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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung
von Rändern
eines Vliesstoffs gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens und den Vliesstoff, der erhalten wird gemäß dem Verfahren
und der Vorrichtung.
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Herstellverfahren
für Vliesstoff
und Anlagen sind bekannt, die mindestens einen Schritt des Zubereitens
eines Trägerstoffs
umfassen, der gebildet ist aus einer Schicht mit langen Fasern oder
Matte, mindestens einen Schritt des Legens kurz gestapelter Fasern
oder Holzmasse darauf und mindestens einen Schritt des Verbindens
der kurzen Fasern und auf das vorgeformte Gewebe, auf das sie gelegt
werden, um den geschaffenen Vliesstoff zu erhalten mit der gewünschten
Konsistenz.
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Die
vorgeformte Matte oder Gewebe ist zusammen gesetzt aus langen Fasern
und kann erhalten werden durch Entwirren, das heißt durch
Verwenden von Entwirrmaschinen oder durch ständiges Spinnen, das heißt durch
Verwenden so genannter Spinnmaschinen.
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Die
Holzmasse oder die kurzen Fasern werden normalerweise gefördert und
abgelegt auf dem vorgeformte Gewebe aus langen Fasern durch die Belüftung aus
Maschinen, die bekannt sind in der Technik als „Luftablege-Maschinen".
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Faserverbindung
kann erfolgen durch einen hermischen Vorgang, das heißt durch
teilweises Schmelzen und Verschweißen an Punkten, an denen die
Fasern anliegen, oder durch einen chemischen Vorgang, das heißt durch
teilweises Schmelzen und Verschweißen mittels einer Lösung, die
später
verdampft oder noch durch einen mechanischen Vorgang, das heißt durch
Weben der Fasern durch Verwenden von Flüssigkeitsstrahlen mit hohem
Druck.
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Typischerweise
wird Wasser verwendet für den
zuletzt genannten Vorgang, der im allgemeinen bekannt ist als für die Fachleute
auf dem Gebiet als „Hydro-Verstrickung".
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Bei
einem bekannten Verfahren und Anlage wird ein Gewebe, das aus langen
Fasern zubereitet wird durch Entwirren oder Spinnen, erst überdeckt mit
einer Schicht aus kurzen Fasern und dann mit einem anderen aus langen
Fasern durch Entwirren oder Spinnen. Das Ganze wird später verbunden durch
eine thermische Behandlung oder durch Hydro-Verstrickung.
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Gemäß anderen
Verfahren wird die Schicht aus kurzen Fasern über eine bereits verbundene Schicht
aus langen Fasern gesprüht
und wird weiter verbunden durch einen weiteren Vorgang der Hydro-Verstrickung.
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Abhängig von
der gewünschten
Art des Vliesstoffs können
solche Vorgänge
kombiniert und/oder wiederholt werden.
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Ein
Nachteil dieser Verfahren des Standes der Technik besteht in der
Schwierigkeit der Kontrolle der Gewebekanten wenn kurze Fasern verlegt
werden auf Grund der aerodynamischen Turbulenzen, die nahe den Rändern des
Förderiemens
erzeugt werden von der pneumatischen Ablageeinheit, wobei die Turbulenzen
dazu führen,
dass das Gewebe sich faltet und verwirft und dabei irreguläre Kanten
und Fehler in dem Endprodukt entstehen.
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Dieser
Nachteil wird größer mit
der Zufuhrgeschwindigkeit des Gewebes und reduziert entsprechend
die Produktivität
der Anlage.
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Ein
weiterer Nachteil liegt in dem Vorhandensein von Holzmasse an den
Geweberändern,
wobei das Holz entfernt werden muss vor dem Verbinden, zum Beispiel
durch örtliches
Saugen. Derartiges Saugen ist nicht leicht zu kontrollieren, da
die langen Fasern des vorgeformten Gewebes oder Matte dazu neigen
auch eingesaugt zu werden.
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Solche
Fasern, die sich in der Art und Länge unterscheiden von dem darauf
abgelegten Holz, neigen dazu zu klumpen und verunreinigen das Förder- und
Ablagesystem für
die kurzen Fasern, zu dem die angesaugten Fasern zugeführt werden
und dies beeinflusst negativ den ordentlichen Betrieb eines solchen
Systems.
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Die
Holzmasse an den Geweberändern
führt auch
zu schnellerer Verunreinigung der Hydro-Verstrickung-Maschine und
anschließenden
Fehlern in dem Endprodukt wie auch zu der Erfordernis häufigeren
Reinigens und Wartungsarbeiten an der Maschine.
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Offenbarung
der Erfindung
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Eine
allgemeine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile
zu vermeiden, indem ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff
vorgesehen wird, das es erlaubt einen gleichförmigen Vliesstoff zu erhalten,
wie vorher beschrieben, auf eine verlässliche und kostengünstige Weise
selbst bei hohen Zufuhr- und Herstellungsgeschwindigkeiten.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Ablage von kurzen Fasern
vorzusehen, das Fehler an Vliesstoffen reduziert, insbesondere an
deren Rändern.
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Noch
eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Ablage von kurzen
Fasern vorzusehen, das es ermöglicht,
leicht das Saugen anzupassen von überzähligen kurzen Fasern, die an
den Geweberändern
abgelegt sind.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Ablage von kurzen Fasern
vorzusehen, das es ermöglicht,
die kurzen Fasern oder die Holzmasse wieder zu gewinnen, die eingesaugt
wurde ohne das Vorhandensein langer Fasern von der vorgeformten Matte
oder Gewebe.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff
vorzusehen, das ständig
betrieben werden kann und mit einer hohen Produktivität.
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Diese
und weitere Aufgaben, die im folgenden besser verstanden werden,
werden gelöst
mit einem Verfahren zur Stabilisierung von Rändern eines Vliesstoffs gemäß Anspruch
1, wobei der Stoff erhalten wird durch Entwirren oder ständiges Spinnen
langer Fasern und Legen dieser langen Fasern über eine bewegliche Tragfläche mit
einer vorbestimmten Fördergeschwindigkeit
zur Bildung eines Gewebes mit im wesentlichen geraden Seitenlinien,
anschließendem
Legen einer kurzfasrigen Lage auf das Gewebe, Verbinden dieser kurzen
Lage mit dem Gewebe zur Bildung des Vliesstoffs, dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Legen der kurzen Fasern die Seitenränder des Gewebes zumindest
teilweise abgeschirmt und gedrückt
werden gegen die bewegliche Tragfläche.
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Dank
eines solchen Verfahrens ist es möglich, kurze Fasern daran zu
hindern entlang diesen Geweberändern
abgelegt zu sein und jegliche aerodynamische Turbulenz zu beseitigen
und auch die Stabilität
zu erhöhen
und Knitter oder Falten in dem Stoff entlang den Rändern zu
verhindern unabhängig von
der Zuführgeschwindigkeit
und von der Länge der
langen Fasern, die gelegt wurden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Stabilisierung
von Rändern
eines Vliesstoffs zur Durchführung
des vorhergehenden Verfahrens vorgesehen, die anbringbar ist auf
eine Einheit zum Legen kurzer Fasern, die stromabwärts einer
Station zum ständigen
Spinnen eines Gewebes aus langen Fasern angeordnet ist, wobei das
Gewebe zugeführt
ist über
eine bewegliche Tragfläche,
wobei diese Vorrichtung gemäß Anspruch
9 gekennzeichnet ist durch Einrichtungen zum Abschirmen und Drücken der
länglichen
Ränder
des Gewebes im Bereich der kurzen Fasern, um diese zu hindern, entlang
dieser Ränder
gelegt zu werden und die Stabilität des Gewebes zu erhöhen und
um so Knitter oder Falten darauf zu verhindern.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ermöglicht
es, Holzmasse oder kurze Fasern daran zu hindern auf diesen Geweberändern abgelegt
zu sein, so dass die Nachteile der Verschmutzung und von Anhäufung von
Holzmasse oder kurze Fasern an der stromabwärts gelegenen Maschine zum
mechanischen Verbinden des Gewebes durch Wasserstrahlen mit hohem
Druck.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Weitere
Eigenschaften und Vorzüge
werden klar aus der genauen Beschreibung eines Verfahrens und einer
Vorrichtung zur Stabilisierung von Rändern eines Vliesstoffs, die
beschrieben sind anhand eines nicht beschränkenden Beispiels mit Hilfe
der beigefügten
Zeichnungen, von denen:
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1 ein
Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt,
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2 eine
seitliche schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist,
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3 eine
schematische Ansicht von vorn der Vorrichtung von 2 ist,
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4 eine
schematische Ansicht von oben der Vorrichtung von 2 ist,
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4a eine Schnittansicht eines isolierten und
vergrößerten Details
von 4 ist, aufgenommen entlang einer Achse IV-IV,
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5 eine
seitliche schematische Ansicht eines Details der Vorrichtung zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist,
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6 eine
schematische Ansicht von vorn der Vorrichtung von 5 ist.
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Genaue Beschreibung
mehrerer Ausgestaltungen
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Mit
Bezug auf die oben genannten Figuren weist ein Verfahren zur Herstellung
eines Vliesstoffs im allgemeinen auf Schritt A, bei dem lange Fasern
Fl entwirrt oder ständig gesponnen werden, einen Schritt
B, bei dem diese Fasern zur Bildung einer Matte oder eines Gewebes
V gleichmäßig gelegt werden
mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke und im wesentlichen
gerade länglichen
Seitenlinien B, B'.
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Dieser
Schritt ist gefolgt von Schritt D, bei dem eine kurzfasrige Lage
Fc möglichst
mit Holzmasse auf das Gewebe V gelegt wird.
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Schließlich wird
Schritt E ausgeführt,
bei dem die kurzen Fasern Fc mit den langen
Fasern Fl des Gewebes V verbunden werden
zur Bildung des Vliesstoffs T.
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vor
dem Legen (C) der kurzen Fasern die Seitenränder (B, B') des Gewebes zumindest teilweise abgeschirmt
und gedrückt
werden gegen die bewegliche Tragfläche (3) um kurze Fasern
daran zu hindern in diesen Bereichen abgelegt zu sein und um jegliche
aerodynamische Turbulenz zu beseitigen und auch die Stabilität zu erhöhen und
um Knitter oder Falten in dem Stoff entlang den Rändern (B,
B') zu verhindern
unabhängig
von der Zuführgeschwindigkeit
und von der Länge
der langen Fasern, die gelegt wurden.
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Besonders
kurze Fasern Fc können abgelegt werden durch
Verwendung von Luft gemäß einem Verfahren,
das an sich bekannt ist in der Technik als „Luftablege-Verfahren", wohingegen der
Verbindungsschritt E ausgeführt
werden kann durch Verwenden von Hochdruck-Strahlen aus Wasser gemäß der Hydro-Verstrickung-Technik.
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Geeigneterweise
können
die langen Fasern Fl, die das entwirrte
Gewebe V bilden, über
eine bewegliche Tragfläche
gelegt werden, zum Beispiel einen Förderriemen, der mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit S angetrieben ist.
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Gemäß der Erfindung
werden vor dem Schritt D des Legens der kurzen Fasern Fc die
länglichen
Ränder
B, B' des Gewebes
V dem Schritt C unterzogen, bei dem die langen Fasern Fl abgeschirmt und
gedrückt
werden entlang der Oberfläche
des Förderriemens 3,
um die Stabilität
und Verbundenheit dieser Gewebeabschnitte zu erhöhen und um Knitter oder Falten
in diesen zu verhindern.
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Geeigneterweise
erfolgt das Abschirmen und Drücken
C auf die langen Ränder
B, B' des Gewebes
V über
eine Länge,
die mindestens dem Bereich entspricht, in dem die kurzen Fasern
liegen, und über
eine vorbestimmte Breite W.
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Die
Ränder
des Gewebes V wurden ordentlich stabilisiert, wie experimentell
heraus gefunden wurde, mit einer Breite W der Abschirm- und Drückbereiche,
die von 10 bis 100 mm geht.
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Vorzugsweise
kann der auf die Ränder
B, B' ausgeübte Druck
eingestellt werden entsprechend der Art des Gewebes W auf eine solche
Weise, dass eine freie Zufuhr davon möglich wird.
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Zudem
werden die überschüssigen kurzen Fasern
Fc auf dem Förderband gesaugt nach dem Ablegen
auf dem Gewebe mit einem vorbestimmten Abstand von den Geweberändern B,
B', ausserhalb des
Rand abschirmenden und Druckbereichs (10, 10'), um die langen
Fasern Fi des Gewebes V zu hindern auch
eingesaugt zu werden und zurück
gefördert
auf die Ablegeeinheit für
die Fasern.
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Dies
hindert das Einziehen von kurzen Fasern und die Ablegeeinheit selbst
zu verschmutzen und zu verstopfen.
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Mit
Bezug jetzt auf die beigefügten
Figuren ist eine Vorrichtung zum Entwirren oder Spinnen und Legen
langer Fasern Fl zur Bildung eines Gewebes
V stromaufwärts
angeordnet von einer Einheit 2, die kurze Fasern Fc ablegt durch Verwenden von Luft zur Bildung
eines Vliesstoffs T.
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Die
Vorrichtung zum Behandeln langer Fasern Fl umfasst
eine Einheit zum Entwirren oder Spinnen (nicht dargestellt) und
eine Einheit zum Legen langer Fasern Fl auf
eine bewegliche Tragfläche.
Die letztere ist zum Beispiel ein Förderband 3, das sich zwischen
Endrollen 4, 5 erstreckt.
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Die
Einheit 2 zum Legen kurzer Fasern Fc ist stromabwärts angeordnet
von der Vorrichtung 1 und kann das selbe Förderband 3 verwenden.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Vorrichtung 2 zum Legen Einrichtungen zum Abschirmen und
Drücken
der länglichen
Ränder
des Gewebes, die insgesamt mit 6, 6' bezeichnet sind, angeordnet sind
im Bereich der kurzen Fasern Fc, um die
kurzen Fasern zu hindern, entlang der Ränder B, B' gelegt zu werden und die Stabilität des Gewebes
V zu erhöhen,
um so Knitter oder Falten in diesen Bereichen zu verhindern.
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Insbesondere
sind die Einrichtungen 6, 6' zum Abschirmen und Drücken über dem
Band 3 entlang der Einheit 2 der kurzen Fasern
angeordnet, um die Ränder
des Gewebes gegen die Fläche
von Band 3 abzuschirmen und zu drücken.
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Vorzugsweise
sind die Einrichtungen 6, 6' zum Abschirmen und Drücken entfernbar
gesichert an der Einheit 2 der kurzen Fasern mittels geeigneter Verbindungseinrichtungen 7,
die eingestellt sein können
auf einen variablen Querabstand, um sich der Breite des Gewebes
V anzupassen.
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Insbesondere
enthalten die Verbindungseinrichtungen 7 Einstelleinrichtungen 8, 9,
um den auf die Ränder
ausgeübten
Druck zu steuern.
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In
der in den Figuren dargestellten Ausgestaltung umfassen die Einrichtungen 6, 6' zum Abschirmen
und Drücken
ein Paar länglichen
Platten 10, 10' mit
gekrümmten
Endabschnitten 11, 12, 11', 12', die Torsionsfedern bilden, die
an die Einstelleinrichtungen 8, 9 gesichert sind.
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Die
Einstelleinrichtungen 8, 9 können Stifte 14, 14', 15, 15' enthalten zum
Drehen der Endabschnitte 11, 12, 11', 12' der Platten 10, 10'. Die Stifte 14, 14', 15, 15' können von
aussen gedreht werden mittels beliebiger, nicht dargestellter Einrichtungen,
um Biegemomente auszuüben,
die auf im wesentlichen senkrechte Ebenen zu diesen Endabschnitten 11, 12, 11', 12' der Platten 10, 10' wirken.
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Geeigneterweise
sind die Blätter 10, 10' aus einem federnden
metallischen Material, insbesondere Stahl, gefertigt oder aus einem
verstärkten
oder zusammen gesetzten Kunststoff.
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Die
Vorrichtung umfasst auch Einrichtungen 16, 16' zum Absaugen überschüssiger kurzer
Fasern auf der beweglichen Tragfläche 3, wobei diese
Einrichtungen zum Absaugen aus Einlässen 16 bestehen kann,
die an gegenüber
liegenden Seiten der beweglichen Tragfläche 3 angeordnet sind
ausserhalb des Abschirm- und Druckbereichs für den Rand B, B'.
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Saugeinrichtungen 16, 16' können mit
geeigneten Leitungen verbunden sein, in den Figuren nicht dargestellt,
mit der Einheit 2 zum Legen der kurzen Fasern, um in diesem
Bereich das überschüssige Holz
oder die kurzen Fasern Fc rückzuführen.
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Vorzugsweise
haben die Platten 10, 10' eine solche Breite, um die Ränder B,
B' mit einer minimalen
Querbreite W von 10 bis 100 mm abzuschirmen, so dass kurze Fasern
gehindert sind, darauf abgelegt zu werden.
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Geeignet
haben die Blätter
eine Querbreite (H) von mehr als mindestens 10 mm. Dies ermöglicht es,
Einlässe 16, 16' zu verwenden
auf eine solche Weise, um das Risiko zu vermeiden, entwirrte Fasern ein
zu nehmen oder kontinuierliche Fäden
zusammen mit kurzen Fasern, wobei Fasern und Fäden auch zu der Einheit 2 zum
Legen der kurzen Fasern gesendet sein könnten und bei einer solchen
Einheit und bei der Mühle
zum mahlen der Holzmasse Verstopfung verursachen, so dass ernsthafte
mechanische Probleme erzeugt werden und Schließung der Anlage für die Wartung.
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Geeigneterweise
umfasst gemäß der Erfindung
die Maschine zum Herstellen des Vliesstoffs T mit stabilisierten
Rändern
eine Station 1 zum ständigen
Spinnen langer Fasern, die gefolgt ist von einer Einheit 2 zum
Legen kurzer Fasern mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung des
Geweberands.
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Dies
sorgt für
erhöhte
Gewebestabilität,
verhindert Knittern und Falten an den Rändern und geht entgegen jeder
Bewegung, die von der Verwirbelung erzeugt wird, die von der Lufteinheit
verursacht ist.
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Diese
Anlage schafft eine hohe Herstellgeschwindigkeit bei einer hohen
Qualität
des hergestellten Gewebes.
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Als
ein Ergebnis umfasst der Vliesstoff T mit stabilisierten Rändern, der
erhalten wird mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung, ein
Gewebe V entwirrter oder gesponnener langer Fasern Fl,
die überdeckt
ist mit einer Lage kurzer Fasern Fc, die
verwoben sind mit den langen Fasern des Gewebes V, dessen Ränder B,
B' gereinigt sind
von kurzen Fasern Fc, und sind kontinuierlich,
gerade, haben keine Falten und Knitter und keine Verfahrenskratzer.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung wird klar, dass das Verfahren zur
Stabilisierung von Rändern
eines Vliesstoffs und die Vorrichtung gemäß der Erfindung und wie beansprucht
in den beigefügten Ansprüchen es
ermöglichen,
die gewünschten
Gegenstände
zu erreichen und insbesondere einen gleichmäßigen Vliesstoff auf kostengünstige and
verlässliche
Weise zu erhalten, selbst bei hohen Zufuhrgeschwindigkeiten und
hohen Herstellgeschwindigkeiten, so dass die Fehler des Endprodukts
minimiert sind, insbesondere an deren Rändern.
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Überdies
ermöglicht
es dieses Verfahren und die Vorrichtung, es zu verhindern, dass
kurze Fasern auf die Geweberänder
abgelegt werden und verhindern verstopfen der Einheiten zu deren
Rückführung.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung dieser Erfindung sind offen für viele Änderungen
und Wechsel, die allein das erfinderische Konzept fallen, das in
den Ansprüchen
offenbart ist. All deren Einzelheiten können ersetzt werden durch andere
technische Äquivalente
und die Materialien können
variieren in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Bedürfnissen,
ohne aus dem Schutzbereich der Erfindung zu gelangen.
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Während die
Aufgabe der Erfindung beschrieben wurde mit besonderem Bezug auf
die beigefügten
Figuren, werden die Bezugszeichen, die in Bezug genommen sind in
der Offenbarung und den Ansprüchen
nur verwendet für
bessere Verständlichkeit
der Erfindung und sind nicht in der Absicht verwendet, den beanspruchten
Schutzbereich in irgendeiner Weise zu begrenzen.