DE19912279A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nonwovens mit Präge- oder Lochmuster mittels hydrodynamischer Vernadelung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Nonwovens mit Präge- oder Lochmuster mittels hydrodynamischer VernadelungInfo
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Abstract
Zur Herstellung eines Lochvlieses mittels einer hydrodynamischen Wasservernadelung ist es bekannt, eine metallene Trommel herzustellen, auf deren Außenumfang plastische Erhöhungen für die späteren Löcher im Vlies hergestellt sind. Da die Herstellung der Nadelwalze aus Metall bei der Vielzahl der Dorne und der entsprechenden Drainagelöcher sehr teuer ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, zunächst auf einer Vorrichtung mit einer Laserbrenneinrichtung eine im Querschnitt kreisförmige, allein jedoch instabile Kunststoffhülle beliebiger Länge mit radial nach außen abstehenden plastischen Erhöhungen für das spätere Prägemuster oder für die zu erzielenden Löcher im Vlies herzustellen und rund um die Erhöhungen die Kunststoffhülle durchstoßende Löcher zum Abtransport des zum Vernadeln aufgespritzten Wassers zu brennen. Dann ist die instabile Kunststoffhülle von der Trägereinrichtung beim Brennen zu entfernen und auf eine metallische, in sich stabile Siebtrommel mit gelaserten, gebohrten oder gestanzten Löchern zu ziehen, wobei zuvor auf die Siebtrommel als Unterzug ein gröberes Siebgewebe als Abstandshalter für die Kunststoffhülle aufgezogen ist.
Description
Präge- oder Lochmuster sind nach der US-A-37 50 237 oder der EP-A-0 400 249
herstellbar. Nach der US-PS 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 Loch- oder Prägestruktur.
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. Ein Prägemuster ist
auch mit der Vorrichtung nach der EP-Schrift erzielbar, wo die Wasserstrahlen von
innerhalb der mit dem Prägemuster versehenen Trommel nach außen gegen das Vlies
gespritzt werden. Diese Vorrichtung ist aber für Lochvliese insbesondere mit scharf
abgegrenzten Löchern ungeeignet.
Scharf abgegrenzte Löcher sind nachträglich in ein vorgefertigtes gleichmäßiges Vlies
nur mit der Herstellungsart nach den EP-A-0 215 684, 0 223 614 oder 0 273 454 ein
bringbar. Dort ist jeweils eine Perforiertrommel aus einem glatten Blech mit Drainage
öffnungen 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 Drainage
öffnungen gebildet sind, oder 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 metallenen Blech hergestellt, auf das die
Dorne oder die sonstigen plastischen Erhöhung nur geschraubt werden können, siehe
dazu auch die US-A-3 034 180. Eine solche Trommel aus Metall herzustellen ist sehr
aufwendig und damit teuer.
Es ist seit langem bekannt, Laserbrenneinrichtungen zur Oberflächengestaltung von z. B. Prägetrommeln einzusetzen. Nach der EP-A-0 626 902 wird dieses Verfahren für
die Oberlächengestaltung einer Trommel mit einem besonderen Muster aus
pyramidenförmigen Dornen eingesetzt. Die Trommel ist dort aus mehreren Segmenten
zusammengesetzt, die auf einer die Segmente tragenden Stütztrommel angeordnet
sind. Es ist auch erwähnt, die Trommel aus einem massiven Mantel herzustellen.
Zur Herstellung des gewünschten Lochvlieses müssen die Dorne in einem sehr dichten
Abstand, zwischen 3 und 10 mm, angeordnet sein, wobei in die Fläche zwischen den
Dornen die Abflußbohrungen eingebracht werden müssen. Diese sind zwischen 1-2
mm im Durchmesser herzustellen, damit die Fasern beim Wasserstrahlen nicht in diese
Öffnungen hingeschwemmt werden. Es ist deshalb sehr schwer, wenn nicht unmöglich
eine massive, in sich stabile Trommel ähnlich der nach der EP 0 626 902 mit den
Bedingungen der genannten Art herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zu entwickeln, mit der die Herstellung einer Trommel für die Erzeugung
von Lochvliesen oder auch für Prägetrommeln leichter und damit preiswerter möglich
ist.
Unter Ausnutzung des bekannten Herstellungsverfahren einer Oberfläche mit einer
Laserbrenneinrichtung so wie sie auch in der EP-A-0 626 902 beschrieben ist, sieht
die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß auf einer Vorrichtung mit
einer Laserbrenneinrichtung eine im Querschnitt kreisförmige, allein jedoch instabile
Kunststoffhülle beliebiger Länge mit radial nach außen abstehenden plastischen
Erhöhungen für das spätere Prägemuster oder für die zu erzielenden Löcher im Vlies
hergestellt und rund um die Erhöhungen die Kunststoffhülle durchstoßende Löcher
zum Abtransport des zum Vernadeln aufgespritzten Wassers gebrannt werden, dann
die instabile Kunststoffhülle von der Trägereinrichtung beim Brennen entfernt und auf
eine an sich bekannte metallische, in sich stabile Siebtrommel mit gelaserten,
gebohrten oder gestanzten Löchern gezogen wird, wobei zuvor auf die Siebtrommel
wie bekannt als Unterzug ein gröberes Siebgewebe als Abstandshalter für die
Kunststoffhülle aufgezogen wird.
Die mit diesem Verfahren hergestellte Konstruktion besteht dann aus einer
metallischen, in sich stabilen Siebtrommel mit aufgezogenem Siebgewebe zur
Abstandserzeugung und als drittem Mantel aus einer auf dieses Siebgewebe
aufgezogenen in sich labilen Kunststoffhülle, die auf einer Laserbrenneinrichtung
sowohl mit Entwässerungslöchern als auch außen mit radial abstehenden plastischen
Erhöhungen versehen ist. Das gröbere Siebgewebe zur Abstandserzeugung für
bessere Durchströmung ist auch in der Wasserstrahltechnik bekannt, siehe dazu z. B.
die US-A-5 042 722. Neu ist aber dieses Siebgewebe jetzt mit einer rundum nahtlosen
Kunststoffhülle, wie Schlauch zu beziehen, die sehr dünn und damit labil hergestellt ist
und jetzt rundum einen festen Halt hat.
Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft darge
stellt. Es zeigen:
Fig. 1 Im Querschnitt eine durchlässige, unter Saugzug stehende Walze zur
Herstellung eines Lochvlieses mit der Walze außen zugeordneten
Düsenbalken und
Fig. 2 der Mantel der Walze nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
Es geht um eine Wasservernadelungsvorrichtung wie sie beispielsweise in der DE-A-
197 06 610 dargestellt ist. Dort dient die Vorrichtung zum Einführen eines noch un
verfestigten Vlieses mittels eines tragenden Endlosbandes in den Spalt eines oberhalb
dazu laufenden Endlosbandes und dann rund um eine Trommel, auf der das Vlies
dann erstmals mit aus der Trommel zugeordneten Düsenbalken austretenden
Wasserstrahlen vernadelt wird. Eine solche Vorrichtung ist zu verändern zur
Herstellung von scharf abgegrenzten Löchern in ein bereits verfestigtes oder teilweise
verfestigtes Vlies. In der Zeichnung ist dazu lediglich eine Trommel 1 dargestellt, der
weitere Peripherieteile folgen und vorgeordnet sind, aber wegen der Übersichtlichkeit
hier fortgelassen sind. Das im Grunde fertige und insofern nicht durch ein Endlosband
getragene 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.
Die Trommel 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einer nahtlosen Trommelwandung 5, die
dünn und insbesondere bei Verwendung von zum Lasern geeignetem Kunststoff
instabil ausgebildet ist. Diese Trommelwandung 5 weist gemäß Fig. 4 auf der
Außenseite eine Vielzahl von plastischen Erhöhungen, wie Dorne 6 auf. Die Dorne 6
sind umgeben von Drainageöffnungen 7. Die Vielzahl der Dorne 6 wird mittels
computergesteuerten Laserstrahlen aus dem Vollen des Materials der Wandung 5
herausgebrannt. Anschließend oder zur gleichen Zeit sind die Bohrungen 7
einzubringen, die die Dorne 6 rundum umgeben.
Eine solche aus einem harten, aber laserbaren Kunststoff hergestellte 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.
Die zur Herstellung der Kunststoffhülle notwendige Laserbrenneinrichtung ist in der
Zeichnung nicht dargestellt, sie ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der
Erfindung. Wesentlich ist nur, daß auf der der Laserbrenneinrichtung zugeordneten
Trommel aus z. B. GFK über eine Trennschicht ein Kunststoff aufgebracht ist, der mit
dem Laser so bearbeitet werden kann, daß die Wandungen der plastischen
Erhöhungen glatt und die Ebene zwischen den Erhöhungen ebenfalls glatt ausgebildet
ist. Ggf. kann man nach der Herstellung auf die Oberfläche der Hülle noch eine
Gleitschicht z. B. aus Teflon aufbringen, um eine leichtere Ablösung des Faservlieses
von der mit den Wasserstahlen mit hohem Wasserdruck beaufschlagten Trommel zu
ermöglichen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen einer drehbare gelagerten durchlässigen Trommel zum
Erzeugen von hydrodynamisch vernadelten Nonwovens mit radial von außen auf
das auf der Trommel aufliegende Nonwoven auftreffenden harten Wasserstrahlen,
wobei das Nonwoven nach der Wasserstrahlbehandlung mit einem Prägemuster
und/oder sogar mit scharf abgegrenzten Löchern versehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einer Vorrichtung mit einer Laserbrenneinrichtung eine im
Querschnitt kreisförmige, allein jedoch instabile Kunststoffhülle beliebiger Länge
mit radial nach außen abstehenden plastischen Erhöhungen für das spätere
Prägemuster oder für die zu erzielenden Löcher im Vlies hergestellt und rund um
die Erhöhungen die Kunststoffhülle durchstoßende Löcher zum Abtransport des
zum Vernadeln aufgespritzten Wassers gebrannt werden, dann die instabile
Kunststoffhülle von der Trägereinrichtung beim Brennen entfernt und auf eine an
sich bekannte metallische, in sich stabile Siebtrommel mit gelaserten, gebohrten
oder gestanzten Löchern gezogen wird, wobei zuvor auf die Siebtrommel wie
bekannt als Unterzug ein gröberes Siebgewebe als Abstandshalter für die
Kunststoffhülle aufgezogen wird.
2. Vorrichtung zur Wasserstrahlbehandlung eines Nonwovens mit Prägemuster
und/oder Lochmuster mit mindestens einem einer durchlässigen Trommel radial
außen zugeordneten Wasserbalken zur Erzeugung der Wasserstrahlen, hergestellt
nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer
bekannten metallischen Siebtrommel (11) mit aufgezogenem Siebgewebe (12) zur
Abstandserzeugung und als drittem Mantel mit einer auf dieses Siebgewebe (12)
aufgezogenen in sich labilen Kunststoffhülle (5) besteht, die auf einer
Laserbrenneinrichtung sowohl mit Entwässerungslöchern (7) als auch außen mit
radial abstehenden plastischen Erhöhungen (6) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite der
fertig hergestellten Kunststoffhülle (5) eine die plastischen Erhöhungen (6) und die
perforierte, glatte Fläche zwischen diesen Erhöhungen (6) umschließende bzw.
abdeckende dünne Gleitschicht, z. B. aus Teflon, aufgebracht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kunststoffhülle (5) nahtlos ausgebildet ist.
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