DE2614160C3

DE2614160C3 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Perforieren bahnförmiger thermoplastischer Vliese, insbesondere von Faservliesen

Info

Publication number: DE2614160C3
Application number: DE19762614160
Authority: DE
Inventors: Heribert 4148 Kevelaer Endler
Original assignee: Ramisch Kleinewefers Kalander 4150 Krefeld GmbH
Current assignee: Ramisch Kleinewefers Kalander 4150 Krefeld GmbH
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2614160B2; DE2614160A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Perforieren bahnförmiger thermoplastischer Vliese, insbesondere Faservliese, mit Hilfe einer Gravurwalze und einer Gegenwalze, unter Erwärmung beider Walzen mindestens auf die Erweichungstemperatur des Vlieses. Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 35 07 943 bekanntgeworden. Bei dem bekannten Verfahren sind beide Walzen mit Gravurlinien versehen, die nicht deckungsgleich sind, so daß Perforationen nur an den Stellen im Walzenspalt auftreten, an denen Erhebungen beider Gravurwal/en aufeinandertreffen. Dadurch ist die Mustervielfalt der Perforationen grundsätzlich eingeschränkt. Außerdem sind erhebliche Preßdrücke notwendig, wenn bleibende Perforationen erzeugt werden sollen; auch ist es notwendig, beide Walzen mit Gravuren zu versehen.

Ferner ist die Perforation von Bändern oder Folien durch mechanisches Durchstechen mit Hilfe einer mit Radialzapfen versehenen Walze und einer glatten, weichelastischen Gegenwalze bekannt (US-PS 3170 354). Diese bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zum kontinuierlichen Perforieren von thermoplastischen Vliesen, da keine Erwärmung des Vlieses vorgesehen ist und daher die Gefahr besteht, daß sich die Perforationen beim Herausziehen der Nadeln leicht wieder schließen und sehr ungleichmäßig ausfallen. — Ferner ist es bekannt (Großes Textillexikon 1965, Bd. A-K, S. 85/86), Gewebe durch Ausbrennen zu perforieren. Hierbei wird das Gewebe aus verschiedenen Spinnstoffen mit Chemikalien einer der im Gewebe enthaltenen Faserart zerstört und anschließend erhitzt Dieses Ausbrennen setzt ein Mischgewebe voraus, bei dem eine Faserart chemisch zerstört, d. h. herausätzbar ist Der Durchbrucheffekt im Gewebe kann durch eine mustergemäße örtliche Behandlung des Gewebes mit Chemikalien und Erhitzen der herausgeätzten Faserart erzielt werden. — Dieses Verfahren zur Schaffung von Durchbrüchen in Geweben ist auf Mischgewebe bestimmter Faserzusammensetzung beschränkt und darüber hinaus kostspielig, insbesondere bei Berücksichtigung der chemischen Teilbehandlung und dem anschließenden Auswaschen des Gewebes. — Ein anderes bekanntes Verfahren zur Schaffung von Durchbrüchen in Gewebevliesen sieht vor, daß die ausgebrannten oder geschmolzenen Abschnitte des Vlieses auf ein mit dem bahnförmigen Vlies mitlaufenden Spezialpapier aufgeschmolzen werden, um hierdurch die ausgebrannten oder geschmolzenen Abschnitte des Vlieses von diesem zu entfernen. Dieses Verfahren erfordert ein mit dem Vlies mitlaufendes Spezialpapier.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchen das kontinuierliche Perforieren bahnförmiger thermoplastischer Vliese ohne kostspieligen technischen und verfahrensmäßigen Aufwand möglich ist Insgesamt soll hierdurch das Verfahren und die zur Anwendung gelangende Vorrichtung eine nennenswerte Verbilligung der Herstellung des Vlieses ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vor, bei dem die Gegenwalze glattwandig ist und nur auf mittlere Erweichungstemperatur des Vlieses erwärmt wird, die Gravurwalze auf Schmelztemperatur des Vlieses erwärmt wird und mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Gegenwalze umläuft und das perforierte Vlies unter Zugspannung mit höherer Geschwindigkeit aus dem Walzenspalt gezogen wird als die Umfangsgeschwindigkeit der glattwandigen Gegenwalze ausmacht.

Durch die DE-OS 23 13 873 ist ein Verfahren zur Herstellung leichter, abriebfester Filmfibrillenvliesstoffe bekannt, bei dem ein Schmelzen von Druckstellen erfolgt Hierbei werden keine Durchbrechungen und Perforationen geschaffen* so daß dieses Verfahren die gestellte Aufgabe der Erfindung nicht löst. — Die Anwendung unterschiedlicher Walzengeschwindigkeiten zum Aufbringen von Mustern auf Papier od. dgl. sieht die US-PS 18 83 526 vor. Weder die Gattung dieses Verfahrens noch der aufgezeigte Lösungsschritt führen zum Erfindungsgegenstiind.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die stempelartigcn Werkzeuge der Grnvurwalze in Verbin-

dung mit der glattwandigen Gegenwalze auf Höhe der jeweils wirksamen Werkzeuge der Gravurwalze ein Komprimieren und hierbei ein Verdichten des Vliesmaterials, ferner aber auch ein Schmelzen des verdichteten Vliesmaterials auf Höhe der stempelartigen Werkzeuge bewirken. Die so erschmolzenen Teile des Vlieses werden durch die gegenüber der Gravurwalze und gegenüber dem Vlies langsamer laufendere glattwandige Gravurwalze festgehalten und zu einer Perforierung aufgerissen. Aufgrund des Eindringens der Werkzeuge in das Vlies und des Schmelzens der verdichteten Vüesabschnitte auf Höhe der späteren Perforierungen ist es notwendig, das Vlies unter Zugspannung von der Gravurwalze abzuziehen. Das Aufreißen der komprimierten und durch ihre sichtbare glasige Struktur deutlich erkennbaren geschmolzenen Vliesabschnitte auf Höhe der späteren Perforierung erfolgt durch die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Gravurwalze und dem Vlies einerseits und der glattwandigen Gegenwalze andererseits. — Das Abziehen des perforierten Vlieses unter Zugspannung dient euch dem Ausgleich einer zu starken Schrumpfung des Materials.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Temperatur der Gravurwalze 160-260⁰C und die der Gegenwalze 145-210⁰C

Die Umfangsgeschwindigkeit der Gravurwalze beträgt etwa 110 bis 200% der Umfangsgeschwindigkeit der glattwandigen Gegenwalze, d. h. die Gravurwalzenumfangsgeschwindigkeit kann bis zum Doppelten der Gegenwalze betragen. — Die weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Vliesgeschwindigkeit 2—10 m/min und der Prägedruck zwischen 20 und 300 kg/cm Walzenbreite befragt

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß die stempelartigen Werkzeuge der Gravurwalze teilweise einen scharfkantigen Rand aufweisen. Dieser ist in Laufrichtung des Vlieses durch den Walzenspalt am vorderen Abschnitt der stempelartigen Werkzeuge der Gravurwalze vorgesehen.

In andersartiger Ausbildung kann die freie Stirnseite der stempelartigen Werkzeuge der Gravurwalze der Oberfläche der Gegenwalze angepaßt sein, d. h. parallel zur Gegenwalze verlaufen. Hierbei kann die Einstellung der Gravurwalze und der Gegenwalze so vorgesehen werden, daß die Gravurwalze auf die glatte Walze eingeschliffen wird, d. h. beide Walzen im gegenläufigen Drehsinn gedreht werden und Läppaste in den Walzenspalt eingeführt wird. — Letztlich besteht die Möglichkeit, die stempetartigen Werkzeuge der Gravurwalze mit einer ebenen glattwandigen Stirnfläche zu versehen, so daß sich die stempelartigen Werkzeuge und die Gegenwalze lediglich auf einer Axiallinie berühren und die durch die Werkzeuge der Gravurwalze hergestellten komprimierten und geschmolzenen Vliesabschnitte von ihrer axialen Mitte zu den Rändern hin sich verstärken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verhält sich der Durchmesser der Gravurwalze zum Durchmesser der glattwandigen Gegenwalze wie 6 :2 bis 3:2.

Die Gfavurwäize kann angetrieben sein, wobei die Gegenwalze gebremst mitläuft

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung gelangenden Vorrichtung sowie einzelne Verfahrensabschnitte dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 in schematischer Seitenansicht die Gravurwalze, die glattwandige Gegenwalze sowie die Abzugsvorrichtung des Vlieses,

Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt des Vlieses, nachdem ein Werkzeug der Gravurwalze seine Prägung in dem Vlies vollführt hat,

Fig.3 den gleichen Ausschnitt des Vlieses bei

beginnendem Wirksamwerden der Relativbewegung zwischen der Gravurwalze und der Gegenwalze und

Aufreißen des komprimierten und erschmolzenen Vliesabschnittes, Fig.4 die Perforierung, nachdem der durch das

ίο Werkzeug der Gravurwalze komprimierte und erschmolzene Teil des Vlieses durch die langsamer laufende Gegenwalze aufgerissen worden ist,

Fig.5 bis 7 in Draufsicht nochmals die Vorgänge nach den F i g. 2 bis 4.

Wenn hier vorstehend von Werkzeugen der Gravurwalze gesprochen wird, so sind hierunter die erhabenen vorstehenden Teile der Gravurwalze 1 zu verstehen. — Diese arbeitet mit einer glattwandigen Gegenwalze 2 zusammen, wobei das Faservlies 3 in Richtung des Pfeiles 4 durch den Walzenspalt zwischen beiden Walzen hindurchgefühlt wird. Der Umfang der Gegenwalze 2 zum Umfang der Gravurwalze verhält sich in dargestelltem Beispiel wie etwa 3:2 Die Gegenwalze ist entweder angetrieben oder läuft

gebremst mit, wobei sich die Umfangsgeschwindigkeit der Gravurwalze zur Umfangsgeschwindigkeit der Gegenwalze wie 1,1 bis 2,0:1 verhält — Hinter dem Walzenspalt zwischen den beiden Walzen, der, wie untenstehend noch beschrieben wird, derart beschaffen ist daß Vliesabschnitte nach F i g. 2 bis 7 entstehen, ist ein Abzugswalzenpaar 5, 6 angeordnet durch welches die perforierte Warenbahn 3a unter Zugspannung aus dem Walzenspalt gezogen wird. Die Zugspannung auf die Warenbahn ist hierbei größer als für das Straff-Halten des Vliesabschnittes hinter dem Walzenspalt notwendig ist —

Die Walzen 1, 2 sind mit nicht dargestellten, an sich bekannten Heizeinrichtungen versehen, durch die die Gravurwalze so erwärmt wird, daß ihre Werkzeuge auf

■ίο Schmelztemperatur und der glattwandige Umfang der Gegenwalze auf Erweichungstemperatur des Vlieses 3 gebracht werden.

In dem Walzenspalt zwischen den beiden Walzen 1,2 erfährt das Vlies eine Bearbeitung, wie sie in den F i g. 2 bis 7 dargestellt ist Durch ein Werkzeug der Gravurwalze 1 wird von der Oberfläche 7 des Vlieses 3 aus eine der Kontur des Werkzeuges, hier einer runden Kontur, entsprechende Eindellung 8 erzeugt Hierbei wird ein komprimierter erschmolzener, steg- oder

so membranartiger Abschnitt 9 an der der glattwandigen Gegenwalze 2 benachbarten Seite 10 des Vlieses gebildet Der Abschnitt 9 liegt mit seiner Unterseite an dei* Gegenwalze 2 an. Da diese eine geringere Umfangsgeschwindigkeit besitzt als die Gravurwalzc 1, deren Werkzeug Sich in dem anschließenden kurzen Verfahrensabschnitt noch in der Ausnehmung 8 befindet läuft der Umfang der glattwandigen Gegenwalze 2 langsamer um als das Vlies durch den Walzenspalt 5,6 hindurchgezogen wird. Hierdurch reißt

6ö der membranartige, komprimierte lind erschmolzene Abschnitt 9 bei 12 auf, wenn das Vlies ir. Richtung des Pfeiles 13 in Fig.3 gezogen wird. Der aufgerissene Abschnitt liegt dem vorderen Rand 14 der Ausnehmung 8 näher als dem ι Mcwärtigen Rand 15 derselben

6s Ausnehmung.

Im weiteren Verlauf der Drehung der beiden Walzen 1, 2 und des Abziehens des Vlieses mit Hilfe der Abzugswalzen 5, 6 wird der aufgerissene Abschnitt bei

12 zu der endgültigen Perforation 16 erweitert. An den Rändern dieser Perforation bleibt lediglich ein dünner zungenartiger Rand 17 stehen, so daß nach Erhärten dieses zungenartigen Randes ein fester Perforationsrand mit einer ringartigen Begrenzung 23 entsteht.
In Fig.5 bis 7 ist eine Faser 20 des Vlieses in verstärkter Linie dargestellt. Ihr in den Abschni ragendes Ende trägt die Bezugsziffer 21. Mit F.ntstef des aufgerissenen Abschnittes bei 12 wird die Fase bis an den Rand 22 des aufgerissenen Abschnitt verkürzt, um letztlich, wie in Fig.7 dargestellt ist Innenrand 23 der endgültigen Perforation 16zuend<

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Perforieren bahnförmiger thermoplastischer Vliese, insbesondere Faservliese, mit Hilfe einer Gravurwalze und einer Gegenwalze unter Erwärmung beider Walzen mindestens auf die Erweichungstemperatur des Vlieses, dadurchgekennzeichnet, daß die Gegenwalze glattwandig ist und nur auf mittlere Erweichungstemperatur des Vlieses erwärmt wird, daß die Gravurwalze auf Schmelztemperatur des Vlieses erwärmt wird und mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die Gegenwalze umläuft und daß das perforierte Vlies unter Zuspannung mit höherer Geschwindigkeit aus dem Walzenspalt gezogen wird als die Umfangsgeschwindigkeit der glattwandigen Gegenwalze ausmacht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gravurwalze 160-260⁰C und die der Gegenwalze 145—210⁰C beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Gravurwalze gegenüber der Gegenwalze 110-200% beträgt

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die ' Vliesgeschwindigkeit 2—10 m/min und der Prägedruck zwischen 20 und 300 kg/cm Walzenbreite beträgt

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stempelartigen Werkzeuge· der Gravurwalze (1) teilweise einen schneidenden Rand aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß der schneidende Rand sich Ober den in Drehrichtung vorderen Bereich der Werkzeuge der Gravurwalze (1) erstreckt

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die freie Stirnseite der stempelartigen Werkzeuge der Gravurwalze (1) der Oberfläche der Gegenwalze (2) angepaßt ist, d. h. parallel verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Gravurwalze (1) zur glattwandigen Gegenwalze 6 :2 bis 3 :2 ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Gravurwalze (1) angetrieben ist und die Gegenwalze (2) gebremst mitlauft