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WO2009112015A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines vlieses - Google Patents

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WO2009112015A1
WO2009112015A1 PCT/DE2009/000319 DE2009000319W WO2009112015A1 WO 2009112015 A1 WO2009112015 A1 WO 2009112015A1 DE 2009000319 W DE2009000319 W DE 2009000319W WO 2009112015 A1 WO2009112015 A1 WO 2009112015A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pile
wasserstrahlbeaufschlagung
nonwoven
web
fleece
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2009/000319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ullrich MÜNSTERMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Truetzschler Nonwovens GmbH
Original Assignee
Fleissner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE200820004900 external-priority patent/DE202008004900U1/de
Priority claimed from DE200810018976 external-priority patent/DE102008018976A1/de
Priority claimed from DE200810061679 external-priority patent/DE102008061679A1/de
Priority claimed from DE200810061678 external-priority patent/DE102008061678A1/de
Application filed by Fleissner GmbH filed Critical Fleissner GmbH
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    • D04H3/11—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by fluid jet

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a nonwoven according to the preamble of the method and the device claim.
  • a pile produced by means of a carding machine or a spunbonded installation must be preconsolidated depending on the type of further processing. This is especially the case when the pile is to be treated by means of a pad with a foam or a liquid.
  • Known methods of pre-consolidation of a Flores based on the water jet needling in which the pile is solidified by one or more Wasserstrahlvernadelungs adopteden (water bars - DE 102 05 151) and then dried.
  • Another way of preconsolidation is e.g. the calendering.
  • This results in a very high initial strength - also results in a very closed structure in which to be introduced into the nonwoven agent is difficult to penetrate.
  • a pile consisting of finely long fibers and / or infinitely long filaments can also be driven directly, ie without preconsolidation by a padder, but in order not to destroy the pile, only very low processing speeds can be achieved.
  • a production process for a nonwoven fabric is known in which a fleece (pile) provided by a pile producer (eg carding machine) is passed through a foam pad in the form of a material web.
  • a binder is dissolved as an agent influencing the properties of the nonwoven, which is thus introduced into the pre-fleece.
  • the binder is activated in the pre-fleece - to the material web is passed through a hot air dryer or an oven.
  • Object of the present invention is to improve a method and an apparatus for performing the method according to the preamble of the method or device claim.
  • a pile consisting of fibers and / or filaments is provided on an endlessly circulating support, the pile is fed by means of the circulating support to a first hydrodynamic impingement,
  • the pile is pre-consolidated by means of the first hydrodynamic admission to a fleece
  • the nonwoven is conveyed to a device for introducing an intrinsic properties of the nonwoven influencing agent and in this
  • this is a thermally activatable binder, which is introduced into the pre-bonded nonwoven and solidified by a subsequent temperature exposure, the web.
  • the nonwoven web is passed through a hot air dryer or an oven.
  • Further training measures include:
  • the properties influencing the agent is supplied to the nonwoven liquid.
  • this can be done by an immersion bath, through which the web of the pre-consolidated nonwoven is conveyed through.
  • the fleece is passed through a medium-containing liquid or a foam. This can be done in particular with a foam padder.
  • the fleece a means is supplied, which is activated in a subsequent treatment step and thus gives the fleece the intended property.
  • the nonwoven fabric is preferably supplied with a thermally activatable binder which is subsequently activated in a dryer operated with hot air or an oven
  • a drying device may also be arranged upstream of the padder, through which an intended amount of moisture is removed from the web is so that this then has the optimum residual moisture content for the introduction of the binder.
  • the drying device can be a device which operates with radiation and / or flowing air, with which the nonwoven fabric is adjusted to the optimum moisture value for the binder feed in the padder.
  • An oven for activating the binder introduced in the padder can be designed as a drying device which conducts the material web of the nonwoven around one or more drums. It is also possible to pass the material web through a belt furnace - the web is here preferably carried by a sieve pad. The thermal energy input is made by hot air or radiant heater (infrared). Ultimately, the nature of the binder is critical to the type of furnace to be used.
  • the device for Wasserstrahlvernadelung is a device for dyeing, impregnating downstream in particular in the form of a padder.
  • the pad supporting the pile is designed as a sieve band.
  • the device for introducing a the properties of the nonwoven influencing agent is arranged downstream of a furnace or a dryer.
  • the first means for Wasserstrahlbeetzschung is assigned to the endless circulating pad on which the pile is conveyed.
  • the first device for Wasserstrahlbeetzschung acts by a Kompaktierband on the pile.
  • Conveyor belt arranged, opposing sieve belt is konnpaktiert the Flor, pressed. In this pressed state, the first water jet is applied, that nets of the pile together with a slight pre-solidification.
  • the device for the first Wasserstrahlbeetzschung upstream of a device for compression of the pile may be a preferably perforated board roller, which acts on the pile by its own weight or via a predetermined force and thus causes a precompacting. Also, in this way, air in the pile is squeezed out.
  • a pair of press rollers - in the manner of a calender (without heating) -.
  • the second device for Wasserstrahlbeetzschlagung acts on the back of the web.
  • the first water jet is applied thus on the top of lying on the screen backing fleece, the second Wasserstrahlbeetzschlagung on the back.
  • the second device for the application of water jet cooperates with a needling drum, by means of which the nonwoven fabric, which has been preconsolidated at least by means of a water jet, is removed from the endlessly circulating base.
  • a Wasserstrahlbeaufschlagung associated suction is arranged.
  • the Vemadelungstrommel contains in addition to the Wasserstrahlbeaufschlagung associated suction another suction to expel moisture from the web.
  • the amount of moisture to be expelled from the fleece is controllable. It may thus be preferable to set the negative pressure in the suction of the needling drum larger (in terms of amount) than the negative pressure in the first application of water jet.
  • the nonwoven has, after preconsolidation, a specific tensile strength F s pez less than or equal to 0.08 [N / 50mm] / [g / m 2 ], the specific tensile strength being defined as the tensile strength in N / 50mm divided by the nonwoven weight in g / m 2 .
  • the nonwoven has a density less than or equal to 0.05 g / cm 3 after preconsolidation. It is a pile with a basis weight less than 100 g / m 2 processed.
  • the processing speed is more than 100 m / min.
  • the water pressure of Wasserstrahlbeetzschung is less than 100 bar.
  • the height of the water pressure depends here preferably on the fiber or filament thickness, the titer. This is how a water pressure of 20 - 40 bar set at 1.7 dtex. For 6 dtex fibers / filaments, the water pressure to be set is preferably 40-80 bar.
  • the respective lower pressure value shall be used at basis weights of up to approx. 30 g / m 2 , the upper pressure value shall apply to fiber and / or fi lament pile fabrics in which the basis weight is up to 100 g / m 2 .
  • the pile is placed on a perforation serving pad, preferably a band serving the perforation, a screen belt and subjected to the water jet. This makes it possible to produce both closed and perforated nonwovens.
  • the first Wasserstrahlbeetzleyung the pile on a perforation serving screen belt takes place.
  • the preferably used screen belt has a mesh thickness of 25-50 wires per cm (weft and warp wires).
  • the transmittance of the screen fabric (open area) is less than 20%, preferably less than 15%.
  • the perforation serving body on the Siebober configuration consist of a plastic material and preferably have a convex shape in the manner of water droplets. Such a screen material with perforation bodies is known from US 5,115,544 and therefore need not be described in detail.
  • the first hydrodynamic loading of the pile directly, ie without a web compacting the pile takes place.
  • the pile is transported on the base designed as a sieve belt and subjected to the application of water jet.
  • the device for applying water jet is positioned at a large distance from the pad supporting the web. As a distance according to this embodiment, the free path of a water jet between the outlet of the water bar and the pad supporting the pile is understood.
  • the distance here is greater than the distance that is selected in a conventional water jet needling, in particular more than twice the value.
  • the distance is between 15 - 100 mm.
  • a clearance is chosen so that airflow generated by the water jets in communication with the suction located below the pad penetrates into and through the web substantially perpendicular to the direction of movement of the web.
  • the invention is designed when the device for water jet needling is followed by a device for removing moisture from the pre-bonded nonwoven. It can be provided that the device for removing moisture from the preconsolidated web is formed as a suction.
  • the apparatus for removing moisture from the preconsolidated nonwoven fabric may be formed as a dryer or as a nip roll acting on the nonwoven.
  • a pre-fleece is provided as a pile F of fibers and / or filaments by means of a pile fabricator 1 (carding machine, spin-layer) and deposited on a belt 2 designed as a sieve and circulating endlessly around rolls.
  • the still unsolidified pile F is on the belt 2 by a first station for Wasserstrahlbeaufschlagung, consisting of a water bar 3 with a plurality of water outlet nozzles and located on the underside of the belt 2 suction 4, promoted.
  • the water bar 3 is in this embodiment within a
  • the non-woven V thus pre-bonded is removed from the belt 2 by means of a needling drum VT and subjected to a second application of water jet by means of a further jet bar 3.1 for further solidification.
  • the nozzle bar 3.1 is assigned an extraction 4.1.
  • the suction 4.1 is arranged downstream of the needle drum V in the conveying direction of the web V a further suction 5. This suction serves to remove excess water in the web V.
  • the web V solidified by the water jet application stations 3, 4, 3.1, 4.1 will have a squeeze roll 6, 7 Foulard fed.
  • the web V is here passed through the pressure against each other employed rollers 6, 7.
  • a foam supply Above the contact of the two rollers 6, 7 is a foam supply, which is provided by a foam supply 8 and maintained at a predetermined stock value.
  • a thermal energy (heat) activatable binder is dissolved. This binder thus enters the volume of the web V.
  • a roller 6 of the padder has an engraving, the other roller has a smooth surface. This ensures that the fleece V conveyed through the nip and impregnated with foam (the binder) remains in contact with the roller 7 and can thus be conveyed further in the intended direction to the oven 13 downstream of the foam padder 6, 7, 8. In this takes place by heat input, the activation of the binder (hardening).
  • the first Wasserstrahlbeetzschung without a compacting belt The nozzle beam is arranged in this embodiment at a distance a above the Flor F-carrying belt 2.
  • FIG. 4 shows the arrangement of water bars 3 and suction 4 in detail.
  • the water bar 3 is set according to the invention in such a manner relative to the resting on the belt 2 Flor F, so that the distance a of the bottom to the pile top is about 15 to 80 mm. This corresponds to a distance which is greater than the distance when the water bar 3 is used for a customary hydroentanglement, in particular in conjunction with a compacting belt.
  • the distance a at which the water beam 3 is adjusted with respect to the pile F located on the belt 2 can be defined as a ratio to the width b of the underside of the water beam 3. Accordingly, the distance a should be at least half the width b of the water bar underside.
  • the width b of the water bar 3 of the substantially parallel to the plane of the belt 2 extending part of the underside of the water bar 3 is to be evaluated.
  • the flow situation indicated in FIG. 4 results from the selected distance a of the water bar 3 in relation to the width b of the water bar 3.
  • the air flow would be flatter through a water bar 3 positioned at a smaller distance a relative to the belt 2 and the suction 4, then that flow components parallel to the plane of the belt 2, the Flors F arise.
  • the embodiment of Figure 7 additionally shows a dryer 10, the nacher in the conveying path of the web V the water bar 3.1 and the padder 6, 7, 8 upstream.
  • the dryer 10, which is indicated in principle in FIG. 7, can be a drying device operating with radiation and / or flowing air.
  • a squeegee 11 cooperating with the nonwoven and cooperating with a counter-roller 12 is provided for dewatering.
  • This pair of rollers 11, 12 serves to remove excess water from the web V and is downstream of the water bar 3.1 in the conveying path of the web V and the padder 6, 7, 8 upstream.
  • a suction can be provided, which is not shown in the figure 8.
  • the first station for supplying water jet (water bar 3, suction 4) is preceded by a compact animal bar 14.
  • a compact animal bar 14 of the pile F is compressed and pressed out the air therein.
  • the compacting roller is preferably perforated and is pressed against the pile F or the belt 2 carrying the nap with an adjustable force.
  • the band 2 can be supported at this point in particular by means of a counter-pressure roller (not shown).
  • FIG. 5 shows a section through a belt 2 designed as a perforated screen belt, with which in a processing step a web F can be solidified and perforated in order to then feed it to a padder for application with a binder.
  • the preferably used screen belt has a mesh size of about 30 wires per cm (average weft and warp wires).
  • the permeability of the screen mesh is less than 15%.
  • FIG. 6 shows a detail of the surface of the perforation screen belt with the belt 2 formed as a screen and the transparent perforation bodies PK situated thereon.
  • the perforation screen belt shown in FIGS. 5 and 6 can be used in the embodiments according to FIGS. 1-3 and 7-9.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern und/oder Filamenten, wobei ein Flor auf einer endlos umlaufenden Unterlage bereitgestellt wird, der Flor mittels der umlaufenden Unterlage einer ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zugeführt wird, der Flor mittels der ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zu einem Vlies vorverfestigt wird, und das Vlies zu einer Einrichtung zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses beeinflussenden Mittels gefördert und in dieser Einrichtung mit diesem Mittel versehen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Erzeuger (1) für einen aus Fasern und/oder Filamenten bestehendem Flor (F), einer endlos umlaufenden Unterlage (2), auf weicher der Flor (F) bereitgestellt und gefördert wird, einer ersten Einrichtung (3, 4) zur Wasserstrahlbeaufschlagung des Flors (F), einer der Wasserstrahlbeaufschlagung nachgeordneten Einrichtung (6, 7, 8) zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses (V) beeinflussenden Mittels.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses nach dem Oberbegriff des Verfahrens- bzw. des Vorrichtungsanspruches.
Ein mittels einer Krempel bzw. einer Spinnvliesanlage hergestellter Flor muss je nach Art der Weiterverarbeitung vorverfestigt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Flor mittels eines Foulard mit einem Schaum oder einer Flüssigkeit behandelt werden soll. Bekannte Methoden der Vorverfestigung eines Flores basieren auf der Wasserstrahlvernadelung, bei welcher der Flor durch eine oder mehrere Wasserstrahlvernadelungseinrichtungen (Wasserbalken - DE 102 05 151) verfestigt und anschließend getrocknet wird. Eine weitere Möglichkeit der Vorverfestigung ist z.B. das Kalandrieren. Dies ergibt jedoch eine sehr hohe Anfangsfestigkeit - weiterhin ergibt sich eine sehr geschlossene Struktur, in welche in das Vlies einzubringende Mittel nur schwer eindringen können. Ein aus endlich langen Fasern und/oder unendlich langen Filamenten bestehender Flor kann auch direkt, also ohne Vorverfestigung durch einen Foulard gefahren werden, jedoch sind so, um den Flor nicht zu zerstören, nur sehr geringe Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu erzielen.
Es ist ein Herstellungsverfahren für einen Vliesstoff bekannt, bei welchem ein von einem Florerzeuger (z. B. Krempel) bereitgestelltes Vorvlies (Flor) in Form einer Materialbahn durch einen Schaumfoulard geleitet wird. In dem Schaum ist ein Bindemittel als ein die Eigenschaften des Vlieses beeinflussendes Mittel gelöst, welches so in das Vorvlies eingebracht wird. Nach dem Foulard wird das Bindemittel in dem Vorvlies aktiviert - dazu wird die Materialbahn durch einen mit Heißluft betriebenen Trockner oder einen Ofen geleitet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Verfahrens- bzw. Vorrichtungsanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Als Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern und/oder Filamenten sind zur Ausführung in kontinuierlicher Weise die folgenden Schritte vorgesehen:
- ein aus Fasern und oder Filamenten bestehender Flor wird auf einer endlos umlaufenden Unterlage bereitgestellt, - der Flor wird mittels der umlaufenden Unterlage einer ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zugeführt,
- der Flor wird mittels der ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zu einem Vlies vorverfestigt,
- das Vlies wird zu einer Einrichtung zum Einbringen eines die Eigen- scharten des Vlieses beeinflussenden Mittels gefördert und in dieser
Einrichtung mit diesem Mittel versehen.
Als ein die Eigenschaften des Vlieses beeinflussendes Mittel sei vorzugsweise ein Mittel verstanden, welches die Festigkeit des Vlies be- einflusst. Im Falle einer Binderverfestigung ist dies ein thermisch aktivierbares Bindemittel, welches in das vorverfestigte Vlies eingebracht und durch eine anschließende Temperaturbeaufschlagung das Vlies verfestigt wird. Dazu wird die Vliesbahn durch einen mit Heißluft betriebenen Trockner oder einen Ofen geleitet.
Durch die mit der Wasserstrahlbeaufschlagung erzielte Vorverfestigung des Vlieses besitzt dieses eine ausreichend hohe Festigkeit, um mit hoher Geschwindigkeit (z.B mehr als 100 m/min) durch ein das Bindemittel enthaltendes Tauchbad bzw. einen Schaumfoulard gefördert zu werden. Durch die Feuchtigkeit in dem vorverfestigten Vlies ergibt sich eine gute Benetzung / Durchtränkung des Vliesmaterials, so dass auch bei einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit genügend Bindemittel in die Vliesstruktur eindringen kann. Letztlich verhindert die Feuchtigkeit in dem vorverfestigten Vlies, dass dieses zu viel Luft mitführt, welche im Tauchbad bzw. dem Schaumfoulard die gleichmäßige Aufnahme von Bindemittel stört.
Als weiterbildende Verfahrensmaßnahmen sind vorgesehen:
- das die Eigenschaften beeinflussende Mittel wird dem Vlies flüssig zugeführt. Insbesondere kann dies durch ein Tauchbad erfolgen, durch welches die Bahn des vorverfestigte Vlies hindurch gefördert wird.
- das Vlies wird durch eine das Mittel beinhaltende Flüssigkeit bzw. einen Schaum hindurchgeleitet. Dies kann insbesondere mit einem Schaumfoulard erfolgen.
- dem Vlies wird ein Mittel zugeführt, welches in einen nachfolgenden Behandlungsschritt aktiviert wird und so dem Vlies die vorgesehene Eigenschaft verleiht. Vorzugsweise wird dem Vlies ein thermisch aktivierbares Bindemittel zugeführt, welches anschließend in einem mit Heißluft betriebenen Trockner oder einen Ofen aktiviert wird
- unmittelbar nach der Wasserstrahlvernadelung erfolgt ein Austreiben von Feuchtigkeit aus dem Vlies. Das Austreiben von Feuchtigkeit kann durch eine zusätzliche Absaugung erfolgen, welche der letzten Wasserstrahlbeaufschlagung nachgeordnet ist. Ebenfalls ist es möglich, dass Vlies durch ein Quetschwalzenpaar zu führen und so in dem Vlies eine vorgesehene Restfeuchte einzustellen. Letztlich kann auch eine Trocknungsvorrichtung dem Foulard vorgeordnet sein, durch welche eine vorgesehene Menge an Feuchtigkeit aus dem Vlies entfernt wird, so dass dieses dann für die Einbringung des Bindemittels die optimale Restfeuchte aufweist. Bei der Trocknungsvorrichtung kann es sich um eine mit Strahlung und/oder strömender Luft arbeitende Einrichtung handeln, mit der das Vlies auf den für den Bindemitteleintrag im Foulard optimalen Feuchtigkeitswert eingestellt wird.
Ein Ofen zur Aktivierung des im Foulard eingebrachten Bindemittels kann als eine die Materialbahn des Vlies um ein oder mehrere Trommeln leitende Trocknereinrichtung ausgebildet sein. Auch ist es mög- lieh die Materialbahn durch einen Bandofen zu leiten - die Bahn wird hier bevorzugt durch eine Siebunterlage getragen. Der thermische Energieeintrag erfolgt durch heiße Luft bzw. Heizstrahler (Infrarot). Letztlich ist die Art des Bindemittels entscheidend für die zu verwendende Art des Ofens.
Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind die nachfolgenden, in einer Reihe angeordneten Merkmale vorgesehen:
- ein Erzeuger für einen aus Fasern und/oder Filamenten bestehendem Flor, - eine endlos umlaufenden Unterlage, auf weicher der Flor bereitgestellt und gefördert wird,
- einer ersten Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung des Flors,
- eine der Wasserstrahlvernadelung nachgeordnete Einrichtung zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses beeinflussenden Mit- tels.
Weiterbildend hierzu ist vorgesehen:
- der Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung ist eine Vorrichtung zum Färben, Imprägnieren insbesondere in Form eines Foulard nachgeordnet.
- die den Flor tragende Unterlage ist ein als Sieb ausgebildetes Band. - der Einrichtung zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses beeinflussenden Mittels ist ein Ofen bzw. ein Trockner nachgeordnet.
- die erste Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung ist der endlos umlaufenden Unterlage, auf welcher der Flor gefördert wird, zugeordnet.
- die erste Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung wirkt durch ein Kompaktierband auf den Flor. Durch ein oberhalb des umlaufenden
Transportbandes angeordnetes, gegenläufiges Siebband wird der Flor konnpaktiert, gepresst. In diesem gepressten Zustand erfolgt die erste Wasserstrahlbeaufschlagung, dass Netzen des Flors nebst einer leichten Vorverfestigung.
- der Einrichtung zur ersten Wasserstrahlbeaufschlagung ist eine Einrichtung zu Kompression des Flors vorgeordnet. Dies kann eine vorzugsweise perforierte Beschwerwalze sein, welche durch ihr Eigengewicht bzw. über eine vorgegebene Kraft auf den Flor einwirkt und so ein Vorkompaktierung bewirkt. Auch wird auf diese Weise im Flor befindliche Luft herausgepresst. Letztlich ist es auch möglich, den Flor vor der ersten Wasserstrahlbeaufschlagung durch ein Presswalzenpaar - nach Art eines Kalanders (ohne Beheizung) - zu fördern.
- der Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung des Flors ist eine zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung des vorverfestigten Vlieses nachgeordnet. Durch eine zweite Wasserstrahlbeaufschlagung mit höherem Druck wird eine stärkere Verfestigung des Vlieses erzielt.
- die zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung wirkt auf die Rückseite des Vlieses. Die erste Wasserstrahlbeaufschlagung erfolgt somit auf die Oberseite des auf der Siebunterlage liegenden Vlieses, die zweite Wasserstrahlbeaufschlagung auf die Rückseite ein.
- die zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung wirkt mit ei- ner Vemadelungstrommel zusammen, mittels der das wenigstens mittels einer Wasserstrahlbeaufschlagung vorverfestigte Vlies von der endlos umlaufenden Unterlage abgenommen wird. In dieser Vemadelungstrommel ist eine der Wasserstrahlbeaufschlagung zugeordnete Absaugung angeordnet.
- die Vemadelungstrommel enthält neben der der Wasserstrahlbeaufschlagung zugeordneten Absaugung eine weitere Absaugung zum Austreiben von Feuchtigkeit aus dem Vlies. Je nach dem hier eingestellten Unterdruck ist die Menge der aus dem Vlies auszutreibenden Feuchtigkeit steuerbar. So kann bevorzugt vorgesehen sein, den Unterdruck in der Absaugung der Vemadelungstrommel größer (vom Betrag her) einzustellen als der Unterdruck bei der ersten Wasserstrahlbeaufschlagung.
- Das Vlies weist nach der Vorverfestigung eine spezifische Zugfestigkeit FSpez kleiner/gleich 0.08 [N/50mm]/[g/m2] auf, wobei die spezifische Zugfestigkeit definiert ist als Zugfestigkeit in N/50mm dividiert durch das Vliesgewicht in g/m2.
- Das Vlies weist nach der Vorverfestigung eine Dichte kleiner /gleich 0.05 g/cm3 auf. Es wird ein Flor mit einem Flächengewicht kleiner 100 g/m2 verarbeitet.
- Die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt mehr als 100 m/min.
- Der Wasserdruck der Wasserstrahlbeaufschlagung beträgt weniger als 100 bar. Die Höhe des Wasserdrucks richtet sich hierbei bevorzugt nach der Faser- bzw. Filamentstärke, dem Titer. So wird ein Wasser- druck von 20 - 40 bar bei 1.7 dtex eingestellt. Bei Fasern/Filamenten mit 6 dtex beträgt der einzustellende Wasserdruck bevorzugt 40 - 80 bar. Der jeweils untere Druckwert ist bei Flächengewichten bis etwa 30 g/m2 zu verwenden, der obere Druckwert gilt für Faser- bzw. FiIa- mentflore, bei denen das Flächengewicht bis 100 g/m2 geht.
- Der Flor wird auf einer der Perforation dienenden Unterlage, vorzugsweise einem der Perforation dienendem Band, einem Siebband abgelegt und der Wasserstrahlbeaufschlagung unterzogen. So lassen sich sowohl geschlossene als auch mit einer Perforation versehene Vliese herstellen.
Nach dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt die erste Wasserstrahlbeaufschlagung des Flors auf einem der Perforation dienenden Siebband (Perforationssiebband). Das bevorzugt zu verwendende Siebband weist eine Maschenstärke von 25-50 Drähten pro cm auf (Schuss- und Kettdrähte). Der Durchlässigkeitsgrad des Siebgewebes (Anteil offener Fläche) liegt unter 20%, bevorzugt unter 15%. Die der Perforation dienenden Körper auf der Sieboberfläche bestehen aus einem Kunststoffmaterial und weisen bevorzugt eine konvexe Formgebung nach Art von Wassertropfen auf. Ein derartiges Siebmaterial mit Perforationskörpern ist aus der US 5.115.544 bekannt und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden. Relevant im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist, dass durch wenigstens eine Wasserstrahlbeaufschlagung einerseits und die Verwendung eines weiter oben näher erläuterten Perforationssiebbandes andererseits ein Flor ohne jegliche Vorverfestigung gleichzeitig vorverfestigt und perforiert werden kann, um ihn anschließend zur Weiterverarbeitung einem Foulard zuzuführen.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste hydrodynamische Beaufschlagung des Flors direkt, d.h. ohne ein den Flor kompaktierendes Siebband erfolgt.
Zur Vorverfestigung eines Flors aus Fasern und/oder Filamenten wird der Flor auf der als Siebband gestalteten Unterlage transportiert und dabei der Wasserstrahlbeaufschlagung unterzogen. Die Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung ist in einem großen Abstand zu der den Flor tragenden Unterlage positioniert. Als Abstand gemäß dieser Ausgestaltung sei die freie Wegstrecke eines Wasserstrahls zwischen dem Austritt des Wasserbalkens und der das Flor tragenden Unterlage verstanden.
Der Abstand ist hierbei größer als der Abstand, der bei einer üblichen Wasserstrahlvemadelung gewählt wird, insbesondere mehr als der doppelte Wert. Der Abstand beträgt zwischen 15 - 100 mm.
Allgemein wird ein Abstand gewählt, so dass durch die von den Wasserstrahlen in Verbindung mit der unterhalb der Unterlage befindlichen Absaugung erzeugte Luftströmung im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Flors in und durch den Flor dringt.
Bevorzugt gestaltet sich die Erfindung, wenn der Einrichtung zur Wasserstrahlvemadelung eine Vorrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem vorverfestigten Vlies nachgeordnet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem vorverfestigten Vlies als eine Absaugung ausgebildet ist. Die Vorrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem vorverfestigten Vlies kann als ein Trockner ausgebildet sein bzw. als eine auf das Vlies einwirkende Quetschwalze. Durch das Entwässern und/oder Trocknen des vorverfestigten Vlies vor dem Einbringen von Bindemittel ist die Aufnahmefähigkeit für das Bindemittel nebst der Verteilung beeinflussbar. So können durch die Art und Stärke der Entwässerung und/oder Trocknung des vorverfestigten Vlies, bevor dieses durch den Schaumfoulard (die Auftragsstation für das Bindemittel) läuft, die Eigenschaf- ten des Endproduktes in einem weiten Bereich beeinflusst werden.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen.
Gemäß Figur 1 wird mittels eines Florerzeugers 1 (Krempel, Spinvlies- leger) ein Vorvlies als Flor F aus Fasern und/oder Filamenten bereitgestellt und auf einem als Sieb ausgebildetem, endlos um Rollen umlaufendem Band 2 abgelegt. Der noch unverfestigte Flor F wird auf dem Band 2 durch eine erste Station zur Wasserstrahlbeaufschlagung, bestehend aus einem Wasserbalken 3 mit einer Vielzahl von Wasseraustrittsdüsen sowie einer auf der Unterseite des Bandes 2 befindlichen Absaugung 4, gefördert.
Der Wasserbalken 3 ist bei dieser Ausführung innerhalb eines als
Siebband ausgebildeten Kompaktierbandes K angeordnet, welches um Umlenkwalzen geführt ist und gegenläufig zum Band 2 umläuft. Der Flor F wird so zunächst zwischen den Bändern 2, K gepresst und in diesem Zustand durch den Wasserbalken 3 einer ersten Wasser- Strahlbeaufschlagung unterzogen.
Im Anschluss an die erste Wasserstrahlbeaufschlagung wird das so vorverfestigte Vlies V mittels einer Vernadelungstrommel VT vom Band 2 abgenommen und mittels eines weiteren Düsenbalkens 3.1 einer zweiten Wasserstrahlbeaufschlagung zur weiteren Verfestigung unterzogen. Im Inneren der Vernadelungstrommel VT ist dem Düsenbalken 3.1 eine Absaugung 4.1 zugeordnet. Der Absaugung 4.1 ist innerhalb der Vernadelungstrommel VT in Förderrichtung des Vlies V eine weitere Absaugung 5 nachgeordnet. Diese Absaugung dient der Entfernung von überschüssigen Wassers im Vlies V.
Das durch die Wasserstrahlbeaufschlagungsstationen 3, 4, 3.1 , 4.1 verfestigte Vlies V wird einem zwei Quetschwalzen 6, 7 aufweisenden Foulard zugeführt. Das Vlies V wird hier durch die mit Druck gegeneinander angestellten Walzen 6, 7 hindurchgeführt. Oberhalb des Kontakts der beiden Walzen 6, 7 befindet sich ein Schaumvorrat, der durch eine Schaumversorgung 8 bereitgestellt und auf einem vorgegebenen Vorratswert gehalten wird. In dem Schaum ist ein durch thermische Energie (Wärme) aktivierbares Bindemittel gelöst. Dieses Bindemittel gelangt so in das Volumen des Vlies V.
Eine Walze 6 des Foulard weist eine Gravur auf, die andere Walze besitzt eine glatte Oberfläche. Dadurch ist gewährleistet, dass das durch den Walzenspalt geförderte und mit Schaum (dem Bindemittel) getränkte Vlies V in Kontakt mit der Walze 7 verbleibt und so in die vorgesehene Richtung zum dem Schaumfoulard 6, 7, 8 nachgeordne- ten Ofen 13 weitergefördert werden kann. In diesem erfolgt durch Wärmeeintrag die Aktivierung des Bindemittels (Härten).
Bei der Ausführung nach Figur 2 ist der ersten Wasserstrahlbeaufschlagungsstation 3, 4 eine weitere Wasserstrahlbeaufschlagungsstation 3.2, 4.2 nachgeordnet. Der Düsenbalken 3.2 dieser Wasserstrahl- beaufschlagungsstation ist oberhalb, die zugeordnete Absaugung 4.2 ist unterhalb des Bandes 2 angeordnet. Es erfolgt an dieser Stelle nach der Vorverfestigung eine Verfestigung auf der gleichen Seite des Vlieses V.
Bei der Ausführung nach Figur 3 erfolgt die erste Wasserstrahlbeaufschlagung ohne ein Kompaktierband. Der Düsenbalken ist bei dieser Ausführung in einem Abstand a oberhalb des den Flor F tragenden Bandes 2 angeordnet.
Figur 4 zeigt die Anordnung von Wasserbalken 3 und Absaugung 4 im Detail. Der Wasserbalken 3 ist nach der Erfindung derartig gegenüber dem auf dem Band 2 aufliegenden Flor F eingestellt, so dass der Abstand a der Unterseite zur Floroberseite etwa 15 bis 80 mm beträgt. Dies entspricht einem Abstand, der größer ist als der Abstand, wenn der Wasserbalken 3 für eine übliche Wasserstrahlverfestigung, insbesondere in Verbindung mit einem Kompaktierband, verwendet wird.
Andererseits lässt sich der Abstand a, mit dem der Wasserbalken 3 gegenüber dem auf dem Band 2 befindlichen Flor F eingestellt wird als ein Verhältnis zu der Breite b der Unterseite des Wasserbalkens 3 definieren. Demnach sollte der Abstand a wenigstens die Hälfte der Breite b der Wasserbalkenunterseite betragen. Hierbei sei angenommen, dass als Breite b des Wasserbalkens 3 der im Wesentlichen parallel zur Ebene des Bandes 2 verlaufende Teil der Unterseite des Wasserbalkens 3 zu werten ist.
Wie in der Figur 4 angedeutet ist, erzeugen die Wasserstrahlen 9 des Wasserbalkens 3 auf Grund der Luftreibung einerseits und durch die unterhalb des Bandes 2 befindliche Absaugung 4 andererseits eine Strömung, die mit den Pfeilen angedeutet ist. Wesentlich ist hierbei, dass die Strömung im Bereich der Oberseite des Flors F im Wesentlichen senkrecht in und durch den Flor F hindurch verläuft. Hierdurch ergeben sich keine Strömungskomponenten in Richtung des Flores F, was zu Störungen in der Struktur des Flores F führen könnte und so eine direkte Erstverfestigung ohne Vorkompaktierung ermöglicht.
Die in Figur 4 angedeutete Strömungssituation ergibt sich durch den gewählten Abstand a des Wasserbalkens 3 im Verhältnis zur Breite b des Wasserbalkens 3. Erkennbar würde die Luftströmung durch einen im geringeren Abstand a gegenüber dem Band 2 und der Absaugung 4 positionierten Wasserbalken 3 flacher verlaufen, so dass sich Strömungskomponenten parallel zur Ebene des Bandes 2, des Flors F er- geben.
Die Ausführung nach Figur 7 zeigt zusätzlich einen Trockner 10, der im Förderweg des Vlies V dem Wasserbalken 3.1 nach- und dem Foulard 6, 7, 8 vorgeordnet ist. Bei dem Trockner 10, der in Figur 7 prinzipiell angedeutet ist, kann es sich um eine mit Strahlung und/oder strömender Luft arbeitende Trocknungseinrichtung handeln.
Gemäß Figur 8 ist zur Entwässerung eine auf das Vlies ein- und mit einer Gegenwalze 12 zusammenwirkende Quetschwalze 11 vorgesehen. Dieses Walzenpaar 11 , 12 dient der Entfernung überschüssigen Wassers aus dem Vlies V und ist im Förderweg des Vlies V dem Wasserbalken 3.1 nach- und dem Foulard 6, 7, 8 vorgeordnet. Hier kann zusätzlich eine Absaugung vorgesehen sein, welche in der Figur 8 nicht dargestellt ist.
Bei der Ausführung nach Figur 9 ist der ersten Station zur Wasserstrahlbeaufschlagung (Wasserbalken 3, Absaugung 4) eine Kompak- tierwaize 14 vorgeordnet. Durch diese Kompaktierwalze 14 wird der Flor F komprimiert und die darin befindliche Luft herausgepresst. Die Kompaktierwalze ist hierzu bevorzugt perforiert ausgeführt und wird mit einer einstellbaren Kraft gegen den Flor F bzw. das den Flor tragende Band 2 gedrückt. Das Band 2 kann an dieser Stelle insbesonde- re mittels einer nicht dargestellten Gegendruckwalze abgestützt sein.
Figur 5 zeigt einen Schnitt durch ein als Perforationssiebband ausgebildetes Band 2, mit dem in einem Verarbeitungsschritt ein Flor F verfestigt und perforiert werden kann, um diesen anschließend einem Foulard zur Applikation mit einem Bindemittel zuzuführen.
Auf einem als Sieb ausgebildeten Band 2 sind aus transparentem Kunststoff bestehende Perforationsstrukturen bzw. Perforationskörper PK aufgesetzt (Figur 5, 6). Diese weisen eine konvexe Oberflächen- form nach Art eines Wassertropfens auf. Durch den Wasserstrahl 9 wird der Flor F verfestigt und gleichzeitig dessen Fasern (und/oder Filamente) um die Perforationskörper PK herum verteilt, so dass nach der Wasserstrahlvemadelung (nach dem Wasserstrahl 9) ein perforiertes Vlies PV vorliegt.
Das bevorzugt zu verwendende Siebband weist eine Maschenstärke von ungefähr 30 Drähten pro cm auf (Mittelwert Schuss- und Kettdrähte). Der Durchlässigkeitsgrad des Siebgewebes (Anteil offener Fläche) liegt unter 15%.
Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der Oberfläche des Perforationssieb- bandes mit dem als Sieb ausgebildeten Band 2 und den darauf befindlichen durchsichtigen Perforationskörpern PK. Das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Perforationssiebband kann bei den Ausführungen nach Figur 1 - 3 sowie 7 - 9 verwendet werden.
Bezugszeichenliste:
1 Florerzeuger (Krempel, Spinnvlies, Meltblown)
2 Band (Endlosband, Sieb, Siebband, Perforationssiebband)
3 Wasserbalken, Düsenbalken
3.1 Wasserbalken, Düsenbalken
3.2 Wasserbalken, Düsenbalken
4 Absaugung
4.1 Absaugung
4.2 Absaugung
5 Absaugung
6 Walze (Foulard)
7 Walze (Foulard)
8 Schaumversorgung
9 Wasserstrahl
10 Trockner
11 Quetschwalze
12 Gegenwalze
13 Ofen
14 Kompaktierwalze
K Kompaktierband, Siebband Kompaktierung
F Flor
V Vlies (Flor verfestigt)
PV Vlies perforiert
PK Perforationskörper
VT Vernadelungstrommel
a Abstand (Wasserbalken - Flor) b Breite (Unterseite Wasserbalken)

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Vlieses aus Fasern und/oder Filamenten, wobei aufeinanderfolgend die folgenden Schritte ausge- führt werden:
- ein aus Fasern und oder Filamenten bestehender Flor wird auf einer endlos umlaufenden Unterlage bereitgestellt,
- der Flor wird mittels der umlaufenden Unterlage einer ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zugeführt, - der Flor wird mittels der ersten hydrodynamischen Beaufschlagung zu einem Vlies vorverfestigt,
- das Vlies wird zu einer Einrichtung zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses beeinflussenden Mittels gefördert und in dieser Einrichtung mit diesem Mittel versehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch, das die Eigenschaften beeinflussende Mittel wird dem Vlies flüssig zugeführt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch, das Vlies wird durch eine das Mittel beinhaltende Flüssigkeit bzw. einen Schaum hindurchgeleitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, gekennzeichnet durch, dem Vlies wird ein Mittel zugeführt, welches in einen nachfolgenden Behandlungsschritt aktiviert wird und so dem Vlies die vorgesehene Eigenschaft verleiht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, unmittelbar nach der Wasserstrahlvernadelung erfolgt ein Austreiben von Feuchtigkeit aus dem Vlies.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wenigstens nach Anspruch 1 , mit den nachfolgenden, in einer Reihe angeordneten Merkmalen: - ein Erzeuger (1) für einen aus Fasern und/oder Filamenten bestehendem Flor (F),
- eine endlos umlaufenden Unterlage (2), auf weicher der Flor (F) bereitgestellt und gefördert wird,
- einer ersten Einrichtung (3, 4) zur Wasserstrahlbeaufschlagung des Flors (F),
- eine der Wasserstrahlbeaufschlagung nachgeordneten Einrichtung (6, 7, 8) zum Einbringen eines die Eigenschaften des Vlieses (V) beeinflussenden Mittels.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch, der Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3, 4, 3.1 , 4.1 , 3.2, 4.2) ist eine Vorrichtung zum Färben, Imprägnieren insbesondere in Form eines Foulard (6, 7, 8) nachgeordnet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch, die den Flor (F) tragende Unterlage ist ein als Sieb ausgebildetes Band (2).
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch, der Einrichtung zum Einbringen (6, 7, 8, ) eines die Eigenschaften des Vlieses beeinflussenden Mittels ist ein Ofen (13) bzw. ein Trockner nachgeordnet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9, gekennzeichnet durch, die erste Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3, 4) ist der endlos umlaufenden Unterlage (2), auf welcher der Flor gefördert wird, zugeordnet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch, die erste Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3, 4) wirkt durch ein Kompaktierband (K) auf den Flor (F).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 11 , gekennzeichnet durch, der Einrichtung zur ersten Wasserstrahlbeaufschlagung (3, 4) ist eine Einrichtung (14) zur Kompression des Flors (F) vorgeordnet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 12, gekennzeichnet durch, der Einrichtung zur ersten Wasserstrahlbeaufschlagung (3, 4) des Flors ist eine zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3.1 , 4.1 , 3.2, 4.2) des vorverfestigten Vlies (V) nachgeordnet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch, die zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3.1 , 4.1) wirkt auf die Rückseite des Vlies (V).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch, die zweite Einrichtung zur Wasserstrahlbeaufschlagung (3.1 , 4.1) wirkt mit einer Vernadelungstrommel (VT) zusammen, mittels der das vorverfestigte Vlies (V) von der endlos umlaufenden Unterlage (2) abgenommen wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch, die Vernadelungstrommel (VT) enthält neben der der Wasserstrahlbeaufschlagung (3.1) zugeordneten Absaugung (4.1) eine weitere Absaugung (5) zum Austreiben von Feuchtigkeit aus dem Vlies (V).
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