Ausgehend
von diesem Stand der Technik hat es sich die vorliegende Erfindung
zur Aufgabe gemacht, eine Technik bereitzustellen, die eine gezielte homogene
oder auch strukturierte Verteilung von Oberflächen-Strukturelementen auf
bzw. in einem Nadelvliesmaterial ermöglicht.
Insbesondere
soll dabei die Gefahr der Cluster-Bildung der Oberflächen-Strukturelemente
verringert werden.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter
Weise weiter.
Zentraler
Ausgangspunkt der Erfindung ist es also, zu verhindern, daß die Oberflächen-Strukturelemente
aneinander hängen
können
und dann ungewollte Cluster bilden. Dies wird gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch erreicht, daß die
Oberflächen-Strukturelemente
nach ihrer Erzeugung (bspw. durch Vereinzelung von Endlosmaterial
oder Zerkleinerung grösserer
Elemente) unmittelbar auf das Vliesmaterial gelangen, um dann mit
dem Vliesmaterial vernadelt zu werden. Unter „unmittelbar" ist dabei zu verstehen,
daß die
Oberflächen-Strukturelemente nach
ihrer Erzeugung nicht mehr in einen gemeinsamen Raum wie bspw. eine
Mischkammer gelangen, wo eben die Gefahr des Aneinanderhängens besteht.
Erfindungsgemäss
mus aber nicht ausgeschlossen sein, dass einzelne Strukturelemente
auf ihrem Weg zu der Vliesoberfläche
miteinander in Kontakt geraten.
„Unmittelbar" schließt in diesem
Zusammenhang indessen nicht aus, daß die Oberflächen-Strukturelemente
weitgehend voneinander getrennt in einer besonderen Führung (beispielsweise
Leitung) zu der Vliesschicht hin gebracht werden, solange sie sich
in dieser Führung
nicht miteinander vermischen können.
Dadurch,
daß Erzeugung
und Aufbringen somit im wesentlichen in einem Schritt erfolgt und
insbesondere dazwischenliegend kein Mischvorgang erfolgt, kann die
Oberflächengestaltung
besonders flexibel abhängig
von dem Betriebsparametern der Vereinzelung ausgebildet werden.
Es
sei angemerkt, dass der Kugelgarn gemäss
EP 013 428 A1 vor der Aufbringung
hergestellt und zum Ort der Aufbringung transportiert werden muss.
Die gleichzeitige Erzeugung und Aufbringung von Kugelgarn in einem
Schritt ist nicht möglich.
Weiterhin
kann erfindungsgemäss
die Erzeugung der Strukturelemente im wesentlichen zeitgleich mit
deren Aufbringen erfolgen.
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher ein Verfahren
zur Herstellung eines Nadelvlieses mit Oberflächenstruktur vorgeschlagen,
bei dem zuerst ein Vliesmaterial hergestellt und dann das Vliesmaterial
zusammen mit den Oberflächen-Strukturelementen
vernadelt wird. Dabei werden vor dem Schritt der Vernadelung Strukturelemente
auf das Vliesmaterial aufgebracht, die bspw. durch eine Vereinzelungseinrichtung
aus ihr zugeführtem
Material erzeugt werden nach ihrer Erzeugung unmittelbar, d.h. ohne
Mischvorgang, auf die Oberfläche
des sich bewegenden Vliesmaterials gelangen.
Das
der Vereinzelungsvorrichtung zugeführte Material kann beispielsweise
Endlosmaterial oder aber auch Material wie beispielsweise Garnstücke sein,
die eine größere Abmessung
als die aufzubringenden Strukturelemente aufweisen.
Das
Material kann beispielsweise Garn sein, wobei in diesem Fall die
Vereinzelungseinrichtung bevorzugt wenigstens ein Messer aufweist.
Insbesondere
kann dieses Messer ein rotierendes Messer sein, das vereinzelte
Stücke
des Materials über
einen Wurfbereich auf die Oberfläche
des Vliesmaterials verteilt. Die zentrifugale Wirkung der rotierenden
Messer wird also hier gleichzeitig auch für eine Verteilung der vereinzelten
Stücke
in einem vorbestimmten Radius auf dem Vliesmaterial ausgenutzt.
Quer
zu der Bewegungsrichtung des Vliesmaterials können mehrere Vereinzelungseinrichtungen
vorgesehen sein. Insbesondere überlappen
sich die Wurfbereiche dieser mehreren nebeneinander angeordneten
Vereinzelungseinrichtungen wenigstens teilweise.
Das
Material kann in einer Richtung parallel zu der Drehachse wenigstens
einen rotierenden Messers zugeführt
werden.
Das
Material kann wenigstens teilweise pneumatisch gefördert werden.
Diese pneumatische Förderung
(Stichwort Venturidüse)
kann insbesondere im Bereich der Vereinzelungseinrichtung erfolgen. In
anderen Abschnitten kann das Material beispielsweise durch Walzen
mechanisch gefördert
werden.
Die
Strukturelemente können
von der Vereinzelungseinrichtung unter dem Einfluß der Schwerkraft
auf die Oberfläche
des sich bewegenden Vliesmaterials fallen. Vorstellbar sind aber
auch andere gezielte Führungen
beispielsweise durch Luftdruck oder mechanische Führung.
Das
Vliesmaterial kann vor dem Aufbringen der Strukturelemente beispielsweise
durch einen Kreuzleger geschichtet werden. Die Aufbringung der Strukturelemente
kann indessen alternativ oder zusätzlich auch vor dem Kreuzlegevorgang
(bspw. unmittelbar nach der Erzeugung des Vlieses) und/oder während des
Kreuzlegevorgangs erfolgen.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Nadelvliesboden
vorgesehen, der nach einem Verfahren der oben genannten Art herstellbar
ist.
Weiterhin
ist ein Nadelvliesboden mit einer Trägerschicht und einer Nutzschicht
vorgesehen, wobei auf die Nutzschicht von der von der Trägerschicht abgewandten
Seite her Strukturelemente eingenadelt sind. Die Dichte der Strukturelemente,
genauer gesagt die Verteilungsdichte der Strukturelemente in der
Nutzschicht, ist dabei im Bereich der Trägerschicht niedriger als im
Bereich der von der Trägerschicht
abgewandten Seite der Nutzschicht.
Sämtliche
Strukturelemente sind im wesentlichen von der von der Trägerschicht
abgewandten Seite der Nutzschicht her optisch erkennbar.
Ein
weiterer erfindungsgemässer
Nadelvliesbelag weist auf:
– wenigstens eine Schicht,
in die Strukturelemente mit eingenadelt sind. Die Strukturelemente
bilden dabei im wesentlichen keine Cluster, d.h. Büschel bestehend
aus mehreren zusammenhängenden
Strukturelementen.
Beispielsweise
kann der Nadelvliesbelag auch durch ein Aufbringen von Strukturelementen auf
ein einschichtiges Vlies ohne Trägerschicht
erzeugt werden. Die Erfindung lässt
sich natürlich
auch auf mehrschichtige Nadelvliesbeläge anwenden.
Die
Verteilung der Strukturelemente kann dabei in der Ebene der Nutzschicht
eine Vorzugsrichtung aufweisen. Diese Vorzugsrichtung kann sich beispielsweise
dadurch optisch erkenntlich machen, daß die Strukturelemente streifenartig
verteilt sind.
Schließlich betrifft
die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Aufbringung
von Strukturelementen auf ein Vliesmaterial, wobei die Vorrichtung
eine Vereinzelungseinrichtung für
Material aufweist, und die Vereinzelungseinrichtung dieses Material
in Strukturelemente überführt, die
dann unmittelbar von der Vereinzelungseinrichtung auf die Oberfläche des
Vliesmaterials gelangen.
Quer
zu der Bewegungsrichtung des Vliesmaterials können mehrere Vereinzelungseinrichtungen
vorgesehen sein.
Wenigstens
zwei Vereinzelungseinrichtungen können in Bewegungsrichtung des
Vliesmaterials gesehen gegeneinander versetzt sein.
Weitere
Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
sollen nunmehr anhand detaillierter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 zeigt
ein Beispiel für
eine Erzeugungseinrichtung für
Strukturelemente (hier: Vereinzelungsvorrichtung oder Zerkleinerungseinrichtung)
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
3 zeigt
die Unteransicht eines rotierenden Messers, wie es bei einer Vereinzelungsvorrichtung
gemäß 2 Verwendung
finden kann,
4 zeigt
eine Aufsicht einer Anordnung von Vereinzelungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
5 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Textilelements
mit Trägerschicht
und Nutzschicht.
In 1 ist
schematisch gezeigt, wie in an sich bekannter Weise eine Lage an
Vliesmaterial 3 beispielsweise durch einen Kreuzleger 2 gestapelt werden
kann und dann kontinuierlich in Längsrichtung zu einem Vernadelungswerk 4 geführt werden kann.
Vorzugsweise nach dem Stapel 2 und auf jeden Fall vor der
Vernadelung 4 werden auf die Oberseite 24 des
sich kontinuierlich bewegenden, ggf. gestapelten Vliesmaterials 1 vereinzelte
Strukturelemente 6 aufgestreut.
Das
Aufbringen kann natürlich
auch vor und/oder während
dem Kreuzlegen des Vlieses erfolgen.
Wie
ersichtlich gelangen die Strukturelemente bei der vorliegenden Erfindung
auf das Vlies, ohne einen Prozess zu durchlaufen, der ein Mischen
der Strukturelemente zur Folge haben könnte. Weiterhin kann erfindungsgemäss die Erzeugung
der Strukturelemente im wesentlichen zeitgleich mit deren Aufbringen
erfolgen.
Auch
wenn in der Zeichnung diese Strukturelemente 6 allein durch
Schwerkraft auf die Oberfläche 24 des
sich bewegenden Vlieses 1 fallen, so umfaßt die vorliegende
Erfindung dennoch Ausführungsformen,
bei denen die vereinzelten Oberflächen-Strukturelemente 6 entweder
gezielt auf die Oberfläche 24 geführt werden
(beispielsweise mittels Leitungen etc.) oder aber alternativ oder
zusätzlich von
der Unterseite 25 des Vlieses her zugeführt werden können.
Dabei
ist zu bemerken, daß üblicherweise die
Vernadelung wie schematisch in 1 dargestellt
beidseitig 4, 4' (gleichzeitig
oder zuerst von der einen und dann von der anderen Seite) erfolgt,
so dass von jeder der beiden Seiten Strukturelemente zusammen mit
dem Vliesmaterial verfestigt werden können. Durch die Vernadelung
werden die Oberflächen-Strukturelemente 6 abriebfest
mit der Oberfläche
des Vlieses verbunden und das Vlies wie aus dem Stand der Technik
bekannt verfestigt. Abhängig u.a.
von der Vernadelungsdichte werden natürlich die Oberflächen-Strukturelemente
auch teilweise in die Tiefe der Vliesschicht gerissen bzw. durch
die Widerhaken der Nadeln des Vernadelungswerkes 4, 4' werden auch
Grundfasern des Vlieses an die Oberfläche und ggf. über die
Oberflächen-Strukturelemente 6 gezogen.
Somit müssen
sich nach dem Vernadeln zumindest nicht mehr sämtliche Oberflächen- Strukturelemente
noch an der Oberfläche
befinden. Letztlich hängt
die abschliessende Verteilung der Oberflächen-Strukturelemente 6 in
der Tiefenerstreckung des fertig vernadelten Vlieses von den Parametern
des Vernadelungsprozesses ab.
Die
Oberflächen-Strukturelemente
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind dekorative Elemente, die sich in ihren Abmessungen
von denen der Grundfasern unterscheiden und/oder eine andere Färbung als
die Grundfasern aufweisen.
Vorzugsweise
sind die Oberflächen-Strukturelemente
aus einem Material gefertigt, das sich entweder aus Endlosmaterial
vereinzeln oder aus größeren Stücken zerkleinern
läßt.
Bevorzugt
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung Garn, der als Endlosmaterial 7 den Vereinzelungswerken 9, 9' der erfindungsgemäßen Aufbringeinrichtung 5 zugeführt wird,
so daß die
Vereinzelungswerke 9, 9' kürzere Garnstücke als
Oberflächen-Strukturelemente
erzeugen.
Vorteilhafterweise
ist das Material der Oberflächen-Strukturelemente
derart gewählt,
daß durch das
Vereinzeln die vereinzelten bzw. zerkleinerten Stücke nicht
vollständig
bspw. durch Auffasern ihre Kontur verlieren, sondern immer noch
als geschlossene Einheit erkennbar sind.
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird Endlosgarn 7 ggf. in unterschiedlichen Farben 7, 7' von einem Spulengatter
mit Spulen 8 abgezogen und den Vereinzelungswerken 9, 9' zugeführt.
In 2 ist
eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung
im Detail dargestellt.
Garn 7 wird
als Endlosmaterial zuerst über ein
Walzenwerk 10 mechanisch von einer Vorratsspule herbei
gefördert.
Im
eigentlichen Bereich der Vereinzelungseinrichtung 9 und
somit nach der mechanischen Förderung
wird der Garnfaden dann pneumatisch unter Zuhilfenahme einer Venturi-Düse in eine
Röhre 11 geführt. Dazu
wird am oberen Ende der Röhre 11 Druckluft 12 eingeblasen.
Im unteren Bereich der Röhre 11 ist
die Mantelfläche
dieser Röhre
in Form eines Lochblechs 14 ausgestaltet, so dass durch
die Löcher
des Lochblechs 14 die Druckluft wieder seitlich entweichen
kann. Dadurch wird verhindert, daß die Druckluft allein am unteren
Ende der Röhre 11 austritt
und dann ungehemmt als konzentrierter Luftdruckstrahl auf die Oberfläche des
darunterliegenden Vlieses 1 treffen kann, das zu diesem
Zeitpunkt ja noch nicht durch die Vernadelung verfestigt ist.
Die
eigentliche Vereinzelung oder Zerkleinerung erfolgt gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
mittels eines rotierenden Messers 13, das beispielsweise über einen
Schneckentrieb 16 in Drehrichtung angetrieben wird. Gleichzeitig
weist der Oberbau der Vereinzelungseinrichtung 9 mehrere
Führungen 15, 15' für zuzuführende Garnfäden auf,
so daß jedes Mal,
wenn das rotierende Messer 13 in den Bereich eines durch
die mechanische und pneumatische Förderung kontinuierlich vorgeschobenen
Garnfadens gelangt, dort eine Vereinzelung eines Stückes 6 der Garnstücke erfolgt.
Abhängig von
der Anzahl der Schneiden des rotierenden Messers 13 und
der pro rotierendem Messer zugeführten
Garnfäden
(beispielsweise 5 pro rotierendem Messer 13) kann somit
der Durchsatz pro Vereinzelungseinrichtung 9 erhöht werden.
Die
Größe der vereinzelten
Oberflächen-Strukturelemente 6 (hier:
Garnstücke)
hängt von
der Vorschubgeschwindigkeit des Garnfadens 7 sowie der
Umdrehungsgeschwindigkeit des rotierenden Messers 13. Beispielsweise
können
Garnstücken
mit einer Länge
in der Grössenordnung
von Zentimetern, beispielsweise etwa 1 cm, erzeugt werden.
3 zeigt
die Unteransicht eines rotierenden Messers 13 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit mehreren Schneiden 17.
In 4 ist
schematisch dargestellt, daß erfindungsgemäß mehrere
Vereinzelungseinrichtungen 9, 9' über die Breite der Vliesbahn
hinweg ggf. auch in mehreren Reihen 18, 19 in
Transportrichtung des Vlieses versetzt angeordnet werden können. Diese
mehreren Reihen 18, 19 an Vereinzelungseinrichtungen 9, 9' können beispielsweise
auf einem gemeinsamen Trägerbalken 17 angeordnet
sein, auf dem sie ggf. auch verschiebbar sind.
Wie
bereits in 1 schematisch dargestellt ist,
hat jede Vereinzelungseinrichtung 9, 9' insbesondere
bei Verwendung eines rotierenden Messers gemäß 2 und 3 eine
gewisse Wurfweite, d.h. zugeführte
Garnstücke
werden durch Zentrifugalkraft über
einen kegelmantelförmigen
Bereich verteilt. In diesem Bereich kann es durchaus zu Kontakten
zwischen einzelnen Strukturelementen kommen; indessen ist die Gefahr
der Clusterbildung relativ gering. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß sich diese
Wurfbereiche der einzelnen Vereinzelungseinrichtungen 9, 9' zumindest teilweise überlappen,
um eine kontinuierliche Verteilung der aufgestreuten Oberflächen-Strukturelemente 6 zu
erzielen.
Zusätzlich kann
vorgesehen sein, daß wenigstens
eine Vereinzelungseinrichtung 9, 9' oder auch der gesamte Balken 17 quer
zu der Transportrichtung des darunter sich bewegenden Vlieses 1 relativ
bewegt wird. Beispielsweise kann dazu der Balken 17 eine
Hin- und Herbewegung ausführen,
um die Homogenität
der Verteilung der Oberflächen-Strukturelemente
auf der Oberfläche
der Vliesbahn 1 zu verbessern.
Alternativ
oder zusätzlich
kann auch vorgesehen sein, daß die
Vliesbahn eine Vibrationsbewegung ausführt, um weiter die homogene
Verteilung der aufgestreuten Oberflächen-Strukturelemente zu unterstützen.
5 zeigt
ein erfindungsgemäßes textiles Element
mit einer Trägerschicht 21 einer
Nutzschicht 20 aus einem Nadelvlies. Die eingenadelten
Oberflächen-Strukturelemente
sind schematisch mit 23 bezeichnet. Wie in 5 schematisch
ersichtlich, kann die Verteilungsdichte der Oberflächen-Strukturelemente 23 im
Bereich der von der Trägerschicht 21 abgewandten
Seite der Nutzschicht 22 höher sein als in dem Bereich,
der unmittelbar an die Trägerschicht 21 angrenzt.
Indessen können
durch entsprechende Wahl der Parameter des Vernadelungsprozesses auch
andere, insbesondere Verteilungen erreicht werden.
Weiterhin
ist ersichtlich, dass die Strukturelemente in der Nutzschicht im
Gegensatz zu Produkten aus dem Stand der Technik im wesentlichen
vereinzelt und nicht zusammenhängend
vorliegen.
Allgemein
weist die vorliegende Erfindung also den Vorteil auf, daß die unmittelbar
von den Vereinzelungseinrichtung 9 auf die Oberfläche des
Vliesgewebes 1 gelangenden Oberflächen-Strukturelemente 6 keinen
weiteren Mischprozeß unterlaufen, so
daß diese
tatsächlich
vereinzelt und nicht in Form von Clustern auf die Oberfläche gelangen.
Im Gegensatz dazu sind bei aus dem Stand der Technik bekannten Nadelvliesen
mit Strukturelementen immer wieder zusammenhängende „Büschel" zu beobachten.
Die
Vorwahl der Mischung der Oberflächen-Strukturelemente
der vorliegenden Erfindung findet sozusagen durch entsprechende
Bereitstellung des Ausgangsmaterials der zu erzeugenden Strukturelemente
statt. Im Fall von Garn kann dies bspw. durch die Anordnung der
Garn-Vorratsspulen sowie die Wahl der Zuführung des Garns zu der Vereinzelungseinrichtung
erfolgen.
Darüber hinaus
ist das erfindungsgemäße Verfahren äußerst flexibel,
d.h. es können
gezielte Verteilungen der in der Querrichtung wie auch in der Längsrichtung
der Vliesbahn 1 erzielt werden. Falls beispielsweise in
Querrichtung gesehen die mehreren Vereinzelungswerke 9, 9' unterschiedlich
bzw. mit unterschiedlichen Farben oder Strukturen versorgt werden,
ergibt sich ein streifenförmiges
Muster in der Längsrichtung
der Vliesbahn.
Darüber hinaus
kann in einfacher Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung umgerüstet werden, in
dem ganz einfach andere Materialien den Vereinzelungswerken 9, 9' zugeführt werden
oder aber die Anordnung der Vereinzelungswerke 9, 9' bzw. deren Anzahl
verändert
wird. Somit läßt sich
auch in einfacher Weise die Anzahl der aufgestreuten Oberflächen-Strukturelemente
erhöhen,
in dem ganz einfach weitere Reihen an Vereinzelungswerken oder aber nebeneinander
dichter angeordnete Vereinzelungswerke vorgesehen werden.