EP1176235A1 - Method and apparatus for making filament like textile products - Google Patents
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- EP1176235A1 EP1176235A1 EP01117082A EP01117082A EP1176235A1 EP 1176235 A1 EP1176235 A1 EP 1176235A1 EP 01117082 A EP01117082 A EP 01117082A EP 01117082 A EP01117082 A EP 01117082A EP 1176235 A1 EP1176235 A1 EP 1176235A1
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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
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
- D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
- D01G15/02—Carding machines
- D01G15/12—Details
- D01G15/46—Doffing or like arrangements for removing fibres from carding elements; Web-dividing apparatus; Condensers
- D01G15/52—Web-dividing arrangements
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- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
- D03D15/40—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads
- D03D15/44—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads with specific cross-section or surface shape
- D03D15/46—Flat yarns, e.g. tapes or films
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- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
- D04H3/10—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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
- Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
- Y10T156/1084—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing of continuous or running length bonded web
- Y10T156/1087—Continuous longitudinal slitting
Definitions
- the invention is in the field of textile technology and relates to a method and a Device according to the preambles of the relevant independent claims.
- the method and device are used to produce thread-like, textile Made from staple fiber material.
- Staple fiber materials such as cotton or wool consist of fibers of limited length.
- the fibers are usually flat by carding Carded fleece processed, which is then combined into a carding tape.
- the carded sliver is no longer random, but is preferred in the direction of processing aligned.
- the card sliver is stretched and more Aligning the fibers transformed into a longitudinal structure in which the fibers are closer lie closer together than in the carding fleece and parallelized to an even greater extent are.
- This longitudinal structure is made into a thread by turning (spinning), in which thread the fibers are created by mutual friction are connected and which thread through this friction a considerable tensile strength having.
- Such threads are made by weaving, knitting or others in the Known methods of textile industry are further processed into flat structures.
- US Pat. No. 5,622,766 or EP-0629723 propose increase the volume of common threads by adding a vertical stripe to each a card fleece is assigned.
- a group of threads running parallel brought together with a carding fleece and with the help of a suitable adhesive treated.
- the card fleece, the fibers of which are treated with the adhesive are also glued together, with the threads adhering to them between each cut two threads in length.
- These longitudinal structures, each one Thread and a strip of nonwoven adhering to it are according to a corresponding Conditioning as a weft thread for weaving a flat structure usable, whereby the conditioning is not specified in the publication.
- the adhesive is removed from the flat structure after weaving.
- a covering fabric can be created that is up to has six times less weft threads per unit length than a fabric with the same untreated threads are woven without additional loose fiber dressing becomes.
- a fabric made in this way is because of the looser arrangement of the fibers from the nonwoven fabric are very absorbent and one cannot to withstand excessive mechanical stress.
- the object of the invention is to demonstrate a method with which a staple fiber material thread-like, textile structures can be produced, which without further processing for the production of flat, textile structures methods known per se in the textile industry.
- the thread-like Formations have a high volume, such that they are relatively small Thread densities can still be processed to cover, flat structures.
- the filiform Structures should be like this without the addition of permanent adhesives be stable that flat structures can be made from it, for example only consist of natural staple fibers and which are nevertheless intended for an intended Application have sufficient strength. Furthermore, it should be possible in the thread-like structures to integrate even the shortest fibers and fiber parts. It is also the object of the invention, an apparatus for performing the method to create the thread-like structures.
- the method according to the invention is based on a staple fiber material that is in Form of a flat and quasi endless manufactured in a conventional manner
- a nonwoven fabric for example a carded nonwoven or a carded nonwoven.
- the fibers in this nonwoven are advantageously already in one increased mass aligned in the longitudinal direction of the quasi-endless fleece, such as this is the case in a carded or carded fleece.
- the almost endless fleece is in a plurality of fiber tapes are divided and the fiber assembly is solidified, whereby for the division and / or for at least part of the consolidation accordingly controlled fluid dynamic forces are used.
- further solidification is carried out using methods known per se.
- a particularly simple and therefore particularly advantageous method results when the fibers used to produce the fiber tapes from the nonwoven, Fluid dynamic forces can be controlled in such a way that the nonwoven fabric through them Forces in fiber ribbon is separated and the fiber structure in the resulting Ribbon essentially simultaneously through swirling (English: entangling) or swirl is solidified. It turns out that fiber ribbons produced in this way can achieve a strength necessary for the strength of a flat Formed is sufficient.
- these can be subjected to further treatment (for example with adhesive or by incorrect turning) be, the solidification from the further treatment after the production of the flat structure advantageously at least partially reversed becomes. Spinning the ribbon is not recommended as a further treatment, because it reduces the volume of the fiber ribbons too much. Further it turns out that very short fibers are also good in such a fiber ribbon are stabilized.
- nonwovens other than fluid dynamic To separate forces in fiber ribbons for example with mechanical Release agents and the fluid dynamic forces only for their solidification use.
- fluid dynamic means essentially use only for the separation of the nonwoven fabric in the fiber ribbon and the Realization using the same methods as for further processing is described.
- the method according to the invention for the production of thread-like, textile structures is, as can be seen from the brief description above, in particular at Application of fluid dynamic forces for the separation of the nonwoven in Ribbon and for the consolidation of the fiber structure or partial consolidation of the fiber structure very easily and in a single, continuous process feasible.
- the fiber ribbons produced by the process according to the invention are special without substantial stretching and without spinning and also without connection with another thread-like structure according to known in the textile industry Methods can be processed into flat structures, being used for a specific Processing is not subject to specific conditioning have to.
- the consolidated fiber tapes produced by the process according to the invention are advantageously wound on spools and are from spools e.g. processed into flat structures by weaving or knitting. It can too Blended fabrics are made, for example, a spun thread as Warp thread and fiber tapes produced by the method according to the invention can be used as a weft.
- Flat structures for example fabrics, which are at least partially derived from the fiber ribbons produced by the process according to the invention have a similar appearance as corresponding structures made of spun threads, but have with a significantly smaller thread density there are no visible gaps so opaque.
- the flat structures have a small amount of fibers per unit area on, they can run at high process speeds because of the low thread density and they can make up a significant portion of short, that means contain inferior fiber material.
- the fiber tapes produced by the method according to the invention included, compared to corresponding structures from spun threads or from spun threads flocked in some way, very cheap. Of course, they are not as hard-wearing as the corresponding fabrics spun fiber material.
- Ribbon-made flat structures for example fabrics, in particular suitable for modest requirements, for example as material for Disposable laundry or cleaning wipes.
- disposable laundry e.g. table or bed linen
- they can be matched against corresponding "non-woven" products continue to compete, but by the fact that they are just woven have the advantage of looking more like traditional laundry and feeling more like to feel such.
- the device according to the invention with which the fiber tapes are produced, is equipped for the generation and control of fluid dynamic forces and for Positioning of a quasi-continuous non-woven fabric, which may already be through other means is divided into a plurality of fiber tapes, in the area of this Forces, the two functions in such a way on each other and on the processed Nonwovens are matched that the positioned nonwoven by the fluid dynamic Forces divided into a plurality of compressed fiber ribbons and / or the fiber structure is solidified.
- the device according to the invention has a treatment area a striped, perforated treatment template, Means for generating directed against the treatment template Fluid jets (e.g. air, saturated steam or water jets) and means for suction the fluid from the other side of the treatment template.
- Fluid jets e.g. air, saturated steam or water jets
- the device is equipped in such a way that the nonwoven fabric passes through the treatment area can be performed, it being on the processing template or bears against a carrier screen arranged between the template and the nonwoven fabric.
- a carrier screen arranged between the template and the nonwoven fabric.
- the device has means for preferably continuous feeding of the nonwoven fabric to and through the treatment area and means for a corresponding Conveying the compressed fiber tapes away from the treatment area, optionally also means for winding up the finished fiber tapes (e.g. one Warp beam and / or a plurality of winding devices).
- the device can be exposed to the fluid dynamic forces Separation of the nonwoven into fiber tapes and means for further treatment of the Have fiber tapes, for example a means for treating the fiber tapes with an adhesive that comes back after the manufacture of the flat structure is removable from the fibers, or a means for the known, temporary Twisting (wrong turning) of the fiber ribbons.
- a treatment agent is downstream of the treatment area in which the nonwoven fabric fluid-dynamic forces is to be arranged.
- FIG. 1 illustrates a preferred embodiment of the method according to the invention for producing thread-like, textile structures from a staple fiber material, which thread-like, textile structures are suitable for the production of flat, textile structures by methods known in the textile industry for processing, for example, spun threads ,
- a quasi-endless non-woven fabric 1 is in a conveying direction F against a treatment area 2 and promoted by this treatment area 2.
- a machining template and hit fine fluid jets e.g. Water-, Saturated steam or air jets from the other side onto the nonwoven fabric 1 (Fluid jets and treatment template are not shown in Figure 1).
- the effect of fluid jets and processing templates creates in the nonwoven fabric strip-shaped, low-fiber regions 4 and running in the conveying direction F. alternating with these a plurality of parallel fiber tapes 3.
- the fiber tapes 3 in one Transported away direction F '.
- the fiber structure in the fiber ribbon 3 is compacted and consolidated with respect to the fiber structure of the nonwoven fabric 1, that is, the fibers are closer to each other in the ribbon, mostly in the direction of conveyance aligned and more intertwined or twisted.
- FIGS. 2A to 2C show sections (corresponding to the section lines AA, BB, CC in FIG. 1) through the fiber fleece 1 or through the fiber tapes 3 produced therefrom during an exemplary type of treatment with a processing template and fluid jets.
- FIG. 2A shows the nonwoven fabric 1 positioned on a treatment template 10 is.
- the treatment template 10 is through perforations 11 and elevations 12 in Direction of conveyance structured in a strip shape, the elevations 12, as shown extend in the conveying direction and the perforations 11 in the between the elevations 12 lying valleys are arranged.
- the fluid jets 13 generated by nozzles 20
- the fluid jets 13 are against the elevations directed and move the fibers positioned over the elevations 12 in the Valleys between the elevations 12 and also give them a preferred orientation in the conveying direction F.
- the fluid is under the machining template 10 aspirated.
- FIG. 3 shows a top view of an arrangement of nozzles 20 for generating water, saturated steam or air jets in a treatment area, as illustrated by FIGS. 2A to 2C.
- the nozzles 20 are designed, for example, as corresponding openings in three nozzle bars 21 extending across the width of the nonwoven fabric or as individual nozzles.
- the nozzles 20 in an area B (FIG. 2B, initial phase of the treatment) are aligned with the elevations 12 of the treatment template 10.
- area C (FIG. 2C, final phase of the treatment)
- the nozzles move against the valleys arranged between the elevations 12.
- the nozzles 20 are aligned with the valleys.
- the nozzles have a diameter of the order of 0.01 to 1.0 mm.
- FIGS. 4A to 4D show a further, exemplary treatment of a nonwoven fabric 1 with fluid dynamic forces in essentially the same way as FIGS. 2A to 2C.
- the fiber fleece 1 or the fiber ribbon 3 lies against a carrier sieve 40.
- the carrier screen 40 has, for example, regular perforations.
- a stationary processing template 10 is provided, which has a strip-like pattern of slots 41.
- the slots 41 narrow from the entrance of the treatment area (5B) towards the exit of the treatment area (5D).
- the fluid jets 13 are generated by an arrangement of substantially evenly distributed nozzles 20.
- the arrangement of the nozzles 20 and the slots 41 results in fluid flows parallel to the carrier sieve 40, through which low-fiber regions are formed between the slots 41 and the fiber material is solidified over the slots 41.
- FIG. 5 shows a section of a further processing template 10 (section as in FIGS. 2A to 2C) with a stripe-shaped structuring and perforation, which can be the same through the entire processing area.
- the processing template 10 has elevations 12 oriented in the processing direction and valleys 42 between elevations.
- the valleys 42 have a first, steeper side wall 43 and a second, less steep and stepped side wall 44.
- the fluid jets 13 are aligned with the valleys 42 in such a way that the one runs along or reflects the less steep wall 44 over the step, while other fluid jets are guided essentially along the steeper wall 43 onto the valley floor.
- the fluid is sucked off through the processing template 10 in the valley bottom.
- Fluid nozzles 20 can be arranged aligned with the walls 43 and 44, as shown in FIG. 5, or they can be distributed in a regular pattern over the width of the template 10.
- the fiber fleece 1 lies on the elevations at the entrance of the processing area and is then separated into fiber tapes 3, which are driven into the valleys 42. Positioned on the valley floor, the fiber tapes 3 experience through the effect the fluid jets a twist, through which the fiber structure is solidified.
- FIG. 6 shows in a very schematic manner an exemplary embodiment of the device according to the invention.
- This device each has a conveyor belt 40.1 and 40.2 for feeding the nonwoven fabric 1 and for conveying away the fiber tapes 3.
- the treatment area 2 is arranged between these conveyor belts.
- the nonwoven fabric 1 or the resulting fiber tapes 3 are conveyed through the treatment area by means of the treatment template 10, which is also designed as a correspondingly structured conveyor belt.
- Fluid jets 13 are directed against the treatment template 10.
- a means 48 for heat treatment of the fiber tapes can optionally be arranged downstream of the means for generating these rays. Fiber tapes treated with water jets are dried here, for example.
- the drying of fiber tapes can also be carried out off-line.
- the conveyor belt designed as a treatment template 10 can be an endless Carrier sieve, which moves over a stationary treatment template, as shown in Figures 4A to 4D.
- FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of the device according to the invention.
- the nonwoven fabric 1 is produced by a card 50 and fed directly to the method according to the invention.
- the device according to the invention is essentially a drum-like arrangement 51.
- the lateral surface of the drum rotating in the direction of the arrow is designed, for example, as a treatment template 10.
- a region of a second stencil 30 designed as an endless band is guided over rollers 60 such that it is pressed between the rollers against a region of the first stencil 10.
- the rollers can be spring-loaded for metering the pressing action.
- the pressing area represents the treatment area 2, in which a means 61 for generating fluid jets 13 is also arranged, such that the fluid jets 13 hit the nonwoven fabric 1 lying on the drum surface through the second template 30.
- the means 61 for generating the fluid jets 13 is designed, for example, as a hollow bar which is aligned parallel to the drum axis and which has a wall which is directed toward the drum surface and is accordingly equipped with nozzles and which can be pressurized with a fluid.
- the drum assembly 51 which is used to treat the nonwoven fabric with fluid dynamic Forces can, as shown in Figure 7 at the exit of a usual card 50 or another device for producing a nonwoven fabric then be installed. But it can also be in a card or other Device for the production of a nonwoven fabric, for example the Replace take-off roller 62 or one of the rollers 63 following the take-off roller 62.
- the fiber tapes created in the treatment area 2 are removed from the drum arrangement 51 3 optionally fed to a further processing station, which is shown in FIG Trap an adhesive bath 52, a tape storage 53 and a tape dryer 54 includes. After the belt dryer 54, the adhesive treatment stabilized fiber ribbon 3 rolled up on rollers 55.
- thermoplastic is polyvinyl alcohol, which activated by heat and soluble in water, that means simply from a flat surface Structure is washable.
- the fiber tapes can be added by adding a suitable adhesive or of suitable binding fibers (e.g. made of polypropylene) also permanently be solidified.
Abstract
Description
Die Erfindung liegt im Gebiete der Textiltechnik und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der betreffenden, unabhängigen Patentansprüche. Verfahren und Vorrichtung dienen zur Herstellung von fadenförmigen, textilen Gebilden aus Stapelfasermaterial.The invention is in the field of textile technology and relates to a method and a Device according to the preambles of the relevant independent claims. The method and device are used to produce thread-like, textile Made from staple fiber material.
Stapelfasermaterialien wie beispielsweise Baumwolle oder Wolle bestehen aus Fasern mit beschränkter Länge. Um aus derartigen Materialien fadenförmige Gebilde herzustellen, werden die Fasern üblicherweise durch Karden zu einem flächigen Kardenvlies verarbeitet, das dann zu einem Kardenband zusammengefasst wird. Im Kardenband sind die Fasern nicht mehr zufällig sondern bevorzugt in der Verarbeitungsrichtung ausgerichtet. Dann wird das Kardenband durch Strecken und weiteres Ausrichten der Fasern zu einem Längsgebilde gewandelt, in dem die Fasern näher beieinander liegen als im Kardenvlies und zu einem noch höheren Masse parallelisiert sind. Dieses Längsgebilde wird durch Drehen (Spinnen) zu einem Faden verarbeitet, in welchem Faden die Fasern allein durch gegenseitige Reibung miteinander verbunden sind und welcher Faden durch diese Reibung eine beträchtliche Reissfestigkeit aufweist. Solche Fäden werden durch Weben, Stricken oder andere in der Textilindustrie bekannte Methoden zu flächigen Gebilden weiter verarbeitet. Staple fiber materials such as cotton or wool consist of fibers of limited length. To thread-like structures from such materials To manufacture, the fibers are usually flat by carding Carded fleece processed, which is then combined into a carding tape. in the The carded sliver is no longer random, but is preferred in the direction of processing aligned. Then the card sliver is stretched and more Aligning the fibers transformed into a longitudinal structure in which the fibers are closer lie closer together than in the carding fleece and parallelized to an even greater extent are. This longitudinal structure is made into a thread by turning (spinning), in which thread the fibers are created by mutual friction are connected and which thread through this friction a considerable tensile strength having. Such threads are made by weaving, knitting or others in the Known methods of textile industry are further processed into flat structures.
Ein Vorteil des genannten Prozesses, der von einem sehr losen Faserverband, wie es das Kardenvlies darstellt, zu einem flächigen Gebilde mit einer hohen Festigkeit führt, besteht darin, dass dazu an sich keine Zusatzstoffe notwendig sind, dass damit also hochwertige, flächige Gebilde herstellbar sind, die im wesentlichen nur aus den Fasern des Ausgangsmaterials bestehen. Für den genannten Prozess müssen die zu verarbeitenden Fasern eine minimale Länge haben. Von einem natürlichen Fasermaterial, das auch kurze und kürzeste Fasern enthält, fällt also ein Teil der Fasern gegebenenfalls als Abfall an. Die nach dem genannten Prozess hergestellten Fäden sind sehr kompakt, so dass sie in daraus hergestellten flächigen Gebilden sehr nahe beieinander angeordnet sein müssen (hohe Fadendichte), wenn das flächige Gebilde deckend sein soll.One advantage of the process mentioned is that of a very loose fiber structure like it represents the carding fleece to a flat structure with a high strength leads, is that no additives are necessary per se, that with it So high-quality, flat structures can be produced, which essentially only from the Fibers of the starting material exist. For the above-mentioned process they have to processing fibers have a minimal length. Of a natural fiber material, that also contains short and shortest fibers, some of the fibers may fall as waste. The threads produced by the above process are very compact, so that they are very close to one another in the flat structures produced therefrom must be arranged (high thread density) if the flat structure should be opaque.
Weniger kompakte Fäden, die die gleiche Menge an Fasermaterial enthalten, hätten ein grösseres Volumen als die oben beschriebenen, gesponnenen Fäden und könnten bei einer niedrigeren Fadendichte ein trotzdem deckendes Gewebe bilden. Aus diesem Grunde wird insbesondere für die Herstellung von billigeren, flächigen Textilgebilden versucht, das Fadenvolumen zu erhöhen, beispielsweise durch Verwendung eines lockereren Faserverbandes, in dem die Fasern zusätzlich zur gegenseitigen Reibung mit weiteren Mitteln zusammengehalten werden, oder durch Verbinden eines üblichen gesponnenen Fadens mit einem lockereren Faserverband. Die Fasern in diesen lockereren Faserverbänden werden beispielsweise zusammengehalten mit Klebstoffen, die es erlauben, auch kurze und kürzeste Fasern im Verband zu halten. Es ist auch bekannt, dass aus flächigen Gebilden, die aus derartigen fadenförmigen Gebilden hergestellt sind, der Klebstoff mindestens zum Teil wieder herausgelöst werden kann. Dies ist möglich, weil ein fadenförmiges Gebilde für die Weiterverarbeitung zu einem flächigen Gebilde eine bedeutend höhere Festigkeit (besserer Zusammenhalt der Fasern) aufweisen muss, als dies im entstehenden flächigen Gebilde der Fall ist, wo miteinander in Kontakt stehende Fäden einander weiter stabilisieren. In den folgenden Abschnitten sind einige Beispiele von bekannten Verfahren genannt, mit denen versucht wird, durch Verwendung von Faserverbänden, die lockerer sind als die Faserverbände in gesponnenen Fäden, mit weniger Fasermaterial trotzdem möglichst deckende flächige Gebilde mit einer befriedigenden Festigkeit zu erzeugen.Less compact threads that contain the same amount of fiber material a larger volume than the spun threads described above and could with a lower thread density form a covering fabric that is nevertheless opaque. For this The reason is in particular for the production of cheaper, flat textile structures tries to increase the thread volume, for example by using it a looser fiber structure, in which the fibers in addition to the mutual Friction can be held together by other means, or by connecting a common spun thread with a looser fiber structure. The fibers in these looser fiber associations, for example, are held together with Adhesives that allow short and shortest fibers to be held in the bandage. It is also known that from flat structures that consist of such thread-like Formed are produced, the adhesive is at least partially removed again can be. This is possible because of a thread-like structure for further processing to a flat structure a significantly higher strength (better cohesion of fibers) must have than in the resulting flat structure the case is where threads in contact with each other further stabilize each other. The following sections give some examples of known methods, with which attempts are made by using fiber dressings that are looser are as the fiber associations in spun threads, with less fiber material anyway flat structures as possible with a satisfactory strength produce.
In der Patentschrift US-5622766 oder EP-0629723 wird beispielsweise vorgeschlagen, das Volumen üblicher Fäden zu vergrössern, indem ihnen je ein Längsstreifen eines Kardenvlieses zugeordnet wird. Eine Schar parallel verlaufender Fäden wird mit einem Kardenvlies zusammen gebracht und mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffs behandelt. Dann wird das Kardenvlies, dessen Fasern durch die Klebstoffbehandlung ebenfalls miteinander verklebt sind, mit den daran haftenden Fäden zwischen je zwei Fäden in Längsgebilde zerschnitten. Diese Längsgebilde, die je einen Faden und einen daran haftenden Streifen des Vlieses umfassen, sind nach einer entsprechenden Konditionierung als Schussfaden zum Weben eines flächigen Gebildes verwendbar, wobei in der Publikation die Konditionierung nicht spezifiziert wird. Der Klebstoff wird nach dem Weben aus dem flächigen Gebilde entfernt. Es zeigt sich, dass auf diese Weise ein deckendes Gewebe erstellt werden kann, das bis zu sechs mal weniger Schussfäden pro Längeneinheit aufweist als ein Gewebe, das mit den gleichen unbehandelten Fäden ohne zusätzlichen lockeren Faserverband gewoben wird. Ein derart hergestelltes Gewebe ist wegen der lockereren Anordnung der aus dem Faservlies stammenden Fasern sehr saugfähig und vermag auch einer nicht zu hohen mechanischen Beanspruchung stand zu halten.For example, US Pat. No. 5,622,766 or EP-0629723 propose increase the volume of common threads by adding a vertical stripe to each a card fleece is assigned. A group of threads running parallel brought together with a carding fleece and with the help of a suitable adhesive treated. Then the card fleece, the fibers of which are treated with the adhesive are also glued together, with the threads adhering to them between each cut two threads in length. These longitudinal structures, each one Thread and a strip of nonwoven adhering to it are according to a corresponding Conditioning as a weft thread for weaving a flat structure usable, whereby the conditioning is not specified in the publication. The adhesive is removed from the flat structure after weaving. It shows yourself that in this way a covering fabric can be created that is up to has six times less weft threads per unit length than a fabric with the same untreated threads are woven without additional loose fiber dressing becomes. A fabric made in this way is because of the looser arrangement of the fibers from the nonwoven fabric are very absorbent and one cannot to withstand excessive mechanical stress.
Ein ähnliches Verfahren wird auch in der Publikation DE-1660214 beschrieben. Nach diesem Verfahren werden mehrfädige Garne hergestellt, deren Volumen durch Zugabe eines lockereren Faserverbandes erhöht wird. Die Fäden bestehen aus thermoplastischen Filamenten und werden in noch nicht ganz ausgekühltem Zustand mit dem losen Faserverband in Verbindung gebracht, derart, dass die Fasern an den Fäden mehr oder weniger permanent haften bleiben. Auch gemäss Publikation FR-515357 wird eine Schar von noch klebrigen, thermoplastischen Fibrillen mit einem flächigen lockeren Faserverband zusammengebracht, der nachher in Streifen geschnitten wird. Beide Verfahren sind nicht anwendbar zur Herstellung von flächigen, textilen Gebilden, die beispielsweise nur aus natürlichen Fasern bestehen sollen.A similar process is also described in the publication DE-1660214. According to this process, multi-thread yarns are produced, the volume of which is Adding a looser fiber structure is increased. The threads are made of thermoplastic Filaments and are not yet completely cooled with associated with the loose fiber structure, such that the fibers on the threads stick more or less permanently. Also according to publication FR-515357 becomes a bevy of sticky thermoplastic fibrils with a flat loose fiber dressing brought together, which is then cut into strips becomes. Both methods are not applicable for the production of flat, textile structures that, for example, should only consist of natural fibers.
Weitere Methoden zur Vergrösserung des Volumens von Fäden oder Garnen durch Verbinden von beispielsweise gesponnenen Fäden durch Zugabe von losen Fasern (Beflocken) sind beschrieben in den Publikationen EP-0339965, US-3835638 oder JP-2289137, wobei in allen Fällen ein Klebeeffekt für die Verbindung zwischen Faden und losen Fasern verwendet wird.Other methods of increasing the volume of threads or yarns Joining of spun threads, for example, by adding loose fibers (Flocking) are described in publications EP-0339965, US-3835638 or JP-2289137, in all cases an adhesive effect for the connection between thread and loose fibers is used.
Methoden, nach denen aus Fasermaterialien direkt, das heisst ohne Herstellung von fadenförmigen Gebilden, flächige, textile Gebilde hergestellt werden, bestehen üblicherweise darin, die Fasern flächig anzuordnen, das so hergestellte Faservlies zu komprimieren und die Fasern im komprimierten Verband ineinander derart zu verwirbeln (englisch: entangle). z.B. zu vernadeln oder zu verfilzen, dass möglichst viele Faserkontaktstellen entstehen für eine interne Reibung, die dem flächigen Gebilde eine gewünschte Festigkeit geben kann. Zur Verwirbelung der Fasern in einem flächigen Faserverband werden mechanische Mittel verwendet, wie beispielsweise Nadeln, oder neuerdings auch fluid-dynamische Mittel wie Wasser-, Sattdampf- oder Luftstrahlen.Methods according to which direct from fiber materials, that is without the production of thread-like structures, flat, textile structures are usually made in arranging the fibers flat, the fiber fleece thus produced compress and swirl the fibers in the compressed dressing in such a way (English: entangle). e.g. needling or matting that as possible Many fiber contact points are created for an internal friction that the flat structure can give a desired strength. For swirling the fibers in one Flat fiber structure mechanical means are used, such as Needles, or more recently fluid dynamic means such as water, saturated steam or Air jets.
Mit Hilfe derartiger fluid-dynamischer Methoden ist es nicht nur möglich, die in einem gepressten Vlies vorwiegend ungeordnet vorliegenden Fasern zu verwirbeln, sondern es ist gleichzeitig auch möglich, sie in einer vorgegebenen flächigen Struktur zu ordnen. In den Publikationen US-3768121 und CH-619581 wird beispielsweise beschrieben, wie aus einem im wesentlichen ungeordneten Faservlies durch Einwirkung von gezielten fluid-dynamischen Kräften ein strukturiertes, flächiges Gebilde hergestellt wird, das sich beispielsweise für Einwegtücher eignet. Die Struktur besteht aus faserarmen Bereichen oder Öffnungen, die alternieren mit Bereichen höherer Faserdichte, in denen die Fasern auch zu einem höheren Grad parallel ausgerichtet sind als im ursprünglichen Faservlies. Diese Strukturierung wird erreicht, indem das Faservlies zwischen perforierten Schablonen positioniert wird und indem Fluidstrahlen durch die Schablonen und das dazwischen angeordnete Faservlies gerichtet werden. Es zeigt sich, dass durch Erhöhungen in derjenigen Schablone, gegen die die Fasern durch die Luft- oder Wasserstrahlen gedrängt werden, zu faserarmen Bereichen führen und dass die aus solchen faserarmen Bereichen verdrängten Fasern sich mehr oder weniger aufeinander ausgerichtet um die faserarmen Bereiche anordnen. Es wird in den Publikationen vorgeschlagen, mit derartigen Methoden flächige Gebilde herzustellen, in denen sich faserreiche Bereiche kreuz und quer erstrecken und mit faserarmen Bereichen abwechseln, die also eine Struktur aufweisen, die an eine gewobene Struktur mindestens erinnert.With the help of such fluid-dynamic methods it is not only possible to work in one to swirl the pressed nonwoven predominantly disordered fibers, but at the same time it is also possible to structure them in a predetermined area assign. For example, in publications US-3768121 and CH-619581 described as from a substantially disordered nonwoven fabric by action a structured, flat structure of targeted fluid-dynamic forces is produced, which is suitable for example for disposable wipes. The structure consists of low-fiber areas or openings that alternate with areas higher Fiber density in which the fibers are also aligned to a greater degree in parallel are as in the original nonwoven. This structuring is achieved by the nonwoven fabric is positioned between perforated templates and by Fluid jets directed through the stencils and the non-woven fabric arranged between them become. It turns out that through increases in that template, against which the fibers are pushed by the air or water jets to low fiber Lead areas and that the fibers displaced from such low fiber areas arrange themselves more or less aligned with each other around the low-fiber areas. It is proposed in the publications to use such methods To produce structures in which fiber-rich areas extend criss-cross and alternate with low-fiber areas that have a structure that at least reminiscent of a woven structure.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem aus einem Stapelfasermaterial fadenförmige, textile Gebilde herstellbar sind, die sich ohne weitere Bearbeitung für die Herstellung von flächigen, textilen Gebilden nach an sich in der Textilindustrie bekannten Methoden eignen. Dabei sollen die fadenförmigen Gebilde ein hohes Volumen aufweisen, derart, dass sie mit relativ kleinen Fadendichten zu trotzdem deckenden, flächigen Gebilden verarbeitbar sind. Die fadenförmigen Gebilde sollen auch ohne Zusatz von permanenten Haftmitteln derart stabil sein, dass daraus flächige Gebilde hergestellt werden können, die beispielsweise nur aus natürlichen Stapelfasern bestehen und die trotzdem für eine vorgesehene Anwendung eine genügende Festigkeit haben. Ferner soll es möglich sein, in den fadenförmigen Gebilden auch kürzeste Fasern und Faserteile zu integrieren. Es ist auch die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der fadenförmigen Gebilde zu schaffen. The object of the invention is to demonstrate a method with which a staple fiber material thread-like, textile structures can be produced, which without further processing for the production of flat, textile structures methods known per se in the textile industry. The thread-like Formations have a high volume, such that they are relatively small Thread densities can still be processed to cover, flat structures. The filiform Structures should be like this without the addition of permanent adhesives be stable that flat structures can be made from it, for example only consist of natural staple fibers and which are nevertheless intended for an intended Application have sufficient strength. Furthermore, it should be possible in the thread-like structures to integrate even the shortest fibers and fiber parts. It is also the object of the invention, an apparatus for performing the method to create the thread-like structures.
Diese Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie in den Patentansprüchen definiert sind.These tasks are solved by the method and the device as described in the claims are defined.
Das erfindungsgemässe Verfahren geht von einem Stapelfasermaterial aus, das in Form eines in an sich bekannter Weise hergestellten, flächigen und quasi endlosen Faservlieses vorliegt, beispielsweise von einem Kardenvlies oder einem Krempelvlies. Vorteilhafterweise sind die Fasern in diesem Faservlies bereits in einem vermehrten Masse in der Längsrichtung des quasi endlosen Vlieses ausgerichtet, wie dies in einem Karden- oder Krempelvlies der Fall ist. Das quasi endlose Vlies wird in eine Mehrzahl von Faserbändchen aufgeteilt und der Faserverband wird verfestigt, wobei für die Aufteilung und/oder für mindestens einen Teil der Verfestigung entsprechend gesteuerte fluid-dynamische Kräfte verwendet werden. Eine gegebenenfalls notwendige, weitere Verfestigung wird mit an sich bekannten Methoden durchgeführt.The method according to the invention is based on a staple fiber material that is in Form of a flat and quasi endless manufactured in a conventional manner There is a nonwoven fabric, for example a carded nonwoven or a carded nonwoven. The fibers in this nonwoven are advantageously already in one increased mass aligned in the longitudinal direction of the quasi-endless fleece, such as this is the case in a carded or carded fleece. The almost endless fleece is in a plurality of fiber tapes are divided and the fiber assembly is solidified, whereby for the division and / or for at least part of the consolidation accordingly controlled fluid dynamic forces are used. One if necessary necessary, further solidification is carried out using methods known per se.
Ein besonders einfaches und dadurch insbesondere vorteilhaftes Verfahren ergibt sich, wenn die zur Herstellung der Faserbändchen aus dem Faservlies ausgenützten, fluid-dynamischen Kräfte derart gesteuert werden, dass das Faservlies durch diese Kräfte in Faserbändchen aufgetrennt wird und der Faserverband in den entstehenden Faserbändchen im wesentlichen gleichzeitig durch Verwirbelung (englisch: entangling) oder Drallerteilung verfestigt wird. Es zeigt sich, dass derartig hergestellte Faserbändchen eine Festigkeit erreichen können, die für die Festigkeit eines flächigen Gebildes ausreichend ist. Um die Festigkeit der Faserbändchen weiter zu erhöhen, insbesondere für die Herstellung des flächigen Gebildes, können diese einer Weiterbehandlung (beispielsweise mit Haftmittel oder durch Falschdrehen) unterzogen werden, wobei die Verfestigung aus der Weiterbehandlung nach der Herstellung des flächigen Gebildes vorteilhafterweise mindestens teilweise wieder rückgängig gemacht wird. Ein Spinnen der Faserbändchen ist als Weiterbehandlung nicht empfehlenswert, da damit das Volumen der Faserbändchen allzusehr reduziert wird. Ferner zeigt es sich, dass in einem derartigen Faserbändchen auch sehr kurze Fasern gut stabilisiert sind.A particularly simple and therefore particularly advantageous method results when the fibers used to produce the fiber tapes from the nonwoven, Fluid dynamic forces can be controlled in such a way that the nonwoven fabric through them Forces in fiber ribbon is separated and the fiber structure in the resulting Ribbon essentially simultaneously through swirling (English: entangling) or swirl is solidified. It turns out that fiber ribbons produced in this way can achieve a strength necessary for the strength of a flat Formed is sufficient. To further increase the strength of the fiber ribbons, in particular for the manufacture of the flat structure, these can be subjected to further treatment (for example with adhesive or by incorrect turning) be, the solidification from the further treatment after the production of the flat structure advantageously at least partially reversed becomes. Spinning the ribbon is not recommended as a further treatment, because it reduces the volume of the fiber ribbons too much. Further it turns out that very short fibers are also good in such a fiber ribbon are stabilized.
Andererseits ist es aber auch möglich, das Vlies mit anderen Mitteln als fluid-dynamischen Kräften in Faserbändchen aufzutrennen, beispielsweise mit mechanischen Trennmitteln und die fluid-dynamischen Kräfte nur für deren Verfestigung einzusetzen. Und es ist auch möglich, die fluid-dynamischen Mittel im wesentlichen nur für die Auftrennung des Faservlieses in die Faserbändchen einzusetzen und die Verfestigung mit gleichen Methoden zu realisieren, wie für die Weiterbehandlung beschrieben wird.On the other hand, it is also possible to use nonwovens other than fluid dynamic To separate forces in fiber ribbons, for example with mechanical Release agents and the fluid dynamic forces only for their solidification use. And it is also possible to use the fluid dynamic means essentially use only for the separation of the nonwoven fabric in the fiber ribbon and the Realization using the same methods as for further processing is described.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von fadenförmigen, textilen Gebilden ist, wie aus der obigen Kurzbeschreibung ersichtlich ist, insbesondere bei Anwendung von fluid-dynamischen Kräften für die Auftrennung des Faservlieses in Faserbändchen und für die Verfestigung des Faserverbandes oder teilweise Verfestigung des Faserverbandes sehr einfach und in einem einzigen, kontinuierlichen Prozess durchführbar.The method according to the invention for the production of thread-like, textile structures is, as can be seen from the brief description above, in particular at Application of fluid dynamic forces for the separation of the nonwoven in Ribbon and for the consolidation of the fiber structure or partial consolidation of the fiber structure very easily and in a single, continuous process feasible.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Faserbändchen sind insbesondere ohne wesentliches Strecken und ohne Spinnen und auch ohne Verbindung mit einem weiteren fadenförmigen Gebilde nach in der Textilindustrie an sich bekannten Methoden zu flächigen Gebilden verarbeitbar, wobei sie für eine spezifische Verarbeitung auch nicht einer spezifischen Konditionierung unterworfen werden müssen. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten verfestigten Faserbändchen werden vorteilhafterweise auf Spulen aufgespult und werden ab Spulen z.B. durch Weben oder Stricken, zu flächigen Gebilden verarbeitet. Es können auch Mischgewebe hergestellt werden, wobei beispielsweise ein gesponnener Faden als Kettfaden und nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Faserbändchen als Schussfaden verwendet werden.The fiber ribbons produced by the process according to the invention are special without substantial stretching and without spinning and also without connection with another thread-like structure according to known in the textile industry Methods can be processed into flat structures, being used for a specific Processing is not subject to specific conditioning have to. The consolidated fiber tapes produced by the process according to the invention are advantageously wound on spools and are from spools e.g. processed into flat structures by weaving or knitting. It can too Blended fabrics are made, for example, a spun thread as Warp thread and fiber tapes produced by the method according to the invention can be used as a weft.
Flächige Gebilde, beispielsweise Gewebe, die mindestens teilweise aus den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Faserbändchen bestehen, haben ein ähnliches Aussehen wie entsprechende Gebilde aus gesponnenen Fäden, weisen aber bei einer bedeutend kleineren Fadendichte bereits keine sichtbaren Lücken auf, sind also deckend. Die flächigen Gebilde weisen eine kleine Menge Fasern pro Flächeneinheit auf, sie können wegen der geringen Fadendichte mit hohen Prozessgeschwindigkeiten hergestellt werden und sie können einen beträchtlichen Anteil an kurzem, das heisst minderwertigem Fasermaterial enthalten. Alle diese Eigenschaften machen flächige Gebilde, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Faserbändchen enthalten, verglichen mit entsprechenden Gebilden aus gesponnenen Fäden oder auch aus gesponnenen und in irgend einer Weise beflockten Fäden, sehr billig. Selbstverständlich sind sie nicht so strapazierfähig, wie entsprechende Gewebe aus gesponnenem Fasermaterial.Flat structures, for example fabrics, which are at least partially derived from the fiber ribbons produced by the process according to the invention have a similar appearance as corresponding structures made of spun threads, but have with a significantly smaller thread density there are no visible gaps so opaque. The flat structures have a small amount of fibers per unit area on, they can run at high process speeds because of the low thread density and they can make up a significant portion of short, that means contain inferior fiber material. Do all of these features flat structures, the fiber tapes produced by the method according to the invention included, compared to corresponding structures from spun threads or from spun threads flocked in some way, very cheap. Of course, they are not as hard-wearing as the corresponding fabrics spun fiber material.
Aus den genannten Gründen sind aus nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Faserbändchen hergestellte, flächige Gebilde, beispielsweise Gewebe, insbesondere geeignet für bescheidene Anforderungen, beispielsweise als Material für Einwegwäsche oder Reinigungstücher. Im Bereiche der Einwegwäsche (z.B. Tisch- oder Bettwäsche) können sie gegen entsprechende "non-woven" Erzeugnisse ohne weiteres konkurrieren, wobei sie aber durch die Tatsache, dass sie eben gewoben sind, den Vorteil haben, eher wie traditionelle Wäsche auszusehen und sich eher wie solche anzufühlen.For the reasons mentioned are made from the method according to the invention Ribbon-made flat structures, for example fabrics, in particular suitable for modest requirements, for example as material for Disposable laundry or cleaning wipes. In the area of disposable laundry (e.g. table or bed linen) they can be matched against corresponding "non-woven" products continue to compete, but by the fact that they are just woven have the advantage of looking more like traditional laundry and feeling more like to feel such.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, mit der die Faserbändchen hergestellt werden, ist ausgerüstet zur Erzeugung und Steuerung von fluid-dynamischen Kräften und zur Positionierung eines quasi endlosen Faservlieses, das gegebenenfalls bereits durch andere Mittel in eine Mehrzahl von Faserbändchen aufgeteilt ist, in den Bereich dieser Kräfte, wobei die beiden Funktionen derart aufeinander und auf das zu verarbeitende Faservlies abgestimmt sind, dass das positionierte Faservlies durch die fluid-dynamischen Kräfte in eine Mehrzahl von verdichteten Faserbändchen aufgeteilt und/oder der Faserverband verfestigt wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist einem Behandlungsbereich eine streifenförmig strukturierte, perforierte Behandlungsschablone, Mittel zur Erzeugung von gegen die Behandlungsschablone gerichteten Fluidstrahlen (z.B. Luft- Sattdampf- oder Wasserstrahlen) und Mittel zum Absaugen des Fluids von der anderen Seite der Behandlungsschablone auf. Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung derart ausgerüstet, dass das Faservlies durch den Behandlungsbereich geführt werden kann, wobei es an der Bearbeitungsschablone oder an einem zwischen Schablone und Faservlies angeordneten Trägersieb anliegt. Gegebenenfalls ist die Anordnung der Fluidstrahlen und/oder die Strukturierung der Bearbeitungsschablone derart, dass deren Wirkung sich zwischen dem Eingang in den Bearbeitungsbereich und dem Ausgang aus dem Bearbeitungsbereich ändert.The device according to the invention, with which the fiber tapes are produced, is equipped for the generation and control of fluid dynamic forces and for Positioning of a quasi-continuous non-woven fabric, which may already be through other means is divided into a plurality of fiber tapes, in the area of this Forces, the two functions in such a way on each other and on the processed Nonwovens are matched that the positioned nonwoven by the fluid dynamic Forces divided into a plurality of compressed fiber ribbons and / or the fiber structure is solidified. The device according to the invention has a treatment area a striped, perforated treatment template, Means for generating directed against the treatment template Fluid jets (e.g. air, saturated steam or water jets) and means for suction the fluid from the other side of the treatment template. advantageously, the device is equipped in such a way that the nonwoven fabric passes through the treatment area can be performed, it being on the processing template or bears against a carrier screen arranged between the template and the nonwoven fabric. Possibly is the arrangement of the fluid jets and / or the structuring of the Processing template in such a way that its effect is between the entrance in changes the editing area and the exit from the editing area.
Ferner weist die Vorrichtung Mittel zum vorzugsweise kontinuierlichen Zufördern des Faservlieses zum und durch den Behandlungsbereich und Mittel für eine entsprechende Wegförderung der verdichteten Faserbändchen vom Behandlungsbereich auf, gegebenenfalls auch Mittel zum Aufspulen der fertigen Faserbändchen (z.B. einen Kettbaum und/oder eine Mehrzahl von Spulvorrichtungen).Furthermore, the device has means for preferably continuous feeding of the nonwoven fabric to and through the treatment area and means for a corresponding Conveying the compressed fiber tapes away from the treatment area, optionally also means for winding up the finished fiber tapes (e.g. one Warp beam and / or a plurality of winding devices).
Zusätzlich zum Bearbeitungsbereich, in dem das Faservlies bzw. die Faserbändchen den fluid-dynamischen Kräften ausgesetzt wird, kann die Vorrichtung Mittel zur Auftrennung des Faservlieses in Faserbändchen und Mittel zur Weiterbehandlung der Faserbändchen aufweisen, beispielsweise ein Mittel zur Behandlung der Faserbändchen mit einem Klebstoff, der nach der Herstellung des flächigen Gebildes wieder von den Fasern entfembar ist, oder ein Mittel zum an sich bekannten, vorübergehenden Verdrehen (Falschdrehen) der Faserbändchen. Ein derartiges Weiterbehandlungsmittel ist stromabwärts vom Behandlungsbereich, in dem das Faservlies den fluid-dynamischen Kräften ausgesetzt wird, anzuordnen.In addition to the processing area in which the fiber fleece or the fiber ribbon The device can be exposed to the fluid dynamic forces Separation of the nonwoven into fiber tapes and means for further treatment of the Have fiber tapes, for example a means for treating the fiber tapes with an adhesive that comes back after the manufacture of the flat structure is removable from the fibers, or a means for the known, temporary Twisting (wrong turning) of the fiber ribbons. Such a treatment agent is downstream of the treatment area in which the nonwoven fabric fluid-dynamic forces is to be arranged.
Beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung werden anhand der folgenden Figuren im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- Figur 1
- die Umwandlung eines Faservlieses in Faserbändchen nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens;
- Figuren 2A bis 2C
- Schnitte durch ein Faservlies bzw. durch daraus hergestellte Faserbändchen während der Behandlung mit fluid-dynamischen Kräften (Schnittlinien A-A, B-B, C-C in Figur 1);
-
Figur 3 - eine beispielhafte Düsenanordnung zur Erzeugung von Fluidstrahlen zur Durchführung des Verfahrens gemäss Figuren 2A bis 2C;
- Figuren 4A bis 4D
- vier Schnitte durch Faservlies bzw. Faserbändchen zur Illustration einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens;
- Figur 5
- ein Ausschnitt aus einer beispielhaften Ausführungsform der Behandlungsschablone und mit der Schablone zusammenwirkende Fluidstrahlen zur Herstellung und Verfestigung von Faserbändchen aus einem Faservlies;
- Figur 6
- eine schematisch dargestellte, beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;
-
Figur 7 - eine weitere, schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
- Figure 1
- the conversion of a nonwoven into fiber tapes according to the preferred embodiment of the method according to the invention;
- Figures 2A to 2C
- Cuts through a nonwoven fabric or through fiber tapes made therefrom during treatment with fluid dynamic forces (cutting lines AA, BB, CC in FIG. 1);
- Figure 3
- an exemplary nozzle arrangement for generating fluid jets for performing the method according to Figures 2A to 2C;
- Figures 4A to 4D
- four cuts through fiber fleece or fiber tapes to illustrate a further embodiment of the method according to the invention;
- Figure 5
- a section of an exemplary embodiment of the treatment template and fluid jets interacting with the template for producing and consolidating fiber tapes from a nonwoven fabric;
- Figure 6
- a schematically illustrated, exemplary embodiment of the device according to the invention;
- Figure 7
- a further, schematically illustrated embodiment of the device according to the invention.
Figur 1 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von fadenförmigen, textilen Gebilden aus einem Stapelfasermaterial, welche fadenförmigen, textilen Gebilde sich eignen für die Herstellung von flächigen, textilen Gebilden nach Methoden, die in der Textilindustrie bekannt sind zur Verarbeitung von beispielsweise gesponnenen Fäden. FIG. 1 illustrates a preferred embodiment of the method according to the invention for producing thread-like, textile structures from a staple fiber material, which thread-like, textile structures are suitable for the production of flat, textile structures by methods known in the textile industry for processing, for example, spun threads ,
Ein quasi endloses Faservlies 1, wird in einer Förderrichtung F gegen einen Behandlungsbereich
2 und durch diesen Behandlungsbereich 2 gefördert. Während der
Förderung durch den Behandlungsbereich 2 ist auf der einen Seite des Faservlieses 1
eine Bearbeitungsschablone positioniert und treffen feine Fluidstrahlen, z.B. Wasser-,
Sattdampf- oder Luftstrahlen von der anderen Seite auf das Faservlies 1
(Fluidstrahlen und Behandlungsschablone sind in der Figur 1 nicht dargestellt).
Durch die Wirkung von Fluidstrahlen und Bearbeitungsschablone entstehen im Faservlies
in Förderrichtung F verlaufende streifenförmige, faserarme Bereiche 4 und
alternierend mit diesen eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Faserbändchen
3. Nach der Behandlungsstelle 2 werden die Faserbändchen 3 in einer
Wegförderrichtung F' weggefördert. Der Faserverband in den Faserbändchen 3 ist
gegenüber dem Faserverband des Faservlieses 1 verdichtet und verfestigt, das heisst,
die Fasern sind in den Faserbändchen näher beieinander, mehrheitlich in Förderrichtung
ausgerichtet und mehr ineinander verwirbelt oder verdreht.A quasi-endless non-woven fabric 1 is in a conveying direction F against a
Figuren 2A bis 2C zeigen Schnitte (entsprechend den Schnittlinien A-A, B-B, C-C
in der Figur 1) durch das Faservlies 1 bzw. durch die daraus hergestellten Faserbändchen
3 während einer beispielhaften Art von Behandlung mit Bearbeitungsschablone
und Fluidstrahlen. FIGS. 2A to 2C show sections (corresponding to the section lines AA, BB, CC in FIG. 1) through the fiber fleece 1 or through the
Figur 2A zeigt das Faservlies 1, das auf einer Behandlungsschablone 10 positioniert
ist. Die Behandlungsschablone 10 ist durch Perforationen 11 und Erhebungen 12 in
Förderrichtung streifenförmig strukturiert, wobei, wie dargestellt, die Erhebungen 12
sich in Förderrichtung erstrecken und die Perforationen 11 in den zwischen den Erhebungen
12 liegenden Tälern angeordnet sind. In einer ersten Phase der Behandlung
(Figur 2B) sind die Fluidstrahlen 13 (erzeugt durch Düsen 20) gegen die Erhebungen
gerichtet und verschieben die über den Erhebungen 12 positionierten Fasern in die
Täler zwischen den Erhebungen 12 und geben ihnen auch eine bevorzugte Ausrichtung
in Förderrichtung F. In einer zweiten Phase der Behandlung (Figur 2C) werden
die Fluidstrahlen 13 gegen die mit Perforationen 11 versehenen Täler zwischen den
Erhebungen 12 gerichtet, wodurch die Fasern, die in diesen Tälern positioniert sind,
gegeneinander gepresst und wie durch die Wirkung von Nadeln verwirbelt (engl.:
entangled) werden.FIG. 2A shows the nonwoven fabric 1 positioned on a
In allen Teilen des Bearbeitungsbereichs wird das Fluid unter der Bearbeitungsschablone
10 abgesaugt.In all parts of the machining area, the fluid is under the
Es zeigt sich, dass sich mit einer Ausgestaltung der Bearbeitungsschablone 10, wie
sie in den Figuren 1A bis 2C dargestellt ist, auch mit regelmässig über die Breite des
Faservlieses verteilten Fluidstrahlen, deren Anordnung sich vom Eingang in den Bearbeitungsbereich
bis zu seinem Ausgang gleich bleibt, gute Resultate erzeugbar
sind.It turns out that with a configuration of the
Figur 3 zeigt in einer Draufsicht eine Anordnung von Düsen 20 zur Erzeugung von
Wasser-, Sattdampf- oder Luftstrahlen in einem Behandlungsbereich, wie er durch
die Figuren 2A bis 2C illustriert ist. Die Düsen 20 sind beispielsweise als entsprechende
Öffnungen in drei sich über die Breite des Faservlieses erstreckenden Düsenbalken
21 oder als Einzeldüsen ausgestaltet. Die Düsen 20 in einem Bereich B (Figur
2B, Anfangsphase der Behandlung) sind auf die Erhebungen 12 der Behandlungsschablone
10 ausgerichtet. Gegen den Bereich C (Figur 2C, Endphase der Behandlung)
verschieben sich die Düsen gegen die zwischen den Erhebungen 12 angeordneten
Täler. Im Bereich C sind die Düsen 20 auf die Täler ausgerichtet. FIG. 3 shows a top view of an arrangement of
Wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2C erwähnt, werden auch gute Resultate erzielt, wenn die Düsen regelmässig über alle Düsenbalken 21 verteilt sind.As already mentioned in connection with FIGS. 2A to 2C, also good results are achieved if the nozzles are distributed regularly over all nozzle bars 21 are.
Für die Behandlung des Faservlieses 1 sind sehr feine Fluidstrahlen notwendig, das heisst, die Düsen haben einen Durchmesser in der Grössenordnung von 0,01 bis 1,0 mm.For the treatment of the nonwoven fabric 1 very fine fluid jets are necessary This means that the nozzles have a diameter of the order of 0.01 to 1.0 mm.
Figuren 4A bis 4D zeigen in im wesentlichen gleicher Weise wie die Figuren 2A bis
2C eine weitere, beispielhafte Behandlung eines Faservlieses 1 mit fluid-dynamischen
Kräften. Im Unterschied zu den weiter oben beschriebenen Fluidbehandlungen
liegt hier das Faservlies 1 bzw. die Faserbändchen 3 an einem Trägersieb
40 an. Das Trägersieb 40 weist beispielsweise eine regelmässige Perforierung auf. Im
Bearbeitungsbereich ist eine stationäre Bearbeitungsschablone 10 vorgesehen, die
ein streifenförmiges Muster von Schlitzen 41 aufweist. Die Schlitze 41 werden vom
Eingang des Behandlungsbereichs (5B) gegen den Ausgang des Behandlungsbereichs
(5D) schmaler. Die Fluidstrahlen 13 werden durch eine Anordnung von im
wesentlichen gleichmässig verteilten Düsen 20 erzeugt. Durch die Anordnung der
Düsen 20 und der Schlitze 41 entstehen Fluidströmungen parallel zum Trägersieb 40,
durch die sich zwischen den Schlitzen 41 faserarme Bereiche bilden und das Fasermaterial
über den Schlitzen 41 verfestigt wird. FIGS. 4A to 4D show a further, exemplary treatment of a nonwoven fabric 1 with fluid dynamic forces in essentially the same way as FIGS. 2A to 2C. In contrast to the fluid treatments described above, the fiber fleece 1 or the
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren Bearbeitungsschablone 10 (Schnitt
wie Figuren 2A bis 2C) mit einer streifenförmigen Strukturierung und Perforation,
die durch den ganzen Bearbeitungsbereich gleich sein kann. Die Bearbeitungsschablone
10 weist, wie bereits in den Figuren 2A bis 2C dargestellt, in Verarbeitungsrichtung
ausgerichtete Erhebungen 12 und zwischen Erhebungen Täler 42 auf. Die
Täler 42 weisen eine erste, steilere Seitenwand 43 und eine zweite, weniger steile
und mit einer Stufe versehene Seitenwand 44 auf. Die Fluidstrahlen 13 sind derart
auf die Täler 42 ausgerichtet, dass die einen der weniger steilen Wand 44 entlang
oder von dieser reflektiert über die Stufe verlaufen, während andere Fluidstrahlen im
wesentlichen entlang der steileren Wand 43 auf den Talgrund geführt werden. Das
Fluid wird im Talgrund durch die Bearbeitungsschablone 10 abgesaugt. Dabei können
Fluiddüsen 20 auf die Wände 43 und 44 ausgerichtet angeordnet sein, wie dies in
der Figur 5 dargestellt ist, oder sie können in einem regelmässigen Muster über die
Breite der Schablone 10 verteilt sein. FIG. 5 shows a section of a further processing template 10 (section as in FIGS. 2A to 2C) with a stripe-shaped structuring and perforation, which can be the same through the entire processing area. As already shown in FIGS. 2A to 2C, the
Am Eingang des Bearbeitungsbereiches liegt das Faservlies 1 auf den Erhebungen
auf und wird dann zu Faserbändchen 3 zertrennt, die in die Täler 42 getrieben werden.
Auf dem Talgrund positioniert erfahren die Faserbändchen 3 durch die Wirkung
der Fluidstrahlen einen Drall, durch den der Faserverband verfestigt wird.The fiber fleece 1 lies on the elevations at the entrance of the processing area
and is then separated into
Figur 6 zeigt in einer sehr schematischen Weise eine beispielhafte Ausführungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung. Diese Vorrichtung weist zur Zuförderung des
Faservlieses 1 und zur Wegförderung der Faserbändchen 3 je ein Förderband 40.1
und 40.2 auf. Zwischen diesen Förderbändern ist der Behandlungsbereich 2 angeordnet.
Das Faservlies 1 bzw. die entstehenden Faserbändchen 3 werden durch den Behandlungsbereich
mittels der Behandlungsschablone 10 gefördert, die ebenfalls als
entsprechend strukturiertes Förderband ausgebildet ist. Gegen die Behandlungsschablone
10 sind Fluidstrahlen 13 gerichtet. Von den Mitteln zur Erzeugung dieser
Strahlen flussabwärts kann gegebenenfalls ein Mittel 48 zur Wärmebehandlung der
Faserbändchen angeordnet sein. Mit Wasserstrahlen behandelte Faserbändchen werden
hier beispielsweise getrocknet. Figure 6 shows in a very schematic manner an exemplary embodiment of the device according to the invention. This device each has a conveyor belt 40.1 and 40.2 for feeding the nonwoven fabric 1 and for conveying away the
Die Trocknung von Faserbändchen kann auch off-line durchgeführt werden.The drying of fiber tapes can also be carried out off-line.
Das als Behandlungsschablone 10 ausgebildete Förderband kann durch ein endloses
Trägersieb ersetzt werden, das sich über eine stationäre Behandlungsschablone bewegt,
wie dies in den Figuren 4A bis 4D dargestellt ist.The conveyor belt designed as a
Figur 7 zeigt eine weitere, beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung. Auch diese Vorrichtung ist sehr schematisch dargestellt. Das Faservlies
1 wird von einer Karde 50 produziert und direkt dem erfindungsgemässen Verfahren
zugefördert. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist im wesentlichen eine trommelartige
Anordnung 51. Die Mantelfläche der in Pfeilrichtung rotierenden Trommel
ist beispielsweise als Behandlungsschablone 10 ausgebildet. Ein Bereich einer als
endloses Band ausgebildeten zweiten Schablone 30 ist über Rollen 60 derart geführt,
dass sie zwischen den Rollen gegen einen Bereich der ersten Schablone 10 gepresst
wird. Zur Dosierung der Presswirkung können die Rollen gefedert gelagert sein. Der
Pressbereich stellt den Behandlungsbereich 2 dar, in dem auch ein Mittel 61 zur Erzeugung
von Fluidstrahlen 13 angeordnet ist, derart, dass die Fluidstrahlen 13 durch
die zweite Schablone 30 auf das an der Trommeloberfläche anliegende Faservlies 1
treffen. Das Mittel 61 zur Erzeugung der Fluidstrahlen 13 ist beispielsweise als parallel
zur Trommelachse ausgerichteter, hohler Balken ausgebildet, der eine gegen die
Trommeloberfläche gerichtete, entsprechend mit Düsen ausgestattete Wand aufweist
und der mit einem Fluid unter Druck beaufschlagt werden kann. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of the device according to the invention. This device is also shown very schematically. The nonwoven fabric 1 is produced by a
Die Trommelanordnung 51, die zur Behandlung des Faservlieses mit fluid-dynamischen
Kräften dient, kann wie in der Figur 7 dargestellt am Ausgang einer
üblichen Karde 50 oder einer anderen Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses
anschliessend installiert sein. Sie kann aber auch in einer Karde oder einer anderen
Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses integriert sein, also beispielsweise die
Abnehmerrolle 62 oder eine der auf die Abnehmerrolle 62 folgenden Rollen 63 ersetzen.The
Von der Trommelanordnung 51 werden die im Behandlungsbereich 2 erstellten Faserbändchen
3 gegebenenfalls einer Weiterbehandlungsstation zugeführt, die im dargestellten
Falle ein Klebstoffbad 52, einen Bandspeicher 53 und einen Bandtrockner
54 umfasst. Nach dem Bandtrockner 54 werden die durch die Klebstoffbehandlung
stabilisierten Faserbändchen 3 auf Rollen 55 aufgerollt.The fiber tapes created in the
Wenn die verdichteten Faserbändchen 3 einer Weiterbehandlung durch Klebstoff
unterzogen werden, ist es vorteilhaft, den Klebstoff so auszuwählen, dass er aus einem
aus den Faserbändchen 3 erstellten, flächigen Gebilde wieder entfernt werden
kann, dass er also die Faserbändchen 3 nur für die Herstellung des flächigen Gebildes
vorübergehend stabilisiert.When the
Weitere, für die verdichteten Faserbändchen geeignete, reversible Weiterbehandlungen sind beispielsweise an sich bekannte Verfahren wie:
- Umschlingung der Faserbändchen mit Fibrillen aus einem thermoplastischen Kunststoff, der in einem Wärmebehandlungsschritt aktivierbar und aus dem flächigen Gebilde durch Lösen oder Verdampfen mindestens teilweise entfernbar ist;
- Beimischung von Bindefasern aus einem thermoplastischen Kunststoff zum ursprünglichen Stapelfasermaterial, wobei der thermoplastische Kunststoff bei der Fluidbehandlung (z.B. mit Sattdampf) oder in einer weiteren Wärmebehandlung aktiviert und aus dem flächigen Gebilde durch Lösen oder Verdampfen mindestens teilweise entfernbar ist;
- Beimischung eines Klebstoffes zum Fluid, welcher Klebstoff aus dem flächigen Gebilde durch Lösen oder Verdampfen mindestens teilweise entfernbar ist.
- Wrapping the fiber ribbons with fibrils made of a thermoplastic, which can be activated in a heat treatment step and at least partially removed from the flat structure by loosening or evaporation;
- Admixture of binding fibers made of a thermoplastic to the original staple fiber material, the thermoplastic being activated during the fluid treatment (eg with saturated steam) or in a further heat treatment and being at least partially removable from the flat structure by dissolving or evaporating;
- Admixing an adhesive to the fluid, which adhesive can be at least partially removed from the sheet by loosening or evaporating.
Als thermoplastischer Kunststoff eignet sich insbesondere Polyvinylalkohol, der durch Wärme aktivierbar und in Wasser löslich, das heisst einfach aus einem flächigen Gebilde herauswaschbar ist.A particularly suitable thermoplastic is polyvinyl alcohol, which activated by heat and soluble in water, that means simply from a flat surface Structure is washable.
Weitere Verfestigungsschritte, die nach der Umwandlung des Faservlieses in eine Mehrzahl von Faserbändchen für eine weitere, irreversible Verfestigung der Faserbändchen eingesetzt werden können, sind vorteilhafterweise derartige Verfahren, die ohne Zusatz von Fremdmaterial zum ursprünglichen Fasermaterial funktionieren. Dies sind beispielsweise:
- Falschdrehen oder Verwirbeln mit Luft (Faserbändchen wird durch Dralldüse oder Verwirbelungsdüse geführt) oder mechanisch;
- Nitscheln (rubbing).
- Incorrect rotation or swirling with air (fiber ribbon is passed through a swirl nozzle or swirling nozzle) or mechanically;
- Nitscheln (rubbing).
Selbstverständlich können die Faserbändchen durch Zugabe eines geeigneten Klebstoffes oder von geeigneten Bindefasern (z.B. aus Polypropylen) auch permanent verfestigt werden.Of course, the fiber tapes can be added by adding a suitable adhesive or of suitable binding fibers (e.g. made of polypropylene) also permanently be solidified.
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