SE469896B - Förfarande och anordning för att framställa spunlacematerial samt ett sålunda framställt material - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 4e9*s9e 2 fördel kan utnyttjas som spridningsskikt eller höljesskikt till en vätskeabsorberande engångsartikel, samt ett sålunda tillverkat spunlacematerial, vilket har vätskespridande egenskaper.

Detta uppnås genom att förfarandet enligt uppfinningen, vid vilket ett fiberflor bildas genom att ett skikt av fibrer med stapellängd luftlägges på en formeringsvira och ett skikt av korta fibrer luftlägges ovanpå skiktet av stapelfibrer, är kännetecknat av att fiberfloret överföres till en entang- lingsvira, på vilken åtminstone ett längsgående element med betydligt större diameter än trådarna i denna entanglingsvira är anordnat, varefter fiberfloret entanglas. Vid entanglingen kommer en längsgående materialsträng av enbart stapelfibrer att bildas hos varje del av det tillverkade spunlacemateri- alet, som vid entanglingen legat ovanpå ett på entanglings- viran anordnat längsgående element. Om flera sådana längs- gående element anordnas på entanglingsviran åstadkommes således ett randigt material genom att de korta fibrerna samlas i dalarna mellan de längsgående elementen och genom att enbart stapelfibrer kvarstannar på topparna av dessa element. Ifall man vid en sådan tillämpning utnyttjar hydro- foba stapelfibrer och hydrofila korta fibrer, exempelvis massafibrer, och utnyttjar en entanglingsvira med en sådan hålstorlek att det tillverkade spunlacematerialet blir hål- försett komer detta material således att bli vätskegenom- släppligt och vätskespridande i längsled. Ett sådant material är synnerligen lämpligt att utnyttja som spridningsskikt till en absorberande engångsartikel, såsom en blöja, en dambinda eller liknande, för att öka vätskespridningen i längsled hos en sådan artikel, vilken längsspridning är nödvändig för att hela vätskeupptagningsförmågan hos en sådan artikels absorp- tionskropp skall kunna tagas i anspråk.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utgöres stapelfib- rerna av elastiska fibrer. Därigenom erhålles ett spunlace- material som är elastiskt enbart inom de delar som enbart 10 15 20 25 30 35 :469 896 3 innehåller stapelfibrer eftersom töjning av de elastiska fibrerna i andra delar förhindras genom dessa fibrers bind- ning till massafibrerna. Vidare har det visat sig att stapel- fibrerna i områdena mellan längsgående strängar av massa- och stapelfibrer hos det entanglade materialet är riktade väsent- ligen i tvärled relativt dessa strängar. Detta innebär att man genom att variera inriktningen av de längsgående elemen- ten relativt maskinriktningen kan styra töjningsriktningen hos det färdiga materialet.

En anordning för att framställa spunlacematerial, vilken innefattar en formeringsenhet med en stapelfiberformerare och en fiberformerare för korta fibrer för att genom luftläggning på en formeringsvira av ett stapelfiberskikt och ett ovanpå- liggande skikt av korta fibrer formera ett fiberflor och en entanglingsenhet för att hydroentangla fiberfloret, är enligt uppfinningen kännetecknad av att entanglingsenheten innefat- tar en entanglingsvira, på vilken åtminstone ett längsgående element med betydligt större diameter än trådarna i entang- lingsviran är anordnat.

Ett spunlacematerial enligt uppfinningen är kännetecknat av att det är uppbyggt av korta fibrer och fibrer med stapel- längd och innefattar åtminstone en längsgående material- sträng, som enbart innehåller stapelfibrer.

För att underlätta förståelsen av uppfinningen komer ett utföringsexempel av denna att beskrivas nedan med hänvisning till bifogade ritning, i vilken: fig. 1 visar ett blockschema av en anordning för att till- verka ett spunlacematerial, fig. 2 visar en genomskuren vy från sidan av en formerings- station ingående i anordningen i fig. 1, 10 15 20 25 30 35 4e9*s9s 4 fig. 3 visar en perspektivvy av en entanglingsvira enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, och fig. 4 visar i mycket större skala en axiell tvärsnittsvy av en del av entanglingsviran i fig. 3.

Det spunlacematerial, som tillverkas i den beskrivna ut- föringsformen, är uppbyggt av torrdefibrerande massafibrer och hydrofoba stapelfibrer, varvid stapelfibrerna består av polyesterfibrer med en längd av 20-50 mm.

Den i fig. 1 visade anordningen för att tillverka ett spun- lacematerial innefattar en formeringsstation 1 och en entang- lingsstation 2. Vidare kan finnas en station 3 för förbehand- ling av stapelfibrer, exempelvis förberedande kardning, en station 4 för efterbehandling av det tillverkade spunlace- materialet och en upprullningsstation 5, vid vilken spunlace- materialet upprullas på rullar.

Formeringsstationen 1 innehåller en stapelfiberformerare 6. och en massaformerare 7, vilka kan vara av i sig känd typ och vilka avlägger stapel- och massafibrer genom luftläggning på en underliggande formeringsvira 8. Entanglingsstationen 2 innehåller ett antal rader av munstycken med en diameter av 70-130 um, från vilka vatten under tryck sprutas mot en underliggande entanglingsvira.

I fig. 2 visas en föredragen utföringsform av en formerings- station enligt uppfinningen.

Den i fig. 2 visade stapelfiberformeraren 6 innefattar en matarrulle 9, vilken överför en matta av grovöppnade stapel- fibrer till en kardningsvals 10. öppnade och individualise- rade stapelfibrer slungas ut från kardningsvalsens 10 peri- feri genom kombinerad verkan av centrifugalkraft p.g.a. kardningsvalsens rotation och av en luftström, symboliserad med pilen A i fig. 2. Denna luftström är tangentiellt riktad 10 15 20 25 30 35 169 896 5 relativt kardningsvalsen vid utslungningsstället för stapel- fibrerna. Stapelfiberformeraren har även två hjälpvalsar, en vändare ll och en arbetare 12.

Den i fig. 2 visade stapelfiberformeraren 6 fungerar på följande sätt.

Medelst den tandförsedda matarvalsen 9 föres en grovöppnad stapelfibermatta in mellan valsens 9 periferi och ett mothåll 13, en s.k. nose-bar. Kardningsvalsen 10, vilken är försedd med tänder eller liknande kamningselement, tar tag i den framatade fibermattan och för denna med sig. De fibrer, som ligger underst i den överförda grovöppnade fibermattan, kamas därvid ut effektivt av kardningsvalsens tänder. Genom att fibermattan vid överföringen från matarvals till kard- ningsvals tvingas gå runt den spetsiga kanten av mothållet 13 underlättas ett öppnande och en individualisering av stapel- fibrerna. De översta fibrerna i den överförda fibermattan komer inte att vara lika bra öppnade och individualiserade som underliggande fibrer och kommer att gripas tag i av arbetaren 12, vilken tillsamans med vändaren roterar med en lägre hastighet än kardningsvalsen 10. De av arbetaren upp- fångade fibrerna överföres till vändaren ll och lägges av denna tillbaka på kardningsvalsen 12. Även arbetaren och vändaren är försedda med tänder eller liknande kamningsele- ment och de sämst öppnade och individualiserade fibrerna, som uppfångas av arbetare-vändareparet, komer således att ytter- ligare öppnas och individualiseras genom verkan av dessa tänder. De fibrer, som passerar mellan arbetaren och kard- ningsvalsen och därefter genom centrifugalverkan utslungas från kardningsvalsens periferi, är därför helt öppnade och individualiserade. Luftströmmen A har till uppgift att luft- buret transportera de utslungade stapelfibrerna till en underliggande formeringsvira 8.

Såsom framgår av beskrivningen ovan av stapelfiberformerarens arbetssätt fungerar den på ett tämligen traditionellt sätt 10 15 20 25 30 35 4691 896 s och kommersiellt tillgängliga stapelfiberformerare, t.ex. av typen Fehrer K2l etc., är som komponenter lämpliga för ut- nyttjande i en anordning enligt uppfinningen.

Formeringsstationen innefattar även en massaformerare 7 av den typ, vilken kan slunga ut massafibrer P genom ett stålnät 14 eller liknande.

Såsom framgår av fig. 2 avlägges först stapelfibrerna S på formeringsviran 8 och därefter massafibrerna P ovanpå skiktet av stapelfibrer. De luftlagda fibrerna kvarhålles på viran 8 med hjälp av undertrycket i en suglåda 15, vilken i fig. 2 endast visas genom sina ändväggar.

Det i formeringsstationen bildade fiberfloret föres sedan in i entanglingsstationen 2 och utsätts för en första entangling med lågt till mediumtryck. Genom denna första entangling bindes stapel- och massafibrerna i fiberfloret samman i en sådan grad att fiberfloret tål en efterföljande andra entang- ling med högt tryck utan att massafibrer spolas bort eller att fiberfloret går sönder.

Fig. 3 och 4 visar schematiskt en föredragen utföringsform av en entanglingsvira 18, som är lämplig att utnyttja vid den andra entanglingen med högt tryck. Denna entanglingsvira är uppbyggd av ett cylindriskt nät 16, vilket på lämpligt sätt (icke visat i figuren) är roterbart anordnat under vatten- strålemunstyckena i entanglingsstationen. Runt nätets 16 cylinderyta är en tråd 17 spirallindad och fäst till nätet åtminstone i sina ändar. Såsom framgår av fig. 3 och 4 har tråden 17 en betydligt större diameter än trådarna i nätet 16. Avståndet mellan varven hos den spirallindade tråden 17 är överdrivet i fig. 3. Detta avstånd är lämpligen lika med en till tio gånger diametern hos tråden 17.

Efter den första entanglingen med lågt till mediumtryck (60- l00 bar) överföres fiberfloret till entanglingsviran 18 och 10 15 20 25 30 35 4/69 896 7 entanglas med högt tryck (80-250 bar). Vattnet från de vat- tenstrålar som träffar de av den spirallindade tråden 17 bildade längsgående elementen 171-l7n komer att forsa nedför sidorna av dessa element och tar därvid med sig de delar av massafibrerna, som från början var belägna på ovansidan av de längsgående elementen 171-l7n. Massafibrerna komer därför att samlas i dalarna mellan angränsande längsgående element 171-l7n, exempelvis mellan elementen 175-176 resp. 176-177, såsom schematiskt visas i fig. 4. På grund av sin stora längd i förhållande till massafibrerna är de enskilda stapelfib- rerna samanbundna till varandra och till massafibrer på ett flertal ställen utmed sin längd och är därför i sin helhet betydligt svårrörligare än massafibrerna. Stapelfibrerna komer därför inte att föras ned i dalarna mellan de längsgå- ende elementen utan kvarstannar på topparna eller ovansidorna av dessa element. Visserligen kan enstaka fria ändar av stapelfibrer tryckas ned i dalarna mellan de längsgående elementen men eftersom stapelfibrerna i sin helhet inte förflyttas av det utefter de längsgående elementens sidor strömande vattnet sker således en förflyttning av eventuella fria stapelfiberändar på topparna av de längsgående elementen väsentligen genom böjning, varför flertalet av sådana fria ändar under sin böjningsrörelse träffar på andra stapelfibrer och sammanbindes med dessa innan de lämnat topparna av de längsgående elementen.

I dalarna mellan de längsgående elementen sker entanglingen på vanligt sätt, dvs. vätskegenomsläppligheten hos viranätet 16 är tillräcklig för att vattnet i vätskestrålarna efter att ha avgivit större delen av sin rörelseenergi till fibrerna i fiberfloret obehindrat kan ströma igenom nätet. I detta samanhang påpekas att den spirallindade tråden genom sin cirkulära form endast i ringa grad minskar virans öppetarea och därmed samanhängande vätskegenomsläpplighet. 10 15 20 25 30 35 4e§ås9s 8 Skiktet av stapelfibrer kan göras så tunt att fiberfloret efter den andra entanglingen uppvisar hål i strängarna av enbart stapelfibrer, som bildas utmed ovansidorna av de längsgående elementen.

Efter att ha passerat entanglingsstationen 2 går det bildade spunlacematerialet igenom efterbehandlingsstationen 4, där det torkas och eventuellt genomgår ytterligare efterbehand- ling, såsom färgning eller ytbehandling. Därefter upprullas det färdiga spunlacematerialet på rullar i upprullningssta- tionen 5.

Det föredragna spunlacematerialet kommer således att vara randigt, dvs. innehålla utskjutande strängar av blandade massa- och stapelfibrer mellan strängar av enbart stapelfib- rer. Ett sådant material är lämpligt att användas som vätske- genomträngligt höljesskikt till en absorptionskropp p.g.a. strängarna av massa- och stapelfibrer har förmåga att sprida avgiven vätska i sina längsriktningar. Därigenom kan en större del av absorptionskroppen samtidigt tas i anspråk för att upptaga avgiven vätska, vilket minskar risken för att absorptionskroppen lokalt skall mättas och därmed samman- hängande läckagerisk. Utnyttjandet av ett spunlacematerialet enligt uppfinningen som spridningsskikt i en absorberande en- gångsartikel bidrar således till att absorptionskroppens totala vätskeupptagningsförmåga bättre kan utnyttjas.

Det ovan beskrivna spunlacematerialet kan naturligtvis även användas för torkningsändamål eller som vätskespridande skikt inom andra tillämpningsområden där vätskespridning i en bestämd riktning är önskvärd.

Det ovan beskrivna förfarandet och anordningen enligt uppfin- ningen medger även att åstadkoma ett material med styrd elasticitet, dvs. som är töjbart i en bestämd riktning. Ett sådant material erhålles om stapelfibrerna utgöres av elas- tiska fibrer. Det har nämligen visat sig att i de delar av 10 15 20 25 30 35 -469 896 9 materialet, som enbart innehåller stapelfibrer, kommer dessa fibrer att vara orienterade väsentligen i tvärled relativt de längsgående elementen beroende på att längsgående stapel- fiberdelar spolas ned i dalarna mellan de längsgående elemen- ten på sama sätt som massafibrerna eller ges en tvärgående inriktning av det strömande vattnet. I strängarna av massa- och stapelfibrer kommer materialet att vara väsentligen oelastiskt oberoende av om stapelfibrerna är elastiska eller inte eftersom stapelfibrerna där är bundna till de oelastiska massafibrerna. Det inses att man genom att använda elastiska stapelfibrer vid förfarandet enligt uppfinningen erhåller ett material som är töjbart i tvärled relativt de längsgående elementen. Eftersom de längsgående elementens inriktning relativt maskinriktningen dessutom kan varieras med upp till i45° kan töjningsriktningen i hög grad styras genom place- ringen av de längsgående elementen.

I en variant av denna utföringsform av uppfinningen kan de elastiska fibrerna utgöras av värmekrympbara bikomponentsfib- rer, vilka efter krympningen är elastiska. Sådana elastiska fibrer kan utnyttjas till att åstadkoma ett material enligt uppfinningen där avståndet mellan strängarna innehållande massa- och stapelfibrer är mycket litet och till och med noll.

En mängd varianter av det ovan beskrivna utförandena är naturligtvis möjliga inom ramen för uppfinningen. I stället för den spirallindade tråden, vilken åstadkomer längsgående element som sträcker sig något lutande mot maskinriktningen, kan ett eller flera längsgående element på lämpligt sätt fästas till underliggande vira, vilken då lämpligen kan utgöras av en planvira, utan att luta mot maskinriktningen.

Vidare kan de längsgående elementen ha annan tvärsnittsform än cirkulär även om denna form är speciellt lämplig med avseende på vätskeströmning och vätskesläpplighet. De längs- gående elementen kan även anordnas med vågform, exempelvis sinusform, eller i ett sammanhängande eller icke saman- 10 15 20 4s9ås9s 10 hängande fiskbensmönster. Genom att variera diametern hos de längsgående elementen kan också graden av bortspolning av korta fibrer från de längsgående elementens toppar varieras för såväl olika tillverkade material som samma material.

Vidare behöver de längsgående elementen icke sträcka sig över hela viran, vilket innebär att det är möjligt att tillverka "randigt" spunlacematerial med avbrutna ränder. Dessutom behöver de längsgående elementen inte ha samma lutningsvinkel relativt maskinriktningen.

Det inses att det uppfinningsenliga förfarandet kan användas för att framställa andra typer av spunlacematerial än materi- alet enligt den beskrivna utföringsformen. Exempelvis kan man utgående från hydrofoba korta fibrer och hydrofoba stapel- fibrer genom lämpligt val av maskstorlek hos viran medelst förfarandet enligt uppfinningen åstadkoma vätskegenomsläpp- liga strängar av enbart stapelfibrer och vätskeogenomträng- liga delar av blandade korta fibrer och stapelfibrer. Uppfin- ningen skall därför endast begränsas av innehållet i bifogade patentkrav.

Claims (12)

10 15 20 25 30 469 896 11 Patentkrav

1. l. Förfarande för att framställa spunlacematerial, vid vilket förfarande ett fiberflor bildas genom att ett skikt av fibrer med stapellängd luftlägges på en formeringsvira och ett skikt av korta fibrer luftlägges ovanpå skiktet av stapelfib- rer, k ä n n e t e c k n a t av att fiberfloret överföres till en entanglingsvira, på vilken åtminstone ett längsgående element är anordnat, vilket har betydligt större diameter än trådarna i entanglingsviran, varefter fiberfloret entanglas.

2. Anordning för att framställa spunlacematerial, vilken innefattar en formeringsenhet (1) med en stapelfiberformerare (6) och en fiberformerare (7) för korta fibrer för luftlägg- ning på en formeringsvira (8) av ett stapelfiberskikt och ett ovanpåliggande fiberskikt av korta fibrer och en entanglings- enhet (2) för entangling under högt tryck, k ä n n e - t e c k n a d av att entanglingsenheten (2) innefattar en entanglingsvira (18), på vilken åtminstone ett längsgående element (17) är anordnat, vilket har betydligt större dia- meter än trådarna (16) i entanglingsviran (18).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ett flertal längsgående, parallella trådar (171-l7n) med cirkulärt tvärsnitt som är anordnade ovanpå entanglingsviran (18).

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att längsgående trådarna är lutande relativt maskinriktningen.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att entanglingsviran (18) har formen av en ihålig cylinder (16) och de längsgående, parallella elementen utgöres av en enda tråd (17), vilken är spiralformigt lindad på entanglings- virans periferiyta. 10 15 25 469 896 12

6. Anordning enligt krav 2, innefattande ett flertal längsgå- ende element, k ä n n e t e c k n a d av att elementen har olika lutning relativt maskinriktningen.

7. Spunlacematerial, k ä n n e t e c k n a t av att det är 01 uppbyggt av korta fibrer (P) och fibrer med stapellängd (S) och innefattar åtminstone en längsgående materialsträng, som enbart innehåller stapelfibrer (S).

8. Spunlacematerial enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att de korta fibrerna (P) utgöres av hydrofila fibrer medan stapelfibrerna (S) utgöres av hydrofoba fibrer.

9. Spunlacematerial enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att de korta fibrerna (P) utgöres av massafibrer.

10. Spunlacematerial enligt något av kraven 7-9, k ä n n e - t e c k n a t av att det är vätskegenomsläppligt.

11. ll. Spunlacematerial enligt något av kraven 7-10, k ä n - n e t e c k n a t av att stapelfibrerna (S) utgöres av elastiska fibrer.

12. Användning av ett längsgående element fäst på en entang- lingsvira för att åstadkomma en längsgående materialsträng av enbart stapelfibrer i ett spunlacematerial uppbyggt av korta fibrer och fibrer med stapellängd.