EP1767680A1

EP1767680A1 - Vorrichtung zur Wasserstrahlbehandlung einer Warenbahn

Info

Publication number: EP1767680A1
Application number: EP06018904A
Authority: EP
Inventors: Martin Krück
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-09
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2026-09-09
Also published as: JP2007084993A; US7334303B2; DE102005045224B3; US20070084030A1; CN1936147A; PL1767680T3; JP4860411B2; DE502006000873D1; EP1767680B1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer durch Wasserstrahlbehandlung verfestigen und/oder strukturierten Warenbahn bestehend aus einem Vlies oder Gewirke aus synthetischen Stapelfasern, natürlichen Fasern, Endlosfasern oder Mischungen der genannten Fasern beschrieben, wobei auf einer Lochtrommel (1) ein grobes Untersieb (2) und darüber ein feineres Schrumpfsieb (3) angeordnet sind und das Schrumpfsieb aus einem Siebband besteht, das als endloser Schlauch aufgeschrumpft ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer durch Wasserstrahlbehandlung verfestigten und/oder strukturierten Warenbahn, bestehend aus einem Vlies oder Gewirke aus synthetischen Stapelfasern, natürlichen Fasern, Endlosfasern oder Mischungen der genannten Fasern.
Aus der DE 101 52 075 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Erzeugung dreidimensionaler farbloser Muster einer Warenbahn mittels Wasservernadelung bekannt. Eine Vorrichtung zur Herstellung von perforierten Vliesstoffen durch mit hohem Druck beaufschlagte Wasserstrahlen oder heiße Luft wird in der EP 0 511 025 A1 beschrieben. Auch in den EP 0 223 614 B1 , EP 0 215 684 B1 und EP 1 001 964 B1 werden Vorrichtungen beschrieben, die ein vorgefertigtes Vlies mit einer Lochstruktur versehen. Dabei wird durch mit Druck beaufschlagte Wasserstrahlen der Vliesbahn, die sich auf einem mit empor stehenden plastischen Erhöhungen versehenen Band oder auf einer mit empor stehenden plastischen Erhöhungen versehenen Trommel befindet, eine Lochstruktur verliehen. Darüber hinaus sind aus der EP 0 705 932 B1 Stoffe bekannt, die sowohl reliefartige Strukturen als auch Löcher in einer ganz bestimmten Anordnung aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur entwickeln, die sowohl zur Strukturgebung einer Warenbahn als auch zu deren Verfestigung eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe lässt sich durch unterschiedliche Schrumpfsiebe lösen, die als endloser Schlauch auf eine Lochtrommel aufgeschrumpft werden. Mit derartigen unterschiedlichen Schrumpfsieben können zwei ganz verschiedene Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt werden, nämlich einmal eine Strukturgebung der Warenbahn und andererseits deren Verfestigung.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung zur Herstellung einer durch Wasserstrahlbehandlung verfestigen und/oder strukturierten Warenbahn, bestehend aus einem Vlies oder einem Gewirke aus synthetischen Fasern, natürlichen Fasern, Endlosfasern oder Mischungen der genannten Fasern, bei der auf einer Lochtrommel 1 ein grobes Untersieb 2 und darüber ein feineres Schrumpfsieb 3 angeordnet sind und das Schrumpfsieb aus einem Siebband besteht, das als endloser Schlauch aufgeschrumpft ist.
Wird diese Vorrichtung zur Strukturgebung eingesetzt, werden grobe Schrumpfsiebe verwendet, die etwa 5 Drähte/cm haben (Kette und Schuss). Hierbei wird ein schon zuvor verfestigtes Vlies mit einer textilen Struktur versehen und zwar so, dass die Strukturen in Warenlaufrichtung und rechtwinklig dazu verlaufen. Dies wird durch ein grobes Schrumpfsieb erreicht, dessen schrumpffähige Kettfäden orthogonal um die Trommel herum verlaufen und deren nicht schrumpfende Schussfäden achsparallel zur Trommel angeordnet sind. Bei der so durchgeführten Strukturierung kann auch mit schwerer Ware, die mehr als 100 g/m² aufweist, gearbeitet werden, weil ein Rückpralleffekt der bei der Vernadelung angewendeten Wasserstrahlen nicht auftritt und auch nicht erforderlich ist, da schwere Vliese für die energiereichen Wasserstrahlen eine Barriere darstellen und somit ein "Durchschießen" verhindern. Eine Verfestigung der Warenbahn wird bei dem so durchgeführten Strukturieren nicht erzielt, so dass das Vlies vorher schon seine Festigkeit erhalten haben muss.
Üblicherweise wird das zur Strukturierung eingesetzte Schrumpfsieb als letztes Band in der Anlage eingesetzt, da nach der Strukturierung keine weitere Vernadelungsstufe mehr verwendet werden kann. Jede weitere Vernadelung würde die erzeugte Struktur wieder zerstören. Bei dieser Verfahrensführung ist auch ein Endabsaugschlitz vorgesehen, der das nasse Vlies bestmöglichst entwässert, um die Ware mit einer definierten Restfeuchte in den nachfolgenden Trocknungsprozess oder andere Folgeprozesse zu fahren.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass ein auf die Lochtrommel aufgebrachtes Schrumpfsieb auch als Ersatz für die bisher zur Verfestigung eines leichten Vlieses (Flächengewicht kleiner als 100 g/m²) eingesetzte mikro-poröse Schale ersetzt werden kann.
Der bisher übliche Einsatz der mikro-porösen Schale ist mit Nachteilen verbunden. Bei Verwendung einer MPS muss die Lochtrommel mit engen Toleranzen gefertigt werden, da die MPS mit wenig Spiel auf die Trommel geschoben werden muss, um im Betrieb nicht durch erhöhte Walkarbeit beschädigt zu werden. Wenn es gelingen würde, die MPS zum Beispiel durch ein Schrumpfsieb zu ersetzen, könnte die tragende Lochtrommel mit größeren Toleranzen gefertigt werden, da ein Schrumpfsieb größere Durchmesserunterschiede der Trommel ausgleichen kann. Hinzu kommt, dass ein Schrumpfsieb gegenüber einer MPS deutlich geringere Investitionskosten erfordert und ein beschädigtes oder verschlissenes Schrumpfsieb relativ einfach ausgetauscht werden kann, wogegen eine neue MPS aufgrund des Toleranzfeldes mit einem anderen Durchmesser geliefert wird und höchstwahrscheinlich nicht so gut auf die Trommel passt wie die bisher verwendete MPS:
Wird erfindungsgemäß jedoch ein Schrumpfsieb 3 eingesetzt, das Drähte mit Durchmessern von 0,15 bis 0,2 mm und 25 bis 45 Drähte/cm (Kette und Schuss) längs und quer zur Laufrichtung aufweist, dann werden hervorragende Verfestigungseffekte erzielt. Bei leichten Vliesen besteht die Gefahr, dass die energiereichen Wasserstrahlen, die mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200 km/h auf das Vlies auftreffen, einfach das Vlies durchschlagen. Damit ist die kinetische Energie des Wasserstrahls wirkungslos und geht verloren. Das würde den Wirkungsgrad der Maschine senken und die aufzuwendende Energie pro kg Fertigware würde erheblich ansteigen.
Erfindungsgemäß wird nun aber die kinetische Energie der Wasserstrahlen dazu genutzt, die Lage der einzelnen Fasern zu ändern und damit die Festigkeit des vorher losen Faserverbandes zu erhöhen. Das wird erfindungsgemäß bei leichten Vliesen dadurch erreicht, dass auf der Trommel 3 ein sehr feines Schrumpfsieb aufgezogen wird und durch die feine Struktur eine homogene Oberfläche erreicht werden kann, an der ein Wasserstrahl auch wieder zurückprallt. Die mit hoher Geschwindigkeit auf das Vlies treffenden Wasserstrahlen passieren dieses, treffen dann auf das Schrumpfsieb 3 und werden von dort gegen das Vlies zurückgeworfen. Der dabei auftretende Rückpralleffekt führt dazu, dass das Vlies nun auch von der Unterseite vernadelt wird und dadurch wesentlich höhere Festigkeiten erzielt werden.
Natürlich kann eine so verfestigte Warenbahn anschließend in eine Strukturierungsstufe laufen, die oben im Einzelnen beschrieben worden ist.
In den in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzten Siebbändern sind offenen Flächen zum Ableiten der aus den vielen Austrittsöffnungen eines Düsenbalkens mit Hochdruck aufgespritzten Flüssigkeit vorgesehen. Die schrumpffähigen Siebbänder enthalten Kett- und Schussfäden, die aus thermoplastischen Homo- oder Copolymerisaten bestehen können. Besonders vorteilhaft ist es allerdings, wenn das schrumpffähige Siebband Schussfäden enthält, die aus Metalldraht bestehen.
Außerdem kann in besonderen Fällen eine Vorrichtung besonders vorteilhaft sein, bei der zwischen das grobe Untersieb 2 und das Schrumpfsieb 3 ein weiteres Sieb eingefügt wird, so dass auf der Lochtrommel 1 insgesamt drei Siebe übereinander liegen. Das ist besonders bei großen Unterschieden in der Maschenweite und/oder der Drahtstärke des Untersiebes und des Schrumpfsiebes ratsam.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich zum Beispiel ein Vlies von 57 g/m² herstellen, das bei einer Zusammensetzung aus Viskose/Polyester 70:30 und bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 70 m/min folgende Kenndaten aufweist:
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Schrumpfsiebes wird eine Festigkeit von 93 N in Maschinenrichtung und eine Festigkeit von 20 N in Querrichtung bei einer Vliesdicke von 0,72 mm erzielt.
Würde man eine derartige Warenbahn mit der üblichen mikro-porösen Schale herstellen, dann beobachtet man eine Festigkeit von 95 N in Maschinenrichtung und 20 N in Querrichtung sowie eine Vliesdicke von 0,73 mm.
Die beiliegende Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Trommel. Die unterste Schicht bildet die Lochtrommel 1. Über ihr liegt das grobe Untersieb 2, indem auch die Kettfäden 4 zu erkennen sind. Nach oben abgeschlossen wird die Schichtstruktur durch das Schrumpfsieb 3.

Bezugszeichenliste:

1: Lochtrommel
2: grobes Untersieb
3: Schrumpfsieb
4: Kettfäden

Claims

Vorrichtung zur Herstellung einer durch Wasserstrahlbehandlung verfestigten und/oder strukturierten Warenbahn bestehend aus einem Vlies oder Gewirke aus synthetischen Stapelfasern, natürlichen Fasern, Endlosfasern oder Mischungen der genannten Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Lochtrommel (1) ein grobes Untersieb (2) und darüber ein feineres Schrumpfsieb (3) angeordnet sind und das Schrumpfsieb aus einem Siebband besteht, das als endloser Schlauch aufgeschrumpft ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das strukturgebende Schrumpfsieb etwa 5 Drähte/cm (Kette und Schuss)
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schrumpffähigen Kettfäden orthogonal um den Umfang der Lochtrommel und die nicht schrumpfenden Schussfäden achsparallel zur Trommelachse angeordnet sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihr eine bereits verfestigte Warenbahn dem strukturgebenden Schrumpfsieb als letztem Band der Vorrichtung zugeleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verfestigung ein Schrumpfsieb (3) eingesetzt wird, das Drähte mit Durchmessern von 0,15 - 0,2 mm und 25 - 45 Drähte/cm (Kette und Schuss) längs und quer zur Laufrichtung aufweist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Siebband offene Flächen zum Ableiten der aus den vielen Austrittsöffnungen eines Düsenbalkens mit Hochdruck aufgespritzten Flüssigkeit vorgesehen sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schrumpffähige Siebband Kett- und Schussfäden enthält, die aus einem thermoplastischen Homo- oder Copolymerisat bestehen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das schrumpffähige Siebband Schussfäden enthält, die aus Metalldraht bestehen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das grobe Untersieb (2) und das Schrumpfsieb (3) ein weiteres Sieb eingefügt werden kann, so dass auf der Lochtrommel (1) insgesamt drei Siebe übereinander liegen.