EP3289131A1 - Anlage und verfahren zur verfestigung und strukturierung von fasern zu einem vlies - Google Patents

Anlage und verfahren zur verfestigung und strukturierung von fasern zu einem vlies

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EP3289131A1
EP3289131A1 EP16706309.8A EP16706309A EP3289131A1 EP 3289131 A1 EP3289131 A1 EP 3289131A1 EP 16706309 A EP16706309 A EP 16706309A EP 3289131 A1 EP3289131 A1 EP 3289131A1
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EP
European Patent Office
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structuring
openings
bar
region
water
Prior art date
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Application number
EP16706309.8A
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EP3289131B1 (de
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Ullrich MÜNSTERMANN
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Truetzschler GmbH and Co KG
Original Assignee
Truetzschler GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3289131A1 publication Critical patent/EP3289131A1/de
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Publication of EP3289131B1 publication Critical patent/EP3289131B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H18/00—Needling machines
    • D04H18/04—Needling machines with water jets
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D04H1/492—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres by fluid jet
    • D04H1/495—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres by fluid jet for formation of patterns, e.g. drilling or rearrangement

Definitions

  • the invention relates to a system and a method for the consolidation and structuring of fibers into a nonwoven according to the preamble of claims 1 and 13.
  • the object of the present invention is to provide a plant and a method of the above-mentioned type, by which fibers can be sufficiently solidified and structured.
  • the plant according to the invention for the consolidation and structuring of fibers comprises a first and a second circulating belt, which are used for Solidification and structuring of fibers are arranged at least partially parallel to a web and thus form a Strukturier Scheme.
  • At least one band is formed as a counter-band with a plurality of patterning openings and arranged within the counter-band in the structuring at least one water beam for hydroentanglement of the fibers.
  • the invention is characterized in that the structuring region has a length of at least 0.2 m and the opposite band has micro-openings between the pattern-giving openings.
  • the counter-band between the patterning openings has 3 to 100 micro-openings per square centimeter in a random or regular arrangement. This results in a sufficient strength of the web in both directions.
  • the micro-openings may have a hydraulic diameter of 0.2 to 2 mm, preferably from 0.2 to 0.4 mm. With a smaller hydraulic diameter, the effect of the water jets has turned out to be too low. At a diameter greater than 2 mm, the micro-apertures act like a pattern. Especially with fibers with a length of 10 to 40 mm has been found that these are repeatedly solidified points.
  • the at least one water bar is operated at a pressure of 30 to 80 bar, preferably 60 bar. This is significantly lower than the known hydroentanglement with 100 to 400 bar for solidification of the fibers on a Spunlacetrommel with a raised structural shell. Surprisingly, a more uniform and higher solidification in the machine direction (MD) and in the transverse direction (CD) has resulted in this preferred printing range.
  • the structuring region can be preceded and / or followed by at least one further water bar in the transport direction, which is operated at a pressure of 10 to 25 bar and solidifies the non-structured upper side of the nonwoven.
  • At least one further water bar which is operated at a pressure of 10 to 60 bar, preferably 15 to 30 bar, and solidifies the underside of the nonwoven can be arranged downstream of the structuring region in the transport direction.
  • the structuring region is inclined by 1 ° to 10 ° in the transport direction. This supports the removal of water from, for example, wet-laid fibers.
  • a further improvement results from the fact that a moistening device, which ensures a first stabilization of the fibers, is arranged in front of the water beam or bars within the structuring region.
  • the method according to the invention for consolidating and structuring fibers into a nonwoven fabric is carried out with a first and a second circulating band, which are arranged at least partially in parallel and thus form a structuring region, wherein at least one band is designed as a counterstrip having a multiplicity of patterning openings, between which micro-openings are arranged, wherein the fleece structured by water jets in the region of the patterning openings and in the region of the micro-openings on a length of at least 0.2 m chambered and solidified selectively.
  • the patterning area of about 0.2 m in length with the parallel tape guide ensures a sharp image of filigree patterns in the product.
  • a fleece is patterned with a pattern-giving surface, but selectively solidified between the patterns, which due to the quilt effect creates a very fluffy product that can be used as cotton pad, wipe or as a cosmetic product (flushable wipe).
  • the invention also relates to a method for solidifying and structuring cotton pads, for example of cotton with a weight of 100-250 g / m 2 .
  • the invention also relates to a process for consolidating and structuring nonwovens of staple fibers or filaments such as viscose, polyester, polypropylene, polyamide or lyocell having a weight of 30-300 g / m 2 .
  • the invention also relates to a process for solidifying and structuring wetlaid nonwovens from natural fibers such as cellulose, or from synthetic fibers such as polyester, or from manmade fibers such as viscose or lyocell, each exclusively with 100% fiber content or alternatively from mixtures of above-mentioned fibers, for all the aforementioned wet-laid nonwovens having a weight of 30-120 g / m 2 , preferably 45-70 g / m 2 , when used as a wipe preferably with a weight of 30-100 g / m 2 .
  • the further explanation of the subclaims can be found in the following description. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings; show in these
  • Fig. 2 - 2d is a partial plan view of a counter-belt with different patterns and different numbers of micro-openings, in Figure 2 with an enlargement of a section.
  • Fig. 6 shows a fifth embodiment of the system according to the invention.
  • fibers 2 are deposited wet on a belt, for example by means of an oblique wire former, not shown, and transported via a belt 3 into a structuring region 21.
  • staple fibers can also be deposited on a belt and processed.
  • the fibers can also be arranged as a backing or middle layer between two fiber layers, a spunbonded fabric, a woven fabric or knitted fabric.
  • the underlying band 3 is formed as air and water-permeable screen belt or spunlace band and is deflected over several rollers 4a - 4f and driven. From a belt, not shown, the wet-laid fibers 2 are deposited on an oblique inlet region 20 of the belt 3 and after promotion in a planar Strukturier Scheme 21, as shown in Fig. 1, or a Structured region 21 with decreasing in the transport direction level with a counter-belt 5 compressed.
  • the counter belt 5 is also designed as a circulating belt, which is deflected and driven by a plurality of rollers 6a - 6e.
  • a roller for example, the roller 6b can be moved horizontally in this embodiment, to tension the counter-belt 5.
  • the bands 5 and 3 are also considered a small acute angle in the transport direction, in which the bands form a small open gap, for example 0.3 to 2 mm, which is preferably advantageous in the production of cotton pads or wipes.
  • a compression of the web is avoided because a fluffy end product should be achieved as possible.
  • the roller 6e can be arranged vertically adjustable.
  • the parallel tape guide which forms the Strukturier Scheme 21, does not have the task of compacting the fibers in the conventional sense. In this area, only the water should be removed, the fibers stabilized to form a nonwoven and structured by the at least one nozzle bar 7 in combination with the patterning openings 5a of the opposite strip 5.
  • the length of the parallel tape guide ensures a minimum dwell time for water drainage and chambering of fibers at different transport or processing speeds
  • Dependence of the fibers to be processed can be varied, in which, for example, the rollers 4b, 6a and 6e are designed to be horizontally adjustable.
  • the parallel tape guide over a minimum length of 0.2 m but allows stabilization of the fibers with simultaneous water removal.
  • a further water bar 11 may be arranged with an exhaust 12, which can achieve an additional slight solidification of the non-solidified areas at a low pressure of for example 15 bar, without affecting the structuring.
  • this water bar can be operated with a low pressure of, for example 15-30 bar to solidify the web, while maintaining the patterning through the openings 5a.
  • this water bar 14 it can be useful to use a structured nozzle strip with which strips are incorporated on the underside of the nonwoven fabric.
  • the system can be operated with a fiber weight of 100 - 250 g / m 2 .
  • the fiber weight is preferably 45-70 g / m 2 , and for wipes 30-100 g / m 2 .
  • the counter-belt 5 according to FIGS. 2 to 2d has a multiplicity of patterning openings 5a, which give the solidified nonwoven a desired surface structure.
  • a measuring tape was inserted in cm at the lower edge in Figures 2a to 2d in order to better represent the proportions.
  • the pattern giving openings 5a can be chosen almost arbitrarily, unless the strength of the counter-strip 5 is impaired. Between the patterning openings 5a a plurality of micro-openings 5b are arranged, which serve not only the improved water removal but also the solidification of the web. In FIGS. 2a and 2d, the pattern-giving openings 5a are shown as a single coherent recess in the opposite band 5, between which the micro-openings are arranged. In FIGS.
  • a plurality of individual patterning openings 5a together form a pattern of, for example, a flower, a heart or a triangle, whereby the micro-openings 5b are also arranged within the overall pattern, that is to say between the individual pattern-giving openings 5a.
  • At least one, preferably two or three water bars 7, 8 are arranged, which spray with a pressure of for example 60 bar fine water jets through the openings of the counter-strip 5 on the fibers 2 and solidify this.
  • the fibers 2 are compressed, whereby the fleece becomes thinner at these points.
  • the fibers 2 are compressed pointwise, so that a quilting effect occurs.
  • suction boxes 9, 10 are arranged, which suck the water of the water bars 7, 8.
  • the band 3 and the counter-band 5 are aligned in the region of the water bars 7, 8 over a length of at least 0.2 m parallel or nearly parallel to each other, thereby form the Strukturier Scheme 21 and densify the Wasserstrahlverfestigen locally or punctually simultaneously the fibers.
  • the micro-openings 5b have the further advantage that the fibers 2 or the solidified nonwoven not bonded to the band 3 and therefore can be easily peeled off, so that There are fewer delays between the crossing points between two transport units.
  • the counter belt 5 can be made of a bendable plastic with a thickness of 0.3 to 1, 0 mm.
  • the counter-belt 5 is shown in Figure 2, made of a bendable metal having a thickness of 0.1
  • the micro-openings 5b have a hydraulic diameter of 0.2
  • - 2 mm preferably 0.2 to 0.4 mm, are preferably round or oval and are distributed in a regular or irregular, random arrangement on the tape, the distance between the micro-openings is at least 0.5 mm. In this case, 3 to 100 micro-openings 5b per square centimeter can be arranged.
  • the residence time for structuring the fleece is longer.
  • the micro-openings 5b result in point-wise solidification, since the fibers bridge over a plurality of micro-openings 5b, which results in a quilting effect.
  • the result is a pointwise consolidated nonwoven with a very high fluffiness, which can be used as a cotton pad for the cosmetics sector, as a wipe or so-called flushable wipe.
  • a and B are counter-bands 5 according to the prior art, which have no micro-openings 5b, but only mustermüde Openings 5a.
  • the counterbands 5 with the designation C, D and E have, in addition to the patterning openings 5a, the micro-openings 5b according to the invention in different density and size.
  • a fiber mixture of PET with viscose weighing 45 g / m 2 was tested at a transport speed of 100 m / min, which were solidified with a water bar:
  • wet-laid fibers they are preferably driven through the structuring region 1 at a speed of 50-250 m / min.
  • the band 3 and the counter belt 5 are inclined in the transport direction by up to 10 ° from the horizontal plane.
  • the transport speed of the fibers 2 through the structuring region 1 is preferably 40 m / min.
  • a band inclination from the horizontal plane is possible both in the transport direction and against the transport direction for the discharge of water.
  • the inclination of the band 3 and the opposite band 5 by up to 10 ° to the horizontal plane may be advantageous.
  • the use of the opposite band 5 described above can be done with the same function in the various embodiments of Figures 1 and 3 to 6. In this case, the same reference numerals have been used for the same technical functions without further explanation.
  • the counter belt 5 and the belt 3 have been interchanged so that the fibers 2 are deposited on a belt and transported via the circulating counter belt 5 into a structuring region 21.
  • the overlying band 3 is formed as air and water permeable screen belt or spunlace band with, for example, 60 to 100 mesh and is deflected and driven by a plurality of rollers 6a - 6e.
  • the wet-laid fibers 2 are deposited on an oblique inlet region 20 of the counter belt 5 and after promotion in a planar Strukturier Society 21, as shown in Fig. 3, or a structuring region 21 with sloping in the transport direction level with a counter belt. 5 compacted.
  • the counter-belt 5 is also designed as a circulating belt, which is deflected and driven by a plurality of rollers 4a - 4f.
  • a moistening device 22 comprising at least one water bar 16 and at least one suction 17, arranged.
  • the moistening device 22 moistens the nonwoven web with a fluid medium which exits the water bar at low pressure, for example 2 to 15 bar, and moistens the web over its entire surface, in order to stabilize the fibers relative to one another.
  • the water bar 16 of the humidifying device 22 may be of comparable construction, such as a water bar 7, 8 for solidifying or compressing the fibers. However, he works with a much lower pressure, a smaller amount of water and larger nozzle openings.
  • At least one, preferably two or three further water bars 7, 8 are arranged, which spray with a pressure of for example 60 bar fine water jets through the openings of the counter-belt 5 on the fibers 2 and solidify this.
  • a pressure of for example 60 bar fine water jets through the openings of the counter-belt 5 on the fibers 2 and solidify this.
  • the fibers 2 are compacted.
  • Only in the area of the micro-openings 5b the fibers 2 are compressed pointwise, so that a quilting effect occurs.
  • Within the band 3 suction boxes 9, 10 are arranged, which suck the water of the water bars 7, 8.
  • the band 3 and the counter-band 5 are aligned parallel to one another in the region of the water bars 7, 8 over a length of at least 0.2 m and at the same time compact the fibers during the hydroentangling.
  • the pattern-giving openings and micro pores create a depression of 0.5 - 1 mm depending on the water jet pressure in the case of cotton wool pads with a thickness of 3 mm.
  • a patterning depression of 0.2 to 0.4 mm is achieved.
  • a further water bar 11 may be arranged with an exhaust 12, which at an low pressure of, for example, 15 bar an additional light solidification of not solidify areas without affecting the structuring.
  • This water bar 14 can also be operated at a low pressure of, for example, 15-30 bar in order to solidify the nonwoven, while at the same time maintaining structuring through the openings 5a.
  • the counter-belt 5 is carried out according to the embodiments 1 and 2 to 2d and has a plurality of patterning openings 5a, which give the solidified nonwoven a desired surface structure. Between the patterning openings 5a a plurality of micro-openings 5b are arranged, which serve not only the improved water removal but also the solidification of the web.
  • the micro-openings 5b have the further advantage that the fibers 2 or the solidified nonwoven not bonded to the band 3 and therefore can be easily peeled off, so that less distortion occurs at the transition points between two transport units.
  • the structuring of the web takes place from below and an additional solidification from above. This embodiment is particularly suitable for the production of cotton pads and wipes.
  • the embodiment of Figure 4 differs from Figure 1 only in that the web is structured on both sides and provided with a pattern.
  • the structuring region 21 has a lower and an upper opposing band 5 with patterning openings 5, which are surrounded by a plurality of micro-openings 5b.
  • two water bars 16, 18 are arranged in the upper counter belt 5, which spray the fleece from above.
  • the associated suction 17, 19 is in arranged opposite underlying band 5.
  • the water bars 16, 18 in the overheadelles 5 follow two suction 9, 10, which cooperate with water bar 7, 8 from the underlying counter-belt 5.
  • each page can be provided with the same patterns (for example, flower, flower) or with different patterns (for example, triangle, spaced grooves, etc.) executed.
  • a further water bar 11 can be arranged with an exhaust 12, which can achieve an additional slight solidification of the non-solidified areas of the upper side of the nonwoven at a low pressure of, for example, 15 bar, without the structuring being impaired.
  • This water bar 14 can also be operated at a low pressure of, for example, 15-30 bar in order to solidify the nonwoven, while at the same time maintaining structuring through the openings 5a. This arrangement is suitable for the production of wet-laid products, cotton pads or wipes.
  • the number of nozzle bars can be varied, as long as the installation space is present.
  • the structuring region 21 is preceded by a solidification device 1 with the oppositely arranged opposite strip 5 and the underlying strip 3.
  • fibers 2 are deposited in an inlet region 20 on a belt 3 and first solidified between the belt 3 and a compacting drum 23.
  • a water bar for wetting the fibers may be arranged.
  • After the compacting drum 23 are one or two water bars 16, 18 arranged with the associated suction 17, 19. The water bars solidify the fibers on the top at a pressure of, for example, 15 to 45 bar to form a nonwoven.
  • the subsequent drum 13 which may be designed as Spunlacetrommel, there is a deflection of the web and a solidification with one or two water bars 14 on the bottom. These water bars also inject water onto the fibers at a pressure of 5 to 45 bar.
  • water bars 16 and 14 are preferably used in each case.
  • flushable wipes usually two water bars 16 and 8, and two water bars 14 are used.
  • the fleece is guided in the patterning region 21 between an underlying band 3 and an overhead counter-band 5, where it is structured from above over the water bars 7 and 8.
  • the arrangement and technical design of the structuring region 21 substantially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the fifth exemplary embodiment of FIG. 6 differs from FIG. 5 in that the drum 13 is designed as a patterning drum which, together with the water bar 14, structures the underside of the nonwoven fabric.
  • the following structuring region 21 with the overhead opposing belt 5, together with the water bars 7 and 8, provides a patterned structuring of the upper side of the nonwoven in which the quilting effect is achieved only on the upper side of the nonwoven.
  • Particularly advantageous are the system and the method for the further processing of wet-laid fibers, as they are stored unstructured, such as staple fibers. Due to the selective solidification of the unstructured oriented wet-laid fibers of the special effect of increased fluffiness can be achieved with simultaneous structuring of the web.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern mit einem ersten und einem zweiten umlaufenden Band, die zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern (2) zu einem Vlies zumindest teilweise parallel angeordnet sind und so einen Strukturierbereich (21) bilden, wobei mindestens ein Band als Gegenband (5) mit einer Vielzahl von mustergebenden Öffnungen (5a) ausgebildet ist und innerhalb des Gegenbandes (5) im Strukturierbereich (21) mindestens ein Wasserbalken (7) zur Wasserstrahlverfestigung der Fasern angeordnet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturierbereich (21) eine Länge von mindestens 0,2 m aufweist und das Gegenband (5) zwischen den mustergebenden Öffnungen (5a) MikroÖffnungen (5b) aufweist.

Description

Titel: Anlage und Verfahren zur Verfestigung und
Strukturierung von Fasern zu einem Vlies
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern zu einem Vlies nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 13.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE 102005033070 A1 , ist es bekannt, ein Vlies zwischen einem Band und einer Trommel mittels Wasserstrahlen zu verfestigen und gleichzeitig zu Strukturieren. Die Trommel kann dabei eine Musterung zur Erzeugung einer Struktur auf dem Vlies oder eine Microperforierung zur besseren Ableitung von Wasser aufweisen. Zur Verarbeitung von beispielsweise nassgelegten Fasern hat sich die Verwendung der Trommel als unzureichend herausgestellt, da die hohe Menge an Wasser nicht ausreichend abgeführt werden kann. Weiterhin sind die Festigkeitswerte des entstehenden Vlieses unzureichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage und ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, durch das Fasern ausreichend verfestigt und strukturiert werden können.
Die Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 13 gelöst. Die Unteransprüche beanspruchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die erfindungsgemäße Anlage zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern umfasst ein erstes und ein zweites umlaufendes Band, die zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern zu einem Vlies zumindest teilweise parallel angeordnet sind und so einen Strukturierbereich bilden. Mindestens ein Band ist als Gegenband mit einer Vielzahl von mustergebenden Öffnungen ausgebildet und innerhalb des Gegenbandes im Strukturierbereich mindestens ein Wasserbalken zur Wasserstrahlverfestigung der Fasern angeordnet. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturierbereich eine Länge von mindestens 0,2 m aufweist und das Gegenband zwischen den mustergebenden Öffnungen MikroÖffnungen aufweist.
Mit der erfindungsgemäßen Kombination wird eine höhere Verweilzeit zur Strukturierung und punktuellen Verfestigung des Vlieses erreicht. Die punktuelle Verfestigung des Vlieses über die MikroÖffnungen ergibt einen Stepbetteffekt, mit dem eine hohe Flauschigkeit der Produkte erzielt werden kann.
Vorteilhafterweise weist das Gegenband zwischen den mustergebenden Öffnungen 3 bis 100 MikroÖffnungen pro Quadratzentimeter in zufälliger oder regelmäßiger Anordnung auf. Es ergibt sich damit eine ausreichende Festigkeit des Vlieses in beiden Richtungen.
Dabei können die MikroÖffnungen einen hydraulischen Durchmesser von 0,2 bis 2 mm aufweisen, vorzugsweise von 0,2 bis 0,4 mm. Bei einem kleineren hydraulischen Durchmesser hat sich die Wirkung der Wasserstrahlen als zu gering heraus gestellt. Bei einem Durchmesser über 2 mm wirken die MikroÖffnungen wie eine Struktur bzw. Musterung. Insbesondere bei Fasern mit einer Länge von 10 bis 40 mm hat sich herausgestellt, dass diese mehrfach punktuell verfestigt werden.
In bevorzugter Ausführungsform wird der mindestens eine Wasserbalken mit einem Druck von 30 bis 80 bar, vorzugsweise 60 bar betrieben. Das ist deutlich geringer als die bekannten Wasserstrahlverfestigungen mit 100 bis 400 bar zur Verfestigung der Fasern auf einer Spunlacetrommel mit einer aufgezogenen Strukturschale. Überraschenderweise hat sich bei diesem bevorzugten Druckbereich eine gleichmäßigere und höhere Verfestigung in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) ergeben. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Strukturierbereich in Transportrichtung mindestens ein weiterer Wasserbalken vor- und/oder nachgeordnet werden, der mit einem Druck von 10 bis 25 bar betrieben wird und die nicht strukturierte Oberseite des Vlieses verfestigt.
Vorzugsweise kann dem Strukturierbereich in Transportrichtung mindestens ein weiterer Wasserbalken nachgeordnet werden, der mit einem Druck von 10 bis 60 bar, vorzugsweise 15 bis 30 bar, betrieben wird und die Unterseite des Vlieses verfestigt.
Zur Ableitung des Wassers, beispielsweise von nassgelegten Fasern ist es vorteilhaft, dass der Strukturierbereich um 1° bis 10° in Transportrichtung geneigt ist. Damit wird die Abführung von Wasser aus beispielsweise nass gelegten Fasern unterstützt.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, indem innerhalb des Strukturierbereiches vor dem oder den Wasserbalken eine Befeuchtungseinrichtung angeordnet ist, die für eine erste Stabilisierung der Fasern sorgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern zu einem Vlies, erfolgt mit einem ersten und einem zweiten umlaufenden Band, die zumindest teilweise parallel angeordnet sind und so einen Strukturierbereich bilden, wobei mindestens ein Band als Gegenband mit einer Vielzahl von mustergebenden Öffnungen ausgebildet ist, zwischen denen MikroÖffnungen angeordnet sind, wobei das Vlies durch Wasserstrahlen im Bereich der mustergebenden Öffnungen strukturiert und im Bereich der MikroÖffnungen auf einer Länge von mindestens 0,2 m gekammert und punktuell verfestigt wird. Der mustergebende Bereich von etwa 0,2 m Länge mit der parallelen Bandführung gewährleistet eine scharfe Abbildung von filigranen Mustern im Produkt. Damit wird einerseits ein Vlies mit einer mustergebenden Oberfläche strukturiert, zwischen den Mustern aber punktuell verfestigt, wodurch aufgrund des Stepbetteffektes ein sehr flauschiges Produkt entsteht, das als Wattepad, Wischtuch oder als Kosmetikprodukt (flushable wipe) verwendet werden kann.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Verfestigen und Strukturieren von Wattepads, beispielsweise aus Baumwolle mit einem Gewicht von 100 - 250 g/m2.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Verfestigen und Strukturieren von Vliesen aus Stapelfasern oder Filamenten wie Viskose, Polyester, Polypropylen, Polyamid oder Lyocell mit einem Gewicht von 30 - 300 g/m2.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Verfestigen und Strukturieren von nassgelegten (wetlaid) Vliesen aus natürlichen Fasern wie beispielsweise Zellulose, oder aus synthetischen Fasern wie beispielsweise Polyester, oder aus Chemiefasern wie Viskose oder Lyocell, jeweils ausschließlich mit 100% Faseranteil oder alternativ aus Mischungen der vorgenannten Fasern, für alle vorgenannten nassgelegten Vliese mit einem Gewicht von 30 - 120 g/m2, vorzugsweise 45 - 70 g/m2, bei der Verwendung als Wischtuch vorzugsweise mit einem Gewicht von 30 - 100 g/m2. Die weitere Erläuterung der Unteransprüche ist der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigen
Fig.1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage nach einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 - 2d eine Teildraufsicht auf ein Gegenband mit unterschiedlichen Mustern und unterschiedlicher Anzahl von MikroÖffnungen, bei der Fig. 2 mit einer Vergrößerung eines Ausschnittes;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage;
Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage.
Gemäß Fig. 1 werden Fasern 2 beispielsweise durch einen nicht dargestellten Schrägsiebformer nass auf einem Band abgelegt und über ein Band 3 in einen Strukturierbereich 21 transportiert. Alternativ können auch Stapelfasern auf einem Band abgelegt und verarbeitet werden. Die Fasern können auch als Unterlage oder Mittellage zwischen zwei Faserschichten, einem Spinnvlies, einem Gewebe oder Gewirk angeordnet sein.
Das unten liegende Band 3 ist als luft- und wasserdurchlässiges Siebband oder Spunlaceband ausgebildet und wird über mehrere Rollen 4a - 4f umgelenkt und angetrieben. Von einem nicht dargestellten Band werden die nass abgelegten Fasern 2 auf einen schrägen Einlaufbereich 20 des Bandes 3 abgelegt und nach der Förderung in einem ebenen Strukturierbereich 21 , wie in Fig. 1 dargestellt, oder einen Strukturierbereich 21 mit in Transportrichtung abfallendem Niveau mit einem Gegenband 5 verdichtet. Das Gegenband 5 ist ebenfalls als umlaufendes Band ausgeführt, das um mehrere Rollen 6a - 6e umgelenkt und angetrieben wird.
Eine Rolle, beispielsweise die Rolle 6b kann in diesem Ausführungsbeispiel horizontal verfahren werden, um das Gegenband 5 zu spannen.
Als parallele Anordnung der Bänder 5 und 3 wird auch ein geringer spitzer Winkel in Transportrichtung angesehen, bei dem die Bänder einen kleinen offenen Spalt von beispielsweise 0,3 bis 2 mm bilden, was vorzugsweise bei der Herstellung von Wattepads oder Wischtüchern vorteilhaft ist. Damit wird eine Komprimierung des Vlieses vermieden, da ein möglichst flauschiges Endprodukt erreicht werden soll. Bei der Verarbeitung von nassgelegten Fasern ist eine möglichst parallele Anordnung von Band 3 mit Gegenband 5 vorteilhaft. Hierzu kann die Rolle 6e vertikal einstellbar angeordnet sein.
Die zumindest teilweise parallele Bandführung vom Band 3 mit dem Gegenband 5 über eine Länge von mindestens 0,2 m, vorzugsweise mindestens 0,5 m, besonders bevorzugt mindestens 1 m, gewährleistet ein Kammern bzw. eine Führung der Fasern, die in allen Richtungen beispielsweise nass abgelegt wurden. Die parallele Bandführung, die den Strukturierbereich 21 bildet, hat nicht die Aufgabe, die Fasern im herkömmlichen Sinne zu kompaktieren. Es soll in diesem Bereich lediglich das Wasser abgeführt werden, die Fasern zu einem Vlies stabilisiert und durch den mindestens einen Düsenbalken 7 in Kombination mit den mustergebenden Öffnungen 5a des Gegenbandes 5 strukturiert werden. Die Länge der parallelen Bandführung gewährleistet eine Mindestverweilzeit zum Wasserabfluss und zum Kammern der Fasern, die bei unterschiedlichen Transport- oder Bearbeitungsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit der zu verarbeitenden Fasern variiert werden kann, in dem beispielsweise die Rollen 4b, 6a und 6e horizontal einstellbar gestaltet sind. Zwar erfolgt die Strukturierung des Vlieses durch eine linienförmige bzw. punktförmige Anordnung der Wasserstrahlen in einer Reihe, die parallele Bandführung über eine Mindestlänge von 0,2 m ermöglicht aber eine Stabilisierung der Fasern bei gleichzeitiger Wasserabfuhr.
In Transportrichtung nach dem Gegenband 5 kann ein weiterer Wasserbalken 11 mit einer Absaugung 12 angeordnet sein, der bei einem geringen Druck von beispielsweise 15 bar eine zusätzliche leichte Verfestigung der nicht verfestigten Bereiche erreichen kann, ohne dass die Strukturierung beeinträchtigt wird. Eine nachfolgend angeordnete Trommel 13, die als Spunlacetrommel ausgeführt sein kann, führt die zu einem Vlies verfestigten Fasern 2 vom Band 3 über eine weitere Trommel 15 zu einer weiterführenden Verarbeitung, wobei ein weiterer Wasserbalken 14 eine Verfestigung des Vlieses von der Unterseite ermöglicht. Auch dieser Wasserbalken kann mit einem geringen Druck von beispielsweise 15 - 30 bar betrieben werden, um das Vlies zu verfestigen, gleichzeitig die Strukturierung durch die Öffnungen 5a beizubehalten. Insbesondere bei diesem Wasserbalken 14 kann es sinnvoll sein, einen Strukturdüsenstreifen zu verwenden, mit dem auf die Unterseite des Vlieses Streifen einarbeitet werden. Bei Wattepads kann mit einem Fasergewicht von 100 - 250 g/m2 die Anlage betrieben werden. Bei Wetlaid beträgt das Fasergewicht vorzugsweise 45 - 70 g/m2, und bei Wischtüchern 30 - 100 g/m2. Das Gegenband 5 nach den Figuren 2 bis 2d weist eine Vielzahl von mustergebenden Öffnungen 5a auf, die dem verfestigten Vlies eine gewünschte Oberflächenstruktur geben. Zur besseren Darstellung wurde bei den Figuren 2a bis 2d am unteren Rand ein Maßband in cm eingeblendet, um die Größenverhältnisse besser darzustellen. Die mustergebenden Öffnungen 5a können fast beliebig gewählt werden, sofern die Festigkeit des Gegenbandes 5 nicht beeinträchtigt wird. Zwischen den mustergebenden Öffnungen 5a sind eine Vielzahl von MikroÖffnungen 5b angeordnet, die neben der verbesserten Wasserabfuhr auch der Verfestigung des Vlieses dienen. In den Figuren 2a und 2d sind die mustergebenden Öffnungen 5a als jeweils eine einzige zusammenhängende Ausnehmung im Gegenband 5 dargestellt, zwischen denen die MikroÖffnungen angeordnet sind. In den Figuren 2, 2b und 2c bilden mehrere einzelne mustergebende Öffnungen 5a zusammen ein Muster von beispielsweise einer Blume, einem Herz oder einem Dreieck, wobei auch innerhalb des Gesamtmusters, also zwischen den einzelnen mustergebenden Öffnungen 5a die MikroÖffnungen 5b angeordnet sind.
Innerhalb des Gegenbandes 5 sind mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Wasserbalken 7, 8 angeordnet, die mit einem Druck von beispielsweise 60 bar feine Wasserstrahlen durch die Öffnungen des Gegenbandes 5 auf die Fasern 2 spritzen und diese dadurch verfestigen. Im Bereich der mustergebenden Öffnungen 5a werden die Fasern 2 verdichtet, wodurch das Vlies an diesen Stellen dünner wird. Die benachbarten Bereiche, die nicht von den Wasserstrahlen getroffen werden, erhalten aufgrund des fast unveränderten Volumens ihre Flauschigkeit, wodurch das Vlies die ursprüngliche Dicke beibehält. Lediglich im Bereich der MikroÖffnungen 5b werden die Fasern 2 punktweise verdichtet, so dass ein Stepbetteffekt eintritt. Unterhalb des Bandes 3 sind Absaugkästen 9, 10 angeordnet, die das Wasser der Wasserbalken 7, 8 absaugen. Das Band 3 und das Gegenband 5 sind im Bereich der Wasserbalken 7, 8 über eine Länge von mindestens 0,2 m parallel bzw. nahezu parallel zueinander ausgerichtet, bilden dadurch den Strukturierbereich 21 und verdichten beim Wasserstrahlverfestigen lokal bzw. punktuell gleichzeitig die Fasern. Die MikroÖffnungen 5b haben den weiteren Vorteil, dass die Fasern 2 bzw. das verfestigte Vlies nicht mit dem Band 3 verklebt und daher leichter abgelöst werden kann, so dass an den Übergangsstellen zwischen zwei Transporteinheiten geringere Verzüge entstehen.
Das Gegenband 5 kann aus einem biegbaren Kunststoff mit einer Dicke von 0,3 bis 1 ,0 mm hergestellt werden. Alternativ ist das Gegenband 5 wie in Figur 2 dargestellt, aus einem biegbaren Metall mit einer Dicke von 0,1
- 0,4 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 0,2 - 0,3 mm, herstellbar.
Die Mikroöffnungen 5b weisen einen hydraulischen Durchmesser von 0,2
- 2 mm auf, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 mm, sind vorzugsweise rund oder oval ausgebildet und sind in regelmäßiger oder unregelmäßiger, zufälliger Anordnung auf dem Band verteilt, wobei der Abstand der Mikroöffnungen untereinander mindestens 0,5 mm beträgt. Dabei können 3 bis 100 Mikroöffnungen 5b pro Quadratzentimeter angeordnet sein. Die wasserabführende Oberfläche (= offene Fläche) insgesamt, also die mustergebenden Öffnungen 5a und die Mikroöffnungen 5b können zusammen bis zu 50 % betragen.
Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem eine Trommel mit Microperforierungen mit einem Band zusammenwirkt, ist bei der erfindungsgemäßen Kombination des Bandes 3 mit dem microperforierten Gegenband 5 die Verweilzeit zur Strukturierung des Vlieses länger. Bei nassgelegten Fasern von beispielsweise 15 mm Länge, die in zufälliger Orientierung abgelegt werden, ergibt sich durch die Mikroöffnungen 5b eine punktweise Verfestigung, da die Fasern mehrere Mikroöffnungen 5b überbrücken, wodurch sich ein Stepbetteffekt ergibt. Das Ergebnis ist ein punktweise verfestigtes Vlies mit einer sehr hohen Flauschigkeit, das als Wattepad für den Kosmetikbereich, als Wischtuch oder sogenanntes flushable wipe verwendet werden kann.
Die folgenden Tabellen zeigen die Unterschiede zum Stand der Technik, wobei A und B Gegenbänder 5 nach dem Stand der Technik sind, die keine Mikroöffnungen 5b aufweisen, sondern nur mustergebende Öffnungen 5a. Die Gegenbänder 5 mit der Bezeichnung C, D und E weisen neben den mustergebenden Öffnungen 5a auch die erfindungsgemäßen MikroÖffnungen 5b in unterschiedlicher Dichte und Größe auf. Getestet wurde eine Fasermischung aus PET mit Viskose mit einem Gewicht von 45 g/m2 bei einer Transportgeschwindigkeit von 100 m/min, die mit einem Wasserbalken verfestigt wurden:
Aufgrund des Stepbetteffektes zeigt sich, dass die Gegenbänder 5 mit den MikroÖffnungen C, D, E eine höhere Festigkeit in Transportrichtung (MD = Main Direction) aufweisen, als die Gegenbänder 5 ohne MikroÖffnungen A, B.
Der gleiche Effekt zeigt sich in Querrichtung (CD = Cross Direction). Im Mittel hat sich gezeigt, dass ein Vlies, das mit einem Gegenband mit MikroÖffnungen strukturiert und verfestigt wurde, eine um rund 20 % höhere Festigkeit in beiden Richtungen aufweist, als ein Vlies, das mit einem Band ohne MikroÖffnungen verfestigt wurde.
Bei nassgelegten Fasern werden diese vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 50 - 250 m/min durch den Strukturierbereich 1 gefahren. Um die Wassermengen ablaufen zu lassen, kann das Band 3 und das Gegenband 5 in Transportrichtung um bis zu 10° aus der horizontalen Ebene geneigt werden.
Bei der Herstellung von Wattepads, die beispielsweise aus Baumwollfasern hergestellt werden, beträgt die Transportgeschwindigkeit der Fasern 2 durch den Strukturierbereich 1 vorzugsweise 40 m/min. Dabei ist eine Bandneigung aus der horizontalen Ebene sowohl in Transportrichtung als auch gegen die Transportrichtung zur Abführung von Wasser möglich. Auch hier kann die Neigung des Bandes 3 und des Gegenbandes 5 um bis zu 10° zur horizontalen Ebene vorteilhaft sein. Die Verwendung des zuvor beschriebenen Gegenbandes 5 kann mit gleicher Funktion in den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 3 bis 6 erfolgen. Dabei sind ohne weitere Erläuterung gleiche Bezugszeichen für gleiche technische Funktionen verwendet worden. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind das Gegenband 5 und das Band 3 vertauscht worden, so dass die Fasern 2 auf einem Band abgelegt und über das umlaufende Gegenband 5 in einen Strukturierbereich 21 transportiert werden.
Das obenliegende Band 3 ist als luft- und wasserdurchlässiges Siebband oder Spunlaceband mit beispielsweise 60 bis 100 Mesh ausgebildet und wird über mehrere Rollen 6a - 6e umgelenkt und angetrieben. Von einem nicht dargestellten Band werden die nass abgelegten Fasern 2 auf einen schrägen Einlaufbereich 20 des Gegenbandes 5 abgelegt und nach der Förderung in einen ebenen Strukturierbereich 21 , wie in Fig. 3 dargestellt, oder einen Strukturierbereich 21 mit in Transportrichtung abfallendem Niveau mit einem Gegenband 5 verdichtet. Das Gegenband 5 ist ebenfalls als umlaufendes Band ausgeführt, das um mehrere Rollen 4a - 4f umgelenkt und angetrieben wird. Innerhalb des Bandes 3 ist eine Befeuchtungseinrichtung 22, umfassend mindestens einen Wasserbalken 16 und mindestens eine Absaugung 17, angeordnet. Die Befeuchtungseinrichtung 22 befeuchtet die Vliesbahn mit einem fluiden Medium, das bei geringem Druck, beispielsweise 2 bis 15 bar, aus dem Wasserbalken austritt und das Vlies auf ganzer Fläche befeuchtet, um die Fasern zueinander zu stabilisieren. Der Wasserbalken 16 der Befeuchtungseinrichtung 22 kann vergleichbar aufgebaut sein, wie ein Wasserbalken 7, 8 zum Verfestigen bzw. Verdichten der Fasern. Er arbeitet allerdings mit einem deutlich geringeren Druck, einer geringeren Wassermenge und größeren Düsenöffnungen. Innerhalb des Gegenbandes 5 sind mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei weitere Wasserbalken 7, 8 angeordnet, die mit einem Druck von beispielsweise 60 bar feine Wasserstrahlen durch die Öffnungen des Gegenbandes 5 auf die Fasern 2 spritzen und diese dadurch verfestigen. Im Bereich der mustergebenden Öffnungen 5a werden die Fasern 2 verdichtet. Die benachbarten Bereiche, die nicht von den Wasserstrahlen getroffen werden, erhalten aufgrund des fast unveränderten Volumens ihre Flauschigkeit. Lediglich im Bereich der MikroÖffnungen 5b werden die Fasern 2 punktweise verdichtet, so dass ein Stepbetteffekt eintritt. Innerhalb des Bandes 3 sind Absaugkästen 9, 10 angeordnet, die das Wasser der Wasserbalken 7, 8 absaugen. Das Band 3 und das Gegenband 5 sind im Bereich der Wasserbalken 7, 8 über eine Länge von mindestens 0,2 m parallel zueinander ausgerichtet und verdichten beim Wasserstrahlverfestigen gleichzeitig die Fasern. Die mustergebenden Öffnungen und Mikroporen erzeugen bei Wattepads mit 3 mm Dicke eine Vertiefung von 0,5 - 1 mm in Abhängigkeit des Wasserstrahldruckes. Bei nassgelegten Vliesen mit z.B. 0,8 mm Dicke und einem Gewicht von 60 g/m2 wird eine mustergebende Vertiefung von 0,2 bis 0,4 mm erreicht.
Nach dem Gegenband 5 kann ein weiterer Wasserbalken 11 mit einer Absaugung 12 angeordnet sein, der bei einem geringen Druck von beispielsweise 15 bar eine zusätzliche leichte Verfestigung der nicht verfestigen Bereiche erreichen kann, ohne dass die Strukturierung beeinträchtigt wird. Eine nachfolgend angeordnete Trommel 13, die als Spunlacetrommel ausgeführt sein kann, führt die zu einem Vlies verfestigten Fasern 2 vom Band 3 zu einer weiterführenden Verarbeitung, wobei ein weiterer Wasserbalken 14 eine Verfestigung des Vlieses von der Unterseite ermöglicht. Auch dieser Wasserbalken 14 kann mit einem geringen Druck von beispielsweise 15 - 30 bar betrieben werden, um das Vlies zu verfestigen, gleichzeitig die Strukturierung durch die Öffnungen 5a beizubehalten. Auch hier ist das Gegenband 5 nach den Ausführungsbeispielen 1 und 2 bis 2d ausgeführt und weist eine Vielzahl von mustergebenden Öffnungen 5a auf, die dem verfestigten Vlies eine gewünschte Oberflächenstruktur geben. Zwischen den mustergebenden Öffnungen 5a sind eine Vielzahl von MikroÖffnungen 5b angeordnet, die neben der verbesserten Wasserabfuhr auch der Verfestigung des Vlieses dienen. Die MikroÖffnungen 5b haben den weiteren Vorteil, dass die Fasern 2 bzw. das verfestigte Vlies nicht mit dem Band 3 verklebt und daher leichter abgelöst werden kann, so dass an den Übergangsstellen zwischen zwei Transporteinheiten geringere Verzüge entstehen. Nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 erfolgt die Strukturierung des Vlieses von unten und eine zusätzliche Verfestigung von oben. Diese Ausführung ist insbesondere für die Herstellung von Wattepads und Wischtüchern geeignet.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 4 unterscheidet sich von Figur 1 nur dadurch, dass das Vlies beidseitig strukturiert und mit einem Muster versehen wird. Hierzu weist der Strukturierbereich 21 ein unteres und ein oberes Gegenband 5 mit mustergebenden Öffnungen 5 auf, die von einer Vielzahl von MikroÖffnungen 5b umgeben sind. Dazu sind im oberen Gegenband 5 zwei Wasserbalken 16, 18 angeordnet, die das Vlies von oben besprühen. Die dazugehörigen Absaugung 17, 19 ist im untenliegenden Gegenband 5 angeordnet. Den Wasserbalken 16, 18 im obenliegenden Gegenband 5 folgen zwei Absaugungen 9, 10, die mit Wasserbalken 7, 8 aus dem untenliegenden Gegenband 5 zusammenwirken. Dabei kann jede Seite mit den gleichen Mustern versehen werden (beispielsweise Blume, Blume) oder mit unterschiedlichen Mustern (beispielsweise Dreieck, beabstandete Rillen, etc.) ausgeführt sein.
Nach dem Strukturierbereich 21 kann ein weiterer Wasserbalken 11 mit einer Absaugung 12 angeordnet sein, der bei einem geringen Druck von beispielsweise 15 bar eine zusätzliche leichte Verfestigung der nicht verfestigen Bereiche der Oberseite des Vlieses erreichen kann, ohne dass die Strukturierung beeinträchtigt wird. Eine nachfolgend angeordnete Trommel 13, die als Spunlacetrommel ausgeführt sein kann, führt die zu einem Vlies verfestigten Fasern 2 vom Band 3 zu einer weiterführenden Verarbeitung, wobei ein weiterer Wasserbalken 14 eine Verfestigung des Vlieses von der Unterseite ermöglicht. Auch dieser Wasserbalken 14 kann mit einem geringen Druck von beispielsweise 15 - 30 bar betrieben werden, um das Vlies zu verfestigen, gleichzeitig die Strukturierung durch die Öffnungen 5a beizubehalten. Diese Anordnung ist für die Herstellung von Wetlaidprodukten, Wattepads oder Wischtüchern geeignet.
In allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die Anzahl der Düsenbalken variiert werden, sofern der Einbauraum vorhanden ist.
In dem vierten Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist dem Strukturierbereich 21 mit dem oben angeordneten Gegenband 5 und dem untenliegenden Band 3 eine Verfestigungseinrichtung 1 vorgeschaltet. Hier werden Fasern 2 in einem Einlaufbereich 20 auf einem Band 3 abgelegt und zuerst zwischen dem Band 3 und einer Kompaktiertrommel 23 verfestigt. Innerhalb der Kompaktiertrommel 23 kann ein Wasserbalken zur Benetzung der Fasern angeordnet sein. Nach der Kompaktiertrommel 23 sind ein oder zwei Wasserbalken 16, 18 mit den dazugehörigen Absaugungen 17, 19 angeordnet. Die Wasserbalken verfestigen die Fasern auf der Oberseite mit einem Druck von beispielsweise 15 bis 45 bar zu einem Vlies. An der nachfolgenden Trommel 13, die als Spunlacetrommel ausgeführt sein kann, erfolgt eine Umlenkung des Vlieses und eine Verfestigung mit einem oder zwei Wasserbalken 14 auf der Unterseite. Auch diese Wasserbalken spritzen mit einem Druck von 5 bis 45 bar Wasser auf die Fasern. Für die Herstellung von Wattepads wird vorzugsweise nur jeweils ein Wasserbalken 16 und 14 verwendet. Für die Herstellung von flushable Wipes werden meistens zwei Wasserbalken 16 und 8, sowie zwei Wasserbalken 14 verwendet. Über weitere nicht näher beschriebene Umlenkrollen wird das Vlies in den Strukturierbereich 21 zwischen einem untenliegenden Band 3 und einem obenliegenden Gegenband 5 geführt, wo es von oben über die Wasserbalken 7 und 8 strukturiert wird. Die Anordnung und technische Ausgestaltung des Strukturierbereiches 21 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1.
Das fünfte Ausführungsbeispiel der Figur 6 unterscheidet sich von Figur 5 dadurch, dass die Trommel 13 als mustergebende Trommel ausgebildet ist, die zusammen mit dem Wasserbalken 14 die Unterseite des Vlieses strukturiert. Der nachfolgende Strukturierungsbereich 21 mit dem oben liegenden Gegenband 5 sorgt zusammen mit den Wasserbalken 7 und 8 für eine mustergebende Strukturierung der Oberseite des Vlieses, bei der lediglich auf der Oberseite des Vlieses der Stepbetteffekt erzielt wird. Besonders Vorteilhaft sind die Anlage und das Verfahren zur Weiterverarbeitung von nassgelegten Fasern, da diese unstrukturierter abgelegt werden, als beispielsweise Stapelfasern. Durch die punktuelle Verfestigung der unstrukturiert ausgerichteten nassgelegten Fasern kann der besondere Effekt der erhöhten Flauschigkeit bei gleichzeitiger Strukturierung des Vlieses erzielt werden. Bezugszeichen
1 Verfestigungseinrichtung
2 Fasern
3 Band
4a - 4f Rollen
5 Gegenband
5a Öffnung
5b MikroÖffnung
6a - 6e Rollen
7 Wasserbalken
8 Wasserbalken
9 Absaugung
10 Absaugung
11 Wasserbalken
12 Absaugung
13 Trommel
14 Wasserbalken
15 Trommel
16 Wasserbalken
17 Absaugung
18 Wasserbalken
19 Absaugung
20 Einlaufbereich
21 Strukturierbereich
22 Befeuchtungseinrichtung
23 Kompaktiertrommel

Claims

Anlage zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern mit einem ersten und einem zweiten umlaufenden Band, die zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern (2) zu einem Vlies zumindest teilweise parallel angeordnet sind und so einen Strukturierbereich (21) bilden, wobei mindestens ein Band als Gegenband (5) mit einer Vielzahl von mustergebenden Öffnungen (5a) ausgebildet ist und innerhalb des Gegenbandes (5) im Strukturierbereich (21) mindestens ein Wasserbalken (7) zur Wasserstrahlverfestigung der Fasern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturierbereich (21) eine Länge von mindestens 0,2 m aufweist und das Gegenband (5) zwischen den mustergebenden Öffnungen (5a) MikroÖffnungen (5b) aufweist.
Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenband (5) zwischen den mustergebenden Öffnungen (5a) 3 bis 100 MikroÖffnungen (5b) pro Quadratzentimeter in regelmäßiger oder zufälliger Anordnung aufweist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die MikroÖffnungen (5a) einen hydraulischen Durchmesser von 0,2 bis 2 mm aufweisen, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 mm.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MikroÖffnungen (5a) einen Abstand von mindestens 0,5 mm zueinander aufweisen.
Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenband (5) aus einem biegbaren Metall oder Kunststoff herstellbar ist.
6. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wasserbalken (7) mit einem Druck von 30 bis 80 bar, vorzugsweise 60 bar betrieben wird.
7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strukturierbereich (21) in
Transportrichtung mindestens ein weiterer Wasserbalken (11) vor- und/oder nachgeordnet ist, der mit einem Druck von 10 bis 25 bar betrieben wird und die nicht strukturierte Oberseite des Vlieses verfestigt. 8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strukturierbereich (21 ) in Transportrichtung mindestens ein weiterer Wasserbalken (14) nachgeordnet ist, der mit einem Druck von 10 bis 60 bar, vorzugsweise 15 bis 30 bar, betrieben wird und die Unterseite des Vlieses verfestigt.
9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturierbereich (21) um 1° bis 10° in Transportrichtung geneigt ist.
10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Strukturierbereiches (21) vor dem oder den Wasserbalken (7, 8) eine Befeuchtungseinrichtung (22) angeordnet ist.
11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung vor dem Strukturierbereich (21) eine Verfestigungseinrichtung (1) angeordnet ist. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung vor dem Strukturierbereich (21) eine mustergebende Trommel (13) angeordnet ist.
Verfahren zur Verfestigung und Strukturierung von Fasern zu einem Vlies, mit einem ersten und einem zweiten umlaufenden Band, die zumindest teilweise parallel angeordnet sind und so einen Strukturierbereich (21) bilden, wobei mindestens ein Band als Gegenband (5) mit einer Vielzahl von mustergebenden Öffnungen (5a) ausgebildet ist, zwischen denen MikroÖffnungen (5b) angeordnet sind, wobei das Vlies durch Wasserstrahlen im Bereich der mustergebenden Öffnungen (5a) strukturiert und im Bereich der MikroÖffnungen auf einer Länge von mindestens 0,2 m gekammert und punktuell verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies mit 3 bis 100 Punkten pro Quadratzentimetern zwischen den mustergebenden Öffnungen (5a) verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlen mit einem Druck von 30 bis 80 bar, vorzugsweise 60 bar, auf das Vlies treffen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung vor und/oder nach der Strukturierung und punktuellen Verfestigung die nicht strukturierte Oberseite des Vlieses mittels eines Wasserbalkens mit einem Druck von 10 bis 25 bar verfestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung nach der Strukturierung und punktuellen Verfestigung die Unterseite des Vlieses mit einem Druck von 10 bis 60 bar, vorzugsweise 15 bis 30 bar, verfestigt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung vor der Strukturierung und punktuellen Verfestigung das Vlies befeuchtet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies vor dem Strukturierbereich (21) mittels einer Verfestigungseinrichtung (1 ) vorverfestigt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Strukturierbereich (21) mittels einer mustergebenden Trommel (13) das Vlies zumindest auf einer Seite bereits eine Struktur erhält.
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