EP1966422A1 - Method and device for strengthening a running fleece web, and fleece - Google Patents

Method and device for strengthening a running fleece web, and fleece

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Publication number
EP1966422A1
EP1966422A1 EP06829657A EP06829657A EP1966422A1 EP 1966422 A1 EP1966422 A1 EP 1966422A1 EP 06829657 A EP06829657 A EP 06829657A EP 06829657 A EP06829657 A EP 06829657A EP 1966422 A1 EP1966422 A1 EP 1966422A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nonwoven web
nozzle
speed
nonwoven
bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06829657A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Anton Mooshammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP1966422A1 publication Critical patent/EP1966422A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/681—Spun-bonded nonwoven fabric

Definitions

  • the invention relates to a method for consolidating a moving nonwoven web according to the preamble of claim 1, a device for carrying out the method according to the preamble of claim 7 and a nonwoven consisting of a plurality of melt-spun fibers according to the preamble of claim 15.
  • nonwovens formed by depositing a multiplicity of fibers it is known to consolidate the nonwoven in a further processing process in order to increase the cohesion of the fibers within the nonwoven.
  • mechanical consolidation methods in which the nonwoven web is penetrated by additional means in order to entangle the fibers together.
  • water-jet needling has gained importance as a solidification method.
  • columnar water jets are generated under a high pressure, which impinge substantially perpendicular to the nonwoven web and penetrate it. In doing so, the water jets in the point of incidence cause compaction and swirling of the fibers, so that surface structures form on the nonwoven web.
  • Two variants are known in the prior art for producing such surface-structured and consolidated nonwovens.
  • a method and a device for solidifying a nonwoven by means of water jet is known in which a nozzle bar is arranged with a plurality of nozzle openings above a guide means for guiding a nonwoven web.
  • the nozzle bar is held so movable above the nonwoven web that perform by a drive of the nozzle bar a reciprocating movement substantially transverse to the direction of the nonwoven web can.
  • a jet of water is generated by high pressure through the nozzle openings arranged on the underside of the nozzle bar.
  • the number of nozzle openings, the arrangement of the nozzle openings and the oscillating movement of the nozzle bar are designed in such a way that the most uniform possible closed surface structure in the form of a smooth nonwoven web results.
  • Such nonwoven webs with flat surface structures are, however, completely unsuitable for receiving additives such as impregnating agent due to lack of volume ranges.
  • the nonwoven web in the machine direction which is also referred to in specialist circles as the machine direction (MD) compared to a transverse direction (CD) had a much higher strength.
  • MD machine direction
  • CD transverse direction
  • the invention is characterized in that a line-shaped surface structure produced to solidify the nonwoven fabric is based on a plurality of obliquely extending structure lines arranged next to one another. Since in the production of nonwoven fabric usually results in the direction of the nonwoven web oriented fiber orientation, can be created by the oblique structure lines solidified surface areas, which leads to both a longitudinally oriented and transversely oriented turbulence of the fibers. In that regard, a substantially uniformly independent of the pulling direction of the nonwoven fabric is generated strength.
  • a further advantage of the invention is given by the fact that the fibers have a large freedom of movement within the nonwoven despite a solidified surface structure.
  • the amplitude for reciprocating the fluid flows is selected such that the meeting points generated by adjacent fluid streams in the nonwoven web do not intersect an imaginary parting line.
  • the generated solidified surface areas within the nonwoven thus substantially represent a uniform turbulence and entanglement of the fibers. Overlaps and cross points of the line-shaped surface blasting with double turbulence within the nonwoven web are advantageously avoided.
  • the structure lines in the nonwoven web can be varied Inclination angles relative to the running direction of the nonwoven web export.
  • the method variant is particularly advantageous, in which the reciprocating movement of the fluid streams is performed at a guide speed which is smaller than a running speed of the nonwoven web.
  • the nonwoven web is moved faster per unit time than the transversely moved fluid flows.
  • the method variant in which the reciprocation of the fluid streams is carried out at a guide speed that is greater than a running speed of the nonwoven web is preferably used.
  • the inclination of the structure lines it is advantageous to influence the strength ratio between the strength in the direction of travel (MD) and the strength in the transverse direction (CD).
  • MD direction of travel
  • CD transverse direction
  • the inventive method is preferably operated with water jets as fluid streams, which are generated with a pressure drop in a range of 30 bar to 600 bar through a plurality of nozzle openings with a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the water jets can be generated by one or more rows of mutually offset nozzle bores, so that both the width of the structure line and the number of structure lines are selectable.
  • the amplitudes for moving the rows of nozzles are selected such that the structure lines on the surface of the nonwoven web do not generate any cross points.
  • the device according to the invention is characterized in that relatively large distances between the nozzle holes can be formed for solidifying a nonwoven web, so that the number of nozzle holes can be kept correspondingly low in order to produce conventional surface-structured nonwoven webs with the same strengths. It can realize energy and water savings in the range of 30%.
  • the device according to the invention is also suitable for producing higher strength nonwoven webs of equalized strength.
  • the solution of the underlying object is achieved by the device according to the invention in that the amplitude of the reciprocating movement of the nozzle beam is less than half the distance between two adjacent in the row nozzle openings. On the one hand, it avoids undesirable overlapping of structure lines and, on the other hand, it guarantees sufficient zones of non-solidified areas between the structure lines, which enables adequate mobility of the fiber within the nonwoven.
  • the guide means and the nozzle beam are driven by separate controllable drives.
  • the guide means is formed by a driven screen belt or a driven screen roller.
  • the belt speed of the belt or the roller peripheral speed of the roller is greater than a guide speed of the nozzle beam.
  • the variant of the development is used in which the band speed of the belt or the roller peripheral speed of the roller is smaller than a guide speed of the nozzle beam.
  • the fluid streams could be generated through nozzle openings with a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
  • fluid streams are basically water or air jets used.
  • a water is provided by a fluid source, which is maintained in an operable with the Düsenöffiiungen pressure chamber of the nozzle beam to an operating pressure in the range of 30 bar to 600 bar.
  • a fluid source which is maintained in an operable with the Düsenöffiiungen pressure chamber of the nozzle beam to an operating pressure in the range of 30 bar to 600 bar.
  • the plurality of nozzle openings can be arranged distributed in a plurality of rows on a nozzle beam or on a plurality of nozzle bars according to an advantageous embodiment of the invention.
  • the nozzle openings of adjacent rows are preferably offset from one another.
  • the nonwoven according to the invention is characterized in particular by a uniformized strength in all directions, in particular in an increased strength in the transverse direction (CD).
  • CD transverse direction
  • larger non-solidified surface areas can be realized in the fleece, which allow use as a carrier material for bitumen or a use in cleaning cloths, filters or clothing.
  • the voluminous, non-solidified areas within the web thus allow absorption of binders, impregnations or other additives.
  • the nonwoven according to the invention thus advantageously combines the properties of high volume with high strength.
  • the surface area solidified by the surface structure in relation to the total surface area of the nonwoven is adjusted to 5% to max. 50% limited.
  • Fig. 1 shows schematically a view of a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic plan view of an exemplary embodiment of the nonwoven fabric according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic plan view of an exemplary embodiment of a nozzle beam
  • Fig. 4 shows schematically a plurality of adjacent nozzle openings of a series arrangement
  • FIG. 5 schematically shows a plurality of Düsenöfmungen in a double row
  • Fig. 6 shows schematically a velocity distribution in the production of a
  • FIG. 7 shows schematically a plan view of a further embodiment of a
  • Fig. 1 is a first exemplary embodiment of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention for solidifying a running nonwoven web is shown schematically in a view.
  • the exemplary embodiment has a guide means 1 for guiding a nonwoven web 3.
  • the guide means 1 consists of a screen belt 4, which is preferably designed as an endless belt and is driven by a belt drive 5 at a predetermined belt speed.
  • the screen belt 4 is designed to be air or water permeable.
  • On the surface of the screen belt 4 is a nonwoven web 3 formed from a plurality of deposited fibers.
  • a nozzle bar 2 is arranged above the guide means 1 with a small distance to the nonwoven web 3.
  • the nozzle bar 2 extends essentially transversely across the width of the nonwoven web 3.
  • the nozzle bar 2 is held movably and is guided back and forth by means of a drive 9 with a predetermined amplitude.
  • the nozzle bar 2 moves essentially transversely to the running direction of the nonwoven web 3.
  • a plurality of nozzle openings are arranged in a row arrangement at a distance from one another.
  • Each of the nozzle openings is connected to a fluid supply 7 via a pressure chamber.
  • a fluid is preferably supplied to the nozzle bar 2, a water which is maintained at a high pressure in a pressure chamber within the nozzle beam and discharged via the Düsenöffhungen on the underside of the nozzle beam as a plurality of fluid streams.
  • the fluid streams emerging on the underside of the nozzle bar 2 from the Düsenöffhungen are provided with the reference numeral 6.
  • a continuous nonwoven web is continuously solidified by the apparatus shown in FIG. 1 through a plurality of fluid streams penetrating the nonwoven web.
  • the nonwoven web 3 is transported through the wire 4 at a certain speed.
  • the nonwoven web consists of a plurality of fine fibers or pieces of fiber made, for example, in a melt spinning process and forming the nonwoven web.
  • a plurality of fluid streams 6 are generated via the nozzle bar 2, which impinge substantially perpendicular to the nonwoven web 3 and penetrate the fiber material of the nonwoven web 3.
  • the nozzle bar 2 is reciprocated with an amplitude, so that the fluid streams 6 in the nonwoven web 3 each produce a zigzag-shaped structure line 10.
  • the nonwoven web 3 is given a linear surface structure in which a plurality of zig-zag-shaped structural lines 10 extend parallel to one another.
  • FIG. 2 schematically shows a plan view of a nonwoven according to the invention, which can be produced with the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the fleece is shown in Fig. 2 in a plan view schematically in a section.
  • the fleece 3 has a linear surface structure.
  • the surface structure is formed by a plurality of parallel structural lines 10.
  • the area fraction of the structure lines 10 in the nonwoven form a consolidated area fraction within the nonwoven.
  • the areas outside the structure lines 10 represent the open area 11 within the nonwoven.
  • the structure lines 10 are spaced apart in the nonwoven, with the amplitude of the reciprocation of the fluid streams is selected so that the meeting points generated in the nonwoven web by the adjacent fluid streams do not cross an imaginary dividing line in the MD direction.
  • the machine device MD and the transverse direction CD are indicated by arrows in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows a detail of a lower side of a nozzle bar and in FIG. 4 a detail of a plan view of a nonwoven web.
  • the nozzle bar 2 shown in FIG. 3 has on its underside a multiplicity of nozzle openings 8 arranged side by side in a row.
  • the nozzle openings 8 are introduced at a distance B from one another on the nozzle bar 2.
  • Each of the nozzle orifices 8 is connected to a pressure chamber in which a fluid, preferably a water, is kept under a high pressure, so that a columnar fluid flow is generated from each of the nozzle orifices 8.
  • the nozzle openings 8 have a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the fluid flows are a function of the hole diameters of Düsenöfmieux 8 and the material thickness of the nonwoven web by a pressure gradient in the range of 30 bar to max. 600 bar generated.
  • each of the fluid streams 6 leads to a structure line 10 in the nonwoven web 3.
  • three adjacent fluid streams 6 are shown.
  • the nozzle bar 2 is reciprocated with an amplitude substantially transversely to the running direction of the nonwoven web.
  • the amplitude is designated in FIG. 4 by the code letter A, wherein the fluid streams 6 are moved back and forth from a neutral position with the amplitude A, so that the total distance of movement is equal to twice the amplitude.
  • the distance between two adjacent fluid streams 6 is marked with the letter B.
  • the amplitude A of the reciprocating motion of the nozzle bar 2 is set such that the adjacent texture lines 10 do not cross an imaginary dividing line 15.
  • the amplitude A is set to a value which does not exceed half the distance B between adjacent nozzle openings 8.
  • the distance between adjacent nozzle openings B is in a range of 1 mm to 10 mm. This results in an adjustment of the amplitude for reciprocating the nozzle bar in the range of 0.5 mm to 5 mm. However, larger distances B are preferably combined with smaller amplitudes A.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a nonwoven web in the section of a plan view.
  • the surface structure in the nonwoven web 3 is arranged by two separately guided nozzle bars 2.1 and 2.2 each having a row of nozzle openings 8.
  • the nozzle openings 8 on the nozzle bars 2.1 and 2.2 are offset relative to one another and each produce a fluid flow 6 on the surface the nonwoven web 3 at the point of impact leads to a structure line 10.
  • the structure lines 10 of the fluid streams 6 are zig-zag-shaped, with the fluid streams 6 being guided back and forth with an amplitude which is smaller than the distance between two nozzle openings of a row.
  • the nozzle bars 2.1 and 2.2 move substantially in opposite directions, so that the structure lines 10 in the nonwoven web 3 lead to a diamond pattern. However, no crossing points occur between the structure lines 10.
  • the surface structure produced in the nonwoven web is essentially composed of inclined structural lines 10 which run obliquely to the machine direction (MD).
  • the degree of inclination of the structure lines 10 depends on the speed ratio between the running speed of the nonwoven web 3 and the guide speed of the nozzle bar 2.
  • the velocity vectors V D and V B are shown schematically for this purpose.
  • the code letter V D denotes the guide speed of the nozzle bar 2.
  • the running speed of the nonwoven web 3 is characterized by the code letter VB, which stands for the belt speed of the wire 4.
  • a belt speed is set on the screen belt 4 which is higher than the transverse guide speed of the nozzle beam 2.
  • the speed vector V D and the speed vector VB are orthogonal to each other, wherein the length of the vector V B predominates.
  • the structure line 10 produced in the nonwoven web 3 with this setting is characterized by the connecting line of the two vector ends.
  • an inclination angle ⁇ which is ⁇ 45 °, is established between the machine direction MD of the nonwoven web 3 and the structure lines 10.
  • the guide speed of the nozzle bar 2 is increased or the belt speed of the screen belt 4 is reduced.
  • the velocity vector VD, SO outweighs that the connecting line between the end points of the velocity vectors V D and V B leads to a flat structure line that occurs at an inclination angle that is> 45 °.
  • structural lines for solidifying the nonwoven fabric which affect both machine direction MD strength and CD transverse strength in the web can be provided.
  • structural lines in an angular range of> 45 ° lead to a higher strength.
  • the line pattern of the surface structure can preferably be realized by multi-row nozzle openings arranged at a short distance from one another within a nozzle beam.
  • Fig. 7 the underside of a nozzle beam 2 is shown.
  • the nozzle bar 2 on closely adjacent rows of nozzle openings 8, which hold such an offset distance from each other that the.
  • Düsenöffiiungen 8 generated fluid flows touch and produce a broadband structure line.
  • broadband line patterns can thus be generated.
  • FIG. 8 schematically shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention in a cross-sectional view.
  • the sieve roller 13 is driven by a drive, not shown here, at a predetermined circumferential speed, so that a nonwoven belt 3 guided over a partial circumference of the screen roller 13 with a Running speed is performed.
  • a feed roller 12 is provided in a discharge region, and a drainage roller 14 is provided in a discharge region.
  • Between the casserole roller 12 and the drain roller 14 of the wire roller 13 is associated with a nozzle bar 3, which is held at a short distance above the screen roller 13.
  • the nozzle bar 2 has on its underside two rows of Düsenöffiiungen through which a plurality of fluid streams 6 are generated.
  • the nozzle bar 2 is connected via a fluid inlet 7 with a fluid source.
  • the screen roller 13 has a fluid-permeable jacket, so that the fluid streams generated by the nozzle openings of the nozzle beam 2 penetrate the nonwoven web 3.
  • the function for solidifying the nonwoven web 3 guided on the circumference of the screen roller 13 is identical to the aforementioned exemplary embodiments, so that reference is made at this point to the preceding description and no further explanations follow.
  • the exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 1 and 8 is preferably operated with a liquid fluid, for example a water.
  • a liquid fluid for example a water.
  • the device according to the invention and the invention A method according to the invention is preferably used to produce nonwovens in which the surface structure forms a consolidated area fraction which ranges from 5% to max. 50% of the total surface area. This makes it possible to produce voluminous nonwovens for a wide range of applications.
  • the open surface portions of the nonwoven are particularly suitable for forming additives such as binders or impregnations or for simple air storage.
  • a nonwoven web was solidified by a nozzle bar having a plurality of nozzle orifices of 0.12 mm in diameter. The nozzle openings were spaced 10 mm apart. The nozzle bar was reciprocated at a frequency of 75 Hz and an amplitude of 2.5 mm. The nonwoven thus consolidated had an open area of ⁇ 80%, with the solidified surface portions extending in the form of zigzag-shaped structural lines uniformly over the entire surface of the nonwoven.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for strengthening a running fleece web. For this purpose, the fleece web is penetrated by a plurality of fluid streams. In order to create a surface structure, the fluid streams are generated by a movable nozzle beam which is guided back and forth substantially perpendicular to the direction of travel of the fleece web at a certain amplitude. In order to obtain enough flexibility and a sufficient volume in the fleece web in spite of the strengthening process, the amplitude for moving the fluid streams back and forth is selected such that the points of impact created in the fleece web by adjacent fluid streams do not intersect a theoretical separation line in the direction of travel. To this avail, the amplitude of the fore-and-aft movement of the nozzle beam is adjusted so as to be smaller than half the distance between two nozzle ports lying next to each other in the row.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verfestigen einer laufenden Vliesbahn sowie einMethod and device for solidifying a running nonwoven web and a
Vliesfleece
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen einer laufenden Vliesbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 7 sowie ein Vlies bestehend aus einer Vielzahl von schmelzgesponnenen Fasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The invention relates to a method for consolidating a moving nonwoven web according to the preamble of claim 1, a device for carrying out the method according to the preamble of claim 7 and a nonwoven consisting of a plurality of melt-spun fibers according to the preamble of claim 15.
Bei der Herstellung von Vliesen, die durch Ablage einer Vielzahl von Fasern gebildet sind, ist es bekannt, dass Vlies in einem Weiterverarbeitungsprozess zu verfestigen, um den Zusammenhalt der Fasern innerhalb des Vlieses zu erhöhen. Neben chemischen und thermischen Verfestigungsmethoden werden insbesondere mechanische Verfestigungsmethoden verwendet, bei welcher die Vliesbahn durch zusätzliches Mittel durchdrungen wird, um die Fasern miteinander zu verschlingen. In jüngster Zeit hat insbesondere die Wasserstrahlvernadelung als Verfestigungsmethode an Bedeutung gewonnen. Hierbei werden säulenförmige Wasserstrahlen unter einem Hochdruck erzeugt, die im wesentlichen senkrecht auf die Vliesbahn auftreffen und diese durchdringen. Dabei fuhren die Wasserstrahlen in dem Auftrefφunkt zur Verdichtung und Verwirbelung der Fasern, so dass sich Oberflächenstrukturen an der Vliesbahn ausbilden. Im Stand der Technik sind zwei Varianten bekannt, um derartige oberflächenstrukturierte und verfestigte Vliese herzustellen.In the production of nonwovens formed by depositing a multiplicity of fibers, it is known to consolidate the nonwoven in a further processing process in order to increase the cohesion of the fibers within the nonwoven. In addition to chemical and thermal consolidation methods, in particular mechanical consolidation methods are used, in which the nonwoven web is penetrated by additional means in order to entangle the fibers together. Recently, in particular, water-jet needling has gained importance as a solidification method. Here, columnar water jets are generated under a high pressure, which impinge substantially perpendicular to the nonwoven web and penetrate it. In doing so, the water jets in the point of incidence cause compaction and swirling of the fibers, so that surface structures form on the nonwoven web. Two variants are known in the prior art for producing such surface-structured and consolidated nonwovens.
Aus der DE 198 28 118 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verfestigen eines Vlieses mittels Wasserstrahl bekannt, bei welcher ein Düsenbalken mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen oberhalb eines Führungsmittels zur Führung einer Vliesbahn angeordnet ist. Der Düsenbalken ist oberhalb der Vliesbahn derart beweglich gehalten, dass durch einen Antrieb der Düsenbalken eine Hin- und Herbewegung im wesentlichen quer zur Laufrichtung der Vliesbahn ausführen kann. Durch die an der Unterseite des Düsenbalkens angeordneten Düsenöffhun- gen wird jeweils ein Wasserstrahl durch Hochdruck erzeugt. Die Anzahl der Dü- senöfftiungen, die Anordnung der Düsenöffhungen sowie die oszillierende Bewegung des Düsenbalkens sind dabei derart ausgelegt, dass eine möglichst gleich- mäßige geschlossene Oberflächenstruktur in Form einer glatten Vliesbahn entsteht. Derartige Vliesbahnen mit flächigen Oberflächenstrukturen sind jedoch zur Aufnahme von Zusatzstoffen wie beispielsweise Imprägniermittel aufgrund fehlender Volumenbereiche völlig ungeeignet.From DE 198 28 118 Al a method and a device for solidifying a nonwoven by means of water jet is known in which a nozzle bar is arranged with a plurality of nozzle openings above a guide means for guiding a nonwoven web. The nozzle bar is held so movable above the nonwoven web that perform by a drive of the nozzle bar a reciprocating movement substantially transverse to the direction of the nonwoven web can. A jet of water is generated by high pressure through the nozzle openings arranged on the underside of the nozzle bar. The number of nozzle openings, the arrangement of the nozzle openings and the oscillating movement of the nozzle bar are designed in such a way that the most uniform possible closed surface structure in the form of a smooth nonwoven web results. Such nonwoven webs with flat surface structures are, however, completely unsuitable for receiving additives such as impregnating agent due to lack of volume ranges.
Aus der US 4,069,563 ist ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zum Verfestigen einer Vliesbahn bekannt. Hierbei sind die an einem Düsenbalken ausgebildeten Düsenöffhungen stationär zu der Vliesbahn gehalten. Der Düsenbalken ist mit Abstand oberhalb des Führungsmittels befestigt. Dabei treffen die durch den Düsenbalken und die Düsenöffhungen erzeugten Wasserstrahlen im wesentlichen senkrecht auf die laufende Vliesbahn auf, so dass sich eine linien- förmige Oberflächenstruktur an der Vliesbahn ausbildet. Je nach Anzahl und Anordnung der Düsenbohrungen können je nach Anforderung kleinere oder größere Flächenanteile in dem Vlies verfestigt werden. Derartige Vliese besitzen jedoch den Nachteil, dass die linienfδrmige Oberflächenstruktur eine ungleichmäßige Festigkeit des Vlieses bewirkt. So wurde festgestellt, dass die Vliesbahn in Laufrichtung, die auch in Fachreisen als Maschinenrichtung (MD) bezeichnet wird gegenüber einer Querrichtung (CD) eine wesentlich höhere Festigkeit aufwies. Insbesondere bei der Herstellung von voluminösen Vliesen mit geringen verfestigten Flächenanteilen verstärken sich derartige Festigkeitsunterschiede erheblich.From US 4,069,563 a further method and apparatus for consolidating a nonwoven web is known. Here, the nozzle openings formed on a nozzle bar are held stationary to the nonwoven web. The nozzle bar is mounted at a distance above the guide means. In this case, the water jets generated by the nozzle bar and the nozzle openings strike the running nonwoven web substantially perpendicularly, so that a line-shaped surface structure is formed on the nonwoven web. Depending on the number and arrangement of the nozzle bores, smaller or larger area proportions can be solidified in the nonwoven, depending on the requirements. However, such nonwovens have the disadvantage that the linear surface structure causes uneven strength of the nonwoven. Thus, it was found that the nonwoven web in the machine direction, which is also referred to in specialist circles as the machine direction (MD) compared to a transverse direction (CD) had a much higher strength. In particular, in the production of voluminous nonwovens with low solidified surface portions, such differences in strength increase considerably.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Verfestigen einer laufenden Vliesbahn der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen oberflächenstrukturierte Vliesbahnen mit möglichst gleichmäßigen Flächeneigenschaften und großen voluminösen Flä- chenbereichen erzeugbar sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Vlies mit einer linienfόrmiger Oberflächenstruktur und möglichst hoher Festigkeit bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a method for consolidating a running nonwoven web of the generic type and a device for carrying out the method, with which surface-structured nonwoven webs with uniform surface properties and large voluminous Flächen- areas can be generated. Another object of the invention is to provide a nonwoven fabric with a linear surface structure and the highest possible strength.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung mit dem Merkmalen nach Anspruch 7 und durch ein Vlies mit den Merkmalen nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by a method having the features according to claim 1, by a device having the features according to claim 7 and by a nonwoven having the features according to claim 15.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine die zur Verfestigung des Vlieses erzeugte linienfÖrmige Oberflächenstruktur auf eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten schräg verlaufenden Strukturlinien beruht. Da bei der Herstellung von Faservlieses üblicherweise eine in Laufrichtung der Vliesbahn gerichtete Faserorientierung entsteht, lassen sich durch die schräg verlaufenden Strukturlinien verfestigte Flächenbereiche schaffen, die sowohl zu einer längs orientierten und quer orientierten Verwirbelung der Fasern führt. Insoweit wird eine im wesentlichen unabhängig von der Zugrichtung an dem Vlies vergleichmäßigte Festigkeit erzeugt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Faser innerhalb des Vlieses trotz einer verfestigten Oberflächenstruktur über ein große Bewegungsfreiheit verfugen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hierzu die Amplitude zur Hin- und Herbewegung der Fluidströme so gewählt, dass die durch benachbarte Fluidströme erzeugten Treffpunkte in der Vliesbahn eine gedachte Trennlinie nicht kreuzen. Die erzeugten verfestigten Flächenberei- che innerhalb des Vlieses stellen somit im wesentlichen eine gleichmäßige Verwirbelung und Verschlingung der Fasern dar. Überlappungen und Kreuzpunkte der linienfÖrmigen Oberflächenstrahlen mit doppelter Verwirbelung innerhalb der Vliesbahn werden vorteilhaft vermieden.The invention is characterized in that a line-shaped surface structure produced to solidify the nonwoven fabric is based on a plurality of obliquely extending structure lines arranged next to one another. Since in the production of nonwoven fabric usually results in the direction of the nonwoven web oriented fiber orientation, can be created by the oblique structure lines solidified surface areas, which leads to both a longitudinally oriented and transversely oriented turbulence of the fibers. In that regard, a substantially uniformly independent of the pulling direction of the nonwoven fabric is generated strength. A further advantage of the invention is given by the fact that the fibers have a large freedom of movement within the nonwoven despite a solidified surface structure. In the method according to the invention, for this purpose, the amplitude for reciprocating the fluid flows is selected such that the meeting points generated by adjacent fluid streams in the nonwoven web do not intersect an imaginary parting line. The generated solidified surface areas within the nonwoven thus substantially represent a uniform turbulence and entanglement of the fibers. Overlaps and cross points of the line-shaped surface blasting with double turbulence within the nonwoven web are advantageously avoided.
In Abhängigkeit von der Anzahl der Düsenöffhungen und der Anordnung der Dü- senöffnungen lassen sich die Strukturlinien in der Vliesbahn mit unterschiedlichen Neigungswinkeln relativ zur Laufrichtung der Vliesbahn ausfuhren. Um möglichst spitzwinkelige Neigungsverläufe der Strukturlinien zu erhalten, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Hin- und Herbewegung der Fluidströme mit einer Führungsgeschwindigkeit aufgeführt wird, die kleiner ist als eine Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn. Damit wird pro Zeiteinheit die Vliesbahn schneller bewegt als die querbewegten Fluidströme.Depending on the number of nozzle openings and the arrangement of the nozzle openings, the structure lines in the nonwoven web can be varied Inclination angles relative to the running direction of the nonwoven web export. In order to obtain as acute as possible inclination profiles of the structure lines, the method variant is particularly advantageous, in which the reciprocating movement of the fluid streams is performed at a guide speed which is smaller than a running speed of the nonwoven web. Thus, the nonwoven web is moved faster per unit time than the transversely moved fluid flows.
Für den Fall, dass eine größere Neigung der Strukturlinien zu erzeugen ist, wird die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher die Hin- und Herbewe- gung der Fluidströme mit einer Führungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, die größer ist als eine Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn. Durch die Wahl der Neigung der Strukturlinien lässt sich vorteilhaft das Festigkeitsverhältnis zwischen der Festigkeit in Laufrichtung (MD) zur Festigkeit in Querrichtung (CD) beeinflussen. Somit lassen sich durch Änderung der Neigung Spezialeffekte an dem Vlies erzeugen.In the event that a greater inclination of the structure lines is to be generated, the method variant in which the reciprocation of the fluid streams is carried out at a guide speed that is greater than a running speed of the nonwoven web is preferably used. By choosing the inclination of the structure lines, it is advantageous to influence the strength ratio between the strength in the direction of travel (MD) and the strength in the transverse direction (CD). Thus, by changing the inclination, special effects can be produced on the nonwoven.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt mit Wasserstrahlen als Fluidströme betrieben, die mit einem Druckgefalle in einem Bereich von 30 bar bis 600 bar durch eine Mehrzahl von Düsenöffnungen mit einem Lochdurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm erzeugt werden.The inventive method is preferably operated with water jets as fluid streams, which are generated with a pressure drop in a range of 30 bar to 600 bar through a plurality of nozzle openings with a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
Hierbei können die Wasserstrahlen durch ein oder mehrere Reihen von versetzt zueinander angeordneten Düsenbohrungen erzeugt werden, so dass sowohl die Breite der Strukturlinie als auch die Anzahl der Strukturlinien wählbar sind.Here, the water jets can be generated by one or more rows of mutually offset nozzle bores, so that both the width of the structure line and the number of structure lines are selectable.
Bei Verwendung mehrerer unabhängig voneinander bewegten Düsenreihen zur Verfestigung einer Vliesbahn, werden die Amplituden zur Bewegung der Düsenreihen so gewählt, dass die Strukturlinien an der Oberfläche der Vliesbahn keine Kreuzpunkte erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zur Verfestigung einer Vliesbahn relativ große Abstände zwischen den Düsenlöchern gebildet werden können, so dass die Anzahl der Düsenlöcher entsprechend gering gehalten werden kann, um herkömmliche oberflächenstrukturierte Vliese mit gleichen Fes- tigkeiten zu erzeugen. Dabei lassen sich Energie- und Wassereinsparungen im Bereich von 30% verwirklichen.When using a plurality of nozzle rows moved independently of one another to solidify a nonwoven web, the amplitudes for moving the rows of nozzles are selected such that the structure lines on the surface of the nonwoven web do not generate any cross points. The device according to the invention is characterized in that relatively large distances between the nozzle holes can be formed for solidifying a nonwoven web, so that the number of nozzle holes can be kept correspondingly low in order to produce conventional surface-structured nonwoven webs with the same strengths. It can realize energy and water savings in the range of 30%.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch auch geeignet, um höherfeste mit einer vergleichmäßigten Festigkeit ausgeführten Vliese zu erzeugen. Die Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Amplitude der Hin- und Herbewegung des Düsenbalkens kleiner ist als der halbe Abstand zwischen zwei in der Reihe benachbarten Düsen- öffhungen. Damit lassen sich einerseits unerwünschte Überlappungen von Strukturlinien vermeiden und andererseits ausreichende Zonen nicht verfestigter Flä- chenbereiche zwischen den Strukturlinien garantieren, die eine ausreichende Beweglichkeit der Faser innerhalb des Vlieses ermöglicht.However, the device according to the invention is also suitable for producing higher strength nonwoven webs of equalized strength. The solution of the underlying object is achieved by the device according to the invention in that the amplitude of the reciprocating movement of the nozzle beam is less than half the distance between two adjacent in the row nozzle openings. On the one hand, it avoids undesirable overlapping of structure lines and, on the other hand, it guarantees sufficient zones of non-solidified areas between the structure lines, which enables adequate mobility of the fiber within the nonwoven.
Um bei der Erzeugung der Oberflächenstruktur an der Vliesbahn beliebige Linienmuster mit zick-zack-förmigen Strukturlinien zu erzeugen, ist die Weiterbil- düng der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt verwendet, bei welcher das Führungsmittel und der Düsenbalken durch separate steuerbare Antriebe angetrieben werden. Das Führungsmittel wird dabei durch ein angetriebenes Siebband oder eine angetriebene Siebwalze gebildet. So lassen sich alternative Vorrichtungsvarianten zur Herstellung der verfestigten Vliesbahn einsetzen.In order to produce any line patterns with zig-zag-shaped structure lines in the production of the surface structure on the nonwoven web, the further development of the device according to the invention is preferably used, in which the guide means and the nozzle beam are driven by separate controllable drives. The guide means is formed by a driven screen belt or a driven screen roller. Thus, alternative device variants can be used to produce the consolidated nonwoven web.
Bei einer ersten Variante ist die Bandgeschwindigkeit des Bandes oder die Walzenumfangsgeschwindigkeit der Walze größer als eine Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens.In a first variant, the belt speed of the belt or the roller peripheral speed of the roller is greater than a guide speed of the nozzle beam.
Um jedoch möglichst flach verlaufende Strukturlinien in der Vliesbahn zu erhalten, wird die Variante der Weiterbildung verwendet, bei welcher die Bandge- schwindigkeit des Bandes oder die Walzenumfangsgeschwindigkeit der Walze kleiner ist als eine Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens.However, in order to obtain structure lines which are as flat as possible in the nonwoven web, the variant of the development is used in which the band speed of the belt or the roller peripheral speed of the roller is smaller than a guide speed of the nozzle beam.
Es hat sich gezeigt, dass zur Verfestigung der gebräuchlichen Vliesbahnen bereits Anordnungen von Düsenöffiiungen zufrieden stellende Ergebnisse ergaben, bei welchem die in einer Reihe nebeneinander angeordneten Düsenöffiiungen einen Abstand von 10 mm aufzeigten. Je nach Anforderung an die Vliesbahn kann der Abstand zwischen den Düsenöffnungen bis auf 1 mm reduziert sein.It has been found that for the consolidation of the conventional nonwoven webs already arrangements of Düsenöffiiungen gave satisfactory results, in which the juxtaposed in a row Düsenöffiiungen showed a distance of 10 mm. Depending on the requirements of the nonwoven web, the distance between the nozzle openings can be reduced to 1 mm.
Die Fluidströme konnten dabei durch Düsenöffnungen mit einem Lochdurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm erzeugt werden.The fluid streams could be generated through nozzle openings with a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
Als Fluidströme sind grundsätzlich Wasser- oder Luftstrahlen einsetzbar. Bevorzugt wird jedoch durch eine Fluidquelle ein Wasser bereitgestellt, das in einer mit den Düsenöffiiungen verbindbaren Druckkammer des Düsenbalkens auf ein Betriebsdruck im Bereich von 30 bar bis 600 bar gehalten ist. Somit lassen sich auch dickere Vliesbahnen oder Mehrschichtvliesbahnen vorteilhaft verfestigen.As fluid streams are basically water or air jets used. Preferably, however, a water is provided by a fluid source, which is maintained in an operable with the Düsenöffiiungen pressure chamber of the nozzle beam to an operating pressure in the range of 30 bar to 600 bar. Thus, thicker nonwoven webs or multi-layer nonwoven webs can be advantageously solidified.
Um möglichst breite Strukturlinien oder eine dichte Anordnung von Strukturlinien in der Vliesbahn zu erzeugen, lässt sich die Vielzahl der Düsenöffnungen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in mehreren Reihen an einem Düsenbalken oder an mehreren Düsenbalken verteilt anordnen. Die Düsenöffnungen benachbarter Reihen liegen dabei bevorzugt versetzt zueinander.In order to produce the broadest possible structure lines or a dense arrangement of structure lines in the nonwoven web, the plurality of nozzle openings can be arranged distributed in a plurality of rows on a nozzle beam or on a plurality of nozzle bars according to an advantageous embodiment of the invention. The nozzle openings of adjacent rows are preferably offset from one another.
Das erfindungsgemäße Vlies zeichnet sich insbesondere durch eine vergleichmäßigte Festigkeit in allen Richtungen insbesondere in einer erhöhten Festigkeit in Querrichtung (CD) aus. Hierbei lassen sich größere nicht verfestigte Flächenbereiche in dem Vlies realisieren, die einen Einsatz als Trägermaterial für Bitumen oder eine Verwendung in Reinigungstücher, Filter oder Bekleidung ermöglichen. Die voluminösen, nicht verfestigten Bereiche innerhalb des Vlieses lassen somit eine Aufnahme von Bindemittel, Imprägnierungen oder anderer Zusatzstoffe zu. Es können jedoch auch ausschließlich einfache Luftpolster zur Vergrößerung des Vliesvolumens in den nicht verfestigten Bereichen eingelagert sein. Das erfindungsgemäße Vlies kombiniert somit vorteilhaft die Eigenschaften hoher Volumen mit hoher Festigkeit.The nonwoven according to the invention is characterized in particular by a uniformized strength in all directions, in particular in an increased strength in the transverse direction (CD). In this case, larger non-solidified surface areas can be realized in the fleece, which allow use as a carrier material for bitumen or a use in cleaning cloths, filters or clothing. The voluminous, non-solidified areas within the web thus allow absorption of binders, impregnations or other additives. However, it is also possible to store only simple air cushions for increasing the fleece volume in the non-solidified regions. The nonwoven according to the invention thus advantageously combines the properties of high volume with high strength.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Vlieses wird hierzu die durch die Oberflächenstruktur verfestigte Flächenanteil im Verhältnis zu der Gesamtfläche des Vlieses auf 5 % bis max. 50 % beschränkt.According to an advantageous development of the nonwoven fabric according to the invention, the surface area solidified by the surface structure in relation to the total surface area of the nonwoven is adjusted to 5% to max. 50% limited.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The method according to the invention will be explained in more detail below with reference to some embodiments of the device according to the invention with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar:They show:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen VorrichtungFig. 1 shows schematically a view of a first embodiment of the device according to the invention
Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vlieses Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Düsenbalkens2 is a schematic plan view of an exemplary embodiment of the nonwoven fabric according to the invention; FIG. 3 is a schematic plan view of an exemplary embodiment of a nozzle beam
Fig. 4 schematisch mehrere benachbarte Düsenöffnungen einer ReihenanordnungFig. 4 shows schematically a plurality of adjacent nozzle openings of a series arrangement
Fig. 5 schematisch mehrere Düsenöfmungen in einer Doppelreihe Fig. 6 schematisch eine Geschwindigkeitsverteilung bei der Herstellung einer5 schematically shows a plurality of Düsenöfmungen in a double row Fig. 6 shows schematically a velocity distribution in the production of a
Strukturlinie Fig. 7 schematisch eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einesStructure Line Fig. 7 shows schematically a plan view of a further embodiment of a
Düsenbalkensnozzle beam
Fig. 8 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung In Fig. 1 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verfestigen einer laufenden Vliesbahn schematisch in einer Ansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist ein Führungsmittel 1 zur Führung einer Vliesbahn 3 auf. Das Füh- rungsmittel 1 besteht hierzu aus einem Siebband 4, das vorzugsweise als ein endloses Band ausgebildet ist und über einen Bandantrieb 5 mit einer vorbestimmten Bandgeschwindigkeit angetrieben wird. Das Siebband 4 ist luft- oder wasserdurchlässig ausgeführt. An der Oberfläche des Siebbandes 4 liegt eine aus einer Vielzahl von abgelegten Fasern gebildete Vliesbahn 3.8 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the device according to the invention In Fig. 1 is a first exemplary embodiment of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention for solidifying a running nonwoven web is shown schematically in a view. The exemplary embodiment has a guide means 1 for guiding a nonwoven web 3. For this purpose, the guide means 1 consists of a screen belt 4, which is preferably designed as an endless belt and is driven by a belt drive 5 at a predetermined belt speed. The screen belt 4 is designed to be air or water permeable. On the surface of the screen belt 4 is a nonwoven web 3 formed from a plurality of deposited fibers.
Oberhalb des Führungsmittel 1 mit geringem Abstand zu der Vliesbahn 3 ist ein Düsenbalken 2 angeordnet. Der Düsenbalken 2 erstreckt sich im wesentlichen quer über die Breite der Vliesbahn 3. Der Düsenbalken 2 ist beweglich gehalten und wird über einen Antrieb 9 mit einer vorgegebenen Amplitude hin- und herge- führt. Der Düsenbalken 2 bewegt sich im wesentlichen quer zur Laufrichtung der Vliesbahn 3.Above the guide means 1 with a small distance to the nonwoven web 3, a nozzle bar 2 is arranged. The nozzle bar 2 extends essentially transversely across the width of the nonwoven web 3. The nozzle bar 2 is held movably and is guided back and forth by means of a drive 9 with a predetermined amplitude. The nozzle bar 2 moves essentially transversely to the running direction of the nonwoven web 3.
Auf der Unterseite des Düsenbalkens sind eine Mehrzahl von Düsenöffhungen (hier nicht dargestellt) in einer Reihenanordnung mit Abstand zueinander ange- ordnet. Jede der Düsenöffhungen ist über eine Druckkammer mit einem Fluidzu- lauf 7 verbunden. Über den Fluidzulauf 7 wird den Düsenbalken 2 ein Fluid vorzugsweise ein Wasser zugeführt, welches mit einem Hochdruck in einer Druckkammer innerhalb des Düsenbalkens gehalten und über die Düsenöffhungen auf der Unterseite des Düsenbalkens als eine Mehrzahl von Fluidströmen abgegeben. In Fig. 1 sind die auf der Unterseite des Düsenbalkens 2 aus den Düsenöffhungen austretenden Fluidströme mit dem Bezugszeichen 6 versehen.On the underside of the nozzle bar, a plurality of nozzle openings (not shown here) are arranged in a row arrangement at a distance from one another. Each of the nozzle openings is connected to a fluid supply 7 via a pressure chamber. Via the fluid inlet 7, a fluid is preferably supplied to the nozzle bar 2, a water which is maintained at a high pressure in a pressure chamber within the nozzle beam and discharged via the Düsenöffhungen on the underside of the nozzle beam as a plurality of fluid streams. In Fig. 1, the fluid streams emerging on the underside of the nozzle bar 2 from the Düsenöffhungen are provided with the reference numeral 6.
Im Betrieb wird durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung eine laufende Vliesbahn kontinuierlich durch eine Mehrzahl von Fluidströmen, die die Vliesbahn durchdringen, verfestigt. Hierzu wird die Vliesbahn 3 durch das Siebband 4 mit einer bestimmten Laufgeschwindigkeit transportiert. Die Vliesbahn besteht aus einer Vielzahl von feinen Fasern oder Faserstücken, die beispielsweise in einem Schmelzspinnprozess hergestellt wurden und die Vliesbahn bilden. Zur Verfestigung werden über den Düsenbalken 2 eine Mehrzahl von Fluidströme 6 erzeugt, die im wesentlichen senkrecht auf die Vliesbahn 3 auftreffen und das Fasermateri- al der Vliesbahn 3 durchdringen. Hierbei treten Verwirbelungen und Verschlingungen der einzelnen Faserstränge auf, die den Zusammenhalt der Fasern verbessern und somit zur einer Erhöhung der Zugfestigkeit der Vliesbahn 3 fuhren. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Zugfestigkeit in Längsrichtung, die auch als Maschinenrichtung (MD) bezeichnet, wird und in Querrichtung, die auch als CD-Richtung bezeichnet wird, zu erhalten, wird der Düsenbalken 2 mit einer Amplitude hin- und hergeführt, so dass die Fluidströme 6 in der Vliesbahn 3 jeweils eine zick-zack-förmige Strukturlinie 10 erzeugen. Die Vliesbahn 3 erhält eine linienförmige Oberflächenstruktur, bei welcher eine Mehrzahl von zick-zack- förmigen Strukturlinien 10 parallel nebeneinander verlaufen.In operation, a continuous nonwoven web is continuously solidified by the apparatus shown in FIG. 1 through a plurality of fluid streams penetrating the nonwoven web. For this purpose, the nonwoven web 3 is transported through the wire 4 at a certain speed. The nonwoven web consists of a plurality of fine fibers or pieces of fiber made, for example, in a melt spinning process and forming the nonwoven web. For solidification, a plurality of fluid streams 6 are generated via the nozzle bar 2, which impinge substantially perpendicular to the nonwoven web 3 and penetrate the fiber material of the nonwoven web 3. In this case, turbulences and entangling of the individual fiber strands occur, which improve the cohesion of the fibers and thus lead to an increase in the tensile strength of the nonwoven web 3. In order to obtain the most even distribution of the tensile strength in the longitudinal direction, which is also referred to as the machine direction (MD), and in the transverse direction, which is also referred to as the CD direction, the nozzle bar 2 is reciprocated with an amplitude, so that the fluid streams 6 in the nonwoven web 3 each produce a zigzag-shaped structure line 10. The nonwoven web 3 is given a linear surface structure in which a plurality of zig-zag-shaped structural lines 10 extend parallel to one another.
In Fig. 2 ist schematisch eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vlies dargestellt, das mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel herstellbar ist. Das Vlies ist in Fig. 2 in einer Draufsicht schematisch in einem Ausschnitt gezeigt.FIG. 2 schematically shows a plan view of a nonwoven according to the invention, which can be produced with the exemplary embodiment shown in FIG. The fleece is shown in Fig. 2 in a plan view schematically in a section.
An einer Oberfläche weist das Vlies 3 ein linienförmige Oberflächenstruktur auf. Die Oberflächenstruktur wird durch eine Mehrzahl parallel verlaufender Strukturlinien 10 gebildet. Der Flächenanteil der Strukturlinien 10 in dem Vlies bilden einen verfestigten Flächenanteil innerhalb des Vlieses. Die Bereiche außerhalb der Strukturlinien 10 stellen die offene Fläche 11 innerhalb des Vlieses dar. Um ein Mindestanteil der offenen Fläche 11 im Verhältnis zur Gesamtfläche von 50% vorzugsweise 70 % zu erhalten, sind die Strukturlinien 10 mit Abstand zueinander in dem Vlies enthalten, wobei bei der Herstellung der Verfestigung die Amplitude zur Hin- und Herbewegung der Fluidströme so gewählt ist, dass die durch die benachbarten Fluidströme erzeugten Treffpunkte in der Vliesbahn eine gedachte Trennlinie in MD-Richtung nicht kreuzen. Die Maschineneinrichtung MD und die Querrichtung CD sind durch Pfeile in der Fig. 2 gekennzeichnet. Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungs- gemäßen Vorrichtung wird zu den Figuren 3 und 4 Bezug genommen. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Unterseite eines Düsenbalkens und in Fig. 4 ein Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Vliesbahn gezeigt.On a surface, the fleece 3 has a linear surface structure. The surface structure is formed by a plurality of parallel structural lines 10. The area fraction of the structure lines 10 in the nonwoven form a consolidated area fraction within the nonwoven. The areas outside the structure lines 10 represent the open area 11 within the nonwoven. In order to obtain a minimum proportion of the open area 11 in relation to the total area of 50%, preferably 70%, the structure lines 10 are spaced apart in the nonwoven, with the amplitude of the reciprocation of the fluid streams is selected so that the meeting points generated in the nonwoven web by the adjacent fluid streams do not cross an imaginary dividing line in the MD direction. The machine device MD and the transverse direction CD are indicated by arrows in FIG. 2. For further explanation of the method according to the invention and of the device according to the invention, reference is made to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a detail of a lower side of a nozzle bar and in FIG. 4 a detail of a plan view of a nonwoven web.
Der in Fig. 3 gezeigte Düsenbalken 2 weist auf seiner Unterseite eine Vielzahl nebeneinander in einer Reihe angeordnete Düsenöffnung 8 auf. Die Düsenöffnun- gen 8 sind mit einem Abstand B zueinander an dem Düsenbalken 2 eingebracht. Jeder der Düsenöffnungen 8 ist mit einer Druckkammer verbunden, in welcher ein Fluid vorzugsweise ein Wasser unter einem Hochdruck gehalten wird, so dass aus jedem der Düsenöfmungen 8 ein säulenförmiger Fluidstrom erzeugt wird. Die Düsenöffnungen 8 weisen einen Lochdurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm auf. Die Fluidströme werden in Abhängigkeit von den Lochdurchmessern der Düsenöfmungen 8 und der Materialdicke der Vliesbahn durch ein Druckgefälle im Bereich von 30 bar bis max. 600 bar erzeugt.The nozzle bar 2 shown in FIG. 3 has on its underside a multiplicity of nozzle openings 8 arranged side by side in a row. The nozzle openings 8 are introduced at a distance B from one another on the nozzle bar 2. Each of the nozzle orifices 8 is connected to a pressure chamber in which a fluid, preferably a water, is kept under a high pressure, so that a columnar fluid flow is generated from each of the nozzle orifices 8. The nozzle openings 8 have a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm. The fluid flows are a function of the hole diameters of Düsenöfmungen 8 and the material thickness of the nonwoven web by a pressure gradient in the range of 30 bar to max. 600 bar generated.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, führt jeder der Fluidströme 6 zu einer Strukturlinie 10 in der Vliesbahn 3. In Fig. 4 sind drei nebeneinander benachbarte Fluidströme 6 gezeigt. Zur Verfestigung der Vliesbahn 3 wird der Düsenbalken 2 mit einer Amplitude im wesentlichen quer zur Laufrichtung der Vliesbahn hin- und hergeführt. Die Amplitude ist in Fig. 4 mit dem Kennbuchstaben A bezeichnet, wobei die Fluidströme 6 aus einer neutralen Lage mit der Amplitude A hin- und herbewegt werden, so dass die gesamte Bewegungsstrecke gleich der doppelten Ampli- tude ist. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Fluidströmen 6 ist mit dem Kennbuchstaben B gekennzeichnet. Um die Charakteristik eines voluminösen Vlieses mit einer relativ großen offenen Fläche zu erhalten, ist die Amplitude A der Hin- und Herbewegung des Düsenbalkens 2 derart eingestellt, dass die benachbarten Strukturlinien 10 eine gedachte Trennlinie 15 nicht kreuzen. Hierzu ist die Amplitude A auf einen Wert eingestellt, der den halben Abstand B zwischen benachbarten Düsenöfmungen 8 nicht übersteigt. Somit gilt: A<B/2As shown in Fig. 4, each of the fluid streams 6 leads to a structure line 10 in the nonwoven web 3. In Fig. 4, three adjacent fluid streams 6 are shown. For solidification of the nonwoven web 3, the nozzle bar 2 is reciprocated with an amplitude substantially transversely to the running direction of the nonwoven web. The amplitude is designated in FIG. 4 by the code letter A, wherein the fluid streams 6 are moved back and forth from a neutral position with the amplitude A, so that the total distance of movement is equal to twice the amplitude. The distance between two adjacent fluid streams 6 is marked with the letter B. In order to obtain the characteristic of a bulky nonwoven having a relatively large open area, the amplitude A of the reciprocating motion of the nozzle bar 2 is set such that the adjacent texture lines 10 do not cross an imaginary dividing line 15. For this purpose, the amplitude A is set to a value which does not exceed half the distance B between adjacent nozzle openings 8. Thus: A <B / 2
Der Abstand benachbarter Düsenöffimngen B liegt in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm. Daraus folgt eine Einstellung der Amplitude zum Hin- und Herbewegen des Düsenbalkens im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Bevorzugt werden jedoch größere Abstände B mit kleineren Amplituden A kombiniert.The distance between adjacent nozzle openings B is in a range of 1 mm to 10 mm. This results in an adjustment of the amplitude for reciprocating the nozzle bar in the range of 0.5 mm to 5 mm. However, larger distances B are preferably combined with smaller amplitudes A.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vliesbahn im Ausschnitt einer Draufsicht gezeigt. Die Oberflächenstruktur in der Vliesbahn 3 wird dabei durch zwei separat geführte Düsenbalken 2.1 und 2.2 mit jeweils einer Reihe von Dü- senöffhungen 8. Die Düsenöffhungen 8 an den Düsenbalken 2.1 und 2.2 sind versetzt zueinander angeordnet und erzeugen jeweils einen Fluidstrom 6, der auf der Oberfläche der Vliesbahn 3 im Auftreffpunkt zu einer Strukturlinie 10 führt. Die Strukturlinien 10 der Fluidsträme 6 sind zick-zack-förmig, wobei die Fluidströme 6 mit einer Amplitude hin- und hergeführt werden, die kleiner ist als der Abstand zwischen zwei Düsenöffhungen einer Reihe. Die Düsenbalken 2.1 und 2.2 bewegen sich im wesentlichen gegensinnig, so dass die Strukturlinien 10 in der Vliesbahn 3 zu einem Rautenmuster führen. Hierbei treten jedoch keine Kreuzungs- punkte zwischen den Strukturlinien 10 auf.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a nonwoven web in the section of a plan view. In this case, the surface structure in the nonwoven web 3 is arranged by two separately guided nozzle bars 2.1 and 2.2 each having a row of nozzle openings 8. The nozzle openings 8 on the nozzle bars 2.1 and 2.2 are offset relative to one another and each produce a fluid flow 6 on the surface the nonwoven web 3 at the point of impact leads to a structure line 10. The structure lines 10 of the fluid streams 6 are zig-zag-shaped, with the fluid streams 6 being guided back and forth with an amplitude which is smaller than the distance between two nozzle openings of a row. The nozzle bars 2.1 and 2.2 move substantially in opposite directions, so that the structure lines 10 in the nonwoven web 3 lead to a diamond pattern. However, no crossing points occur between the structure lines 10.
Die in der Vliesbahn erzeugte Oberflächenstruktur setzt sich im wesentlichen durch geneigte Strukturlinien 10 zusammen, die schräg zu Maschinenrichtung (MD) verlaufen. Der Grad der Neigung der Strukturlinien 10 ist dabei abhängig von dem Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn 3 und der Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens 2. Hierbei lassen sich grundsätzlich zwei Verfahrensvarianten zur Erzeugung der Strukturlinien 10 innerhalb der Vliesbahn 3 unterscheiden. In Fig. 6 sind hierzu schematisch die Geschwindigkeitsvektoren VD und VB eingezeichnet. Im Bezug zu dem Ausfüh- rungsbeispiel nach Fig. 1 bezeichnet der Kennbuchstabe VD die Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens 2. Die Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn 3 wird hierbei durch den Kennbuchstaben VB gekennzeichnet, der für die Bandgeschwindigkeit des Siebbandes 4 steht.The surface structure produced in the nonwoven web is essentially composed of inclined structural lines 10 which run obliquely to the machine direction (MD). The degree of inclination of the structure lines 10 depends on the speed ratio between the running speed of the nonwoven web 3 and the guide speed of the nozzle bar 2. In principle, two variants of the method for producing the structure lines 10 within the nonwoven web 3 can be distinguished. In FIG. 6, the velocity vectors V D and V B are shown schematically for this purpose. With reference to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the code letter V D denotes the guide speed of the nozzle bar 2. The running speed of the nonwoven web 3 is characterized by the code letter VB, which stands for the belt speed of the wire 4.
In einem ersten Fall, der in Fig. 6 in der linken Bildhälfte gezeigt ist, wird eine Bandgeschwindigkeit an dem Siebband 4 eingestellt, die höher ist als die quer gerichtete Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens 2. Der Geschwindigkeitsvektor VD und der Geschwindigkeitsvektor VB stehen orthogonal zueinander, wobei die Länge des Vektors VB überwiegt. Die mit dieser Einstellung erzeugte Strukturlinie 10 in der Vliesbahn 3 ist durch die Verbindungslinie der beiden Vek- torenden gekennzeichnet. Hierbei stellt sich zwischen der Maschinenrichtung MD der Vliesbahn 3 und der Strukturlinien 10 ein Neigungswinkel α ein, der <45° ist.In a first case, shown in the left half of Fig. 6, a belt speed is set on the screen belt 4 which is higher than the transverse guide speed of the nozzle beam 2. The speed vector V D and the speed vector VB are orthogonal to each other, wherein the length of the vector V B predominates. The structure line 10 produced in the nonwoven web 3 with this setting is characterized by the connecting line of the two vector ends. Here, an inclination angle α, which is <45 °, is established between the machine direction MD of the nonwoven web 3 and the structure lines 10.
Um eine flachere Strukturlinie zur Verfestigung der Vliesbahn zu erzeugen, wird die Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens 2 erhöht oder die Bandgeschwin- digkeit des Siebbandes 4 reduziert. In diesen Fällen überwiegt der Geschwindigkeitsvektor VD, SO dass die Verbindungslinie zwischen den Endpunkten der Geschwindigkeitsvektoren VD und VB ZU einer flach verlaufenden Strukturlinie führt, die in einem Neigungswinkel auftritt, der >45° ist. Somit lässt sich durch Einstellung der Bandgeschwindigkeit oder der Führungsgeschwindigkeit des Düsenbal- kens Strukturlinien zur Verfestigung des Vlieses schaffen, die sowohl die Festigkeit in Maschinenrichtung MD als auch die Festigkeit in Querrichtung CD in dem Vlies beeinflussen. Grundsätzlich führen dabei Strukturlinien in einem Winkelbereich von >45° zu einer höheren Festigkeit.In order to produce a flatter structure line for solidifying the nonwoven web, the guide speed of the nozzle bar 2 is increased or the belt speed of the screen belt 4 is reduced. In these cases, the velocity vector VD, SO, outweighs that the connecting line between the end points of the velocity vectors V D and V B leads to a flat structure line that occurs at an inclination angle that is> 45 °. Thus, by adjusting the belt speed or the guide speed of the nozzle beam, structural lines for solidifying the nonwoven fabric which affect both machine direction MD strength and CD transverse strength in the web can be provided. In principle, structural lines in an angular range of> 45 ° lead to a higher strength.
Für den Fall, dass die durch die Oberflächenstruktur definierten verfestigten Flächenbereiche eine Größenordnung von bis zu 50 % erhalten sollen, lässt sich das Linienmuster der Oberflächenstruktur bevorzugt durch mehrreihige im kurzen Abstand versetzt zueinander angeordnete Düsenöffnungen innerhalb eines Düsenbalkens realisieren. In Fig. 7 ist die Unterseite eines Düsenbalkens 2 gezeigt. Hierbei weist der Düsenbalken 2 eng benachbarte Reihen von Düsenöffnungen 8 auf, die einen derartigen versetzten Abstand zueinander halten, dass die durch die Düsenöffiiungen 8 erzeugten Fluidströme sich berühren und eine breitbandige Strukturlinie erzeugen. Durch hinzufügen weiterer Düsenöffiiungen lassen sich somit breitbandige Linienmuster erzeugen.In the event that the solid surface areas defined by the surface structure are to receive an order of magnitude of up to 50%, the line pattern of the surface structure can preferably be realized by multi-row nozzle openings arranged at a short distance from one another within a nozzle beam. In Fig. 7, the underside of a nozzle beam 2 is shown. In this case, the nozzle bar 2 on closely adjacent rows of nozzle openings 8, which hold such an offset distance from each other that the. By the Düsenöffiiungen 8 generated fluid flows touch and produce a broadband structure line. By adding further nozzle openings, broadband line patterns can thus be generated.
In Fig. 8 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Das Ausfuhrungsbeispiel besitzt als Führungsmittel 1 zur Bewegung einer Vliesbahn 3 eine Sieb walze 13. Die Sieb walze 13 ist über einen hier nicht dargestellten Antrieb mit einer vorbestimmten Umfangsge- schwindigkeit angetrieben, so dass eine über ein Teilumfang der Siebwalze 13 anliegend geführtes Vliesband 3 mit einer Laufgeschwindigkeit geführt wird. Zur Führung der Vliesbahn 3 ist in einem Auslaufbereich eine Auflaufwalze 12 und in einem Ablaufbereich eine Ablaufwalze 14 vorgesehen. Zwischen der Auflaufwalze 12 und der Ablaufwalze 14 ist der Sieb walze 13 ein Düsenbalken 3 zugeordnet, der mit kurzem Abstand oberhalb der Siebwalze 13 gehalten ist. Der Düsenbalken 2 weist auf seiner Unterseite zwei Reihen von Düsenöffiiungen auf, durch welche eine Mehrzahl von Fluidströme 6 erzeugt werden. Hierzu ist der Düsenbalken 2 über einen Fluidzulauf 7 mit einer Fluidquelle verbunden. Die Siebwalze 13 weist einen fluiddurchlässigen Mantel auf, so dass das durch die Düsenöffiiungen des Düsenbalkens 2 erzeugten Fluidströme die Vliesbahn 3 durchdringen. Zur Erzeugung eines Linienmusters mit zick-zack-fδrmiger Strukturlinien wird der Düsenbalken 2 oszillierend hin- und hergeführt. Die Funktion zur Verfestigung der am Umfang der Siebwalze 13 geführten Vliesbahn 3 ist dabei identisch zu den vorgenannten Ausfuhrungsbeispielen, so dass an dieser Stelle Bezug genommen wird zu der vorhergehenden Beschreibung und keine weiteren Erläuterungen folgen.FIG. 8 schematically shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention for carrying out the method according to the invention in a cross-sectional view. The sieve roller 13 is driven by a drive, not shown here, at a predetermined circumferential speed, so that a nonwoven belt 3 guided over a partial circumference of the screen roller 13 with a Running speed is performed. To guide the nonwoven web 3, a feed roller 12 is provided in a discharge region, and a drainage roller 14 is provided in a discharge region. Between the casserole roller 12 and the drain roller 14 of the wire roller 13 is associated with a nozzle bar 3, which is held at a short distance above the screen roller 13. The nozzle bar 2 has on its underside two rows of Düsenöffiiungen through which a plurality of fluid streams 6 are generated. For this purpose, the nozzle bar 2 is connected via a fluid inlet 7 with a fluid source. The screen roller 13 has a fluid-permeable jacket, so that the fluid streams generated by the nozzle openings of the nozzle beam 2 penetrate the nonwoven web 3. To generate a line pattern with zig-zag fδrmiger structure lines of the nozzle bar 2 oscillating back and forth. The function for solidifying the nonwoven web 3 guided on the circumference of the screen roller 13 is identical to the aforementioned exemplary embodiments, so that reference is made at this point to the preceding description and no further explanations follow.
Das in Fig. 1 und Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bevorzugt mit einem flüssigen Fluid beispielsweise einem Wasser betrieben. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit ein gasförmiges Fluid zur Verwirbelung und Verfestigung der einzelnen Fasern in dem Vlies zu verwenden. Dabei wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungs- gemäße Verfahren bevorzugt dazu eingesetzt, um Vliese herzustellen, bei welchen die Oberflächenstruktur einen verfestigten Flächenanteil bildet, der im Bereich von 5 % bis max. 50 % der Gesamtoberfläche liegt. Damit lassen sich voluminöse Vliese für ein breites Anwendungsfeld herstellen. So sind die offenen Flächenan- teile des Vlieses besonders geeignet, um Zusatzmittel wie beispielsweise Bindemittel oder Imprägnierungen oder um einfache Lufteinlagerungen zu bilden. Zudem wird durch die zick-zack-förmige Obeflächenstruktur ohne Kreuzpunkte der Strukturlinie eine vergleichmäßigte Festigkeit sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung erreicht. Unregelmäßigkeiten in den Oberflächenstrukturen werden vermieden. Im Vergleich zu herkömmlichen gradlinigen Linienmustern kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gleichwertige Festigkeit bei einer 30 %igen reduzierten Liniendichte erreicht werden. Somit können die Anzahl der Düsenöffnungen im Verhältnis zu der Breite der Vliesbahn reduziert werden, so dass erhebliche Einsparungen an Energie und Fluid möglich sind. In einem Ausführungsbeispiel wurde eine Vliesbahn durch einen Düsenbalken verfestigt, der eine Mehrzahl von Düsenöffnungen mit einem Durchmesser von 0,12 mm aufweist. Die Düsenöffnungen hatten einen Abstand von 10 mm zueinander. Der Düsenbalken wurde mit einer Frequenz von 75 Hz und einer Amplitude von 2,5 mm hin- und hergeführt. Das damit verfestigte Vlies hatte eine offene Fläche von <80 %, wobei die verfestigten Flächenanteile sich in Form von zick-zack- förmigen Strukturlinien gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Vlieses erstreckt. The exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 1 and 8 is preferably operated with a liquid fluid, for example a water. In principle, however, it is also possible to use a gaseous fluid for swirling and solidification of the individual fibers in the fleece. In this case, the device according to the invention and the invention A method according to the invention is preferably used to produce nonwovens in which the surface structure forms a consolidated area fraction which ranges from 5% to max. 50% of the total surface area. This makes it possible to produce voluminous nonwovens for a wide range of applications. Thus, the open surface portions of the nonwoven are particularly suitable for forming additives such as binders or impregnations or for simple air storage. In addition, the zig-zag-shaped surface structure without cross points of the structure line achieves uniformized strength both in the machine direction and in the transverse direction. Irregularities in the surface structures are avoided. Compared to conventional linear line patterns, the method according to the invention can achieve equivalent strength at a 30% reduced line density. Thus, the number of nozzle openings can be reduced in proportion to the width of the nonwoven web, so that considerable savings of energy and fluid are possible. In one embodiment, a nonwoven web was solidified by a nozzle bar having a plurality of nozzle orifices of 0.12 mm in diameter. The nozzle openings were spaced 10 mm apart. The nozzle bar was reciprocated at a frequency of 75 Hz and an amplitude of 2.5 mm. The nonwoven thus consolidated had an open area of <80%, with the solidified surface portions extending in the form of zigzag-shaped structural lines uniformly over the entire surface of the nonwoven.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Führungsmittel1 guide
2 Düsenbalken2 nozzle bars
3 Vliesbahn3 nonwoven web
4 Siebband4 screen belt
5 Bandantrieb5 belt drive
6 Fluidstrom6 fluid flow
7 Fluidzulauf7 fluid inlet
8 Düsenöffiiung8 nozzle opening
9 Antrieb9 drive
10 Strukturlinie10 structure line
11 offene Fläche11 open area
12 Auflaufwalze12 Bearing roller
13 Siebwalze13 screen roller
14 Ablaufwalze14 drain roller
15 Trennlinie 15 dividing line

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Verfestigen einer laufenden Vliesbahn, bei welchem eine Mehrzahl von Fluidströmen erzeugt werden, die in einer Reihenanordnung quer zu der Laufrichtung der Vliesbahn mit einer Amplitude hin- und hergeführt werden, im wesentlichen senkrecht auf die Vliesbahn auftreffen und das Fasermaterial der Vliesbahn durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude zur Hin- und Herbewegung der Fluidströme so gewählt ist, dass die durch benachbarte Fluidströme erzeugten Treffpunkte in derA method of consolidating a continuous nonwoven web, wherein a plurality of fluid streams are generated which are reciprocated in an array transverse to the direction of travel of the nonwoven web at an amplitude, impinging substantially perpendicularly to the nonwoven web and penetrating the fibrous web of the nonwoven web , characterized in that the amplitude for reciprocating the fluid flows is selected so that the meeting points generated by adjacent fluid streams in the
Vliesbahn eine gedachte Trennlinie in Laufrichtung nicht kreuzen.Nonwoven web do not cross an imaginary dividing line in the running direction.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hin- und Herbewegung der Fluidströme mit einer Führungsgeschwindigkeit ausge- führt wird, die kleiner ist als eine Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn.2. The method according to claim 1, characterized in that the reciprocating movement of the fluid streams is carried out at a guide speed which is smaller than a running speed of the nonwoven web.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hin- und Herbewegung der Fluidströme mit einer Führungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, die größer ist als eine Laufgeschwindigkeit der Vliesbahn.3. The method according to claim 1, characterized in that the reciprocating movement of the fluid streams is carried out at a guide speed which is greater than a running speed of the nonwoven web.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidströme durch Wasserstrahlen gebildet werden, die mit einem Druckgefälle im Bereich von 30 bar bis 600 bar durch eine Mehrzahl von Düsenöfmungen mit einem Lochdurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm erzeugt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fluid streams are formed by water jets having a pressure gradient in the range of 30 bar to 600 bar through a plurality of Düsenöfmungen with a hole diameter in the range of 0.05 mm 0.5 mm are generated.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahlen durch mehrere Reihen von versetzt zueinander angeordneten Düsenbohrungen erzeugt werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that the water jets are generated by a plurality of rows of mutually offset nozzle bores.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Düsenbohrungen unabhängig voneinander hin- und herbewegt werden, wobei die Amplituden derart gewählt sind, dass sich die Treffpunkte in der Vliesbahn nicht kreuzen.6. The method according to claim 5, characterized in that the rows of nozzle bores are reciprocated independently of one another, wherein the amplitudes are selected such that the meeting points in the nonwoven web do not intersect.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Führungsmittel (1) zur Führung einer Vliesbahn (3) und mit einem beweglichen Düsenbalken (2) oberhalb des Führungsmittels (1), welcher Düsenbalken (2) eine Mehrzahl in einer Reihe nebeneinander ange- ordneten Düsenöffnungen (8) aufweist, die sich im wesentlichen quer zu der geführten Vliesbahn (3) erstrecken und mit einer Fluidquelle (7) verbunden sind, und welcher Düsenbalken (2) durch einen Antrieb (9) quer zur Vliesbahn (3) mit einer Amplitude (A) hin- und herführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (A) der Hin- und Herbewegung des Düsenbal- kens (2) kleiner ist als der halbe Abstand (B) zwischen zwei in der Reihe benachbarten Düsenöffnungen (8).7. A device for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, comprising a guide means (1) for guiding a nonwoven web (3) and with a movable nozzle bar (2) above the guide means (1), which nozzle bar (2) a plurality in a row juxtaposed nozzle openings (8) which extend substantially transversely to the guided nonwoven web (3) and with a fluid source (7) are connected, and which nozzle bar (2) by a drive (9) transversely to Nonwoven web (3) with an amplitude (A) is guided back and forth, characterized in that the amplitude (A) of the reciprocating motion of the Düsenbal- kens (2) is smaller than half the distance (B) between two in the Row adjacent nozzle openings (8).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (1) durch ein angetriebenes Siebband (4) oder eine angetriebene Siebwalze (13) gebildet ist und dass dem Führungsmittel (1) ein steuerbarer8. The device according to claim 7, characterized in that the guide means (1) by a driven wire belt (4) or a driven screen roller (13) is formed and that the guide means (1) has a controllable
Antrieb (5) zur Einstellung einer Bahngeschwindigkeit der Vliesbahn (3) zugeordnet ist.Drive (5) for adjusting a web speed of the nonwoven web (3) is assigned.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandge- schwindigkeit des Siebbandes (4) oder die Walzenumfangsgeschwindigkeit der Siebwalze (13) größer ist als eine Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens (2).9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the belt speed of the screen belt (4) or the roller peripheral speed of the screen roller (13) is greater than a guide speed of the nozzle beam (2).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandge- schwindigkeit des Siebbandes (4) oder die Walzenumfangsgeschwindigkeit der Siebwalze (13) kleiner ist als eine Führungsgeschwindigkeit des Düsenbalkens (2).10. The device according to claim 8, characterized in that the belt speed of the screen belt (4) or the roller peripheral speed the screen roller (13) is smaller than a guide speed of the nozzle bar (2).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Reihe nebeneinander angeordneten Düsenöffhungen (8) zwischen sich jeweils einen Abstand (B) im Bereich von 1 mm bis 10 mm einschließen.11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that in a row juxtaposed Düsenöffhungen (8) between them each include a distance (B) in the range of 1 mm to 10 mm.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöfmungen (8) einen Lochdurchmesser im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen.12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the Düsenöfmungen (8) have a hole diameter in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidquelle ein Wasser bereitstellt, das in einer mit den Düsenöff- nungen (8) verbindbaren Druckkammer des Düsenbalkens (2) auf einen Betriebsdruck im Bereich von 30 bar bis 600 bar gehalten ist.13. Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the fluid source provides a water, which in a with the Düsenöff- openings (8) connectable pressure chamber of the nozzle beam (2) to an operating pressure in the range of 30 bar to 600 bar is held.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Düsenöfmungen (8) in mehreren Reihen an einem Dü- senbalken (2) oder an mehreren Düsenbalken (2.1, 2.2) verteilt sind und dass die Düsenöfmungen (8) benachbarter Reihen versetzt zueinander angeordnet sind.14. Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the plurality of Düsenöfmungen (8) in several rows at a nozzle bar (2) or at several nozzle bars (2.1, 2.2) are distributed and that the Düsenöfmungen (8 ) of adjacent rows are arranged offset from one another.
15. Vlies bestehend aus einer Vielzahl von schmelzgesponnen Fasern, das an der Oberfläche eine durch Fluidverfestigung erzeugte Oberflächenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur durch ein Linienmuster mit zick-zack-formigen Strukturlinien (10) gebildet ist, wobei die Strukturlinien keine Kreuzungspunkte aufweisen. 15. A nonwoven consisting of a plurality of melt-spun fibers, which has on the surface a surface structure produced by fluidization, characterized in that the surface structure is formed by a line pattern with zig-zag-shaped structure lines (10), wherein the structure lines have no crossing points ,
6. Vlies gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur einen verfestigten Flächenanteil bildet, der im Bereich von 5 % bis 50 % der Gesamtoberfläche liegt. A nonwoven according to claim 15, characterized in that the surface structure forms a consolidated area fraction ranging from 5% to 50% of the total surface area.
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