DE69406015T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer doppelseitig geprägten faserbahn - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer doppelseitig geprägten faserbahnInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fasergewebes mit einer guten Griffigkeit, gutem Griff und einer guten Drapierbarkeit und mit Prägungen auf gegenüberliegenden Seiten desselben, wobei jede Prägung auf einer Seite desselben gegenüber einer Prägung auf einer anderen Seite desselben gelegen ist, wobei das Verfahren die Schritte (a) des Bereitstellens eines Fasergewebes mit einer vorgegebenen Dicke, (b) des Bereitstellens erster und zweiter Walzen, wobei die erste Walze ein Oberflächenmuster hat, das durch erhöhte Bereich und eingeprägte Bereiche definiert ist, und wobei die zweite Walze eine glatte und harte Oberfläche aufweist, (c) des Positionierens der ersten und zweiten Walzen in einer Quetschanordnung, so daß die erhöhten Bereiche der ersten Walze näher an der glatten und harten Oberfläche der zweiten Walze sind als die vorgegebene Dicke, wohingegen die eingeprägten Bereiche der ersten Walze weiter entfernt von der glatten und harten Oberfläche der zweiten Walze sind, und (d) des Leitens des Fasergewebes zwischen den ersten und zweiten Walzen hindurch umfaßt, um das Fasergewebe mit Prägungen auf gegenüberliegenden Seiten desselben herzustellen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum In-Line- Herstellen eines Gewebes, aufweisend Fasermaterial, um das Gewebe und die doppelseitige Prägung zu erzeugen, wobei die Vorrichtung eine erste und eine zweite Walze aufweist, die in einer Quetschanordnung positioniert sind und zwischen denen das Gewebe geführt wird, um die doppelseitige Prägung zu erzeugen, wobei die erste Walze mit einem Oberflächenmuster versehen ist, das durch erhöhte Bereiche und eingeprägte Bereiche definiert ist, die die Form der Prägung festlegen, und wobei die zweite Walze eine glatte und harte Oberfläche hat.
- Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Fasern weisen Cellulosefasern, Holzfasern, Mischungen mit synthetischen Fasern, einschließlich Zweikomponentenfasern, und synthetische Fasern auf. Die synthetischen Fasern können beispielsweise aus Polypropylen oder Polyethylen sein. Auch Glasfasern, Gestein-Holzfasern und vorbehandelte Fasern können verwendet werden.
- Der Prägeprozeß ist ein In-Line-Prozeß, bei dem das gebildete Gewebe durch einen sogenannten Prägekalender geführt wird. Das Gewebe kann ein Plastgewebe, ein Papiergewebe oder dergleichen sein. Es ist auch möglich, ein mehrschichtiges Gewebe zu prägen.
- Der Prägekalender weist eine Prägewalze und eine mit dieser zusammenwirkende Druckwalze auf, zwischen denen das Gewebe geführt wird, um eine Seite des Gewebes zu prägen. Wenn eine doppelseitige Prägung vorgesehen ist, wird das Gewebe durch einen weiteren Prägekalender geführt, bei dem die Prägewalze und die Druckwalze gegenüber der Positionierung im ersten Prägekalender umgekehrt angeordnet sind. Somit hat die bekannte Technik eine voluminöse Vorrichtung zur Folge.
- Sie ist mit ernsthaften Problemen verbunden, wenn die doppelseitige Prägung gleichzeitig unter Verwendung zweier Prägewalzen ausgeführt wird. Somit besteht eine großes Risiko, daß das Gewebe in Bereichen, an denen zwei erhöhte Abschnitte einandergegenüberliegend in einer zentralen Ebene angeordnet sind, die durch die Rotationsachse der beiden Prägewalzen verläuft. Das Risiko des Zerbrechens oder Zerreißens des Gewebes ist insbesondere dann hoch, wenn dünne Gewebe geprägt werden.
- -Aus der Offenbarung der US-A-2 964 441 ist es bekannt, eine doppelseitige Prägung in einem Gewebe dadurch herzustellen, daß das Gewebe durch den Spalt zwischen zwei Walzen geführt wird, von denen eine mit einem Prägemuster versehen ist, während die andere eine glatte und harte Oberfläche aufweist. Es ist jedoch offenbart, daß die doppelseitige Prägung ausgeführt werden sollte, da das Gewebe eine Zwischenschicht aus Latex aufweist, welche dazu verwendet wird, die Fasern in die gewünschte Prägeform zu schmelzen.
- Für viele Produkte ist es wünschenswert, doppelseitig geprägte Gewebe zu haben, die nur Fasermaterial aufweisen, d.h. ein Produkt ohne Zwischenschichten oder -membranen zum Schweißen der Fasern der Gewebe in die gewünschte Form. Es ist wünschenswert, daß ein derartiges Gewebe relativ dünn ist. Wenn eine doppelseitige Prägung vorliegt, hat das Gewebe eine hohe Qualität hinsichtlich der Griffigkeit und des Griffs und auch hinsichtlich der Drapierbarkeit. Also hat ein Tuch, das nur auf einer Seite geprägt ist, eine sehr schlechte Drapierbarkeit, die durch die nicht geprägte Oberfläche des Gewebes zustande kommt. Darüber hinaus fühlt sich ein Gewebe, das nur an einer Oberfläche gepragt ist, steifer und härter an. Dementsprechend wird gesagt, daß es eine schlechte Griffigkeit und einen schlechten Griff aufweist. Wenn das Gewebe auf beiden Seiten geprägt ist, wird das Gewebe viele Punkte aufweisen, um die herum das Gewebe gebogen werden kann. Dies ist der Effekt, der dem Gewebe eine gute Griffigkeit und einen guten Griff und eine gute Drapierbarkeit verleiht. Ein derartiges Gewebe ist insbesondere zur Herstellung von Bekleidung, Vorhängen, Wäsche, Gänseaugenstoff und anderer Produkte geeignet, die sich für die Verwender weich und angenehm anfühlen oder die eine Drapierbarkeit, welche mit derjenigen von Strickwaren und Textilien verglichen werden kann, aufweisen soll. Das Gewebe kann mit Verstärkungsnetzgeweben oder in den Cellulosefasern enthaltenen Synthetikfasern hergestellt werden oder kann nur aus Cellulosefasern gemacht sein.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fasergewebe mit einer Prägung auf beiden Oberflächen herzustellen, um ein Gewebe mit einer guten Griffigkeit, gutem Griff und guter Drapierbarkeit ungeachtet der Dicke des Gewebes bereitzustellen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß Schritt (a) die Tatsache umfaßt, daß ein Gewebe, das nur Fasermaterial enthält, durch Blasen auf einem Formdraht gebildet wird. Darüber hinaus ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Faserverteiler, eine Saugbox und einen Formdraht aufweist, auf dem das Gewebe, das nur Fasermaterial enthält, geblasen wird.
- Hierdurch wird die doppelseitige Prägung des Fasergewebes gleichzeitig durch die beiden Walzen bewirkt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Verwendung einer harten und glatten Druckwalze im Gegensatz zur bekannten weichen Druckwalze, die beim Erzeugen von Prägungen in Geweben, welche nur Fasermaterial aufweisen, verwendet wird, den Effekt einer doppelseitigen, dreidimensionalen Prägung erzeugt. Bislang wurde ein derartiger Effekt nur durch das vorstehend erwähnte Verfahren einschließlich der Verwendung einer Zwischenschicht aus Latex im Gewebe erhalten. Sogar nach einem gründlichen Studium dieses überraschenden Effekts konnte der Erfinder keine kausale Erklärung finden. Die auf den beiden Oberflächen des Gewebes hergestellten Prägungen treten als Spiegelbild um eine Symmetrieebene auf, die durch die Mitte des Gewebes verläuft. Somit liegt einem Eindruck auf einer Seite des Gewebes ein Eindruck auf der anderen Seite des Gewebes gegenüber.
- Die beiden Walzen sollten mit einem gegenseitigen Abstand zwischen den Oberflächen angeordnet werden, so daß kein Quetscheffekt am Material des Gewebes, das sich vor Vertiefungen in der Prägewalze befindet, auftritt. Somit ist es vorzuziehen, daß die beiden Walzen in Abhängigkeit von der Dicke des Gewebes und der Art des Gewebes so eingestellt werden, daß eine Prägung nur im Material des Gewebes auftritt, das vor den erhöhten Bereichen der Prägewalze gelegen ist.
- Die verwendeten Walzen können verschiedene Abmessungen haben. So könnte die Länge zwischen 3 und 4 Meter und der Durchmesser zwischen 0,1 und 0,7 Meter betragen. Die Oberflächengeschwindigkeit der Walze läge zwischen 20 und 400 Meter pro Minute, und die Walzen werden vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 130ºC und 400ºC, vorzugsweise zwischen 200 und 330ºC, aufgeheizt.
- Wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren Prägungen auf beiden Seiten erzeugt werden, ist es möglich, die Anlage zur Erzeugung des Gewebes mit einer geringeren Gesamtgröße zu bauen, als es bei Verwendung konventioneller Prägeverfahren möglich wäre, die die Verwendung zweier aufeinanderfolgender Prägekalender erforderlich machen. Das erzeugte Gewebe ist vorzugsweise so angeordnet, daß sehr kurze Abstände, beispielsweise weniger als 3 mm oder sogar weniger als 2 mm, zwischen den erhöhten Bereichen bestehen, um über so viele Biegepunkte wie möglich zu verfügen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zusammen mit der nachfolgenden Diskussion offensichtlich.
- In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Prägewalze,
- Fig. 3 eine Teilschnittansicht durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Gewebe, und
- Fig. 4 eine Fotografie eines erfindungsgemäßen Gewebes.
- In Fig. 1 ist schematisch eine Anlage zum Trockenblasen von Papier dargestellt. In Fig. 1 sind nur Hauptelemente der Anlage dargestellt. Folglich benötigt die Anlage mehr Elemente, um zu funktionieren, wie z.B. ein Binderzuführmittel, eine Trocknungseinheit und Mittel zur Feuchtigkeitsregelung des gebildeten Gewebes. Jedoch sind derartige Elemente dem Fachmann bekannt und eine detaillierte Erklärung derselben ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung, die das Prägen betrifft, nicht notwendig. Vorzugsweise ist die Trocknungseinheit nach den Prägewalzen angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Trocknungseinheit vor der Prägewalze anzuordnen.
- Die Anlage weist einen Faserverteiler 1, eine Saugbox 2 und einen durchlöcherten Endlosformdraht 3 auf, der zwischen ihnen verläuft. Der Endlosformdraht 3 besteht beispielsweise aus einem Maschengitter, das unter Verwendung von Bronzedrähten hergestellt ist. Der Formdraht 3 wird von Walzen 4 getragen und wird durch geeignete (nicht gezeigte) Antriebsmittel angetrieben, so daß er kontinuierlich zwischen dem Faserverteiler 1 und der Saugbox 2 verläuft. Der Formdraht 3 bewegt sich in Richtung des Pfeiles 5.
- Die Saugbox 2 weist ein Ansaugrohr 6 auf, das mit einem (nicht gezeigten) Gebläse verbunden ist, um in ihr ein Vakuum zu erzeugen. Der Formdraht 3 verläuft durch den Spalt eines Walzenpaares 7, 8. Dadurch wird eine Verdichtung der trockengeblasenen Schichten bewirkt.
- Ein Endlosband 9 ist im Anschluß an den Formdraht 3 angeordnet. Das Band 9 wird in Richtung des Pfeiles 10 angetrieben. Ein weiteres Endlosband 11 ist oberhalb des Formdrahtes 3 und einem Teil des Endlosbandes 9 vorgesehen. Das Innere des Endlosbandes 11 ist in zwei Fächer 13, 14 unterteilt, die einen Überdruck bzw. ein Vakuum aufweisen. Diese Anordnung ist dafür gedacht, das Fasergewebe 15, das auf dem Formdraht 3 gebildet wird, auf das Endlosband 9 zu übertragen.
- Sprühdüsen 16 sind oberhalb des Fasergewebes 15 angeordnet. Die Sprühdüsen 16 können dazu verwendet werden, die Feuchtigkeit des Gewebes innerhalb der Grenzen zwischen 5 und 10%, vorzugsweise zwischen 7 und 8%, einzustellen. Diese Feuchtigkeit ist wesentlich, da andernfalls Probleme aufgrund statischer Elektrizität auftreten könnten.
- Es ist möglich, auf der anderen Seite des Fasergewebes 15 Sprühdüsen vorzusehen, die den Düsen 16 entsprechen. Bevor das Endfasergewebe 15 auf eine Walze 17 aufgewickelt wird, verläuft das Gewebe 15 durch den Spalt der Walzen 18, 19.
- Die Walzen 18, 19 bilden eine erfindungsgemäße Prägevorrichtung. Die Walze 18 ist auf ihrer Oberfläche mit einem Muster versehen, das die Form der Prägung des Gewebes bestimmt. Die Walze 19, die eine sogenannte Druckwalze ist, hat eine glatte und harte Oberfläche. Die Walze 19 ist vorzugsweise aus einer Chronium-plattierten Stahlwalze gemacht. Somit ist die Druckwalze 19 völlig verschieden von den Druckwalzen, die für gewöhnlich verwendet werden. Diese Walzen nach dem Stand der Technik basieren auf dem Prinzip, daß sie eine weiche und flexible Oberfläche haben sollen, die beim Prägen des Gewebes nachgeben kann. Jedoch ermöglicht eine solche bekannte Prägevorrichtung nur eine Prägung auf einer Oberfläche des Gewebes. In dieser Hinsicht sollte bedacht werden, daß ein einseitig geprägtes Gewebe eine Drapierbarkeit hätte, die durch die glatte Seite festgelegt wird.
- Wie in Fig. 2 veranschaulicht ist, ist die Walze 18 mit einem Muster 20 versehen, das eingeprägte Bereiche 21 und erhöhte Bereiche 22 aufweist. Die Walzen 18, 19 weisen einen Abstand voneinander auf, so daß der Quetscheffekt bei Fasern auftritt, die vor den erhöhten Bereichen 21 gelegen sind, und so daß kein Quetscheffekt bei den Fasern auftritt, die vor den eingeprägten Bereichen 21 gelegen sind. Somit ist es erforderlich, die beiden Walzen 18, 19 sehr genau zu positionieren.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet gemäß einem Verfahren, durch das eine doppelseitige, dreidimensionale Prägung auf dem Fasergewebe 15 erzeugt wird. Ein derartiges doppelseitig geprägtes Fasergewebe ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
- Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht, die veranschaulicht, daß beim geprägten Gewebe die Prägungen ein Spiegelbild in einer imaginären Symmetrieebene 23 sind, die durch die Mitte des Fasergewebes 15 verläuft. Wte vorstehend erläutert, wurde überraschenderweise gezeigt, daß Prägungen auf beiden Seiten ausgebildet sind, obwohl die Druckwalze 19 glatt ist. Somit steht einem Eindruck 24 auf einer Seite des Gewebes 15 ein Eindruck 24 auf der anderen Seite des Gewebes 15 gegenüber. Bereiche 26 zwischen den Eindrücken weisen eine Dicke 27 auf, die größer als die Dicke 25 durch zwei Eindrücke 24 ist.
- Die Fotografie von Fig. 4 zeigt einen Teil eines Gewebes, das gemäß der Erfindung hergestellt ist, in dem die Prägung in Form von Eindrücken und erhöhten oder nicht eingedrückten Bereichen auftritt.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise:
- Das Gewebe 15 wird durch den Spalt zwischen den Walzen 18, 19 hindurch geleitet. Nachdem es den Spalt passiert hat, kann die Dicke 25 des Gewebes zwischen Eindrücken 24 zwischen 10 und 20% der ursprünglichen Dicke des Gewebes 15 betragen. In den Bereichen 26 zwischen den Eindrücken kann das Gewebe eine Dicke 27 von etwa 2 bis 3 mm aufweisen, wohingegen die Dicke 25 etwa einige zehntel Millimeter beträgt.
- Es hat sich gezeigt, daß das Produkt besonders weich ist, wenn die Walzen 18, 19 erhitzt werden. Auch dieser Effekt ist überraschend. Es ist anzunehmen, daß das momentane Erhitzen eine Dampfbildung verursacht, die als kleine Explosion auftritt. Es wird angenommen, daß diese kleinen Explosionen das Produkt luftiger und dadurch weicher machen.
- Neben seiner Weichheit weist das Produkt aufgrund der doppelseitigen Prägung eine gute Griffigkeit und einen guten Griff und eine gute Drapierbarkeit auf. Die Drapierbarkeit kann mit derjenigen von Strickwaren und Textilien verglichen werden. Aufgrund der verringerten Dicke 25 zwischen gegenüberliegenden Eindrücken 24 ist das Gewebe mit einer großen Anzahl an Biegepunkten versehen. Die große Anzahl an Biegepunkten ist für eine gute Drapierbarkeit erforderlich. Der Abstand zwischen benachbarten Eindrücken könnte weniger als 2 mm betragen, um so viele Biegepunkte wie möglich zu erhalten. Dadurch wird eine besonders gute Drapierbarkeit erreicht.
- Beim Herstellen der Prägungen ist es möglich, einen Modifikator auf die erhöhten Bereiche 21 der Prägewalze 18 aufzubringen. Somit ist es möglich, die Eigenschaften des Gewebes während des Prägeprozesses zu modifizieren. Eine derartige Modifikation kann in Form eines Einfärbens der Eindrücke 24 erfolgen.
- Es ist auch möglich, ein Durchdringungsmittel als Modifikator zu verwenden. Ein derartiges Durchdringungsmittel dringt in die Fasern, die zwischen den gegenüberliegenden Eindrücken 24 positioniert sind, ein, und beeinflußt die mechanischen Eigenschaften der Fasern. Die Modifikation wird nur auf der Seite des Gewebes 15 bewirkt, die zur Prägewalze 18 hin gerichtet ist. Ein Durchdringungsmittel könnte beispielsweise hydrophobe Fasern so beeinflussen, daß sie im Muster oder in einem Teil des Musters der Eindrücke in hydrophile Fasern umgewandelt werden. Ein derartig modifiziertes Gewebe könnte vorteilhafterweise für feine Gewebe und Gänseaugenstoffen verwendet werden.
- Dieser Effekt des Herstellens sogenannter Flußlinien ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung beschrieben, die vom selben Anmelder unter dem Titel "Method of producing flow lines in a sanitary product" eingereicht wurde.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines Fasergewebes (15) mit einer
guten Griffigkeit, gutem Griff und einer guten Drapierbarkeit
und mit Prägungen (24, 26) auf gegenüberliegenden Seiten
desselben, wobei jede Prägung auf einer Seite desselben
gegenüber einer Prägung auf der anderen Seite desselben gelegen
ist, wobei dieses Verfahren die Schritte (a) des Bereitstellens
eines Fasergewebes (15) mit einer vorgegebenen Dicke, (b) des
Bereitstellens erster und zweiter Walzen (10, 19), wobei die
erste Walze (18) ein Oberflächenmuster (20) hat, das durch
erhöhte Bereiche (22) und eingeprägte Bereiche (21) definiert
ist, und wobei die zweite Walze (19) eine glatte und harte
Oberfläche aufweist, (c) des Positionierens der ersten und
zweiten Walzen in einer Quetschanordnung, so daß die erhöhten
Bereiche (22) der ersten Walze (18) näher an der glatten und
harten Oberfläche der zweiten Walze (19) sind als die
vorgegebene Dicke, wohingegen die eingeprägten Bereiche (21) der
ersten Walze (18) weiter entfernt von der glatten und harten
Oberfläche der zweiten Walze (19) sind, und (d) des Leitens des
Fasergewebes (15) zwischen den ersten und zweiten Walzen (10,
19) hindurch umfaßt, um das Fasergewebe mit Prägungen (24, 26)
auf gegenüberliegenden Seiten desselben herzustellen, dadurch
gekennzeichnet, daß Schritt (a) die Tatsache umfaßt, daß ein
Gewebe, das nur Fasermaterial enthält, durch Blasen auf einem
Formdraht gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Zellulosefasern auf dem Formdraht (3) geblasen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mischung aus Zellulosefasern und synthetischen Fasern auf dem
Formdraht (3) geblasen wird.
4. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächengeschwindigkeit der
Walzen (18, 19) zwischen 20 und 400 m/min liegt und daß die
Walzen (18, 19) auf eine Temperatur zwischen 130ºC und 400ºC,
vorzugsweise 200ºC und 330ºC, aufgeheizt werden.
5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte des Gewebes, die vor den
eingeprägten Bereichen (21) der Prägewalze (10) angeordnet
sind, während des Durchgangs zwischen den Walzen nicht
gequetscht werden.
6. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhten Bereiche (22) der ersten
Walze (18) mit einem Modifikationsmittel versehen sind, um die
Eigenschaften des Gewebes (15) während des Prägeprozesses zu
modifizieren.
7. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Modifikationsmittel ein
Durchdringungsmittel ist, das in die Fasern eindringt und die
mechanischen Eigenschaften der Fasern beeinflußt.
8. Vorrichtung zum In-line-Herstellen eines Gewebes (15),
aufweisend Fasermaterial um das Gewebe (15) und eine
doppelseitige Prägung (24, 26) zu erzeugen, wobei die
Vorrichtung eine erste und eine zweite Walze (18, 19) aufweist,
die in einer Quetschanordnung positioniert sind und zwischen
denen das Gewebe (15) geführt wird, um die doppelseitige
Prägung (24, 26) zu erzeugen, wobei die erste Walze (10) mit
einem Oberflächenmuster (20) versehen ist, das durch erhöhte
Bereiche (22) und eingeprägte Bereiche (21) definiert ist, die
die Form der Prägung (24, 26) festlegen, und wobei die zweite
Walze (19) eine glatte und harte Oberfläche hat, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Faserverteiler (1),
eine Saugbox (2) und einen Formdraht (3) aufweist, auf dem das
Gewebe (5), das nur Fasermaterial enthält, geblasen wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Walze (19) aus einer Cronium-plattierten Stahlwalze
gemacht ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand zwischen den zwei Walzen (18, 19) so angeordnet
ist, daß kein Quetscheffekt auf dem Material auftritt, das vor
den Bereichen der eingeprägten Bereiche (21) der Prägewalze
(10) gelegen ist.
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