DE1560701C3 - Vorrichtung zur Herstellung eines ungewebten Faserstoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines ungewebten Faserstoffes mit Noppenbzw. Kugelkalottenoberfläche aus einem Faservlies mit einer mit regelmäßig angeordneten öffnungen versehenen ersten Siebbahn auf der einen Seite des Faservlieses und einer zweiten Siebbahn auf der anderen Seite des Faservlieses, die das Faservlies trägt und für ein gasförmiges oder flüssiges Behandlungsmedium durchlässig ist, wobei die Öffnungen in der ersten Siebbahn dem Durchtritt des aus Strahldüsen austretenden Behandlungsmediums in den Raum zwischen den Siebbahnen dienen.

Eine derartige Vorrichtung zur Herstellung eines ungewebten Faserstoffes aus einem Faservlies ist aus der USA.-Patentschrift 2 862 251 bekannt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung strömt das Behandlungsmedium - vorzugsweise Wasser - durch die Öffnungen in der ersten Siebbahn ein und trifft dann auf das Faservlies und die zweite, tragende Siebbahn. Die Strömung wird durch die Öffnungen und auf Grund des Strömungswiderstandes von Faservlies und zweiter Siebbahn so geführt, daß sich ein großer Teil des Behandlungsmediums in der Ebene des Faservlieses nach allen Seiten gleichmäßig ausbreitet. Von dieser von der Öffnung aus radial gerichteten Strömung werden die Fasern bzw. die Fasersegmente seitlich

ίο verschoben. Dieser Vorgang spielt sich in gleicher Weise an allen Öffnungen der ersten Siebbahn ab. An den Stellen, an denen sich radiale Ströme benachbarter Öffnungen treffen, sind sie gezwungen, durch die zweite Siebbahn aus der Ebene des Faserstoffvlieses

¹S auszutreten. Auf Grund dieser Führung der Strömung werden mit der bekannten Vorrichtung Faserstoffe erzeugt, die regelmäßig angeordnete Faserbündel aufweisen, die aus zusammengeschobenen, im wesentlichen gleichgerichteten Fasern und Fasersegmenten bestehen, eine dichtere Packung der Fasern als das Ausgangsvlies aufweisen und garnähnlich aussehen.

Mit der bekannten Vorrichtung lassen sich nur solche Faserstoffe herstellen, bei denen das von Fasern ausgefüllte Volumen wesentlich geringer als beim Ausgangsmäterial ist. Ferner können mittels der bekannten Vorrichtung im wesentlichen nur »zweidimensionale« Faserstoffe, d. h. Faserstoffe ohne nennenswerte Dickenunterschiede, hergestellt werden, sofern von den faserfreien Bereichen mit der Dicke Null abgesehen wird. Schließlich erfolgt die Umordnung der Fasern bei der bekannten Vorrichtung so, daß Zonen stark unterschiedlicher Faserdichte ('Faservolumen je Volumeneinheit) erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, mit der ungewebte Faserstoffe mit verbesserter Oberflächenstrukturierung und größerem Saugvolumen herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchtrittsöffnungen in der ersten Siebbahn spitzwinklig gegen die Ebene der ersten Siebbahn geneigte Kanäle sind und daß hinter den Durchtrittsöffnungen die Verschiebung der Fasern des Faservlieses begrenzende Vorsprünge aus der ersten Siebbahn gegen das Faservlies hinausragen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß einerseits durch die geneigte Anordnung der Kanäle die wesentlichen Strömungskomponenten aus allen öffnungen zueinander parallel und gleichgerichtet sind, so daß die Ströme aus benachbarten öffnungen keine Preßwirkung ausüben, und andererseits durch die Vorsprünge sowohl ein Verschieben der Fasern aus dem Strömungsbereich der zugehörigen öffnung vermieden wird, als. auch ein solcher Abstand zwischen den beiden Siebbahnen sichergestellt wird, daß eine Höckerbildung vor jedem Vorsprung möglich ist.

Diese vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung ermöglicht die Herstellung eines Faserstoffes mit einer dreidimensionalen Ausbildung und einem größeren Volumen im Vergleich zu anderen Faserstoffen, die aus einem Faservlies mit dem gleichen Gewicht hergestellt sind und deren Dicke im wesentlichen gleichmäßig ist. Dieser Faserstoff zeichnet sich dadurch aus, daß er ein bestimmtes Muster von Stoffbereichen hat, in jedem von welchen sich eine Vielzahl von Bereichteilen von abweichenden Faseranhäufungen, jedoch von im wesentlichen der gleichen Faserdichte befin-

den. Die Bereichteile größerer Faseranhäufung sind dicker als die Bereichteile von geringerer Anhäufung. Die dickeren Bereichteile in den verschiedenen Stoffbereichen befinden sich voneinander in Abstand, sind jedoch miteinander zur Bildung eines einteiligen Stoffgebildes durch die dünneren Bereichteile verbunden.

Im Vergleich zu dem mit der aus der USA.-Patentschrift 2 862 251 bekannten Vorrichtung hergestellten Faserstoff weist der mit der Erfindung hergestellte Faserstoff ein wesentlich größeres Volumen, eine geringere Faserdichte und eine stärker strukturierte Oberfläche auf.

Die genoppte Fläche des Faserstoffes gibt ihm eine bessere Scheuer- oder Wischwirkung, als es bei den relativ glatten Flächen anderer Faserstoffe der Fall ist. Der genoppte Faserstoff ist von beträchtlichem Vorteil zur chirurgischen Anwendung, welche einerseits Saugfähigkeit, andererseits jedoch ein Nichthaften erfordert. Mehr oder weniger Punktkontakt mit einer offenen Wunde, wie er durch die genoppte Fläche ermöglicht wird, ergeben die notwendigen saugfähigen Stellen an den Höckerkuppen; insgesamt betrachtet erhält man jedoch eine geringe Stofffläche, welche die Wunde berührt.

Zwar ist aus der USA.-Patentschrift 2 862 251 auch eine Vorrichtung bekannt, mit der genoppte Faserstoffe hergestellt werden können. Bei dieser Vorrichtung tritt das Behandlungsmedium jedoch durch die kleinen öffnungen der zweiten Siebbahn ein und strömt dann durch das Faservlies in die größeren Öffnungen der ersten Siebbahn, wobei es Fasern bzw. Fasersegmente in diese größeren Öffnungen hineinzieht und so zwar einen Hocker bildet, der jedoch nicht mit Fasermaterial gefüllt ist. Geneigte Kanäle oder Vorsprünge an einer der Siebbahnen weist diese bekannte Vorrichtung nicht auf.

Es ist auch bekannt, in eine Mineralfasermatte aus schräg angeordneten Kanälen ein Behandlungsmedium einzublasen (britische Patentschrift 802 158). Dabei bewegt sich die Matte relativ zu den Kanälen, und es wird Heißgas eingeblasen, um ein Bindemittel zu härten. Das schräge Einblasen soll den Weg des Gases durch die Matte bis zur Absaugöffnung verlängern. Einen Einfluß auf die Lage der Fasern hat das Heißgas jedoch nicht.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Eintrittsöffnung eines jeden Kanals eine größere Querschnittsfläche für die Strömung des Behandlungsmediums aufweist als die Austrittsöffnung, so daß die Strömung im Kanal beschleunigt wird und einen größeren Impuls auf die Fasern übertragen kann.

Besonders ausgedehnte Noppen werden dadurch erhalten, daß der Teil der ersten Siebbahn zwischen dem hinteren Ende eines jeden Kanals und dem zugehörigen Vorsprung annähernd parallel zur Ebene der ersten Siebbahn verläuft.

Schließlich kann ein doppelseitig genoppter Faserstoff mit der Erfindung dadurch erhalten werden, daß die das Faserstoff vlies tragende bzw. stützende zweite Siebbahn im wesentlichen die gleiche Ausbildung aufweist wie die erste Siebbahn.

Die konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung entspricht vorzugsweise im wesentlichen derjenigen nach der USA.-Patentschrift 2 862 251, die in der erfindungsgemäßen und nachstehend näher beschriebenen Weise abgewandelt ist. Einzelheiten sind in den ... Fig. 1 bis 7 der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Maschine, bei der die Erfindung angewendet wird, F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine erfindungsgemäß ausgebildete Siebbahn, die teilweise weggebrochen ist, um ein zwischenliegendes, umzuordnendes Vlies freizulegen, das seinerseits teilweise weggebrochen ist, um die darunterliegende Siebbahn zu zeigen, von derjenigen Seite, welche von dem Behandlungsmedium beaufschlagt wird,

Fig. 3 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fi g. 2, jedoch nur durch die obere, erste Siebbahn,

Fig. 4 eine Unteransicht eines Teils der in Fig. 3 gezeigten Siebbahn, d.h. derjenigen Seite, die der, welche vom Behandlungsmedium beaufschlagt wird, entgegengesetzt ist,

Fig. 5 eine Draufsicht eines vergrößerten Teils eines Faservlieses, das sich immer noch zwischen den Siebbahnen ,befindet, jedoch nach der Faserumordnung, wobei die Austrittsöffnungen der ersten Siebbahn mit strichpunktierten Linien gezeichnet sind, um ihre Lage zu den verschiedenen Teilen der Ware nach der Umordnung der Fasern darzustellen, F i g. 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5, wobei jedoch die erste Siebbahn und die zweite durchlässige Siebbahn dargestellt sind, und

F i g. 7 eine photographische Aufnahme der höckerigen Oberfläche eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Vlieses mit lOfacher Vergrößerung.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Faservlies aus natürlichen Fasern, beispielsweise Baumwoll-, Flachs-, Holz-, Seiden-, WoIl-, Jute-, Asbest-, Ramie-, »Lumpen«- oder Abaca-Fasem, oder aus anorganischen Fasern, wie Glasfasern, Kunstfaser wie viskose Fasern, Kupfer-Reyon-Fasern, Äthylcellulose- oder Cellulose-Acetat-Fasern, Chemiefasern, beispielsweise aus Polyamiden, Polyester, Acrylharz-Derivate, Polyäthylen, Vinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polyurethan usw., allein oder in Kombination miteinander bearbeitet werden. Während verhältnismäßig lange textilartige Fasern mit einer größeren Länge, als sie normalerweise zur Papierherstellung verwendet werden, und etwa von der normalen Textillänge von beispielsweise etwa 6 mm bis 50 mm (¹U" bis 2") oder länger, für textile Zwecke vorzuziehen sind, können kürzere Fasern unter 6 mm (¹U") Länge, wie Baumwoll-Linters, und Holzzellstoffasern innerhalb des zur Papierherstellung verwendeten Längenbereiches für die Papierherstellung und ähnliche Anwendungsfälle benutzt werden. Vorzugsweise sollen jedoch die kürzeren zur Papierherstellung verwendeten Fasern nicht im Holländer bearbeitet oder im wesentlichen nicht hydratisiert sein, wenn eine textilartige Ware als Endprodukt erhalten werden soll. In diesem Zusammenhang können z.B. kürzere hydratisierte Holzzellstoffasern von der zur Papierherstellung verwendeten Länge mit längeren Fasern in der Weise vermischt werden, daß die längeren Fasern zu der gewünschten Festigkeit in der erhaltenen Ware beitragen, während die kürzeren Holzzellstoffasern zur Kostenverringerung dienen. Zufriedenstellend umgeordnete Faserstoffe können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Ausgangsvliesen von textlien Fasern hergestellt werden, die zwischen 8 g/m² oder geringfügig weniger und 210 g/m² oder geringfügig mehr wiegen. Bei Verwendung

von freien, hydratisierten Holzzellstoffasern mit einer Länge von 3,2 mm (Vs") bis weniger als 1,6 mm (¹Ae") können Vliese bis zu einem Gewicht von 300 g/m² gebildet werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Maschine wird eine Bahn 10 aus mechanisch verbundenen Fasern (Faservlies) im Zustand eines gleichmäßigen Gleichgewichts, wie sie durch Kardieren, Kratzen, Luftablagerungsverfahren von der in der USA.-Patentschrift 2 676364 beschriebenen Art, Papierherstellungsverfahren usw. erhalten wird, von einem nicht gezeigten geeigneten Vorrat zugeführt und auf ein biegsames Siebband, das im folgenden als Auflagerband 11 bezeichnet wird, in unmittelbarer Nähe der Stelle aufgelegt, an welcher das Auflagerband über eine waagerechte Führungswalze 12 läuft, die auf einer Welle 13 befestigt ist, welche an ihren entgegengesetzten Enden in den Seitenrahmenteilen der Maschine drehbar gelagert ist. Die Bahn wird durch das Auflagerband um die Führungswalze 12 herumgeführt und dann zwischen dem Auflagerband und einer verhältnismäßig großen zylindrischen Trommel 14 eingeschlossen, um welche das Auflagerband herumläuft, und deren Achse zur Achse der Führungswalze parallel ist und welche zur Drehung um ihre eigene Achse auf zwei Paaren von in Abstand voneinander befindlichen, mit Flanschen ausgebildeten Scheiben 15, die in der Nähe der Unterseite der Trommel angeordnet sind, gelagert ist. Die zylindrische Trommel 14 ist in ihrer Achsrichtung langer als die Breite des Auflagerbandes 11, so daß an jedem Ende der Trommel ein zylindrischer Randteil 16 von dem Auflagerband bei seiner Bewegung um die Trommel herum unbedeckt bleibt. Die Scheiben 15 jedes Paares sind in der Nähe der entgegengesetzten Enden einer Welle 17 befestigt, die parallel zur Trommelachse angeordnet ist und die an ihren Enden in am Maschinenrahmen befestigten Lagern 18 gelagert ist. DieseScheiben 15 weisen zylindrische Teile 19 zur Aufnahme der Endrandteile der Trommel und radial angeordnete Flansche 20 auf, welche die gegenüberliegenden Umfangskanten der Trommel übergreifen, so daß eine Bewegung der Trommel in deren Achsrichtung seitlich zur Maschine verhindert wird. Der Abstand zwischen den Wellen 17 der Scheibenpaare in Richtung zum vorderen und hinteren Ende der Maschine (d. h. in der Bahnförderrichtung) ist ausreichend bemessen, damit die Trommel mit einer angemessenen Stabilität während ihrer Drehung gelagert ist.

Wenn sich die Trommel 14 unter dem Antrieb des Auflagerbandes 11 dreht, bewegen sich die Trommel und das Förderband mit der dazwischenliegenden Bahn 10 als eine Einheit ohne Relativbewegung über eine Trommeldrehung von etwa 315°, d.h. von der anfänglichen Führungswalze 12, die zuerst die Bahn aufnimmt, nach unten und um die Trommel herum und nach oben zu einer Stellung mit einem Winkelabstand von etwa 45° von der anfänglichen Führungswalze, worauf das Auflagerband und die auf diesem aufgelagerte Bahn von der Trommel abgezogen werden. Die Bahn läuft während dieser Bewegung durch eine Faserumordnungszone, die nachstehend mit näheren Einzelheiten beschrieben wird, in der sie der Wirkungeines die Umordnung bewirkenden Behandlungsmediums ausgesetzt wird. Wenn das verwendete Behandlungsmedium Wasser ist, enthält die Bahn nach der Faserumordnung eine beträchtliche Menge Feuchtigkeit, welche dadurch entfernt wird, daß sie . dicht an einer Entwässerungsvorrichtung vorbeigeführt wird, welche eine Kammer 21 aufweist, die mit einer nicht gezeigten Vakuumquelle verbunden und mit einem Längsschlitz 22 versehen ist, der sich von der einen Kante des Auflagerbandes zur anderen in achsparalleler Lage zur Trommel erstreckt. Eine solche Vorrichtung kann dazu dienen, die Bahnfeuchtigkeit auf etwa 150 % bei einer 1200 % enthaltenden Bahn herabzusetzen, wodurch das Abnehmen der

ίο Bahn von der Trommel sehr erleichtert wird. An der Abnahmestelle tritt die Bahn und das Auflagerförderband zwischen der Trommel 14 und einer weiteren Führungswalze 23 hindurch, die auf einer Welle befestigt ist, welche in den Seitenrahmenteilen der Maschine angeordneten Lagern gelagert und achsparallel zur Trommel angeordnet ist. Das Auflagerband mit der Bahn verläßt dann die Oberfläche der Trommel, läuft um die und oberhalb der Führungswalze 23 herum und dann nach unten.

Das Auflagerband 11 bewegt sich nach seiner Trennung von der Bahn 10 nach unten und um zwei Führungswalzen 24, 25 herum, die beide zur Trommelachse achsparallel sind und von denen die eine in der Nähe des hinteren Endes und die andere in der Nähe des vorderen Endes der Maschine angeordnet ist. Von der letzterwähnten Walze bewegt sich das Auflagerband 11 wieder nach oben zur ersten Führungswalze 12, so daß das Verfahren in kontinuierlicher Weise durchgeführt werden kann. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Trommel durch das Auflagerband 11 angetrieben, das seinerseits von der Führungswalze 24 angetrieben werden kann. Die Walze 24 kann für diesen Zweck in geeigneter Weise mit einem nicht gezeigten Motor verbunden sein.

Von der gleichen axialen Länge wie die Trommel und gleichachsig in dieser befestigt ist eine Sammelleitung 26, die an ihrem einen Ende abgeschlossen ist, jedoch an ihrem anderen Ende mit geeigneten Rohrverbindungsstücken versehen ist, durch welche ein Behandlungsmedium, beispielsweise Wasser, unter Druck eingeleitet werden kann. Das Behandlungsmedium, vorzugsweise Ströme von Flüssigkeitströpfchen, wird zur Innenfläche der zylindrischen Trommel 14 aus geeigneten Düsen 27 herkömmlicher Art gerichtet, die an den Enden von Rohren 28 angeordnet sind, welche mit der Sammelleitung in Verbindung stehen und sich von dieser aus radial erstrecken.

Die Rohre 28 sind in sich längs der Sammelleitung 26 erstreckenden Reihen angeordnet. Es sind vorzugsweise zwei solcher Reihen vorgesehen, jedoch können manchmal drei, vier oder auch mehr Reihen zweckmäßig sein, um die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Wie ersichtlich, sind jedoch die an ihren Enden mit Düsen versehenen Rohre alle im wesentlichen in der gleichen Richtung ausgerichtet, so daß sie innerhalb ihres Wirkungsbereiches nur einen verhältnismäßig geringen Teil der Innenumfangsfläche der Trommel umgeben.

Das Auflagerband 11 ist für das Behandlungsmedium, z. B. Wasser, durchlässig und durchlöchert, wobei Öffnungen vorgesehen sind, von denen zwischen etwa 140 Öffnungen je cm² und etwa 7800 öffnungen je cm² und mehr, vorzugsweise zwischen etwa 1550 bis 6200 Öffnungen je cm² vorhanden sein können.

Die Glätte oder Gleichmäßigkeit des Auflagerbandes beeinflußt die Erzeugung der umgeordneten Ware, wobei bei feineren Auflagerbändern die Neigung zu größerer Glätte besteht, durch welche die Bewegung

der Fasern längs ihrer Oberfläche erleichtert wird.

Das durchlöcherte Auflagerband 11 kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt werden. Mit einem gewebten Band lassen sich ausgezeichnete Ergebnisse erzielen. Ein gewebtes Band ist jedoch nicht wesentlich, da die Öffnungen aus dem Band herausgestanzt oder herausgeätzt sein können. Das siebartige Auflagerband kann aus korrosionsbeständigem Stahl, Bronze, Kupfer, einer Legierung, Nylon, Materialien aus Kunstharzfasern od. dgl. hergestellt sein. Es kann die Form einer biegsamen gestanzten Platte aus Stahl, Kunststoff oder einem anderen Material haben, das ausreichend durchlöchert ist, um den Durchtritt des Behandlungsmediums zu ermöglichen, das jedoch gleichzeitig ausreichend undurchlässig und glatt ist, um die Wirkung des Behandlungsmediums für das Herbeiführen der gewünschten Umordnung der Fasern auf der Oberfläche des Auflagerbandes zu ermöglichen, ohne die Fasern wegzuwaschen.

Geeignete Vorrichtungen, die jedoch keinen Teil der Erfindung bilden, können zur Einstellung der Spannung des Auflagerbandes 11 und seiner seitlichen Lage mit Bezug auf die Führungswalzen und die Trommel verwendet werden.

Mit Ausnahme besonderer Einzelheiten, die sich aus dem Vorangehenden ergeben, ist die soweit beschriebene Maschine zur Durchführung der Erfindung an sich bekannt, und es wird wegen näherer Einzelheiten auf die bereits erwähnte USA.-Patentschrift 2 862 251 verwiesen.

Erfindungsgemäß weist die Wand der Trommel eine mit Offnungen versehene Siebbahn in Form einer zylindrischen Platte 30 von neuartiger Ausbildung (Fig. 2, 3, 4) auf. Die Öffnungen 31 in dieser Platte weisen eine Anordnung auf, welche der gewünschten Anordnung der Löcher in der fertigen Ware entspricht. Die Oberfläche der Platte, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die von dem aus den Düsen 27 austretenden Behandlungsmedium beaufschlagt wird, ist mit einer Reihe von Vorsprüngen 32, je einer für jede öffnung 31, versehen, welche vorzugsweise alle von der gleichen Größe sind und deren äußerste Enden 33 alle in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Öffnungen 31 in derjenigen Oberfläche der Platte, die von dem aus den Düsen austretenden Behandlungsmedium beaufschlagt wird, verjüngen sich von einer relativ größeren Querschnittsfläche an dieser Oberfläche zu einer relativ kleineren Querschnittsfläche einer Öffnung 34 durch die Wand des Vorsprunges an einer Stelle unmittelbar oberhalb oder innerhalb seines äußersten Endes.

Jede öffnung 31 bildet, wie beschrieben, einen sich verjüngenden Kanal durch die Platte, durch den die Flüssigkeit hindurchtreten kann. Der sich verjüngende Kanal ist vorzugsweise in einem spitzen Winkel zu der durch die Enden der Vorsprünge 32 gebildeten Bezugsebene angeordnet, und, da die Öffnung am Ende des Kanals in einer Seitenwand des Vorsprunges vorgesehen ist, ist diese ebenfalls in einem Winkel zur Bezugsebene angeordnet. Infolge der beschriebenen Ausbildung wird Behandlungsmedium, das auf die Platte an derjenigen Seite auftrifft, welche die größeren Öffnungen 31 der Kanäle aufweist, durch die Kanäle mit zunehmender Geschwindigkeit geleitet. Das Behandlungsmedium verläßt die Kanäle in Strömen, die alle eine gleichgerichtete wesentliche Geschwindigkeitskomponente in der Bezugsebene aufweisen.

Kein Strom hat irgendeine wesentliche Geschwindigkeitskomponente in einer Richtung, die einer Geschwindigkeitskomponente in einem benachbarten Strom entgegengesetzt ist.

Nachdem das umzuordnende Vlies bzw. die Bahn 10 zwischen dem Auflagerband 11 und der Trommel 14 einer mit einer erfindungsgemäßen Platte 30 von der vorangehend beschriebenen Art ausgerüsteten Maschine aufgenommen worden ist, bewegen sich die

ίο Bahn 10, das Auflagerband 11 und die Trommel 14 gemeinsam an der Reihe von Düsen 27 vorbei, aus denen ein Behandlungsmedium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, gegen die Oberfläche der Platte mit einer Geschwindigkeit gerichtet wird, die teilweise durch den Staudruck in der den Düsen gemeinsamen Sammelleitung bestimmt wird, Ein Sammelleitungsdruck von 5,60 kp/cm² (80 psi) hat sich als angemessen und geeignet zur Faserumordnung bei einer Einrichtung der beschriebenen Art erwiesen.

Das durchlöcherte Auflagerband 11 wird durch eine entsprechende Spannung mit einem beträchtlichen Druck gegen die Enden 33 der Vorsprünge 32 in der Platte gedrückt, so daß es während des Faserumordnungsvorgangs dicht gegen diese anliegen würde, wenn nicht das umzuordnende Faserband 10 (Fig. 2) zwischengelagert wäre. Jedoch sind, selbst wenn die Bahn 10 dicht gegen die Vorsprünge gehalten wird, wie ersichtlich, Taschen oder Vertiefungen von beträchtlichem Volumen unter der Platte vorhanden, die frei von Fasern sind, so daß sie Fasern oder Fasersegmente aufnehmen können (Fig. 6).

Da jeder Teil der Bahn 10 zwangläufig durch den Bereich hindurchlaufen muß, in welchem Flüssigkeit aus den Düsen 27 gespritzt wird, beaufschlagen Flüssigkeitsströme, die durch die öffnungen 34 in der Platte 30 hindurchtreten, die Fasern der Bahn 10, welche sich in ihrem Weg befinden. Die Wirkung der einzelnen Ströme besteht darin, daß die in ihrer Bahn befindlichen Faserabschnitte bzw. -Segmente zur Seite und nach unten unter die Bezugsebene (welche durch die Enden der Vorsprünge gebildet wird) geschoben werden, bis das Auflagerband 11 in Strömungsrichtung von Fasern oder Faserabschnitten im wesentlichen frei ist (Fig. 5 und 6). Die von Fasern im wesentlichen freien Stellen sind die Löcher 36. Die Verdrängung der Faserabschnitte einer gegebenen Bahn wird erleichtert durch die Trichterwirkung der sich verjüngenden Kanäle 31, 34, welche die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen, durch den schräg gerichteten Verlauf der Behandlungsmediumkräfte, welche auf die Fasern infolge der winkeligen Anordnung der sich verjüngenden Kanäle wirken (siehe die Richtungspfeile 37 in Fig. 5 und 6), durch die Glätte der Bandoberfläche, auf der die Bahn 10 aufgelagert ist, und durch die Fähigkeit des Auflagerbandes, infolge seiner Durchlässigkeit das Wasser aus der Zone, in welcher die Fasern umgeordnet werden, austreten zu lassen. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß das Behandlungsmedium in der Umordnungszone kein so großes Volumen aufbauen darf, daß die Strömung des Behandlungsmediums nur aus dem Staudruck resultiert. Dieses Volumen muß, beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Feinheit des Auflagerbandes, so niedrig gehalten werden, daß die Energie des in die Umordnungszone eintretenden Behandlungsmediums, als Folge seiner Geschwindigkeit, am wirksamsten ausgenutzt werden kann.

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Die aus der Bahn der in die Umordnungszone durch eine gegebene Öffnung 34 eintretenden Ströme des Behandlungsmediums zur Seite geschobenen oder verdrängten Faserabschnitte werden längs des Auflagerbandes »stromabwärts«, d.h. in der Strömungsrichtung bewegt, die sich aus der winkeligen Anordnung der Kanäle ergibt, bis sie durch den in der Strömungsrichtung nächsten Vorsprung 32 behindert werden.

Die Faserabschnitte, welche sich unmittelbar unterhalb der Vorsprünge 32 befinden, werden in ihrer Lage durch den Druck des Auflagerbandes 11 verankert, welches diese Faaerabschnitte fest gegen die Enden der Vorsprünge hält, während die Faserabschnitte, die sich bewegen können und deren Fortschreiten durch die Vorsprünge behindert wird, zu einem »Hügel« vor den Vorsprüngen zusammengedrängt oder aufgehäuft werden, so daß sich Hocker 38 bilden, deren Scheitel über die Bezugsebene (Fi g. 5,6) hinausragen. Die Hocker auf der Oberseite haben eine Gestalt, die z. T. durch die benachbarten Wände der Vorsprünge bestimmt wird, gegen welche die Fasern durch das Behandlungsmedium geschoben werden, sowie durch die darüberliegende Begrenzung durch die Teile der Platte, welche den Vorsprüngen benachbart sind und vor diesen liegen und welche als Vertiefungen betrachtet werden können. In diesem Zusammenhang soll natürlich das Volumen der Faserabschnitte im Faserstoffvlies derart sein, daß zumindest ein Teil der Hohlräume ausgefüllt wird.

Die Hocker 38 verändern sich in ihrer Dicke von einem Minimum benachbart dem Umfang der Löcher 36 in der Ware zu einem Maximum am Scheitel der Hocker 38 (Fig. 5, 6 und 7). Sodann kann ferner ein Teil der Flüssigkeit, die nicht durch das durchlässige Auflagerband hindurchgetreten ist, bei ihrer Strömung durch den aufgehäuften Hügel der Faserabschnitte in ihrem Weg behindert werden, was dazu führen kann, daß die Flüssigkeit geteilt wird und um die Vorsprünge herum den Pfeilen 39 (Fig. 5) folgend fließt, wobei sie sich mit der Strömung aus den benachbarten Kanälen vereinigt, so daß die Faserumordnung erleichtert wird. Es können zwar Wirbelströme auftreten, die auf die Faserabschnitte wirken, jedoch haben diese alle eine stromabwärts gerichtete Hauptkomponente. Der Verlauf der Flüssigkeitsströme um die Vorsprünge herum trägt zur Bildung der Bahnabschnitte 40 bei, die sich in ihrer Dicke von dem öffnungsumfang aus zu der Stelle verändern, wo sie in die Höckerscheitel übergehen. Für diese Bahnabschnitte wird nachfolgend die Bezeichnung Hökkerverbindungsteile gebraucht.

Die Ware kann als Anordnung bzw. Umordnung von aus Fasern bestehenden Warenbereichen 41 (die Bereiche innerhalb der gestrichelten Linien in Fi g. 5) angesehen werden, wobei bei wechselnder Faserkonzentration (Faservolumen je Flächeneinheit) die Faserdichte annähernd gleich bleibt. Die Bereichteile von größerer Konzentration (d. h. die Hocker) sind dicker als die Bereichteile geringerer Konzentration (d.h. die Höckerverbindungsteile).

Bei Verwendung der vorangehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Bahnabschnitte, in welchen Fasern vorhanden sind, eine höhere Dichte auf als die Faserdichte in dem Faservlies vor der Umordnung und dies trotz der Ungleichheit in der Warendicke.

Einige Sorgfalt ist bei der Wahl des Gewichtes des . umzuordnenden Vlieses in bezug auf die Platte 30 erforderlich. Einerseits soll das ausgewählte Vlies nicht so leicht in bezug auf die Grobheit der gewählten Platte sein, daß keine Fasern zum Anhäufen gegen die Vorsprünge oder zum Auffüllen der Ausnehmungen in der Platte vorhanden sind. Andererseits soll das ausgewählte Vlies im Vergleich zur Feinheit der Platte nicht so schwer sein, daß die Ausnehmungen in der Platte schon ohne die Bildung von Löchern ausgefüllt werden. Zwischen diesen Extremen gibt es jedoch viele Platten und Siebbahnen von verschiedenen Feinheits- oder Grobheitsgraden, mit denen jeweils ein verhältnismäßig weiter Bereich von Vliesgewichten umgeordnet werden kann.

Wenn das Ausgangsvlies eine bestimmte Faserorientierung hat, beispielsweise in einem Krempelvlies, das eine größere Festigkeit in der Richtung der Faserlage hat, ist das Verhältnis der Plattenlage zum Vlies für den größten Wirkungsgrad dasjenige, bei welchem sich die Strömungsrichtung in der Bezugsebene im rechten Winkel zur Faserlage befindet, da die Faserverdrängung in einem solchen Vlies am leichtesten im rechten Winkel zur Faserlage erfolgt. Die Erfindung kann jedoch ohne weiteres mit einer Plattenanordnung durchgeführt werden, bei der eine Strömungsrichtung in der Bezugsebene parallel zur Faserlage erhalten wird, oder mit irgendeiner relativen Zwischenanordnung zwischen Platte und Bahn je nach der gewünschten Wirkung.

Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Platte mit den Öffnungen auch in umgekehrter Lage verwendet werden, d. h., das Vlies wird an der Seite der Platte, welche die Öffnungen von größerer Querschnittsfläche aufweist, verformt, jedoch ist in diesem Falle der Wirkungsgrad der Faserumordnung nicht so groß wie bei bevorzugter Plattenanordnung. ■ ■ '

Schließlich kann, wenn eine Ware mit Höckern auf beiden Flächen gewünscht wird, eine Platte in der bevorzugten Weise verwendet werden und eine weitere, ähnliche Platte an Stelle des Auflagerbandes. In diesem Falle ist es vorzuziehen, diese zweite Platte so zu verwenden, daß ihre die Vorsprünge aufweisende Seite nach innen zur Faserumordnungszone gerichtet ist.

Typisch für die meiste mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Ware ist der Umstand, daß die Fasern vor ihrer Umordnung durch die Wirkung einer Flüssigkeit biegsam gemacht werden, so daß sie keine Neigung mehr haben, nach der Umordnung ihre ursprünglichen Lagen wieder einzunehmen. Unter dem Einfluß des Behandlungsmediums können sich die Faserabschnitte nicht nur relativ seitlich bewegen, sondern auch eine relative Längsbewegung ausführen; unabhängig von der Art der Faserbewegung ist ihr Endzustand im Faserstoff ein entspannter Zustand im mechanischen Gleichgewicht. Die einzelnen Fasern verlaufen, wenn die längeren Fasern verwendet werden, durch eine Anzahl von verschiedenen Höckern und Höckerverbindungsstellen. Jedoch haben Fasern, die Abschnitte mit einem gegebenen Hocker oder Höckerverbindungsteil gemeinsam haben, andere Faserabschnitte in verschiedenen Höckern oder Hökkerverbindungsteilen, die diesen Fasern nicht gemeinsam sind. Diese Bedingungen wiederholen sich natürlich zahllose Male durch die Ware und bedingen in nicht geringem Maße die Festigkeit eines mit der Erfindung hergestellten Faserstoffes.

In den folgenden Beispielen war die verwendete Platte eine ungewalzte »Conidure Platte«, die in einer von der National-Standard Company of Carbondale, Pa., Copyright I960, veröffentlichten Druckschrift dargestellt ist. Die Öffnungen sind in ihrer Form dreieckig und ihre Größen entsprechen dem Durchmesser einer Lehre von rundem Querschnitt, die gerade durch die öffnung hindurchgeführt werden kann.

Beispiel 1

Ein Vlies aus lose vereinigten Fasern, das durch Kardieren erhalten worden ist und etwa 62 g/m² wiegt und ein Faserorientierungsverhältnis von etwa 6 :1 in der Förderrichtung hat, wird in die Faserumordnungszone der vorstehend beschriebenen Maschine eingebracht. Das Vlies besteht zu 100 % aus Viskosefasern mit einer Länge von etwa 50 mm (2") und einer Garnzahl von IV2 Denier.

Die aus einer ungewalzten Conidure-Platte hergestellte Trommelwand weist etwa 50 Öffnungen je 6,45 cm² auf. Die Öffnungen sind dreieckig und von solcher Größe, daß eine Rundlehre mit einem Durchmesser von 1,24 mm gerade hindurchgeführt werden kann, und sind versetzt angeordnet. Die Platte hat eine Wand mit einer Dicke von etwa 1,24 mm. Die Öffnungswinkellage ist derart, daß das Strömungsmittel in der Bezugsebene im rechten Winkel zur Faserlage gerichtet ist. Das strömungsmitteldurchlässige Auflagerband wird durch eine gewebte Nylonware mit etwa 40000 Öffnungen je 6,45 cm² gebildet. Das Wasser wird durch die Öffnungen in der Trommel, dann durch das Faservlies und dann durch das Auflagerband mittels Düsen gerichtet, die radial innerhalb der Trommel angeordnet sind. Die Trommel hat einen Durchmesser von etwa 76 cm und die Düsen sind in vier Reihen angeordnet, wobei ihre äußeren Enden einen Abstand von etwa 15 cm von der Innenfläche haben. Es sind herkömmliche Festkegel-Düsen vorgesehen, welche etwa 5,30 bis 6 1 je Minute in Strahlen liefern können, deren Beaufschlagungsbereiche auf der Trommel einander überlappen, wobei ein Wasserdruck von 5,60 bis 7,00 kp/cm² in der Sammelleitung verwendet wird. Ein solcher Wasserdruck ist zur Verwendung in Verbindung mit der Maschine gemäß der Erfindung zur Erzeugung der gewünschten gegen die Trommel gerichteten Wasserströme geeignet. Bei einer Trommelumfangsgeschwindigkeit von 15,2 m je Minute wird kontinuierlich eine ausgezeichnete höckerige Ware erzeugt.

Nach dem Verlassen der Umordnungszone wird die erhaltene Ware unter Vakuum entwässert, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt 150 bis 200% des Gesamtgewichtes der Ware beträgt, von der Trommel getrennt und auf ihrem Auflagerband nach oben über die Führungswalze gefördert, worauf der Faserstoff vom Förderband getrennt wird.

Die auf diese Weise gebildete Ware erhält eine Spritzbindung mit einer Acrylatdispersion B-15, im wesentlichen Äthylacrylat, wie sie von der Firma Röhm und Haas in den Handel gebracht wird, dem Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 22 % zugesetzt ist. Etwa 16 g/m² der Bindemitteldispersion wird gleichmäßig aufgebracht. Die Ware wird dann unter Infrarot-Heizvorrichtungen hindurchgeleitet, teilweise getrocknet und erhält anschließend intermittierend eine Aufdruckbindung mit der gleichen Acrylatdispersion. Die Ware wird sodann auf einem Zylin-.. der weiter getrocknet und aufgewickelt. Die fertige Ware wiegt etwa 62 g/m², wovon etwa 6,2 g/m² oder 10 Gewichtsprozent Harzfeststoffe sind.

Diese Ware eignet sich als chirurgischer Verband mit Punktberührung.

Beispiel 2

Ein Vlies von lose vereinigten Fasern, das durch Kardieren erhalten wurde, ein Gewicht von 94 g/m² hat und mit einem Faserorientierungsverhältnis von etwa 6 :1 in der Förderrichtung, wird einer Umordnungszone einer Maschine der vorstehend beschriebenen Art zugeführt. Das Vlies enthält 50 % Viskosefasern mit einer Länge von etwa 50 mm (2") und 50 % gebleichte Baumwollfasern mit einer durchschnittlichen Länge von 12,7 bis 19 mm (V2" bis ³U"), beide von etwa IVa Denier.

Die Trommel ist mit etwa 23 dreieckigen sich verjungenden öffnungen je 6,45 cm² von einem Durchmesser von etwa 1,75 mm - gemessen mit dem Durchmesser einer Lehre von rundem Querschnitt, die gerade in die Öffnung eingeführt werden kann - versehen. Die Öffnungen sind in der Trommel versetzt angeordnet, die eine Wandstärke von etwa 1,24 mm hat. Die Trommel ist mit ihren Vorsprüngen gegen das Faservlies gerichtet, wobei die Öffnungswinkellage derart ist, daß das Behandlungsmedium in der Bezugsebene im rechten Winkel zur Faserlage gerichtet ist. Das strömungsmitteldurchlässige Auflagerband ist eine gewebte Nylonware mit 40 000 Öffnungen je 6,45 cm². Das Wasser wird durch radial innerhalb der Trommel angeordnete Düsen durch die Öffnungen in der Trommel gerichtet, wobei es am breiteren Ende der Kanäle eintritt und durch die Kanäle mit zunehmender Geschwindigkeit bei der Annäherung an die inneren Enden der Kanäle hindurchtritt, und dann durch das Faservlies und das Auflagerband. Die Innenfläche der Trommel mit den breiteren Enden der Kanäle hat einen Abstand von etwa 15 cm von den Spitzen der Spritzdüsen. Es werden herkömmliche Festkegel-Düsen verwendet, welche etwa 5,3 bis 6 I je Minute in Form von Strahlen liefern können, deren Beaufschlagungsbereiche auf der Trommel einander überlappen, wobei ein Wasserdruck von etwa 5,6 bis 10,5 kp/cm² in der Sammelleitung verwendet wird. Ein solcher Wasserdruck ist zur Verwendung bei der Maschine gemäß der Erfindung geeignet und ergibt die gewünschten Wassertropfenströme für die Beaufschlagung der Trommel. Bei einer Trommelumfangsgeschwindigkeit von 15,2 m je Minute und einer Geschwindigkeit des aus den Düsen austretenden Wassers von etwa 30,5 m/sec wird eine ausgezeichnete zusammenhängende, mit Höckern besetzte dreidimensionale Ware erhalten.

Nach dem Verlassen der Umordnungszone wird die erhaltene Ware entwässert, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt 150 bis 200% des Gesamtgewichtes der Ware beträgt.

Das entwässerte, umgeordnete Vlies und das Auflagerband verlassen dann die höckerige Oberfläche der Trommel und laufen über die Führungswalze, an welcher sie sich trennen. Der Faserstoff wird danach auf seiner höckerigen Oberfläche gleichmäßig mit ei-

ner Acrylatdispersion B-15, im wesentlichen Äthylacrylat, wie sie von der Firma Röhm und Haas in den Handel gebracht wird, abgespritzt. Dieses enthält beim Spritzen 22 % Harzfeststoffe, so daß auf das um-

geordnete Vlies etwa 8 g/m² Harzfeststoffe abgelagert werden, um die erforderliche Festigkeit zu erreichen. Diese Ware ist beispielsweise als feuchtes Scheuertuch verwendbar.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen be-

vorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann nach den hier gegebenen Richtlinien sowie im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung und des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise mit Erfolg zur Ausführung gebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung eines ungewebten Faserstoffes mit Noppen- bzw. Kugelkalottenoberfläche aus einem Faservlies mit einer mit regelmäßig angeordneten Öffnungen versehenen ersten Siebbahn auf der einen Seite des Faservlieses und einer zweiten Siebbahn auf der anderen Seite des Faservlieses, die das Faservlies trägt und für ein gasförmiges oder flüssiges· Behandlungsmedium durchlässig ist, wobei die Öffnungen in der ersten Siebbahn dem Durchtritt des aus Strahldüsen austretenden Behandlungsmediums in den Raum zwischen den Siebbahnen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen in der ersten Siebbahn (30) spitzwinklig gegen die Ebene der ersten Siebbahn geneigte Kanäle (31, 34) sind und daß hinter den Durchtrittsöffnungen die Verschiebung der Fasern des Faservlieses (10) begrenzende Vorsprünge (32) aus der ersten Siebbahn gegen das Faservlies hinausragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (31) eines jeden Kanals eine größere Querschnittsfläche für die Strömung des Behandlungsmediums aufweist als die Austrittsöffnung (34).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Faserverschiebung begrenzenden Vorsprünge (32) auf der Rückseite der ersten Siebbahn (30) in einem gewissen Abstand vor den zugehörigen Austrittsöffnungen (34) für das Behandlungsmedium angeordnet sind, so daß zwischen der Rückseite der ersten Siebbahn und der Oberseite des zu behandelnden Vlieses (10) eine durch zwei zur Siebbahnebene parallele Begrenzungen gebildete Strömungszone entsteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Faservlies (10) tragende bzw. stützende zweite Siebbahn (11) im wesentlichen die gleiche Ausbildung aufweist wie die erste Siebbahn (30).