DE2644961A1

DE2644961A1 - Vorrichtung zum thermischen verfestigen von vliesen

Info

Publication number: DE2644961A1
Application number: DE19762644961
Authority: DE
Inventors: Helge Freiberg; Gerhard Luepnitz
Original assignee: A Monforts Maschinenfabrik
Current assignee: A Monforts Maschinenfabrik
Priority date: 1976-10-06
Filing date: 1976-10-06
Publication date: 1978-04-13
Also published as: BR7706654A; DE2644961B2

Description

Vorrichtung zum thermischen Verfestigen von Vliesen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Verfestigen von Vliesen aus Fasern bzw. Fasermischungen mit verschiedenen Schmelzpunkten einschließlich Bikomponentenfasern auf einem durch eine Heißbehandlungs und eine Kühlzone geführten, luftdurchlässigen Träger, wobei in der Heißbehandlungszone das Vlies mit Hilfe eines luftdurchlässigen Mitläufers an den Träger angedrückt und heiße tuft von oben nach unten durch den auf dem Vlies liegenden Mitläufer, das Vlies und den Träger gefördert wird.
Beim thermischen Verfestigen von Vliesen bzw. bei der Thermofusion werden trockene Vliese lediglich durch Brwärmen, zum Beispiel mit trockener Heißluft, nebst nachfolgender Abkühlung verfestigt0 Zu einer solchen Thermofusion braucht man Vliese aus Fasern oder Fasermischungen mit mindestens zwei unterschiedlichen Schmelzpunkten. Das Vlies wird bei dem Verfahren nur soweit erwärmt, daß das Fasermaterial mit dem niedrigeren Schmelzpunkt schmilzt bzw. anschmilzt und bei dem nachfolgenden Abkühlen die übrigen - infolge des höheren Schmelzpunktes - nach seiten Faserteile an den Kreuzungspunkten gewissermaBen verschweißt.
Speziell für die Thermofusion entwickelt sind die sogenannten Bikomponentenfasern mit einem niedriger als der Kern schmelzenden Mantel. Durch An schmelzen des Mantels kommt es bei der Thermofusion zu einer Faserbindung. Bei solchen Bikomponentenfasern kann der Mantel aus PA 6 (Perlon) mit einem Schmelzpunkt von 215-218°C und der Kern aus PA 66 (Nylon) mit einem Schmelzpunkt von 245-250°C bestehen.
Da die Bikomponentenfasern (Heterofil-Fasern) teurer sind als normale Homofil-Fasern, verwendet man heute vorzugsweise Vliese aus Mischungen von mehreren Homofil-Fasern, die gängigsten Mischungen aus Homofil-Fasern sind: Polyamid + Polyester PA + PES Polypropylen + Polyester PP + PES Polypropylen + Polyamid + Polyester PP + PA + PES Polypropylen + Polyacryl + Polyamid PP + PAC + PA Polyamid 6 (Perlon) + Polyamid 66 (Nylon) PA 6 + PA 66 Neben diesen Mischungen aus reinen Synthesefasern werden auch Naturfasern (Wolle, Baumwolle, Zellwolle) mit Synthesefasern gemischt, wobei die letzteren bei der Thermofusion als Bindefasern dienen.
Als weitere Möglichkeit zum thermischen Verfestigen ist noch das Einstreuen von Schmelzpulver (zum Beispiel aus PP) in das Vlies zu erxrähnen. Im geschmolzenen Zustand verklebt das Schmelzpulver die übrigen Fasern an ihren Kreuzungspunkten miteinander.
In bisherigen Vorrichtungen zum Thermofusionieren (vgl.
DU-OS 2 005 343) verarbeitet man in der Regel aus Stapelfasern hergestellte Vliese. Die Herstellung von Vliesen aus Stapelfasern ist jedoch aufwendig. Die Fasern müssen zunächst gemischt werden, danach wird das Vlies über Krempelsatz und Kreuzleger gebildet und schließlich wird es unter Umständen durch Vernadeln vorverfestigt, bevor es thermofusioniert werden kann. Es wäre daher zmnschenswert, das Flächengebilde Vlies ohne die vorgenannten Zwischen station an direkt aus Endlosfasern herstellen und unmittelbar der Thermofusionsanlage vorliegen zu können. Beispielsweise könnten dabei bewegliche Spinndüsen zwei Endlosfasertypen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten so auf ein Dransportband legen, daß ein gleichmäßiges Wirrvlies entsteht. Die Faser- und Vliesherstellung wäre damit ein einziger Arbeitsgang.
Vliese aus synthetischem Material, insbesondere aus Endlosfasern, haben jedoch häufig die Eigenschaft, bei Erwärmung stark zu schrumpfen, in Extremfällen bis über 50. Abgesehen von Ausnahmefällen, zu denen beispielsweise die Kunstlederherstellung gehört, ist man aber bestrebt, einen Schrumpf eines Vlieses bzw. von dessen Fasern beim thermischen Verfestigen möglichst zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, wie sie zum Beispiel in der DU-0S 2 005 343 und im Falle der Faserbeschichtung auch schon in der GB-PS 6 201 950 beschrieben worden ist, so auszugestalten, daß beim Thermofusionieren von Vliesen aus synthetischen Endlosfasern ein Schrumpfen der letzteren und damit des Vlieses mechanisch weitgehend verhindert wird.
In der bekannten Maschine wird in der Heißbehandlungszone das Vlies mit Hilfe eines luftdurchlässigen Mitläufers auf den Träger angedrückt und heiße Luft von oben nach unten durch den Mitläufer, das Vlies und den Träger gefördert.
Die Lösung besteht XebeA darin, daß der Mitläufer aus Material mit so hohem Luftwiderstand besteht, daß bei Behandlung eines Vlieses aus Endlosfasern eine Schrumpfung der letzteren allein mit Hilfe der Niederhaltekraft des am Mitläufer abfallenden Luftdrucks im wesentlichen verhindert ist.
Der oberhalb des Vlieses mit gleicher Geschwindigkeit wie das Transportband laufende Mitläufer gemäß GB-PS 6 201 950 hat lediglich die Aufgabe, das Vlies zusammenzuhalten. Er soll daher möglichst gut iuf-tdurchlässig sein, um die Heißluft ungehindert durch das Vlies hindurchfördern zu können.
Da im Bekannten eine bereits bestehende Warenbahn mit thermisch zu verfestigenden Fasern beschichtet wird, bestand auch nicht die Gefahr des Eingehen, gegebenenfalls hätte man - beispielsweise wie in einer Spannmaschine - die zu beschichtende textile Warenbahn an den Rändern spannen können.
Versuche haben ergeben, daß bei üblicher Oberflächenrauhigkeit von Träger und Mitläufer, ersterer kann zum Beispiel ein Transportband aus Drahtgeflecht sein, der Mitläufer mit einer der Schrumpfkraft der zu behandelnden Fasern angepaßten Kraft von bis zu etwa 80-120 km/m2 auf das Vlies pressen muß, wenn letzteres aus den anfangs genannten Synthesefasern bzw. Fasermischungen besteht und ein Faserschrumpf, insbesondere bei Endlosfasern, verhindert werden soll. Es hat sich auch gezeigt, daß diese Kräfte durch schwere Ausführung des Mitläufers und gegebenenfalls durch Belastung des letzteren mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht darstellbar sind.
Der entscheidende Vorteil der Erfindung besteht daher darin, die Lehre gegeben zu haben, daß man zum Erzeugen der den Faserschrumpf weitgehend verhindernden Niederhaltekraft des Mitläufers das ohnehin in der Vorrichtung zum Umwälzen der heißen Luft vorhandene Gebläse heranziehen kann. Bei erfindungsgemäßer Verwendung eines Mitläufers mit relativ hohem Luftwiderstand entsteht nämlich abhängig von dem Luftwiderstand ein Luftdruckabfall am Mitläufer, der bewirkt, daß der Mitläufer mit einer dem Druckabfall entsprechenden Kraft gegen den Träger und damit auf das Vlies gepreßt wird.
Wenn das die heiße Luft fördernde Gebläse unterhalb des Trägers angeordnet ist, also die Luft durch das Vlies saugt, entsteht unterhalb des erfindungsgemäßen Mitläufers ein Unterdruck von zum Beispiel 80-120 mm WS (WS=Wassersäule), der bewirkt, daß der Mitläufer mit einer dem Unterdruck entsprechenden Kraft (80-120 kg/m2) das Vlies zusammenpreßt und damit eine ausreichende Niederhaltekraft erreicht wird, die einen Schrumpf der Fasern bzw. des Vlieses bei der Thermofusion verhindert.
Zur Einstellung der schon genannten Niederhaltekräfte von etwa 80-120 kg/m2, die bei nur wenig zum Schrumpf neigenden Synthesefasern auch wesentlich unterschritten werden können, hat sich beispielsweise ein Mitläufer aus, vorzugsweise dichtgewebtem, Polyester- oder Glasfasergewebe bewährt.
Grundsätzlich sind für den Mitläufer Flächengebilde mit dem erfindungsgemäß erforderlichen Luftwiderstand geeignet, die bei den beim Thermofusionieren in Frage kommenden Temperaturen mechanisch stabil bleiben. Günstig ist es, wenn das Material textilen Charakter hat.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden vorzugsweise endlose Mitläufer verwendet, die mit Hilfe eines Warenbahnführers gesteuert sind und vor dem Eingang der Heißbehandlungszone auf das auf den Träger liegende Vlies auflaufen. Gegenüber bisher verwendeten stark luftdurchlässigen Mitläufern hat der erfindungsgemäße unerwartet auch den Vorteil eines wesentlich geringeren Aufwandes sowohl der Anschaffung als auch im Betrieb. Wenn nämlich dichte textile Stoffe als Mitläufer verwendet werden, tritt einerseits nur geringer Verschleiß auf und andererseits sind die Kosten für die Beschaffung niedriger als bei einem starken luftdurchlässigen Mitläufer, der beispielsweise, um überhaupt flächenstabil zu sein, aus Drahtgewebe bestehen muß. Ein erfindungsgemäßer Mitläufer läßt sich auch mit den auf Textilmaschinen üblichen Warenbahnführern ohne weiteres kantengerade in bezug auf die Träger führen.
Gemäß weiterer Erfindung sind bei der Vorrichtung zum thermischen Verfestigen von Vliesen der Luftwiderstand des Mitläufers einerseits und die Oberflächenrauhigkeit von Träger und Mitläufer andererseits im Hinblick auf ein Verhindern des Faserschrumpfens abgestimmt, Eine solche Abstimmung ist immer dann zweckmäßig, wenn Mitläuf er und/oder Träger eine vom üblichen abweichende Oberflächenrauhigkeit aufweisen.
Ist letztere sehr gering, muß die Niederhaltekraft des MitläuSe und damit dessen Luftwiderstand entsprechend größer sein. Es ist daher zweckmäßig, nicht nur einen:Fräge:r sondern auch einen Mitläufer mit möglichst großer Oberflächenrauhigkeit zu verwenden.
Um zu erreichen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung kontinuierlich arbeiten kann, ist es zweckmäßig, einen endlosen Träger zu verwenden. Dieser kann vorzugsweise ein luftdurchlässiges Transportband, zum Beispiel Sieb- oder Lochband sein.
Als Träger läßt sich auch eine Sieb- bzw. Lochtrommel verwenden. Der Außen- und Innenraum der Trommel ist dabei durch eine wärmeisolierende Wand bis auf Schlitze für den Trommelmantel sowie das daraufgeführte Vlies(nebst Mitläufer) in eine Heißbehandlungs- und Kühlzone zu unterteilen.
Anhand der schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten erläutert; es zeigen: Figur 1 und 2 eine als Sieb- bzw. Lochbandmaschine ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung im Längs-und Querschnitt und Figur 3 eine als Sieb- bzw. Lochtrommelmaschine ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung.
In der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Sieb- bzw. Lochband-Thermofusionsma'schine wird das unverfestigte Vlies 1 durch einen Einlaßschlitz 2 und die Schleuse 3 dem luftdurchlässigen als Transportband ausgebildeten Träger 4 zugeführt.
Das Vlies kommt dabei zunächst in den Einflußbereich des Heißluftstroins 5 der ieißbehandlungszone 6, wo das Vlies auf die Schmelztemperatur des niedriger schmelzenden Faseranteils bzw. des mantels bei Bikomponentenfasern erwärmt wird.
Die Heißbehandlungszone ist als bis auf den Einlaßschlitz 2 und die Auslaßschlitze 7 und 8 verschlossene rammer ausgebildet Vor dem Einlaßschlitz 2 läuft auf das auf dem Träger 4 auflaufende Vlies es 1 ein endloser Mitläufer 9 auf Dieses ist über Rollen 10 geführt und kann durch durch einen Warenbahnführer 11 in der Laufrichtung derjenigen des Trägers 4 angepaßt werden.
Der Mitläufer 9 läuft mit mit e gleicher Geschwindigkeit wie das Vlies bzw. der Träger 4 in den Einlaßschlitz 2 und wird nach Durchgang durch den Auslaßschlitz 7 am Eingang der Kühlzone 12 wieder vom Vlies abgehoben.
Wenn der - an sich luftdurchlässige - Mitläufer 9 einen ausreichenden Luftwiderstand aufweist, entsteht an ihm ein Druckabfall des Heißluftstroms 5, welcher von oben nach unten mit Hilfe des Gebläses 13 erzeugt wird. Dieser Luftdruckabfall hat zur Folge, daß der Mitläufer 9 gegen den Träger 4 und damit gegen das auf dem Träger liegende Vlies 1 gepreßt wird. Die daraus resultierende Niederhaltekraft des Mitläufers 9 auf das Vlies 1 ist - abgesehen von der Charakteristik des Gebläses 13 - im wesentlichen eine Funktion des Luftwiderstandes des Mitläufers. Wählt man also einen Mitläufer aus, der zwar luftdurchlässig ist, aber der durchströmenden Luft einen erheblichen Widerstand entgegensetzt, wird der Mitläufer mit dem Luftwiderstand entsprechender Kraft gegen das Vlies gedrückt, derart, daß dieses so fest zwischen Mitläufer 9 und Träger 4 eingepreßt ist, daß ein wesentlicher Faserschrumpf nicht mehr eintreten kann.
Die Kontaktstrecke zwischen dem beispielsweise durch einen Ölbrenner 14 aufgeheizten Luftstrom 15 und dem Vlies 1 kann durch Verschieben des Blechs 15 (in Vlieslaufrichtung) vergrößert oder verkleinert werden, so daß dadurch bei gleichbleibender Kontaktzeit verschiedene Warengeschwindigkeiten gefahren werden können. Unmittelbar nach Verlassen der Heiß-~ behandlungszone 6 wird das Vlies 1 mit dem Träger 4 durch den Auslaßschlitz 7 in der wärmeisolierenden Wand 16 der die Heißbehandlungszone 6 umgebenden Kammer in die Kühlzone gebracht, dort wird das Vlies 1 von einem kalten Luftstrom 17 durchströmt und damit abgekühlt und verfestigt, bevor es der Aufrollvorrichtung 18 zugeführt wird.
Der Träger 4 ist innerhalb der Heißbehandlungszone 6 und innerhalb der Kühlzone 12 von äe einer Blechkammer 19 und 20 umschlossen, welche so ausgebildet ist, daß die Luft nur durch das Vlies 1 in die jeweilige Kammer einströmen kann. In der Heißbehandlungszone 6 wird der heiße Suftstrom 5 von ein-oder beidseitig angeordneten Ventilatoren 13 abgesaugt und einem Düsenkasten 21 zugeführt. Eventuell zuviel geförderte Luft wird gemeinsam mit der durch den Einlaßschlitz 2 mitgeführten Luft durch die Schleuse 3 abgesaugt.
In der Kühlzone 12 wird Raumluft oder auch konditionierte Luft 17 durch das Vlies 1 in die Kammer 20 mit Hilfe ebenfalls ein- oder beidseitig angeordneter Ventilatoren 22 gesaugt und beispielsweise über Dach geblasen.
Die Vorrichtung gemäß Figur 3 mit einer Sieb- bzw. Lochtrommel Thermofusionsmaschine ist im Prinzip ebenso ausgebildet wie die Maschine gemäß Figur 1 und 2.-Das unverfestigte Vlies 1 wird durch den Einlaßschlitz 2 und dem schleusen ähnlichen Vorbau 23 der Lochtrommel 24 zugeführt. Der das Vlies 1 und die Lochtrommel 24 durchströmende Heißluftstrom 5 erwärmt das Vlies bis zur Schmelztemperatur des niedriger schmelzenden Faseranteils.
Zugleich mit dem Vlies 1 läuft geführt über einen Warenbahnführer 25 und über Rollen 26 ein endloser Mitläufer 27 in die Heißbehandlungszone 6 ein. Aufbau und Funktion des Mitläufers 27 entsprechen dabei vollkommen denjenigen gemäß Figur 1 und 2.
Die Kontakt strecke zwischen Vlies 1 und Heißluftstrom 5 kann durch Verschieben des Bleches 28 wie bei der Vorrichtung gei mäß Figur 1 und 2 vergrößert oder verkleinert werden. Unmittelbar nach dem Verlassen des Schlitzes 29 der die Heißbehandlungszone 6 umgebenden wärmeisolierenden Kammer 30 wird das Vlies 1 von einem Kaltluftstrom 31 durchströmt und damit abgekühlt, bevor es der nachgeschalteten Aufrollvorrichtung 32 zugeführt wird. Der nicht vom Vlies 1 bedeckte Teil des als Trommel 24 ausgebildeten Trägers ist von innen mit einem feststehenden Blech 33 abgedeckt.
Die Lochtrommel 24 ist durch die wärmeisolierende Wand der Kammer 30 in eine Heißluft- und eine Kaltluftkammer 34 und 35 geteilt. Aus der Heißluftkammer wird die Luft von ein- oder beidseitig angeordneten Ventilatoren 36 angesaugt und einen Düsenkasten 37 zugeführt. Von hier aus kann die Luft wieder durch das Vlies 1 strömen. Zuviel geförderte Luft wird gemeinsam mit der durch den Einlaßschlitz 2 eingeströmten Luft durch den schleusenähnlichen Vorbau 23 abgesaugt. In der Kühl zone 12 wird Raumluft oder auch konditionierte Luft durch das Vlies 1 in die Kaltluftkammer 35 mit Hilfe ebenfalls ein- oder beidseitig angeordneten Ventilatoren 39 abgesaugt und beispielsweise über Dach geblasen.
9 Ansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum thermischen Verfestigen von Vliesen aus Fasern bzw. Fasermischungen mit verschiedenen Schmelzpunkten einschließlich Bikomponentenfasern auf einem durch eine Heißbehandlungs- und eine Kühlzone geführten luftdurchlässigen Träger, wobei in der Heißbehandlüngszone das Vlies mit Hilfe eines luftdurchlässigen Mitläufers an den Träger angedrückt und Heißluft von oben nach unten durch den auf dem Vlies liegende Mitläufer, das Vlies und den Träger gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitläufer (9) aus Material mit so hohem Luftwiderstand besteht, daß bei Behandlung eines Vlieses (1) aus Endlosfasern eine Längsschrumpfung der letzteren allein mit Hilfe der Niederhaltekraft des am Mitläufer abfallenden Luftdruckes im wesentlichen verhindert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftwiderstand des Mitläufers (9) einerseits und die Oberflächenrauhigkeit von Träger (4) und Mitläufer (9) andererseits im Hinblick auf ein Verhindern des Faserschrumpfens abgestimmt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fördern der Heißluft (5) ein Gebläse (13) vorgesehen ist, dessen Leistung zum Erzeugen eines Druckabfalls von etwa 80-120 mm WS am Mitläufer (9) ausreicht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen einer Niederhaltekraft von bis zu etwa 80-120 kg/m2 ein Mitläufer (9) aus Glasfaser- oder Polyestergewebe oder anderem temperaturbeständigem Material vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein endloser Mitläufer (9) vorgesehen ist, der mit Hilfe eines Warenbahnführers (11) gesteuert ist und vor dem Eingang (2) der Heißbehandlungszone (6) auf das auf den Träger (4) liegende Vlies (1) aufläuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein endloser Träger (4, 24) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) ein luftdurchlässiges Transportband, insbesondere aus Drahtgeflecht, ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Sieb- bzw. Lochtrommel (24) ist.
9. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Niederhaltekräfte von bis zu etwa 80-120 kg/m2 durch Auswahl des Mitläufermaterials im Hinblick auf dessen Luftwiderstand eingestellt werden.