Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von strukturierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung

Abstract

 Es ist ein Verfahren zur Herstellung von verfestigten und an ihrer Oberfläche strukturierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung bekannt, indem ein zu vernadelndes Vlies auf einem ersten Endlosband in einen Verdichtungsspalt zwischen einer Umlenkwalze für dieses Sieb und einem zweiten Sieb, das gegenläufig mit dem ersten Sieb einen Verdichtungskanal bildet, geführt wird, und noch im gepressten Zustand durch das zweite Sieb mittels Wasserstrahlen beaufschlagt und dabei mit einer Oberflächenstruktur versehen wird. Dabei wird nicht die gesamte Oberfläche des Vlieses von verfestigenden Wasserstrahlen getroffen, so dass die nicht getroffenen Bereiche an der Oberfläche jedenfalls rau sind. Um dies zu vermeiden, wird das zunächst unverfestigte Vlies vor der Strukturierbehandlung zumindest an seiner Strukturieroberfläche vorverfestigt, vorzugsweise mit der hydrodynamischen Vernadelung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellu ng von verfestigten und an ihrer Oberfläche strukturierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung, indem ein zu vernadelndes Vlies auf einem ersten Endlosband in einen Verdichtungsspalt zwischen einer Umlenkwalze für dieses Sieb und einem zweiten Sieb, das gegenläufig mit dem ersten Sieb einen Verdichtungskanal bildet, geführt wird, und noch im gepressten Zustand durch das zweite Sieb mittels Wasserstrahlen beaufschlagt und dabei mit einer Oberflächenstruktur versehen wird.

[0002] Ein Verfahren dieser Art ist aus der EP-A-1 063 332 bekannt. Es hat den Vorteil, dass bei der Komprimierung eines noch lockeren Vlieses zwischen den beiden konisch aufeinander zu laufenden Endlosbändern gleichzeitig eine Strukturierung der Vliesoberfläche und eine Verfestigung mittels der hydrodynamischen Vernadelung vorgenommen werden kann. Die Strukturierung kann auf der Oberfläche oder auf der Auflagefläche des Vlieses durchgeführt werden, je nachdem welches Endlossieb mit einer Struktur gebenden Fläche versehen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn - wie in der WO 03/008691 vorgesehen - das durchfließende Fluid nicht nur im Bereich der strukturbildenden Bildmuster, sondern auch außerhalb der Randbereiche der Bildmuster vollflächig durch das Endlosband abgeführt werden kann. Die erzeugte Strukturierung, die Bilder auf der Oberfläche des Vlieses sind scharfkantig und vielfältig.

[0003] Neben einer auf der Unter- also auf der Auflageseite des Vlieses erzeugten Strukturierung ist auch eine solche auf der Oberseite herstellbar. Es ist dazu lediglich das zweite, das obere Endlosband mit der strukturierenden Fläche zu versehen. Damit sind die erzeugten Muster entsprechend der mustergebenden Öffnungen in das Vlies vertieft eingeprägt, während die übrigen von der Fläche des Endlosbandes abgedeckten Bereiche von den Wasserstrahlen unbeaufschlagt bleiben. Dies hat aber zur Folge, das diese unbeaufschlagten Bereiche nicht verfestigt sind, was auch zu einer unerwünschten Flusenbildung in diesen Bereichen führt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazu gehörige Vorrichtung zu entwickeln, mit dem mittels der Hydrodynamik eine klare Struktur in ein Vlies z. B. einseitig eingebracht werden kann, jedoch auch eine ausreichende Verfestigung beider Vliesoberflächen in der Kompaktiereinheit erreichbar ist.

[0005] Ausgehend von dem Verfahren anfangs genannter Art, liegt die gefundene Lösung des Problems darin, dass das zunächst unverfestigte Vlies vor der Strukturierbehandlung vorverfestigt wird. Die Vorverfestigung kann mittels eines Kalanders, aber vorzugsweise auch mit der hydrodynamischen Vernadelung erfolgen. Eine entsprechende Vorrichtung besteht aus einer aus der EP-A-1 063 332 bekannt Konstruktion, an der lediglich neu ein vorzugsweise Düsenbalken dem unterstützenden ersten Endlosband zugeordnet ist, der dann die oberseitige Vorverfestigung durchführt. Wenn nun die Oberseite leicht vorverfestigt und anschließend nach der zusätzlichen Kompaktierung die Struktur aufgenadelt wird, dann ist letztlich z. B. nur noch die Auflagefläche, die Rückseite mit einer flächigen Vernadelung glatt zu verfestigen, um ein gewünschtes Produkt zu erhalten.

[0006] Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Die Figur zeigt im Querschnitt eine Wasservernadelungsanlage mit zwei Vernadelungstrommeln und einem auslaufenden Endlosband zur Herstellung eines verfestigten und mit einer Struktur versehenen Vlieses oder Tissue.

[0007] In Richtung des Pfeils 1 läuft die von einer nicht dargestellten Krempel- oder einer sonstigen Vlieslegemaschine kommende Faserbahn 2 auf das von Umlenkwalzen gespannt geführte Endlosband 3. Am Ende des oberen Trumms ist die eine der zwei Umlenkwalzen als die sogenannte Vernadelungstrommel 4 ausgebildet, die nicht nur tangential zum darüber angeordneten Verdichtungs-Endlosband 5 angeordnet, sondern zur Erhöhung des Drucks im Vlies 2 in die Ebene des mittels der Umlenkwalzen 6 gespannt geführten zweiten Endlosbandes 5 eintaucht. Vor der Übergabe wird die Faserbahn 2 zunächst in den konischen Verdichtungskanal zwischen den beiden Endlosbändern 3 und 5 geführt, dort verdichtet und dann mittels des dem Endlosband 5 zugeordneten Düsenbalkens 7 durch das Endlosband 5 hindurch mit Wasserstrahlen beaufschlagt.

[0008] Auf der Vernadelungstrommel 4 erfolgt anschließend - nach diesem Beispiel - nunmehr die erste stärkere Vernadelung, hier mit drei Düsenbalken 8, was aber auch entfallen kann, um die erzeugten Strukturen nicht zu beeinflussen. Das die Vernadelungstrommel 4 umschlingende Endlosband 3 gewährleistet auch den Transport des vernadelten Vlieses 2 von der Vernadelungstrommel 4 zur folgenden Trommel 9, der ebenfalls Düsenbalken 10 zugeordnet sind. Die beiden Trommeln 4, 9 können aber auch unmittelbar aneinander grenzen, so dass die Übergabe des Vlieses ohne das Endlosband 3 erfolgt. Die Vernadelungstrommel 4 ist flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet, was durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die durch die Düsenbalken 7 und 8 auf das Vlies gespritzte Flüssigkeit wird durch die Trommel 4 geblasen und von der Innenseite durch einen dort im Saugkasten 17 erzeugten Saugzug abgeführt.

[0009] Auf der zweiten Trommel 9 kann eine weitere Beaufschlagung des Vlieses mit scharfen auf der Innenseite durch Saugzug 18 abgeführten Wasserstrahlen des mäanderförmig geführten Vlieses 2 auf seiner Rückseite erfolgen, um auch diese Seite zu verfestigen, zu glätten. Anschließend läuft das Vlies gemäß Ausführungsbeispiel auf das abschließende horizontal geführte Endlosband 11, dem auf der Oberseite ebenfalls drei Düsenbalken 12 mit Absaugung 13 unterhalb des Endlosbandes 11 und die Schlussabsaugung, -entwässerung 14 zugeordnet sind. Auch diese Vernadelung 12, 13 kann entfallen.

[0010] Auf dieser Anlage soll das Vlies 2 nicht nur verfestigt werden, sondern auch zunächst auf einer Seite mit einem Oberflächenmuster versehen werden. Dazu dient ein strukturiertes Endlosband 5, 3 oder 11. Wenn das Einlaufband 3 mit einem Strukturmuster versehen ist, dann wird die Rückseite des einlaufenden Vlieses 2 mit dem Muster versehen. Hat das Endlosband 5 eine besondere Gestaltung, erfolgt die Musterung auf der Oberseite des einlaufenden Vlieses 2. Die Strukturierung erfolgt mittels den gleichzeitig verfestigenden Wasserstrahlen aus den Düsenbalken 7 oder 8. Die Balken 10 werden dann entfallen, es sei denn die Rückseite des Vlieses soll noch glatt verfestigt werden. Man kann das Vlies aber auch zunächst beidseitig auf den Trommeln 4 und 9 verfestigen und erst auf dem Endlosband 11 eine Strukturierung durchführen. Dazu wäre dieses Band entsprechend auszubilden. Das Muster kann hier mittels der Düsenbalken 12 erzeugt werden oder nur mit der Schlussabsaugung 14, die das Vlies an das Endlosband 11 ziehen und es so mit dem Muster des Siebes 11 versehen.

[0011] Eine kontinuierliche Musterbildung mit dieser Vorrichtung hat sich dann als besonders wirkungsvoll herausgestellt, wenn das Endlosband 5, das sogenannte Komprimierband, mit einer musterbildenden Struktur versehen ist. Die aus dem Düsenbalken 7 austretenden Wasserstrahlen bewirken dann auf der Oberseite des Vlieses 2 ein Muster, indem die Fasern des Vlieses in den Freiräumen des Endlosbandes 5 von den Wasserstrahlen getroffen und dabei verdichtet werden, aber die vom Material des Endlosbandes abgedeckten Bereiche von den Wasserstrahlen nicht beaufschlagt werden, also im Ergebnis das Vlies dort erhabener verbleibt. Die Düsenbalken 8 sind in diesem Fall abgestellt.

[0012] Nachteilig bei dieser Art von Musterbildung mit dem Endlosband 5 ist die Tatsache, dass die nicht von den Wasserstrahlen getroffenen, die abgedeckten Bereiche des Vlieses nicht nur unverfestigt sind, sondern das Vlies in diesen Bereichen keine glatte Oberfläche hat. Um dies dennoch zu erzeugen, ist ein weiterer Düsenbalken 15 mit Absaugung 16 vor dem Komprimierband 5 dem Endlosband 3 direkt zugeordnet. Damit kann die Oberfläche des einlaufenden und an dieser Oberfläche zu strukturierenden Vlieses zunächst leicht vorverfestigt und/oder geglättet werden. Die Strukturierung erfolgt dann anschließenden mit dem Düsenbalken 7 unverändert.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von verfestigten und an ihrer Oberfläche strukturierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung, indem ein zu vernadelndes Vlies auf einem ersten Endlosband in einen Verdichtungsspalt zwischen einer Umlenkwalze für dieses Sieb und einem zweiten Sieb, das gegenläufig mit dem ersten Sieb einen Verdichtungskanal bildet, geführt wird, und noch im gepressten Zustand durch das zweite Sieb mittels Wasserstrahlen beaufschlagt und dabei mit einer Oberflächenstruktur versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zunächst unverfestigte Vlies vor der Strukturierbehandlung vorverfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies zur Vorverfestigung kalandriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies zur Vorverfestigung hydrodynamisch beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies auf dem unterstürzenden ersten Endlossieb mit Wasserstrahlen beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverfestigung beidseitig durchgeführt wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung von verfestigten und an ihrer Oberfläche strukturierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung, indem ein zu vernadelndes Vlies auf einem ersten durchlässigen Endlosband in einen Verdichtungsspalt zwischen einer Umlenkwalze für dieses Endlosband und einem zweiten Endlosband, das gegenläufig mit dem ersten Endlosband einen Verdichtungskanal bildet, geführt wird, und noch im gepressten Zustand durch das zweite Endlosband mittels Wasserstrahlen beaufschlagt und dabei mit einer Oberflächenstruktur versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem in den Verdichtungsspalt einlaufenden Vlies (2) zur Vorverfestigung ein Verfestigungsaggregat vorgeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten das Vlies unterstützenden Endlossieb (3) ein Düsenbalken (15) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem das Vlies (2) vorverfestigenden Düsenbalken (15) unterhalb des einlaufenden Endlosbandes (3) eine Absaugvorrichtung (16) zugeordnet ist.

Zeichnung