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Ungewebter Faserstoff sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft einen ungewebten Faserstoff
mit Flächenelementen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit, die nach einem bestimmten
Muster über den ganzen Faserstoff verteilt sind, sowie ein Verfahren zur Bearbeitung
eines Faservlieses zur Herstellung eines Faserstoffes unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit
und unterschiedlicher Fasern, konzentration und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Gemusterte, ungewebte Stoffe haben während der vergangenen Jahre für
viele Zwecke erhebliche Bedeutung erlangt. Ungewebte Stoffe sind mit vielen verschiedenen
Arten von Mustern entwickelt worden; z.B. ungewebte Stoffe, die in Mustern verklebt
sind, ungewebte Stoffe, die Muster aus Öffnungen oder Flächenelementen mit geringer
Faserdichte enthalten, und ungewebte Stoffe, die eingeprägte uster'aufweisen.
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Verklebte gemusterte Stoffe bestehen im allgemeinen aus einem Faservlies,
auf das ein Bindemittel in Mustern aus Linien oder Punkten oder anderen Gebilden
aufgebracht ist. Das Bindemittel ist gewöhnlich eingefärbt1 um dem gemusterten,
verklebten Stoff eine größere ästhetische Wirkung zu geben.
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Ungewebte Stoffe mit Mustern aus Flächenelementen mit geringer Faserdichts
oder mit Löchern bestehen normalerweise aus Faserbereichen, die von Faserbündeln
gebildet werden, die die besagten Löcher begrenzen. In einigen Fällen können die
Faserbündel mit solchen Bereichen verbunden sein, in denen die Fasern stark vernetzt
sind. Diese Technik wird normalerweise verwendet, um stark beanspruchbare Stoffe
zu erzeugen, bei denen die Faserbereiche zur Erzielung einer hohen Widerstandskraft
zusammenwirken und bei denen ferner ein Teil der Fasern stark vernetzt ist, um den
Stoff noch weiter zu stärken. Das Ergebnis einer solchen Faseranordnung ist ein
Muster mit Löchern und Flächenelementen von geringer Faserdichte, wodurch die ästhetische
Wirkung des Stoffes erhöht wird.
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Geprägte ungewebte Stoffe werden nach den üblichen Prägeverfahren
hergestellt, bei denen bestimmte Flächen nach einem bestimmten Muster stark zusammengedrückt
bzwo verdichtet werden, um eine gut aussehende Oberfläche des Stoffes zu erzeugen
und um in einigen Fällen die Flüssigkeitsabsorption des Stoffes zu steuern und die
ästhetische Wirkung des Stoffes zu erhöhen.
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Bei den bekannten Faserstoffen werden Flächenelemente mit größerer
Lichtundurchlässigkeit in aller Regel durch dichtere Anordnung der Fasern erreicht.
Dadurch sind die Möglichkeiten zur Musterbildung beschränkt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
neuen
Faserstoff mit neuer ästhetischer Wirkung sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flächenelemente
überall im Faserstoff eine im wesentlichen gleiche Faserdichte aufweisen und daß
die Flächenelemente unterschiedliche Faserkonzentration aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Schritte: Lagerung
eines Faservlieses auf einem undurchlässigen, gemusterten Tragelement, Aufbringung
einer Vielzahl von Fasern verschiebenden Kräften auf das gelagerte Faservlies, von
denen ein wesentlicher Anteil in der Ebene des Faservlieses und ebenfalls ein wesentlicher
Anteil unter verschiedenen Winkeln zur Ebene des Faservlieses wirkt, wobei die unter
einem Winkel wirkenden Kräfte schließlich zur gleichen Seite des Faservlieses umgelenkt
werden, von der aus sie aufgebracht werden, wodurch im Faservlies ein Muster aus
Flächenelementen mit unterschiedlicher Faserkonzentration erzeugt wird, das dem
Muster des Tragelements entspricht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich aus durch ein undurchlässiges,
gemustertes Tragelement zum Halten und Unterstützen des Faservlieses auf einem wesentlichen
Teil seiner Oberfläche, durch eine Einrichtung mit der ein Fluid gegen das unterstützte
Faservlies zur Erzeugung von in der Ebene des Faservlieses und unter einem Winkel
zum Faservlies wirkenden, die Fasern verschiebenden Kräften gelenkt werden kann,
und durch eine Einrichtung zum Entfernen des Fluids aus dem Faservlies0 Das erfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung ungewebter Stoffe ermöglicht eine große Anzahl verschiedener
Muster, die die ästhetische Wirkung ungewebter Stoffe erheblich
erhöhen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und kann produktionsintensiv durchgeführt
werden, wodurch das Verfahren sehr wirtschaftlich ist.
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Erfindungsgemäß wird ein Faservlies so behandelt, daß ein Faserstoff
mit Flächen von unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit bzw. unterschiedlicher Faserkonzentration
entsteht0 Das Faservlies wird von einem undurchlässigen, gemusterten Halteteil getragen,
und eine Vielzahl von die Fasern verschiebenden Kräfte wirkt auf das Faservlies.
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Ein wesentlicher Anteil der die Fasern verschiebenden Kräfte wirkt
in der Ebene des Faservlieses, ein wesentlicher Anteil dieser Kräfte wirkt ferner
senkrecht zum Faservlies und ein weiterer wesentlicher Anteil dieser Kräfte wirkt
unter verschiedenen sich ändernden Winkeln auf das Faservlies. Die senkrechten und
winkligen Kräfte werden zur gleichen Seite des Faservlieses umgelenkt, von der aus
sie aufgebracht werden, um ein Muster aus Flächenelementen mit unterschiedlicher
Lichtdurchlässigkeit bzw0 Faserkonzentration zu erzeugen.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung wirken nur wenige
oder überhaupt keine senkrechten Kräfte auf das Faservlies und alle die Fasern verschiebenden
Kräfte wirken entweder in der Ebene des Faservlieses oder unter einem Winkel zur
Ebene des Faservlieses, Auf jeden Fall werdenjedoch die Kräfte, die unter einem
Winkel zur Ebene des Faservlieses wirken, zur gleichen Seite des Faservlieses umgelenkt.
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Erfindungsgemäß hergestellte ungewebte Faserstoffe können unterschiedliches
Aussehen haben0 Einige der ungewebten Faserstoffe haben Flächen mit verschiedener
Lichtdurchlässigkeit, die nach einem bestimmten Muster über den
ganzen
Faserstoff angeordnet sind; dabei haben diese Flächen im wesentlichen über den ganzen
Faserstoff die gleiche Faserdichte. Bei anderen Ausführungsbeispielen können Löcher
im Faserstoff nach einem bestimmten Muster hergestellt werden, wobei der übrige
Teil des Faserstoffes die gleiche Lichtdurchlässigkeit hat, wogegen bei weiteren
Ausführungsbeispielen der hergestellte Faserstoff Flächen mit unterschiedlicher
Lichtdurchlässigkeit und ebenfalls Löcher aufweist, die sämtlich nach einem bestimmten
Muster über den Faserstoff verteilt sind. Bei allen Ausführungsbeispielen haben
jedoch die Flächen des Faserstoffes, in denen Fasern vorhanden sind, im wesentlichen
überall die gleiche Faserdichte.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfaßt ein undurchlässiges Tragelement mit einer gemusterten Oberfläche.
Das zu bearbeitende Faservlies wird auf dieses undurchlässige, gemusterte Tragelement
aufgebracht. Außerhalb des Tragelements ist eine Vorrichtung angeordnet, mittels
der ein Fluid gegen das von dem Tragelement gehaltene und unterstützte Faservlies
gelenkt werden kann, um auf das Faservlies die die Fasern verschiebenden Kräfte
aufzubringen. Zwar ist es nicht unbedingt erforderlich, aber doch im a-llgemeinen
vorteilhaft, daß das Faservlies von einem durchlässigen Halteband bedeckt ist, um
die Gefahr des Wegwaschens des Faservlieses zu beseitigen und um zu ermöglichen,
daß auf das Faservlies pro Zeiteinheit stärkere die Fasern verschiebende Kräfte
aufgebracht werden können.
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Die Vorrichtung umfaßt ferner Teile zum Abnehmen des bearbeiteten
Faservlieses von dem undurchlässigen Tragelement. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner eine Einrichtung zum Verkleben des
bearbeiteten Faservlieses vorgesehen.
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Dadurch, daß das Faservlies von einem undurchlässigen Tragelement
getragen wird und daß ferner die die Fasern verschiebenden Kräfte auf das Faservlies
aufgebracht werden, während es so unterstützt wird, wobei die Kräfte zur gleichen
Seite des Faservlieses umgelenkt werden, von der aus sie aufgebracht werden, verschieben
diese Kräfte die Fasern in Gebiete, die durch das Muster des Tragelements bestimmt
sind. Überraschenderweise bilden die die Fasern verschiebenden Kräfte den Stoff
mit Flächenelementen von unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit aus, statt die Fasern
zur Seite zu waschen und das lockere und schwache Faservlies vollständig aufzureißen.
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Viele Kräfte wirken in der Ebene des Faservlieses und schieben Fasern
seitlich von einem bestimmten Flächen element weg. Viele der Kräfte werden auch
zurückgelenkt in eine Richtung, aus der neue Kräfte aufgebracht werden, und stören
dabei überraschenderweise die neu aufgebrachten Kräfte nicht, sondern wirken mit
diesen statt dessen in dem Sinne zusammen, daß sie die Fasern in Gebiete mit unterschiedlicher
Lichtdurchlässigkeit verschieben.
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Wenn das gemusterte Tragelement an der Oberfläche nicht elastisch
ausgebildet ist, dann verschieben die aufgebrachten Kräfte die Fasersegmente im
Faservlies überraschenderweise von einem Gebiet in ein anderes Gebiet des Faservlieses,
ohne die relative Anordnung der Fasern zueinander zu verändern, so daß Gebiete gebildet
werden, in denen die Fasersegmente im wesentlichen genauso zufällig liegen, wie
sie in dem ursprünglichen Faservlies gelegen haben, wobei sie lediglich Gebiete
unterschiedlicher Dicke in dem Faservlies bilden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils
einer undurchlässigen, gemusterten Tragwalze, die bei einer Vorrichtung nach Fig.'
1verwendet werden kann; Figc 3 eine vergrößerte Ansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen
von die Fasern verschiebenden Kräften auf ein Faservlies; Fig. 4 eine vergrößerte
Ansicht einer weiteren Vorrichtung zur Aufbringung einer Vielzahl von die Fasern
verschiebenden Kräften auf ein Faservlies; Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht eines
Haltebandes zum Andrücken eines Faservlieses gegen eine undurchlässige, gemusterte
Tragwalze; Fig. 6 einen Querschnitt nach 6-6 in Fig. 5; Fig. 7 einen Querschnitt
nach 7-7 in den Figuren 5 und 6; Fig. 8 eine schematische Ansicht eines ungewebten
Faserstoffes nach der Erfindung; Fig. 9 einen Querschnitt nach 9-9 in Fig. 8; Fig.10
eine Ansicht eines weiteren ungewebten Faserstoffes nach der Erfindung; Fig.11 einen
Querschnitt nach 11-11 in Fig. 10; Fig.12 eine Abbildung mit fünffacher Vergrößerung
eines ungewebten Faserstoffes nach der Erfindung; Fig.13 eine Abbildung mit fünffacher
Vergrößerung eines weiteren ungewebten Faserstoffes nach der Erfindung; Fig.14 eine
Abbildung mit fünffacher Vergrößerung eines weiteren ungewebten Faserstoffes nach
der Erfindung;
Fig. 15 eine Abbildung mit fünffacher Vergrößerung
eines weiteren ungewebten Faserstoffes nach der Erfindung; Fig. 16 eine Abbildung
des ungewebten Faserstoffes nach Fig. 12; Fig. 17 eine Abbildung des ungewebten
Faserstoffes nach Fig. 14; Fig. 18 eine Abbildung eines ungewebten Faserstoffes
nach der Erfindung, der dem Faserstoff nach Fig. 15 ähnlich ist.
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In dieser Beschreibung bedeutet "FaserkonzentrationX die Anzahl von
Fasern in einem Flächensegment des Faserstoffes, d.h. die Anzahl von Fasern je Einheitsfläche
des Faserstoffes, wenn die in diesem Flächensegment über die Dicke des Faserstoffes
verteilten Fasern in die Einheitsfläche projuziert werden. Flächen mit unterschiedlicher
Faserkonzentration werden auch unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit haben. Je höher
die Faserkonzentration in einen bestimmten Flächensegment ist, desto höher wird
die Lichtundurchlässigkeit sein bzw. desto lichtundurchlässiger wird dieses Stoffsegment
sein. Im folgenden bedeutet der Begriff "Faserdichte" die Anzahl von Fasern je Einheitsvolumen
des Faserstoffes.
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In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung
umfaßt eine drehbare Tragwalze 30. Die Oberfläche der drehbaren Tragwalze ist gemustert
und undurchlässig und wird dazu verwendet, ein Faservlies 31 während seiner Bearbeitung
zu tragen. Ein porenreiches, endloses Halteband 32 bedeckt einen wesentlichen Teil
des Umfangs der drehbaren Walze. Das Halteband
läuft um die drehbare
Walze und trennt sich von dieser Walze bei einer Umlenkwalze 33, die sich auf einer
Welle 34 dreht. Das Halteband läuft über eine zweite Umlenkwalze 35, dann nach unten,
dann um eine Führungswalze 36, die sich auf einer Welle 37 dreht, dann zurück über
eine in senkrechter Richtung einstellbare Spann-und Führungswalze 38 sowie um eine
Umlenkwalze 39 auf einer Welle 40. Das Halteband läuft dann nach oben und um Umlenkwalzen
41 und 42 herum, die sich auf Wellen 43 und 44 drehen, und wird zum Umfang der Walze
30 zurückgeführt, Die Walze 30 und das Halteband bewegen sich in der gleichen Richtung
und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit. Die drehbare Walze und das Halteband
bilden zwischen sich eine Bearbeitungszone, durch die eine Lage aus Fasermaterial,
d.h. ein Faservlies geführt werden kann, um unter dem Einfluß von Fasern bewegenden
Kräften bearbeitet werden zu können.
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Die Spannung des Haltebandes wird mit Hilfe der Spann-und Führungswalze
38 eingestellt und gesteuert. Die Umlenkwalzen sind in ihrer Lage einstellbaren,
verschiebbaren Bügeln angeordnet, wodurch die Aufrechterhaltung der richtigen Spannung
des Haltebandes erleichtert wird. Die erforderliche Spannung hängt von dem Gewicht
des zu bearbeitenden Faservlieses und von dem Ausmaß der angestrebten Bewegung der
Fasern ab.
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Das zu bearbeitende Fasermaterial wird zwischen das Halteband und
die drehbare Walze beim Punkt A eingespeist, läuft durch eine Faserverschiebezone,
in der die die Fasern verschiebenden Kräfte aufgebracht werden, und wird aus der
von der drehbaren Walze und dem Halteband gebildeten Zone in seiner neuen, bearbeiteten
Form am Punkt B herausgeführt.
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Während das Faservlies durch die Bearbeitungszone LfiuSt, wird mitteLs
außerhalb der drehbaren Walze angeordneten Düsen 45 eine Fliissigkeit wie ZaBo Wasser
gegen die Außenseite des tial tebandes gerichtet. Eine tiehrzahl solcher Diesen
ist außerhalb der drehbaren Walze angeordnet und richtet das Wasser normalerweise
unter einem Winkel gegen die Oberfläche der drehbaren Walze und des Haltebandes0
Das Wasser dringt durch das Halteband und trifft auf das Faservlies und die undurchlässige
Walze und überträgt Kräfte sowohl innerhalb des Faservlieses als auch unter unterschiedlichen
Winkeln zum Faservlies Sämtliche Kräfte wirken schließlich in Richtung auf die gleiche
Seite des Faservlieses, von der aus sie aufgebracht worden sind; die Flüssigkeit
wirkt nämlich innerhalb des Faservlieses und wird von dem Faservlies weg in die
gleiche Richtung umgelenkt , aus der die Fliissigkeit und somit die Kräfte aufgebracht
worden sind. Die Flüssigkeit wid in einen geeigneten Auffangbecken 46 aufgefangen
und zur weiteren Verwendung in Umlauf gehalten.
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Außerhalb des Haltebandes ist eine Unterdruckkammer 47 angeordnet,
die das Entwässern des Faservlieses unterstützt, nachdem es durch die Bearbeitungszone
gelaufen ist0 Das bearbeitete Faservlies 48 wird vom Halteband gelöst, läuft über
eine Rolle 49 und schließlich durch ein Paar von Bindewalzen 50 und 51. Die untere
Bindewalze 51 ist teilweise in eine Wanne 52 eingetaucht, die einen geeigneten Binder
enthält. In die Bindewalze 51 ist ein Muster eingraviert, mit dem sie entsprechend
diesem Muster Binder mittel aufnimmt, das dann auf das Faservlies aufgebracht wird.
Das Faservlies spit dem aufgebrachten Bindemittel wird über in geeigneter Weise
beheizten ileiztrowmein 54 getrocknet und auf eine übliche Aufwickelvorrichtung
55 aufgewickelt.
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In Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer undurchlässigen Tragwalze 60 dargestellt, die für das erfindungsgemäße Verfahren
verwendet werden kann. Die Oberfläche 61 der-Walze ist fest und hat eine Mehrzahl
von Ausnehmungen 62, die nach einem bestimmten Muster über die Oberfläche der Walze
verteilt sind.
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Die Ausnehmungen oder - in anderen Fällen - erhabenen Flächen auf
der undurchlässigen Tragwalze können unterschiedliche Gestalt haben, d.h. sie können
z.B. kreisförmig, oval, rechteckig oder quadratisch sein oder auch irgend eine andere
Form haben. Diese Muster können entweder diagonal oder zeilenförmig auf der Oberfläche
der Walze verteilt sein, In den Fig. 3 und 4 sind vergrößerte Teilansichten von
Faserverschiebezonen dargestellt. In Fig0 3 ist eine undurchlässige Tragwalze dargestellt,
die aus einer festen Walze 70 mit einem Muster aus auf der Oberfläche angeordneten
quadratischen Ausnehmungen 71 besteht. Das zu bearbeitende Faservlies 72 befindet
sich auf der Oberfläche der Walze.
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Eine Flüssigkeit 73 wie z.B. Wasser wird von einer Mehrzahl von Sprühdüsen
74 gegen das von der Walze unterstützte Faservlies gerichtet. Die Sprühzonen der
Sprühdüsen überlappen sich, so daß das gesamte Faservlies bearbeitet wird0 Das Wasser
tritt unter einem Winkel in das Faservlies ein, so daß die Kräfte innerhalb des
Faservlieses unter einem Winkel oder in der Ebene des Faservlieses wirken, wonach
das Wasser wieder unter irgendeinem Winkel aus dem Faservlies austritt.
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In Fig, 4 ist ebenfalls eine undurchlässige Tragwalze 80 dargestellt,
die eine absorbierende Oberfläche 81 z.B.
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aus Schaumstoff oder einem ähnlichen Material aufweist,
Das
zu bearbeitendf Faservlies 82 ist auf der absorbierenden Oberfläche angeordnet,
und während es so unterstützt wird, wird eine-Flüssigkeit 83 wie z.B. Wasser von
einer Mehrzahl von Strahldüsen 84 gegen das Faservlies gerichtet. Die Oberfläche
81 und das Faservlies 82 bewegen sich in der Richtung des eingezeichneten Pfeils,
und das Wasser trifft auf das Faservlies und überträgt Kräfte auf das Faservlies,
die zur Bildung von Zonen mit unterschiedlicher Faserkonzentration führen, wonach
das Wasser aus dem Faservlies zurückgelenkt wird.
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Ob während der Bearbeitung des Faservlieses ein Halteband erforderlich
ist oder nicht, hängt von vielen EinfluB-größen ab, z.B, vom Gewicht des zu bearbeitenden
Faservlieses, von der Arbeitsgeschwindigkeit, von den Flüssigkeitskräften bzw. Flüssigkeitsdrücken,
die während der Bearbeitung aufgebracht werden, von der Art und Weise, in der die
Flüssigkeit aufgebracht wird, d.h. von den unterschiedlichen Richtungen und davon,
ob die Flüssigkeit aufgesprüht oder aufgestrahlt wird. Ganz allgemein, kann eine
Faserverschiebung mit größerer Geschwindigkeit erreicht werden, wenn ein Halteband
verwendet wird. Die Hauptaufgabe des Haltebandes besteht darin, die Fasern in der
Bearbeitungszone zu halten und zu verhindern, daß sie aus der Bearbeitungszone herausgedrückt
werden. Tatsächlich kann dafür jedes durchlässige, offene Band verwendet werden,
wie z.B. ein offen gewebtes Stoff- oder Nylonband.
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Fig. 5 zeigt eine vergrößerte, schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels
eines Haltebandes, das bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet werden kann. Die
porenreichen Abschnitte 90 des Haltebandes werden von grob gewebten Gittern gebildet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten: Ausführungsbeispiel verlaufen senkrechte Fäden
91 gerade,
wogegen horizontale- Fäden 92 abwechselnd über und unter
den Fäden 91 verlaufen., ueber den gesamten porenreichen Abschnitt 90 sind Vorsprünge
93 verteilt, die von dem obersten Abschnitt eines jeden Knies eines bestimmten Fadens
92 des Gitters gebildet werden, das dadurch entsteht, daß jeder Faden 92 abwechselnd
oberhalb und unterhalb.der senkrecht zu ihm verlaufenden Fäden 91 verläuft.
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Wenn ein bestimmter Faden 92 sich nach unten neigt, um unter einem
zu ihm senkrechten Faden 91 durchzulaufen, kreuzt er zwei andere, auf seinen beiden
Seiten liegende Fäden 92, da diese Fäden nach oben geneigt verlaufen, um über den
gleichen senkrechten Faden, unter dem der bestimmte Faden 92 hindurchläuft, laufen
zu können. Jede Folge solcher 'tKreuzungspunkte" 94 bildet eine Mulde wie z,B. die
Mulde 95, die von den Kreuzungspunkten 94 in den Fig. 5 und 6 gebildet wird und
zwischen benachbarten Vorsprüngen 93 liegt. Die Form einer solchen Mulde 95 ist
im wesentlichen die eines umgekehrten Dreiecks, wie es am bestenaus Fig. 6 ersichtlich
ist, die einen Querschnitt des Abschnitts 90, von dem eine Draufsicht in Fig. 5
widergegeben ist, zeigt.
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Zwischen benachbarten Vorsprüngen 93 wird ferner eine Folge von etwas
tieferen Mulden 96 gebildet. Wie am besten aus Fig. 7 zu ersehen ist, wird der Boden
einer jeden Mulde 96 von Abschnitten der geraden Fäden 91 gebildet, wobei' aufeinanderfolgende
Vorsprünge 93 auf jeder Seite der Mulde deren Oberkante bilden. Wie aus Fig. 7 ersichtlich,
ist das Profil der Mulden 96 U-förmig.
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Die Verwendung eines Haltebandes nach den Figuren 5 bis 7 führt zu
einem Muster von unbearbeitenden Flächen im Faservlies. Diese unbearbeitenden Flächen-
entsprechen den Vorsprüngen des lialtebandes und liegen an den Stellen, an
denen
das Halteband gegen die undurchlässige Tragwalze gedrückt ist und den entsprechenden
Teil des Faservlieses gegen die undurchlässige Tragwalze preßt, so daß dieser Teil
nicht bearbeitet werden kann. Diese Technik führt zu einigen sehr interessanten
Mustern des fertigen Faserstoffes.
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Die Teil-e des Stromes des Bearbeitungsfluids dringen durch das Halteband
und das Faservlies und werden sowohl in die Richtung des Faservlieses als auch unter
unterschiedlichen Winkeln zum Faservlies aus dem Faservlies heraus umgelenkt.
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Die Flüssigkeitskräfte wirken daher schließlich zur gleichen Seite
des Faservlieses, aus der sie aufgebracht worden sind.
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Diese verschiedenen Kräfte verschieben die Fasern je nach dem Muster
auf der undurchlässigen Tragwalze und/oder dem Muster des Haltebandes, so daß Flächen
mit unterschiedlicher Faserkonzentration gebildet werden. In einigen Fällen können
die Kräfte sogar zur Bildung von Öffnungen oder Löchern im Faservlies führen. In
anderen Fällen werden, wenn z.B.
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Haltebänder, wie sie in Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 7 beschrieben
wurden, verwendet werden, im Faservlies Muster erzeugt, die unbearbeitete Flächen
mit der ursprünglichen Faseranordnung und -konzentration enthalten.
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Der erfindungsgemäß so weit bearbeitete Faserstoff kann schließlich
mit einem Klebe- oder Bindemittel, mit Farbe oder einem anderen Imprägnierungsmittel
in üblicher Weise behandelt werden oder in üblicher Weise bedruckt oder mit einem
Überzug versehen werden. Um den Faserstoff zu stärken, kann z.B. jedes geeignete
klebende Bindemittel bzw. ein Binder einem wässrigen oder nichtwässrigen Medium
beigegeben werden, das als Bearbeitungsmittel verwendet wird. Wenn es gewünscht
wirkt, kann ein klebender Binder auf den bearbeiteten Faserstoff aufgedruckt oder
aufgesprüht werden, um die
erforderliche Festigkeit des Faserstoffes
zu gewährleisten Wenn es gewünscht wird, könnn auch thermoplastische Binder auf
den bearbeiteten Faserstoff in Pulverform oder in Faserform während oder nach der
Bearbeitung aufgebracht und dann geschmolzen werden, um die übrigen Fasern miteinander
zu verbinden.
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Der optimale Bindemittelanteil für einen bestimmten Faserstoff hängt
von einer Anzahl von Einflußgrößen ab, zu denen die Art des Bindemittels, die Größe
und die Form der Bestandteile des Binders, die Art der Anordnung des Binders im
Faserstoff, die Art und Länge der Fasern, das gesamte Fasergewicht und ähnliches
gehören. In einigen Fällen braucht wegen der Stärke der verwendeten Fasern oder
der Art der Verfilzung im bearbeiteten Faserstoff überhaupt kein Binder verwendet
zu werden, um einen brauchbaren Faserstoff zu erhalten.
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Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren kommt jedes
übliche Faservlies wie z.B. ein Krempelfaservlies, ein Wirrfaservlies, ein luftgeschichtetes
Faser vlies oder ein naßgeschichtetes Faservlies in Frage. Die Faservliese können
einschichtig oder durch Laminieren aus einer Mehrzahl von Faserschichten gebildet
sein. Die Fasern des Vlieses können wirr oder mehr oder weniger gerichtet wie z.B.
bei einem Krempelfaservlies angeordnet sein. Die einzelnen Fasern können verhältnismäßig
gerade oder leicht gebogen sein. Die Fasern kreuzen sich unter den verschiedensten
Winkeln miteinander, so daß benachbarte Fasern in aller Regel nur an den Stellen,
wo sie sich kreuzen, miteinander in Kantakt kommen. Die Fasern sind unter dem Einfluß
von Kräften, die-durch ein Fluid wie z.B. Wasser, Luft usw. aufgebracht werden,
verschiebbar.
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Um einen Faserstoff mit dem gleichen Charakter und dem gleichen Fall
wie ein gewebter Stoff zu erzeugen, kann das Ausgangsvlies bestehen aus natürlichen
Fasern, wie z.B. Baumwolle, Flachs usw., aus Mineralfasern wie z.B. Glas, aus künstlichen
Fasern wie z.B. Viskosekunstseide, Zelluloseazetat usw. oder aus synthetischen Fasern
wie z.B. Polyamidfasern, Polyesterfasern, Akrylfasern, Polyolefinfasern usw., die
allein oder in Verbindung mit-einander verwendet werden können.
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Es werden die üblichen Textilfasern verwendet, deren Länge im allgemeinen
zwischen 6 mm und 66 mm liegt. Zufriedenstellende Ergebnisse werden nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erzielt, wenn das Ausgangsvlies zwischen 6,2 g/m2 und 155 g/m2 oder mehr
wiegt.
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Das Bearbeitungsfluid ist vorzugsweise Wasser oder eine ähnliche Flüssigkeit,
es können jedoch auch andere Fluide wie z.B. Gas verwendet werden.
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Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, ungewebte Faserstoff
kann eine sehr große Vielzahl von Mustern mit Löchern oder mit Flächen von unterschiedlicher
Faserkonzentration oder mit beidem haben. Darüberhinaus können die Löcher oder die
Flächen mit unterschiedlicher Faserkonzentration unterschiedliche Formen haben,
wie bereits erwähnt.
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In den Figuren 8 und' 9 ist ein erfindungsgemäß hergestellter, ungewebter
Faserstoff 100 dargestellt. Der Faserstoff umfaßt kreisförmige Flächen 101, die
in Längsrichtung nnd in Querrichtung des Faserstoffes angeordnet sind. In der Mitte
jeder kreisförmigen Fläche befindet sich ein Faserbüschel 102. Die kreisförmigen
Flächen werden durch Faserflächen
103 verbunden, die sich ununterbrochen
über den ganzen Faserstoff erstrecken. Die Faserflächen 103 haben eine bestimmte
Faserkonzentration, die im wesentlichen im ganzen Faserstoff gleich hoch ist. Wie
deutlich in Fig. 9 zu ersehen ist, sind die Flächen 103 die dicksten Abschnitte
des Faserstoffes. Die kreisförmigen Flächen 103 haben eine geringere Faserkonzentration
und sind flacher als die Flächen 103e Die kreisformigen Flächen sind lichtdurchlässiger
als der übrige Faserstoff.
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In den Fig. 10 und -11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäß hergestellten, ungewebten Faserstoffes dargestellt. Der ungewebte
Faserstoff 105 umfaßt quadratische Flächen 106 mit geringer Faserkonzentration und
hoher Lichtdurchlässigkeit. Die Fasern in den quadratischen Flächen sind ungeordnet
und sich einander überschneidend angeordnet.
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Der Faserstoff umfaßt ferner eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung
erstreckenden Streifen 107 und sich in Querrichtung erstreckenden Streifen 108,
die einander schneiden.
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Auch die Fasern in diesen Streifen sind ungeordnet und schneiden sich
einander. Die Streifen haben eine wesentlich höhere Faserkonzentration als die quadratischen
Flächen und sind dicker als die quadratischen Flächen, wie aus Fig. 11 zu ersehen
ist.
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Ein ähnlicher Faserstoff wie der in Verbindung mit Fig. 8 beschriebene
ist in Fig. 12 dargestellt. Der Faserstoff 110 umfaßt kreisförmige Flächen 111 mit
geringer Faserkonzentration. Die kreisförmigen Flächen werden von Flächen 112 mit
hoher Faserkonzentration umgeben und verbunden. In allen Teilgebieten des Faserstoffes
sind die Fasern selber zufällig, ungeordnet und sich überschneidend angeordnet.
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Der gleiche Faserstoff ist in Fig. 16 verkleinert und in natürlicher
Größe widergegeben.
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Der in Fig. 13 dargestellte Faserstoff 115 umfaßt kreisförmige Flächen
116 mit hoher Faserkonzentration. Die kreisförmigen Flächen sind gegeneinander versetzt
in Reihen angeordnet und untereinander in Diagonalrichtung über den gesamten Faserstoff
durch Faserbänder 117 mit mittlerer Faserkonzentration verbunden. Die übrigen Flächen
118 des Faserstoffes haben eine sehr niedrige Faserkonzentration und bilden in einigen
Fällen sogar teilweise Löcher oder Öffnungen im Faserstoff.
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In Fig. 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
hergestellten, ungewebten Faserstoffes 120 dargestellt. Der Faserstoff umfaßt in
Längs- und Quer richtung des Faserstoffes angeordnete, quadratische Flächen 121.
Die Flächen 121 sind unregelmäßig und haben eine höhere Faserkonzentration als der
übrige Faserstoff. Diese Flächen 121 sind ferner lichtundurchlässiger als die Längs-und
oerstreifen 122, die die Flächen 121 miteinander verbinden.
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In Fig. 18 ist ein weiterer Faserstoff 125 dargestellt, der dem in
Fig. 15 mit der Ausnahme ähnlich ist, daß das Muster aus Flächen mit hoher Faserkonzentration
und Flächen mit niedriger Faserkonzentration anders und wesentlich komplizierter
ist. Die unregelmäßigen Flächen 126 mit zufälliger Form haben eine niedrige Faserkonzentration
und es kommen sogar einige Löcher 128 vore Die Streifen 127 haben ebenfalls eine
niedrige Faserkonzentration0 Die übrige Fläche129 des Faserstoffes hat eine hohe.Faserkonzentration,
die im wesentlichen im gesamten Faserstoff gleich ist.
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Im folgenden werden einige Beispiele der Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung
von Faserstoffen mit Mustern aus unterschiedlichen Faserkonzentrationen beschrieben.
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Beispiel 1 Bei einer'Vorrichtung, wie sie in-Fig. 1 dargestellt ist,
wird ein Vlies aus lose zusammenhängenden Fasern, wie es z.B. durch Krempeln erzeugt
werden -kann, zwischen das Halteband 32 und die undurchlässige Tragwalze 33 eingespeist.
Das Faservlies wiegt ungefähr 30 g/m² und das Verhältnis der in Transportrichtung
ausgerichteten Fasern zu den übrigen Fasern beträgt ungefähr 7:1. Das Vlies enthält
40 % Fasern aus Viskosekunstseide von 10 mm Länge und 1,5 den sowie 60 % technische
Zellulose. Die hier verwendete undurchlässige Tragwalze hat ungefähr 15 runde 2
Noppen bzwe Vorsprünge pro cm , von denen jede einen Durchmesser von ungefähr 1
mm und eine-Höhe von 1,6 mm hat.
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Die Noppen sind in quer über die Walze verlaufenden Zeilen sowie in
Umfangsrichtung um die Walze verlaufenden Spalten angeordnet. Das Halteband besteht
aus einem gewebten 2 Nylongitter mit 35 x 35 Fäden pro cm bzw. 1225 Öffnungen 2
pro cm . Ungefähr 60 % der Haltebandfläche sind offen.
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Von Spriihdüsen wird Wasser durch das Halteband und gegen die Tragwalze
gesprüht. Das Sprühwasser hat einen Druck von ungefähr 5,5 - 6,9 bar. Als Sprühdüsen
werden gewöhnliche Düsen mit festem Konus verwendet, und der Wasserdurchsatz in
der Bearbeitungszone beträgt 5 1/min. Das bearbeitete Faservlies läuft dann in die
Abnahmezone und verläßt die Vorrichtung. -Unter den beschriebenen Bedingungen wird
eine gute Faserverschiebung erreicht und ein hervorragender Faserstoff erzeugt,
wie er schematisch in den Fig. 8 und 9 sowie in Fig. 12 und Fig. 16 dargestellt
ist.
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Der Faserstoff 110 nach Fig. 12 hat ein durchgehendes Muster 112 mit
hoher Faserkonzentration, daß sich im wesentlichen gleichförmig über den ganzen
Faserstoff erstreckt. Über dieses Muster sind kreisförmige Flächen 111 mit niedriger
Faserkonzentration verteilt. Diese kreisförmigen Flächen sind auf Quer- und Längslinien
des Faserstoffes angeordnet. Im wesentlichen in der Mitte einer jeden kreisförmigen
Fläche befindet sich ein Faserbüschel 113 mit wiederum einer anderen Faserkonzentration,
das im wesentlichen von einem Abschnitt des ursprünglichen, unbearbeiteten Faservlieses
gebildet wird.
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Fig. 16 verdeutlicht den ästhetischen Gesamtgehalt des Faserstoffes,
der durch die Muster mit unterschiedlicher Faserkonzentrat ion hervorgerufen wird
Beispiel 2 Die Fig. 10 und 11 zeigen eine schematische Ansicht sowie einen Querschnitt
eines weiteren ungewebten, erfindungsgemäß hergesteltten Faserstoffes, zu dessen
Herstellung eine ähnliche Vorrichtung wie die in Beispiel 1 beschriebene verwendet
wurde, allerdings it der Ausnahme, daß sich auf der verwendeten undurchlässigen
Tragwalze ein Muster aus nicht zusammenhängenden, erhabenen, quadratischen Flächen
befindet. Es befinden sich ungefähr 15 quadratische Flächen auf jedem cm2, und diese
quadratischen Flächen sind in Längs- und Querrichtung auf der Tragwalze verteilt.
Jede quadratische Fläche hat die Abmessungen 1 , 7 mm x 1,7 mm.
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Das verwendete Halteband hat im Gegensatz zu den Vorsprüngen, die
Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben wurden, eine verhältnismäßig glatte Oberfläche.
Der hergestellte Faserstoff umfaßt ein Muster aus quadratischen Flächen, die dem
Muster aus quadratischen Flächen auf der Tragwalze entsprechen und
eine
niedrige Faserkonzentration haben, sowie aus zusanimenhängende quer- und längsverlaufende
Streifen mit hoher Faserkonzentration. Diessr Faserstoff ist vergrößert in Fig.
18 widergegeben und Fig. 15 zeigt ihn in natürlicher Größe, wobei die ästhetische
Wirkung dieses Faserstoffes zu erkennen ist.
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Beispiel 3 Es wird eine Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet, wobei ein
Faservlies aus lose zusammenhängenden Fasern, wie es durch Krempeln erzeugt werden
kann, zwischen die undurchlässige Tragwalze 30 und das Halteband 32 eingespeist
wird. Das Faservlies wiegt ungefähr 30 g/m , und das Verhältnis der in Transportrichtung
ausgerichteten Fasern zu den übrigen Fasern beträgt ungefähr 7:1. Das Faservlies
besteht aus Fasern aus Viskosekunstseide von ungefähr 40 mm Länge und 1,5 den0 Die
pndurchlässige Tragwalze weist ungefähr vier im wesent-2 lichen runde Ausnehmungen
pro cm auf. Jede Ausnehmung hat einen Durchmesser von ungefähr 3,2 mm und eine Tiefe
von 1,6 mm. Diese Ausnehmungen sind in einem rombenförmigen Muster über die Tragwalze
verteilt. Als Halteband wird das in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebene und in
den Fig.
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5 bis 7 dargestellte Halteband verwendet. In gleicher Weise, wie es
in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben wurde, wird Wasser gegen das Halteband
gesprüht. Unter den angegebenen Bedingungen wird eine gute Faserbehandlung erreicht
und eiMervorragender, ungewebter Faserstoff erzeugt, wie er in Fig. 13 dargestellt
ist.-Der Faserstoff nach Fig. 13 enthält ein nicht zusammenhängendes Muster aus
kreisförmigen Flächen 116 mit hoher Faserkonzentration, die entsprechend dem Muster
der Ausnehmungen auf der Tragwalze angeordnet sind.
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Diese kreisförmigen Flächen sind in Diagonalrichtung des Faserstoffes
durch Flächen 117 mittlerer Faserkonzentration verbunden und begrenzen dünne Stellen
oder Löcher im Faserstoff.
Die Faserfläche in der Mitte der dünnen
Stellen entspricht den Vorsprüngen des Haltebandes. Die Faseranordnung in diesen
Flächen ist im wesentlichen die gleiche wie in dem ursprünglichen Faservlies.
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Beispiel 4 Das fasrige Ausgangsmaterial und die verwendete Vorrichtung
sind bei diesem Beispiel die gleichen wie bei Beispiel 3, allerdings mit der Ausnahme,
daß die Tragwalze eine drehbare Walze mit glatter Oberfläche ist, die zwar undurchlässig
ist, aber an der Oberfläche mit einer Schaumstoffschicht z0B.
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aus Polyurethanschaum von ungefähr 3,2 mm Dicke bedeckt ist.
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Der erzeugte Faserstoff 134 ist in den Fig. 14 und 17 widergegeben
und hat ein Muster aus zufällig verteilten und geformten Flächen 135 mit unterschiedlicher
Faserkonzentration, sowie aus zufällig verteilten und geformten Löchern 136, die
sich über den gesamten Faserstoff verteilen.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung
der Erfindung. Sie stellen keine Begrenzug dar, da Abwandlungen im Rahmen der Erfindung
für den Fachmann naheliegen.