thermal fixation may optionally take place by passing the perforated material through a screen drum oven or through a ribbon dryer to achieve thermofusion of the fibers at their points of intersection, provided that they are made of a suitable material such as e.g. a thermoplastic.
  • Auch andere Strukturierungen sind denkbar. Die Vernadelung auf einem Rost, besser gesagt auf einer geschlitzten Platte oder einer lamellierten Platte als Stichunterlage, insbesondere unter Verwendung von Nadeln mit mehreren Kerben pro Kante oder mehreren Kanten mit Kerben und mit höherer Kerbtiefe ermöglicht eine Strukturierung des Vlieses, die beiderseits erfolgt, wenn von beiden seiten des Vlieses genadelt wird. Dabei werden Faserbüschel aus dem vorverfestigten Vlies herausgezogen oder hinausgestoßen und zur Vliesoberfläche transportiert. Verwendet man eine Mehrfachanordnung von Nadelmaschinen, wird diese Strukturierung in den letzten Nadelmaschinen oder der letzten Nadelmaschinen der Kette von Maschinen ausgeführt, oder in einem separaten Arbeitsgang innerhalb einer einzigen Maschine, die außerhalb der Maschinenkette zum Zwecke der Musterung und Strukturierung betrieben wird.Other structures are conceivable. The needling on a grid, or better on a slotted plate or a laminated plate as stitch backing, especially using needles with multiple notches per edge or multiple edges with notches and with a higher notch depth allows structuring of the fleece, which occurs on both sides when needling from both sides of the web. Tufts are pulled out of the preconsolidated web or pushed out and transported to the nonwoven surface. Using a multiple array of needle looms, this patterning is done in the last needle looms or the last needle looms of the chain of machines, or in a separate operation within a single machine operated outside the machine chain for the purpose of patterning and structuring.
  • Je nach Vorschub der Materialbahn bzw. pro Hub und Nadelanordnung im Nadelbrett können an sich bekannte Musterungen hergestellt werden, wie Längsstreifen, Querstreifen, Diagonalen oder Stichbilder.Depending on the advance of the material web or per stroke and needle arrangement in the needle board known patterns can be produced, such as longitudinal strips, horizontal stripes, diagonals or stitch patterns.
  • Wesentlich ist, dass wenigstens die Horizontalantriebe, die den verschiedenen Nadelungszonen zugeordnet sind, voneinander unabhängig sind, damit eine Anpassung an unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten, die durch Verkürzungen und Verlängerungen der Materialbahn bedingt sind, möglich wird. Sofern nicht an einen synchronen Vertikalantrieb aller Nadelbalken gedacht ist, der im Sinne eines möglichst ruckfreien Transports der Faservliesbahn durch die Vorrichtung vorzuziehen ist, kann auch in Betracht gezogen werden, die Transportgeschwindigkeiten, die von den einzelnen Nadelmaschinen hervorgerufen werden, durch Änderung der Hubfrequenzen der einzelnen Nadelmaschinen zu beeinflussen.It is essential that at least the horizontal drives, which are assigned to the different Nadelungszonen, are independent of each other, so that an adaptation to different transport speeds, which are caused by shortening and extensions of the material web, is possible. Unless it is intended for a synchronous vertical drive of all needle bars, which is preferable in terms of the smoothest possible transport of the nonwoven web through the device, can also be considered, the transport speeds, which are caused by the individual needle machines, by changing the stroke frequencies of the individual Needle machines to influence.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Verfestigung einer Faserflorbahn näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an apparatus shown in the drawing for the consolidation of a fiber web.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen zusammen eine Anlage zur Herstellung einer genadelten Faservliesbahn. Darin zeigt Fig. 1 einen aerodynamischen Vliesbildner mit Speisung, Einzug und Abnehmer, eine Übergabeeinrichtung und den Einlaufbereich einer mehrstufigen Vernadelungsanlage, während Fig. 2 weitere Nadelmaschinen einer Vemadelungsanlage zeigt. Anstelle eines aerodynamischen Vliesbildners kann auch eine Walzenkrempel, eine Karde oder anderer Flor- oder Vlieserzeuger vorgesehen sein.Figs. 1 and 2 together show a plant for producing a needled nonwoven fibrous web. 1 shows an aerodynamic web forming machine with feed, feeder and pickup, a transfer device and the lead-in area of a multi-stage needling machine, while FIG. 2 shows further needling machines of a pickling line. Instead of an aerodynamic web-forming device, a roll card, a card or other pile or nonwoven fabric producers can also be provided.
  • Die Anlage der Fig. 1 und 2 umfasst einen Faserspeiser 1, der über einen Einzug 2 mit einem aerodynamischen Vliesbildner 3 verbunden ist. Von dem Vliesbildner 3 führt eine Übergabeeinrichtung 4, die ein endlos umlaufendes Transportband 5 aufweist, zum Einlaufbereich einer mehrere Nadelmaschinen umfassenden Vernadelungsanlage 6. Dem Transportband 5 steht im Einlaufbereich der Vernadelungsanlage 6 ein endlos umlaufendes Andruckband 7 gegenüber, das dazu dient, ein von der Walzenkrempel 3 abgegebene Faservliesbahn 8, die sich auf dem endlos umlaufenden Transportband 5 befindet, zu verdichten.The plant of FIGS. 1 and 2 comprises a fiber feeder 1, which is connected via an infeed 2 to an aerodynamic web-forming device 3. Of the web forming 3 performs a transfer device 4, which has an endless circulating conveyor belt 5, the inlet area The conveyor belt 5 is in the inlet region of the needling 6 an endlessly rotating pressure belt 7 opposite, which serves to compress a discharged from the roller card 3 nonwoven web 8, which is located on the endless circulating conveyor belt 5.
  • Innerhalb der Vernadelunganlage 6 sind eine Vielzahl von Doppelnadelmaschinen 9 angeordnet, von denen jeweils schematisch die Nadelbalken 10, die die Faservliesbahn 8 abwevchselnd von oben und unten nadeln, durch schraffierte Dreiecke schematisch dargestellt sind. Die Nadelbalken 10 tragen jeweils ein dicht mit Nadeln bestücktes Nadelbrett oder eine mit Nadeln dicht bestückte Nadelbrettgruppe (nicht dargestellt). Von den Nadelmaschinen 9 sind im übrigen nur die Antriebsmotoren 91 für den vertikalen Stichantrieb sowie Horizontal-Antriebsaggregate 11 schematisch dargestellt, die über Pleuelstangen 12 mit den Nadelbalken 10 gekoppelt sind, um diesen einen horizontale, parallel zur Erstreckungsrichtung der Faservliesbahn 8 verlaufende, hin und her gehende Bewegungskomponente zu verleihen. Die Kopplung zwischen den Pleuelstangen 12 und den Nadelbalken 10 ist hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Für Details kann beispielsweise auf die schon genannte DE 196 15 697 A1 und auch auf die EP 0 892 102 B1 verwiesen werden, wobei letztere auch elegant einzustellende Einrichtungen zur stufenlosen Veränderung der Hubgröße der Horizontalbewegung des Nadelbalkens offenbart. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass es vorteilhaft ist, wenn auch die Einstichtiefe der Nadeln einstellbar ist, weil diese die Verweildauer bestimmt, während der sich die Nadeln im in das Faservlies eingestochenen Zustand befinden. Für weitere Erläuterungen in diesem Zusammenhang sei auf die DE 196 15 697 A1 verwiesen.Within the needling 6, a plurality of double needle machines 9 are arranged, of which in each case schematically the needle bar 10, which needles the nonwoven web 8 alternately from above and below, are shown schematically by hatched triangles. The needle bars 10 each carry a needle board which is densely populated with needles or a needle board group densely populated with needles (not shown). Of the needling machines 9, only the drive motors 91 for the vertical stitch drive and horizontal drive units 11 are schematically shown, which are coupled via connecting rods 12 with the needle bar 10 to this a horizontal, parallel to the direction of extension of the nonwoven web 8 extending, back and forth to give walking movement component. The coupling between the connecting rods 12 and the needle bar 10 is not shown here for reasons of clarity. For details, reference may be made, for example, to the already mentioned DE 196 15 697 A1 and also to EP 0 892 102 B1, the latter also disclosing devices which are to be adjusted elegantly to steplessly change the stroke size of the horizontal movement of the needle bar. It should be noted in this context that it is advantageous if the penetration depth of the needles is adjustable, because this determines the residence time during which the needles are in the nonwoven inserted into the nonwoven state. For further explanations in this context, reference is made to DE 196 15 697 A1.
  • Die Anordnung der Nadelbalken 10 und ihrer Antriebe 11 und 91 ist bei allen Nadelmaschinen 9 gleich. Die Vertikalantriebe der einzelnen Nadelmaschinen 9 können voneinander unabhängig und auch unabhängig voneinander steuerbar sein, um die Hubfrequenzen individuell beeinflussen zu können, womit sich die Transportgeschwindigkeiten der Faservliesbahn an den einzelnen Nadelmaschinen verändern lässt. Sie können aber auch synchron miteinander, insbesondere von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung angetrieben sein, was Streckungen und Stauchungen der Faservliesbahn innerhalb der Vemadelungsanlage vermeiden hilft. Wenigstens aber dann sollten die Horizontalantriebe individuell in ihrer Hubgröße verstellbar sein, um örtlich Transportgeschwindigkeitsanpassungen vornehmen zu können.The arrangement of the needle bar 10 and its drives 11 and 91 is the same for all needle machines 9. The vertical drives of the individual needling machines 9 can be controlled independently of each other and independently of one another in order to be able to influence the stroke frequencies individually, with which the transport speeds of the nonwoven web at the individual needling machines can be changed. But they can also be synchronous with each other, in particular driven by a common drive means, which helps to avoid stretching and compression of the nonwoven web within the Vemadelungsanlage. But at least then the horizontal drives should be individually adjustable in their stroke size to make local transport speed adjustments can.
  • Auslaufseitig der Nadelmaschinenanlage 6 ist ein Abzugswalzenpaar 13 angeordnet, das die fertig bearbeitete Faservliesbahn, jetzt als Endprodukt mit 81 bezeichnet, aus der Anlage abgibt.On the outlet side of the needling machine 6, a pair of take-off rollers 13 is arranged, which discharges the finished non-woven fabric web, now designated as the end product with 81, from the system.
  • In der Nadelmaschinenanlage 6 können jeweils zwei Doppelnadelmaschinen 9 in einem gemeinsamen Maschinenrahmen zu einer Zwillingseinheit vereinigt sein, die gemeinsame obere und untere Stichunterlagen (nicht dargestellt) für die zu bearbeitende Materialbahn hat. Ggf. können sämtliche oberen Nadelbalken, d.h. die obere Nadelbalkengruppe der Zwillingsanordnung gemeinsam angetrieben sein, und gleiches gilt für sämtliche unteren Nadelbalken.In the needle machine 6 each two double needle machines 9 can be combined in a common machine frame to a twin unit, the common upper and lower stitch pads (not shown) for the material to be processed web. Possibly. For example, all upper needle bars, i. the upper needle bar group of the twin arrangement can be driven together, and the same applies to all lower needle bar.
  • Da die Horizontalantriebe 11 für die Nadelbalken 10 einen gewissen Platz beanspruchen, sind die Zwischenräume Z zwischen benachbarten Zwillingseinheiten, wo die Horizontalantriebe untergebracht sind, jeweils von endlos umlaufenden Transportbändern 14 überbrückt, die die bearbeitete Faservliesbahn 8 von unten abstützen, damit sie nicht unter ihrem Eigengewicht durchhängt und dadurch möglicherweise in unerwünschter Weise gereckt wird. Als Alternative kommen auch glatte Stützplatten geringer Oberflächenreibung in Betracht, über die die Faservliesbahn leicht rutschen kann.Since the horizontal drives 11 for the needle bar 10 occupy a certain space, the gaps Z between adjacent twin units, where the horizontal drives are housed, each bridged by endless circulating conveyor belts 14 which support the processed nonwoven web 8 from below, so they are not under their own weight sags and thereby possibly undesirably stretched. As an alternative, smooth support plates with low surface friction can be considered, over which the nonwoven web can easily slip.
  • Da bei der Erfindung die Materialbahn 8 von beiden Seiten genadelt wird und die Erfindung daher Doppelnadelmaschinen verwendet, bei denen sich in einer Nadelungszone jeweils zwei gegeneinander nadelnde Nadelaggregate gegenüberstehen, deren Nadeln abwechselnd in die Faservliesbahn einstechen, sind die Stichunterlagen beidseitig der Faservliesbahn 8, gegen die letztere 8 durch die Nadelbewegung gedrückt wird, jeweils Lamellenroste mit längslaufenden Schlitzen oder geschlitzte Platten, deren Schlitze die Horizontalbewegung der Nadeln für den Transport der Faservliesbahn 8 im in diese eingestochenen Zustand ermöglichen. Details sind hier nicht dargestellt, es kann hierzu auf die schon genannten Druckschriften verwiesen werden. Der Einsatz von Lamellenrosten ist aus der Nadelungstechnik an sich bereits bekannt, insbesondere bei der Ausbildung von Polschlingen auf Nadelfilzen, die beispielsweise als Bodenbelag eingesetzt werden sollen.Since in the invention, the web 8 is needled from both sides and therefore the invention uses double needle machines, which face each other in a Nadelungszone two mutually needling needle aggregates whose needles pierce alternately into the nonwoven web, the stitch pads are on both sides of the nonwoven web 8 against the the latter 8 is pressed by the needle movement, each lamellar slats with longitudinal slots or slotted plates whose slots allow the horizontal movement of the needles for the transport of the nonwoven web 8 in the inserted into this state. Details are not shown here, it can be made to the already mentioned documents. The use of lamellar grates is already known per se from the needling technique, in particular in the case of the formation of pile loops on needle felts, which are to be used, for example, as a floor covering.
  • Die Nadeln können an den Nadelbrettern jeweils in Paketen angeordnet sein, wobei Pakete in Längsrichtung gesehen quer gegeneinander um weniger als eine Nadelteilung versetzt sind, um die Einstichdichte auf der Faservliesbahn zu erhöhen. Die Schlitze in einer Schlitzplatte als Stichunterlage müssen dann ebenfalls entsprechend in Querrichtung gegeneinander versetzt sein. Es ist auch möglich, die seitliche Führung an den einzelnen Nadelmaschinen in Abstimmung aufeinander so einzustellen, dass die von den Nadeln einer nachfolgenden Nadelmaschine erzeugten Einstiche in der Faservliesbahn in Querrichtung gegenüber den Einstichen versetzt sind, die von den Nadeln einer vorangehenden Nadelmaschine in derselben Faservliesbahn erzeugt werden.The needles may be disposed on the needle boards in packages, respectively, wherein packages are offset transversely from each other by less than one pitch in the longitudinal direction to increase the puncture density on the nonwoven web. The slots in a slotted plate as stitch backing must then also in accordance with each other in the transverse direction be offset. It is also possible to adjust the lateral guide on the individual needle machines in coordination with one another such that the punctures created by the needles of a subsequent needle machine are transversely offset in the nonwoven web from the punctures produced by the needles of a preceding needle machine in the same nonwoven web become.
  • Die Horizontalhübe, die die einzelnen Horizontalantriebe 11 auszuführen haben, müssen in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften der Faservliesbahn einstellbar seien. Wie schon erwähnt, sind in der EP 0 892 102 B1 Einrichtungen offenbart, mit denen sich der Horizontalhub, auch im Betrieb der Maschine, stufenlos verstellen lässt. Als Alternative kommt, wie schon erwähnt, eine Veränderung der Hubfrequenz in Betracht. Die durch die Bearbeitung gegebenenfalls eintretende Dehnung oder Schrumpfung der Faservliesbahn 8 lässt sich beispielsweise berührungsfrei mit Hilfe elektronischer Kameras und Autokorrelation der von ihnen aufgenommenen Bilder bestimmen, und mit deren Hilfe können die Horizontalantriebe eingestellt werden. Die hierfür notwendigen Einrichtungen sind in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Es versteht sich, dass an jeder Nadelmaschine, wo die Faservliesbahn Veränderungen erfahren kann, solche Einrichtungen vorgesehen sind, wobei für die gesamte Anlage eine zentrale Steuereinheit vorgesehen sein kann.The horizontal strokes that have to perform the individual horizontal drives 11 must be adjustable depending on the material properties of the nonwoven web. As already mentioned, EP 0 892 102 B1 discloses devices with which the horizontal stroke, even during operation of the machine, can be infinitely adjusted. As an alternative comes, as already mentioned, a change in the stroke frequency into consideration. The expansion or shrinkage of the nonwoven web 8 which may occur as a result of the processing can be determined, for example, contactlessly with the aid of electronic cameras and autocorrelation of the images taken by them, and with the aid of which the horizontal drives can be adjusted. The necessary facilities for this purpose are not shown in the drawing for reasons of clarity. It is understood that such devices are provided at each needle machine, where the nonwoven web can undergo changes, wherein a central control unit can be provided for the entire system.

Claims (12)

  1. A method for reinforcing a textile web composed of a fibre web or a fibre fleece by means of needling in a plurality of steps, wherein said web (8) is alternately needled from both sides and in a state of the needles stitched into the web (8) is moved in the longitudinal extension of the web exclusively by a movement of the needles which extends in the longitudinal extension of the web, characterized in that said web (8) is needled in a plurality of directly successive steps each with a high needle density, wherein each needle in a stitching-in movement grasps merely a single fiber having a gage of 1 to 2 dtex from the web (8).
  2. The method as claimed in claim 1, characterized in that the stitching depth of the needles decreases from step to step.
  3. The method as claimed in claim 1, characterized in that in at least late steps of the method the stitching depth of the needles on a first side of the web (8) is smaller than a stitching depth of the needles on the other side of the web (8).
  4. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the web (8) consists of a single-layered or multi-layered card non-woven web.
  5. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the vertical stitching movements of needle bars (10) are synchronized with one another.
  6. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the web (8) is supported between at least some of the needling steps by smooth rest surfaces or by support surfaces moved in unison with the web (8) and contacted by the web (8).
  7. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the plurality of successive steps are performed by a plurality of double needle looms (9) arranged in a transport direction of the web (9).
  8. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement components of the needles in the individual steps are differently large.
  9. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that permanent holes are generated in the needled web (8) by the aid of needles, and the web (8) is subsequently subjected to a fixing process.
  10. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that needles made from plastics are used.
  11. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that needles having a notch depth of 0.02 mm are used.
  12. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the needles are arranged at a needle board in groups which, seen in the transport direction of the web, are transversely offset with respect to one another by less than one needle pitch.
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