DE102005033070A1

DE102005033070A1 - Apparatus for strengthening a fibrous web comprises a water-delivering compression roller, a fiber-entangling spray bar and a water-jet needling drum

Info

Publication number: DE102005033070A1
Application number: DE200510033070
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Heller; Alfred Watzl
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Apparatus for strengthening a fibrous web (1) comprises an endless belt (2) for supporting the web, a needling drum (5) arranged tangentially to the belt and having an axial spray bar, a water-permeable compression roller (3) that is located upstream of the needling drum and has an internal water bar (4) for creating a water curtain between the roller and belt, and a spray bar for entangling the fibers of the web between the compression roller and the needling drum.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verfestigen einer Faserbahn aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern jeglicher Art mit Druckwasserstrahlen.object The invention is an apparatus for consolidating a fibrous web from natural and / or artificial Fibers of any kind with pressurized water jets.

In den US-Patentschriften US-A-3 214 819, 3 485 706, 3 508 308 und 4 190 695 sind Verfahren zum Herstellen von textilen, nicht gewebten Tüchern beschrieben, bei denen der Zusammenhalt und das Verfestigen der elementaren Fasern untereinander durch eine Vielzahl von Hochdruck-Wasserstrahlen erreicht wird, die eine oder mehrere Lagen oder Bahnen während deren Bewegung durchqueren.In US Pat. Nos. 3,214,819, 3,485,706, 3,508,308 and US Pat 4,190,695 are methods of making textile, non-woven Wipes described where the cohesion and solidification of elemental fibers achieved by a plurality of high-pressure water jets which traverse one or more layers or webs as they move.

Diese Technik besteht vor allem darin, dass man zunächst eine Ausgangsfaserbahn herstellt, die aus elementaren Naturfasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung dieser Fasern besteht, insbesondere in einer Karde oder einer Ausbreitungsmaschine, um eine sehr lufthaltige Bahn von mehreren cm Dicke zu erhalten, die nur einige Dutzend Gramm pro qm wiegt, beispielsweise 100 g bei 80 mm Dicke. Man verfestigt dann diese elementaren Fasern mittels eines Balkens, der eine Vielzahl von dünnen Wasserstrahlen unter hohem Druck ausstößt, um die lufthaltige Ausgangsbahn auf eine Dicke in der Größenordnung von einem bis mehreren mm zu bringen. Wichtig ist es, zunächst die lufthaltige Bahn zu pressen, um ihr Volumen zu verringern, bevor sie den Hochdruck-Wasserstrahlen ausgesetzt wird. Man hat bereits vorgeschlagen, die Bahn zu pressen, indem man sie zwischen zwei Walzen durchlaufen lässt. Dieses Mittel ist jedoch sehr wenig wirksam, insbesondere im Hinblick auf die Elastizität der Bahn, die dazu neigt, zumindest teilweise ihr ursprüngliches Volumen wieder einzunehmen.These The main technique is that you first an output fiber web made of elemental natural fibers, synthetic fibers or a mixture of these fibers, in particular in a carding machine or a spreading machine to a very air-filled web of to get several inches in thickness, only a few dozen grams per qm weighs, for example 100 g at 80 mm thickness. You then solidify these elemental fibers by means of a beam, a variety from thin jets of water at high pressure to the air-containing Initial web to a thickness of the order of one to several to bring mm. It is important to first the air-containing web Press to reduce its volume before being exposed to high-pressure jets of water becomes. It has already been proposed to press the web by let it pass between two rollers. This remedy, however, is very little effective, especially with regard to the elasticity of the web, which tends to at least partially recover its original volume.

Aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/23921 ist auch schon ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines nicht gewebten, textilen Tuches mittels Druckwasserstrahlen bekannt, bei dem eine aus elementaren Fasern gebildete lufthaltige Ausgangsfaserbahn vorwärts bewegt und dabei gepresst und die Fasern mittels eines Druckwasserstrahl-Balkens verwirrt werden, wobei die dicht nebeneinander liegenden Hochdruck-Wasserstrahlen auf die Ausgangsbahn einwirken und das erhaltene feuchte Wirrfaservlies dann weiterverarbeitet wird. Dabei wird die Ausgangsfaserbahn auf einer porösen Auflage in den Bereich einer zylindrischen, perforierten Trommel geführt, in derem Innenraum ein mittleres Vakuum angelegt wird. Die Ausgangsbahn wird dann zwischen der porösen Auflage und der drehbaren Trommel mechanisch gepresst, dann ein Wasservorhang auf sie gerichtet, der nacheinander die poröse Auflage, die gepresste Ausgangsbahn und die perforierte Trommel durchdringt und dann das Wasser durch das mittlere Vakuum angesaugt. Schließlich werden die elementaren Fasern verwirrt, indem auf die erzeugte feuchte und gepresste Bahn die Druckwasserstrahl-Balken unter hohem Druck gerichtet werden. Die Fasern des unverfestigten, nur befeuchteten Vlieses werden bei diesem Verfahren durch Voreilung der Trommel in Längsrichtung gestreckt und somit das Verhältnis MD/CD verschlechtert, d.h. in Richtung MD verschoben.Out the international patent application WO 96/23921 is already a improved method and apparatus for producing a not woven, textile cloth known by pressurized water jets, at an air-containing starting fiber web formed from elementary fibers forward moved and thereby pressed and the fibers by means of a pressurized water jet beam be confused, with the closely spaced high-pressure water jets act on the original web and the resulting moist random fiber fleece then processed further. The output fiber web becomes on a porous one Support in the area of a cylindrical, perforated drum guided, in the interior of which a medium vacuum is applied. The exit track is then between the porous Pad and the rotatable drum mechanically pressed, then a Water curtain aimed at them, one after another the porous pad, the pressed starting web and the perforated drum penetrates and then sucked the water through the middle vacuum. Finally the elementary fibers are confused, adding to the moist and Pressed web directed the pressurized water jet beam under high pressure become. The fibers of the unconsolidated, only moistened fleece be in this process by advancing the drum in the longitudinal direction stretched and thus the ratio MD / CD deteriorates, i. moved towards MD.

Es stellte sich deshalb die Aufgabe, Faserbahnen mit einem verbesserten Verhältnis der Reißfestigkeiten quer und längs zur Produktionsrichtung zu erzeugen.It Therefore, the task was to provide fiber webs with an improved relationship the tear strengths across and along to produce the production direction.

Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Verfestigen einer Faserbahn aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern jeglicher Art gelöst werden kann, die

a) aus einem die Faserbahn unterstützenden Endlosband besteht, das zwischen mindestens zwei Walzen gespannt, geführt und umgelenkt wird, und
b) einer tangential dem Endlosband zugeordneten, umlaufenden Vernadelungstrommel zur Verfestigung und Abnahme der Faserbahn von dem Endlosband, der über die Arbeitsbreite zumindest einen Düsenbalken achsparallel zugeordnet ist, wobei
c) dem Endlosband eine wasserdurchlässige, die Faserbahn mit Druck beaufschlagende Verdichtungswalze zugeordnet und der Vernadelungstrommel vorgeordnet ist,
d) im Innenraum der Verdichtungswalze zum gleichzeitigen Netzen der Faserbahn beim Verdichten ein Wasserbalken angeordnet ist, der mit dem austretenden Wasservorhang dem Verdichtungsspalt zwischen der Verdichtungswalze und dem Endlosband zugeordnet ist, und weiterhin
e) zwischen der Verdichtungswalze und der Vernadelungstrommel dem Endlosband ein Düsenbalken zur Verflechtung der Fasern der genetzten Faserbahn unmittelbar zugeordnet ist, so dass vor der ersten Verfestigung des Vlieses keine Abnahme und somit keine negative Beeinflussung des MD/CD Verhältnisses erfolgt.

It has now been found that this object can be achieved by a device for solidifying a fiber web of natural and / or artificial fibers of any kind, the

a) consists of an endless belt supporting the fiber web, which is stretched, guided and deflected between at least two rollers, and
b) a tangentially associated with the endless belt, circulating needling drum for solidification and removal of the fiber web from the endless belt, which is associated axially parallel over the working width at least one nozzle beam, wherein
c) the endless belt is assigned a water-permeable compaction roller which pressurizes the fiber web and upstream of the needling drum,
d) in the interior of the compaction roller for simultaneous meshing of the fiber web during compaction, a water bar is arranged, which is associated with the exiting water curtain the compression gap between the compaction roller and the endless belt, and further
e) between the compacting roller and the needling drum the endless belt is associated with a nozzle beam for intertwining the fibers of the doubled fiber web, so that before the first solidification of the web no decrease and thus no negative effect on the MD / CD ratio.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch mindestens ein Endlosband aus, das im Allgemeinen um drei oder mehr Umlenkrollen umgelenkt wird und am rückwärtigen Ende vorzugsweise abwärts verläuft. Die Vernadelungstrommel ist dem Endlosband tangential zugeordnet.The inventive device is characterized by at least one endless belt, which in general is deflected by three or more pulleys and at the rear end preferably downhill runs. The needling drum is tangentially associated with the endless belt.

Besonders vorteilhaft ist eine Vorrichtung, bei der der Vernadelungstrommel 5 eine zweite gegenläufig umlaufende Vernadelungstrommel 6 zugeordnet ist. Die zweite Vernadelungstrommel sollte im Allgemeinen einen größeren Durchmesser aufweisen als die erste Vernadelungstrommel. Der zweiten Vernadelungstrommel ist vorteilhafter Weise neben dem/den Düsenbalken mit innerhalb der Trommel vorgesehener Absaugung der aufgespritzten Flüssigkeit zum Verfestigen der Faserbahn zusätzlich ein reiner Absaugbalken innerhalb der Trommel zugeordnet. Der zweiten Vernadelungstrommel kann aber auch eine gesonderte Absaugungsvorrichtung nachgeordnet sein, die vorzugsweise als Absaugwalze 8 ausgebildet ist. Die nachgeordnete Absaugvorrichtung kann auch unterhalb eines weiterhin folgenden zweiten Endlosbandes 7 angeordnet sein, auf dem eine zusätzliche Behandlung der Faserbahn stattfinden kann.Particularly advantageous is a device in which the needling drum 5 a second ge Circling rotating needling drum 6 assigned. The second needling drum should generally have a larger diameter than the first needling drum. The second needle drum is advantageously in addition to the / the nozzle bar with provided within the drum suction of the sprayed liquid for solidifying the fiber web additionally associated with a pure Absaugbalken within the drum. However, the second needling drum can also be arranged downstream of a separate suction device, preferably as a suction roller 8th is trained. The downstream suction device can also be below a further following second endless belt 7 be arranged on which an additional treatment of the fiber web can take place.

Eine oder beide Vernadelungstrommeln können mit mikroporösen Schalen bedeckt sein.A or both needling drums can with microporous shells be covered.

Zur Erzeugung eines besonders strukturierten Aussehens der Faserbahn empfiehlt es sich, die zweite Vernadelungstrommel 6 mit einem die Faserbahn strukturierenden Siebgewebe auszustatten. Die zweite Vernadelungstrommel kann aber auch mit einem die Faserbahn perforierenden Mantel bedeckt sein.To produce a particularly structured appearance of the fiber web, it is recommended that the second needling drum 6 equipped with a fiber web structuring screen fabric. The second needling drum can also be covered with a fiber-perforating jacket.

Das Besondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des damit durchgeführten Verfahrens besteht darin, dass die Netzung vor der getrennt danach erfolgenden Vernadelung durchgeführt wird und dazu ein im Innenraum der Verdichtungswalze angeordneter Wasserbalken eingesetzt wird. Erst danach wird die erste Vernadelung auf dem gleichen Endlosband durchgeführt, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass sich die Faserorientierung gegenüber dem unverfestigten Vlies nicht verändert. Nach Ablösung von dem Endlosband erfolgt dann eine weitere Vernadelung der Faserbindung mit eventueller Strukturierung und abschließender Wasserabsaugung in der zweiten Vernadelungstrommel.The Special of the device according to the invention and the done with it Procedure is that the network before disconnected afterwards followed by needling is and arranged in the interior of the compacting roller Water bar is used. Only then is the first needling performed on the same endless belt, which is associated with the advantage that the fiber orientation towards the unconsolidated web not changed. After replacement of the endless belt is then a further needling the fiber bond with possible structuring and final water extraction in the second Needling.

Erfindungsgemäß wird die zu verfestigende Faserbahn auf einer porösen und endlosen Auflage vorwärts bewegt und schon auf dem Endlosband mit Hilfe einer Verdichtungswalze die Faserbahn gleichzeitig benetzt und verdichtet, wozu die vorstehend bereits erwähnte spezielle Verdichtungswalze eingesetzt wird, in deren Innenraum sich ein Wasserbalken befindet, der mit dem austretenden Wasservorhang dem Verdichtungsspalt zwischen der Verdichtungswalze und dem Endlosband zugeordnet ist. Die dadurch bereits benetzte Faserbahn wird dann auf dem Endlosband mittel mindestens einem weiteren Wasserbalken verfestigt und dann auf die perforierte Vernadelungstrommel überführt. Danach wird die Faserbahn auf der Trommel einer Verfestigungsbehandlung mit mindestens einem Druckwasserstrahl-Balken ausgesetzt.According to the invention to be solidified fiber web on a porous and endless support moves forward and already on the endless belt with the help of a compaction roller the Fiber web wetted and compacted at the same time, including the above already mentioned special compaction roller is used in its interior There is a water bar, the with the escaping water curtain the Compaction gap between the compaction roller and the endless belt assigned. The already wetted fiber web is then on the endless belt by means of at least one further water bar solidified and then transferred to the perforated needle drum. After that the fiber web on the drum becomes a solidifying treatment exposed to at least one pressurized water jet beam.

Die drehbare erste Vernadelungstrommel hat in der Regel einen Durchmesser zwischen 300 und 1000 mm, während die sich daran anschließende zweite Vernadelungstrommel im Allgemeinen einen größeren Durchmesser aufweist.The rotatable first needling drum usually has a diameter between 300 and 1000 mm while the adjoining one second needle drum generally a larger diameter having.

Für das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführte Verfahren ist es wichtig, dass die linearen Geschwindigkeiten des Endlosbandes und der drehbaren Trommeln im Wesentlichen gleich sind.For that with the device according to the invention conducted Procedure, it is important that the linear velocities of the Endless belt and the rotatable drums are substantially equal.

Durch das Pressen der Faserbahn zwischen dem Endlosband und der ersten Vernadelungstrommel wird das Entweichen von Luft aus der lufthaltigen Faserbahn erreicht, ohne dabei die Ausrichtung der Fasern zu stören. Außerdem gewährleistet das leichte, mittlere Vakuum in der den Saugkasten bildenden Trommel ein gutes Festhalten der feuchten Bahn am Umfang der drehbaren Trommel und gewährleistet daher die Überführung zu den Wasserstrahlen, die unter hohem Druck die Wasservernadelung bewirken.By pressing the fiber web between the endless belt and the first one Needling drum is the escape of air from the air-containing fiber web achieved without disturbing the orientation of the fibers. In addition, guaranteed the light, medium vacuum in the suction box forming drum a good grip of the wet web on the circumference of the rotatable drum and therefore guarantees the overpass too the water jets that under high pressure water needling cause.

Auf der zweiten Vernadelungstrommel wird die Verfestigung der Faserbahn ein zweites Mal intensiv durchgeführt, wobei erneut eine intensive Durchfeuchtung der Faserbahn stattfindet. Dieses zusätzlich auf die Faserbahn aufgebrachte Wasser muss für die weitere Verarbeitung abgesaugt werden. Hierzu kann einerseits ein reiner Absaugbalken innerhalb der zweiten Trommel vorgesehen werden oder auch eine gesonderte Absaugvorrichtung, die der zweiten Vernadelungstrommel nachgeordnet ist. Auch kann die Absaugvorrichtung als Absaugwalze ausgebildet sein.On the second needling drum becomes the solidification of the fibrous web intensively performed a second time, again with an intensive moisturizing the fibrous web takes place. This additionally applied to the fiber web Water must be for the further processing are sucked off. This can on the one hand a pure Absaugbalken provided within the second drum or a separate suction device, the second Needle drum is arranged downstream. Also, the suction device be designed as a suction.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Faserbahn anschließend auf ein zweites Endlosband überführt wird, auf dem weitere Behandlungsschritte erfolgen können.Especially It is advantageous if the fibrous web is subsequently transferred to a second endless belt, can be done on the further treatment steps.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den beiliegenden Figuren im Einzelnen dargestellt.The inventive device is shown in the accompanying figures in detail.

1 und 2 zeigen, wie die Faserbahn 1 von dem ersten Endlosband 2 aufgenommen und an der Verdichterwalze 3 vorbeigeführt wird. Dort befindet sich im Inneren der Verdichterwalze der Wasserbalken 4, der die Benetzung der Faserbahn vornimmt. 1 and 2 show how the fiber web 1 from the first endless belt 2 taken up and on the compressor roller 3 is passed. There is the water bar inside the compressor roller 4 , which makes the wetting of the fiber web.

Von dort – ggf. nach einer ersten Vorvernadelung – gelangt die Faserbahn auf dem Endlosband 2 zur ersten Vernadelungstrommel 5, wo sie sich von dem Endlosband löst und über die zweite Vernadelungstrommel 6 einer weiteren Vernadelung zugeführt wird. Über das zweite Endlosband 7 gelangt dann anschließend die Faserbahn zu der nachgeordneten Absaugvorrichtung 9, wo das auf die Faserbahn aufgebrachte Wasser entfernt wird.From there - possibly after a first pre-needling - the fiber web arrives on the endless belt 2 to the first needling drum 5 where she breaks away from the endless band and over the second Vernade lung drum 6 a further needling is supplied. About the second endless belt 7 Then then passes the fiber web to the downstream exhaust 9 where the water applied to the fibrous web is removed.

3 zeigt, wie die bereits verfestigte Faserbahn durch die Abzugswalze 8 entwässert wird. 3 shows how the already solidified fiber web through the take-off roll 8th is drained.

11: Faserbahnfiber web
22: erstes Endlosbandfirst endless belt
33: Verdichtungswalzecompaction roller
44: Wasserbalken im Innenraum der Verdichtungswalzewater beam in the interior of the compaction roller
55: erste Vernadelungstrommelfirst needling
66: zweite Vernadelungstrommelsecond needling
77: zweites Endlosbandsecond endless belt
88th: Absaugwalzesuction roll
99: nachgeordnete Absaugvorrichtungdownstream suction

Claims

Apparatus for consolidating a fibrous web of natural and / or artificial fibers of any kind, consisting of a) an endless belt supporting the fiber web tensioned, guided and deflected between at least two rolls, and b) a peripheral needling belt tangentially associated with the endless belt for solidification and decrease the fiber web of the endless belt, which is associated with the axis parallel to the working width at least one nozzle beam, characterized in that c) the endless belt assigned to a water-permeable, the fiber web pressurizing compression roller and the needling drum upstream, d) in the interior of the compacting roller for simultaneous meshes of the fibrous web during compaction a water bar is provided, which is associated with the exiting water curtain the compression gap between the compaction roller and the endless belt, and further e) between the compaction roller and the needling drum E a nozzle bar for intertwining the fibers of the wetted fiber web is assigned directly, so that before the first solidification of the web no decrease and thus no negative influence on the MD / CD ratio.

Apparatus according to claim 1 with an endless belt, which is deflected by at least three pulleys and at the rear end down precedes, characterized in that the rear end of the endless belt only at an angle inclined downwards and ahead the needling drum tangent to this section of the endless belt assigned.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the needling drum 5 a second counter-rotating Vernadeldungstrommel 6 assigned.

Device according to claim 3, characterized in that in that the second needling drum has a different diameter than the first one having.

Device according to claim 4, characterized in that that the second needle drum has a larger diameter.

Apparatus according to claim 3 to 5, characterized that the second needle drum next to the / the nozzle bar with provided within the drum suction of the sprayed liquid for strengthening the web in addition a pure Absaugbalken is assigned within the drum.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second needle drum is a separate Subsequent suction device.

Device according to claim 7, characterized in that that the downstream suction device is designed as a suction roller is.

Device according to claim 7, characterized in that that the downstream suction device below a continue following second endless belt with possibly additional treatment of the fiber web is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the circumference of the one or both needling drums with microporous Shells is covered.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that one, preferably the second needling drum with a fiber web structuring or perforating screen fabric is covered.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that one, preferably the second, needling drum with a coat structuring or perforating the fiber web is covered.