Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von perforierten Vliesstoffen mittels hydrodynamischer Vernadelung

Abstract

 Es kann ein Vlies mit einer im Grunde sauberen Lochstruktur auf einer Trommel mit plastischen Erhöhungen mittels energiereichen Wasserstrahlen hergestellt werden. Je nach der Dicke der verwendeten Faser im Vlies kann aber die eine oder andere Faser dennoch quer über ein Loch gespannt angeordnet sein. Um diese ebenfalls zu vermeiden bzw. zu beseitigen, ist nach der Erfindung vorgesehen, das Lochvlies nach dem Trocknen zu sengen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines mit Löchern versehenen Vlieses, indem das ungelochte Nonwoven einer hydrodynamischer Vernadelung unterworfen wird, bei der die Löcher durch Verdrängen von Fasern hergestellt werden, und anschließend das Vlies einer zumindest teilweisen Trocknung unterworfen wird.

[0002] Lochmuster sind nach der US-A-37 50 237 herstellbar. Danach wird das vorgefertigte, zwischen zwei Endlosbahnen gehaltene Vlies radial von außen mit harten Wasserstrahlen zur Herstellung einer Lochstruktur beaufschlagt. Die Vorrichtung besteht aus einer gleichmäßig gelochten Trommel, die rundum von einem Endlossieb bedeckt ist. Das Endlossieb hat offene und geschlossene Bereiche, je nach der gewünschten Lochstruktur. Nachteilig an dieser Herstellungsart der Löcher ist die Tatsache, daß auf diese Weise keine Löcher mit scharf abgegrenzten Kanten hergestellt werden können, und zusätzlich einzelne Vliesfasern bei der Herstellung der Löcher durch die harten Wasserstrahlen in Richtung der Trommel verschoben werden.

[0003] Scharf abgegrenzte Löcher sind nachträglich in ein vorgefertigtes gleichmäßiges Vlies mit der Herstellungsart nach den EP-A-0 215 684, 0 223 614 oder 0 273 454 einbringbar. Dort ist jeweils eine Perforiertrommel aus einem glatten Blech mit Drainageöffnungen gebildet, auf der zwischen den Öffnungen gleichmäßig über die Fläche verteilte plastische Erhöhungen angeordnet sind. Die plastischen Erhöhungen können aus halbseitig offenen Sicken bestehen, so daß damit auch gleichzeitig die Drainageöffnungen gebildet sind, oder noch besser aus nach oben spitz zulaufenden, gleichmäßig verteilten Dornen, zwischen denen als Drainageöffnungen Löcher im Blech angeordnet sind. Die Wasserstrahlen treffen auf diese vom Vlies umschlungene Trommel radial von außen. In allen Fällen ist die Trommel aus einem metallnen Blech hergestellt, auf das die Dorne oder die sonstigen plastischen Erhöhung nur geschraubt werden können, siehe dazu auch die US-A-3 034 180.

[0004] Die Praxis hat gezeigt, daß - auch abhängig von der jeweils verwendeten Faser des Vlieses - schwerlich randsaubere Löcher in ein vorher gleichmäßig hergestelltes Vlies einbringbar sind, also Löcher, die keinerlei quer über die lochähnlichen Vliesöffnungen gespannte Fasern zeigen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorteilhafte Vorrichtung zu finden, mit der letztlich dennoch diese saubere Lochrandstruktur an Löchern in einem wasservernadelten Vlies erzielbar ist.

[0006] Ausgehend von dem üblichen Verfahren zur hydrodynamischen Vernadelung eines Vlieses auf einer Trommel mit darauf vorhandenen plastischen Erhöhungen sieht die Erfindung zur Lösung des Problems vor, daß das mit Löchern versehene Vlies Sengflammen ausgesetzt wird zur nachträglichen Zerstörung von evtl. über den Querschnitt der Löcher noch vorhandenen, quer gespannten Einzelfasern. Wenn also steifere Fasern im Vlies enthalten sein sollten, die durch die Wasservernadelung auf einer Perforiertrommel zumindest nicht dauerhaft in die Randbereiche des jeweiligen Loches verschiebbar sind, dann sollen diese, und zwar allein nur diese über das Loch gespannten Einzelfasern, kurzfristig zum Schmelzen gebracht werden. Die Enden dieser durch Schmelzen zertrennten Einzelfasern ziehen sich selbsttätig in die Randbereiche der Löcher zurück, so daß auf diese Weise saubere Löcher mit der Wasservernadelung kontinuierlich herstellbar sind.

[0007] Es ist sinnvoll, das Vlies während des Sengens, oder besser unmittelbar danach zu kühlen, damit nicht noch andere Fasern des Vlieses unnötig erhitzt werden. Es kann auch vorteilhaft sein, die Flammen der Sengeinrichtung durch die vorher eingebrachten Löcher dringen zu lassen. Dazu sollte das zu sengende Vlies nicht auf einer Unterlage liegen, sondern freihängend geführt sein, aber dann gleich anschließend wieder gekühlt werden. Man kann auch daran denken, die Flammen auf der gegenüberliegenden Seite des Vlieses einem Saugzug zu unterziehen, womit sie mit Sicherheit durch die Löcher zum Schmelzen der dort gespannt gehaltenen Fasern wirksam werden.

[0008] Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Die Figur zeigt im Querschnitt mehrere Vorrichtungen einer Anlage zum Wasservernadeln eines Vlieses zur Herstellung von Löchern, mit einer Trocknungseinrichtung und mit einer Sengeinrichtung am Ende der Anlage,

[0009] In der Zeichnung ist für die Wasservernadelung lediglich eine Trommel 1 dargestellt, der weitere Peripherieteile folgen und vorgeordnet sind, aber wegen der Übersichtlichkeit hier fortgelassen sind. Das im Grunde fertige Vlies 2 überläuft unmittelbar die Trommel 1, der außerhalb ein oder mehrere Düsenbalken 3 unmittelbar zugeordnet sind. Der jeweilige Düsenbalken 3 ist achsparallel zur Trommel 1 angeordnet und an seiner der Trommel 1 zugeordneten Unterseite mit einem hier nicht dargestellten Düsenstreifen zum Austritt der Wasserstrahlen 4 versehen.

[0010] Die Trommel 1 besteht aus einer Trommelwandung 5, die dünn und instabil ausgebildet ist. Diese Trommelwandung 5 weist (gemäß dem oberhalb in Vergrößerung dargestelten Querschnitt) auf der Außenseite eine Vielzahl von plastischen Erhöhungen, wie Dorne 6 auf. Die Dorne 6 sind umgeben von Drainageöffnungen 7. Eine solche instabile Hülle in einer Arbeitsbreite beliebiger Länge ist dann auf eine stabile Siebtrommel 11 aufgezogen, auf die aber vorher ein gröberes Siebgewebe 12 zur Abstandserzeugung zwischen Wandung 5 und Siebtrommel 11 aufgebracht ist. Damit ist die labile Wandung 5 rundum und auch in radialer Richtung fest und unverrückbar gehalten. Wie üblich ist die Siebtrommel 11 zum Absaugen des aufgespritzten Wassers unter Saugzug gesetzt, wozu im Inneren der Trommel 1 ein Saugrohr 8 zentrisch angeordnet ist, das zur Siebtrommel 1 sich erstreckende Saugschlitze 10 aufweist, denen wiederum die Wasserbalken 3 zugeordnet sind.

[0011] Das auf dieser Trommel 1 mit Löchern versehene Vlies 2' läuft dann anschießend einer Trocknungseinrichtung zu, wozu in der Zeichnung eine Durchlüftungseinrichtung 13 mit einer unter Saugzug 16 stehenden Siebtrommel 14 dargestellt ist. In dem nicht vom Vlies 2' umschlungenen Bereich ist die Siebtrommel 14 gegen den Saugzug 16 durch ein Innenblech 15 abgedeckt.

[0012] Nach dem Trockenvorgang soll das Lochvlies in den Löchern gesengt werden. Dazu ist in der Zeichnung rein schematisch eine Sengeinrichtung dargestellt. Sie besteht aus einem sich über die Arbeitsbreite erstreckenden Balken 17, mit dem Flammen 18 gegen das Vlies gerichtet werden können. Weiterhin ist an der Sengeinrichtung eine Trommel 19 dargestellt, die zunächst für die Kühlung, aber auch für den Transport des Vlieses sorgen soll. Die Flammen 18 können auf die Trommel 19 gerichtet sein, oder besser in dem Bereich vor der Trommel 19 auf das Vlies, damit in dem nicht geführten Bereich des Vlieses die Flammen besser durch die Löcher dringen können. Man kann auch an einen Saugzug 20 denken, dem die Flammen unterworfen sind.

[0013] Der Kühl- und Transporttrommel 19 kann auch noch eine Gegentrommel 21 zugeordnet sein, die zur Kühlung der anderen Seite des Vlieses ebenfalls gekühlt sein kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines mit Löchern versehenen Vlieses, indem das ungelochte Nonwoven einer hydrodynamischer Vernadelung unterworfen wird, bei der die Löcher durch Verdrängen von Fasern hergestellt werden, und anschließend das Vlies einer zumindest teilweisen Trocknung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Löchern versehene Vlies Sengflammen ausgesetzt wird zur Zerstörung von evtl. über den Querschnitt der Löcher noch vorhandenen, quer gespannten Einzelfasern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies unmittelbar nach dem Sengen gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung beidseitig vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ― 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammstärke in ihrer Intensität so gesteuert wird, daß sie allein ausreicht, um nur über den Querschnitt der Löcher gespannte Einzelfasern zu schmelzen, zu zertrennen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammstärke vom Vliesgewicht abhängig gemacht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammstärke vom Abstand der Flammen zur Oberfläche des Vlieses abhängig gemacht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ― 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Sengeinrichtung gegenüberliegenden Seite des Vlieses ein Saugzug auf die Flammen und damit durch die Löcher einwirkt.

8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 ― 7 mit einer Wasserstrahl-Vernadelungsvorrichtung (1-12) zur Herstellung von Löchern in ein Nonwoven (2) durch Verdrängen der Fasern in die Seitenbereiche der jeweiligen Löcher und einer Trocknungsvorrichtung (13) zum zumindest teilweisen Trocknen des durch die Wasserstrahlbehandlung nassen Vlieses (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage ergänzt ist durch eine sich über die Arbeitsbreite des Vlieses (2') erstreckende Sengvorrichtung (17, 18), deren offene Flammen (18) unmittelbar gegen das Vlies (2') gerichtet sind.

9. Vorrichtung zum Sengen eines Lochvlieses nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Balken (17) mit den offenen Flammen (18) eine Trommel (20) zugeordnet ist, die auch für den Transport des Vlieses vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (20) gekühlt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (20) eine weitere Kühlwalze (21) zugeordnet ist, zwischen denen das Vlies (2') zur beidseitigen Kühlung bewegt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 ― 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sengbalken (17) unmittelbar vor der Kühlwalze (20) dem nicht unterstützten Vlies (2') zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 ― 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sengeinrichtung (17, 18) auf der gegenüberliegenden Seite des Vlieses (2') eine Einrichtung (20) zur Erzielung eines Saugzuges (Pfeil) zugeordnet ist.

Zeichnung