DE19912279A1

DE19912279A1 - Process and device for producing nonwovens with embossed or perforated patterns by means of hydrodynamic needling

Info

Publication number: DE19912279A1
Application number: DE1999112279
Authority: DE
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-21
Also published as: JP2000282355A; EP1036871A1

Abstract

Zur Herstellung eines Lochvlieses mittels einer hydrodynamischen Wasservernadelung ist es bekannt, eine metallene Trommel herzustellen, auf deren Außenumfang plastische Erhöhungen für die späteren Löcher im Vlies hergestellt sind. Da die Herstellung der Nadelwalze aus Metall bei der Vielzahl der Dorne und der entsprechenden Drainagelöcher sehr teuer ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, zunächst auf einer Vorrichtung mit einer Laserbrenneinrichtung eine im Querschnitt kreisförmige, allein jedoch instabile Kunststoffhülle beliebiger Länge mit radial nach außen abstehenden plastischen Erhöhungen für das spätere Prägemuster oder für die zu erzielenden Löcher im Vlies herzustellen und rund um die Erhöhungen die Kunststoffhülle durchstoßende Löcher zum Abtransport des zum Vernadeln aufgespritzten Wassers zu brennen. Dann ist die instabile Kunststoffhülle von der Trägereinrichtung beim Brennen zu entfernen und auf eine metallische, in sich stabile Siebtrommel mit gelaserten, gebohrten oder gestanzten Löchern zu ziehen, wobei zuvor auf die Siebtrommel als Unterzug ein gröberes Siebgewebe als Abstandshalter für die Kunststoffhülle aufgezogen ist.To produce a perforated fleece by means of hydrodynamic water needling, it is known to produce a metal drum, on the outer circumference of which plastic elevations are made for the later holes in the fleece. Since the manufacture of the metal needle roller is very expensive given the large number of mandrels and the corresponding drainage holes, the invention provides for a device with a laser burning device to be provided with a plastic sleeve of any length that is circular in cross section, but is unstable alone, with plastic protruding radially outwards To produce elevations for the later embossing pattern or for the holes to be achieved in the fleece and to burn holes penetrating the plastic sheath around the elevations for the removal of the water sprayed on for needling. Then the unstable plastic cover has to be removed from the carrier device during firing and pulled onto a metallic, stable sieve drum with lasered, drilled or punched holes.

Description

Präge- oder Lochmuster sind nach der US-A-37 50 237 oder der EP-A-0 400 249 herstellbar. Nach der US-PS wird das vorgefertigte, zwischen zwei Endlosbahnen gehaltene Vlies radial von außen mit harten Wasserstrahlen zur Herstellung einer Lochstruktur beaufschlagt. Die Vorrichtung besteht aus einer gleichmäßig gelochten Trommel, die rundum von einem Endlossieb bedeckt ist. Das Endlossieb hat offene und geschlossene Bereiche, je nach der gewünschten Loch- oder Prägestruktur.Embossed or perforated patterns are according to US-A-37 50 237 or EP-A-0 400 249 producible. According to the US PS, this is prefabricated, between two endless webs held fleece radially from the outside with hard water jets to produce a Hole structure applied. The device consists of a uniformly perforated Drum covered by an endless sieve. The endless sieve has open ones and closed areas, depending on the desired hole or embossed structure.

Nachteilig an dieser Herstellungsart der Löcher ist die Tatsache, daß auf diese Weise keine Löcher mit scharf abgegrenzten Kanten hergestellt werden können und zusätzlich einzelne Vliesfasern bei der Herstellung der Löcher durch die harten Wasserstrahlen in Richtung der Trommel verschoben werden. Ein Prägemuster ist auch mit der Vorrichtung nach der EP-Schrift erzielbar, wo die Wasserstrahlen von innerhalb der mit dem Prägemuster versehenen Trommel nach außen gegen das Vlies gespritzt werden. Diese Vorrichtung ist aber für Lochvliese insbesondere mit scharf abgegrenzten Löchern ungeeignet.A disadvantage of this type of production of the holes is the fact that in this way no holes with sharply defined edges can be made and additionally individual fleece fibers in the production of the holes through the hard Water jets are moved towards the drum. An embossed pattern is can also be achieved with the device according to the EP document, where the water jets from inside the drum with the embossed pattern to the outside against the fleece be injected. This device is particularly sharp for perforated nonwovens delimited holes unsuitable.

Scharf abgegrenzte Löcher sind nachträglich in ein vorgefertigtes gleichmäßiges Vlies nur mit der Herstellungsart nach den EP-A-0 215 684, 0 223 614 oder 0 273 454 ein bringbar. Dort ist jeweils eine Perforiertrommel aus einem glatten Blech mit Drainage öffnungen gebildet, auf der zwischen den Öffnungen gleichmäßig über die Fläche verteilte plastische Erhöhungen angeordnet sind. Die plastischen Erhöhungen können aus halbseitig offenen Sicken bestehen, so daß damit auch gleichzeitig die Drainage öffnungen gebildet sind, oder aus nach oben spitz zulaufenden, gleichmäßig verteilten Dornen, zwischen denen als Drainageöffnungen Löcher im Blech angeordnet sind. Die Wasserstrahlen treffen auf diese vom Vlies umschlungene Trommel radial von außen. In allen Fällen ist die Trommel aus einem metallenen Blech hergestellt, auf das die Dorne oder die sonstigen plastischen Erhöhung nur geschraubt werden können, siehe dazu auch die US-A-3 034 180. Eine solche Trommel aus Metall herzustellen ist sehr aufwendig und damit teuer.Clearly delimited holes are retrofitted into a pre-made, uniform fleece only with the production method according to EP-A-0 215 684, 0 223 614 or 0 273 454 bringable. There is a perforating drum made of a smooth sheet with drainage openings formed on the between the openings evenly across the surface distributed plastic elevations are arranged. The plastic elevations can consist of beads open on one side, so that the drainage at the same time openings are formed, or from tapering to the top, evenly distributed Thorns, between which holes are arranged in the sheet metal as drainage openings. The Jets of water hit this drum wrapped in fleece radially from the outside. In all cases, the drum is made of a metal sheet on which the Mandrels or the other plastic increase can only be screwed, see see also US-A-3 034 180. It is very easy to produce such a drum from metal complex and therefore expensive.

Es ist seit langem bekannt, Laserbrenneinrichtungen zur Oberflächengestaltung von z. B. Prägetrommeln einzusetzen. Nach der EP-A-0 626 902 wird dieses Verfahren für die Oberlächengestaltung einer Trommel mit einem besonderen Muster aus pyramidenförmigen Dornen eingesetzt. Die Trommel ist dort aus mehreren Segmenten zusammengesetzt, die auf einer die Segmente tragenden Stütztrommel angeordnet sind. Es ist auch erwähnt, die Trommel aus einem massiven Mantel herzustellen.It has long been known to use laser burning devices for the surface design of e.g. B. use embossing drums. According to EP-A-0 626 902, this method is used for the surface design of a drum with a special pattern pyramidal thorns used. The drum is made up of several segments composed, arranged on a support drum supporting the segments are. It is also mentioned that the drum is made from a solid jacket.

Zur Herstellung des gewünschten Lochvlieses müssen die Dorne in einem sehr dichten Abstand, zwischen 3 und 10 mm, angeordnet sein, wobei in die Fläche zwischen den Dornen die Abflußbohrungen eingebracht werden müssen. Diese sind zwischen 1-2 mm im Durchmesser herzustellen, damit die Fasern beim Wasserstrahlen nicht in diese Öffnungen hingeschwemmt werden. Es ist deshalb sehr schwer, wenn nicht unmöglich eine massive, in sich stabile Trommel ähnlich der nach der EP 0 626 902 mit den Bedingungen der genannten Art herzustellen.To produce the desired perforated fleece, the mandrels must be in a very dense Distance, between 3 and 10 mm, be arranged, with the area between the Thorns the drain holes must be drilled. These are between 1-2 mm in diameter so that the fibers do not get into the water jet Openings are washed up. It is therefore very difficult, if not impossible a massive, stable drum similar to that according to EP 0 626 902 with the To produce conditions of the type mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu entwickeln, mit der die Herstellung einer Trommel für die Erzeugung von Lochvliesen oder auch für Prägetrommeln leichter und damit preiswerter möglich ist.The invention has for its object a method and a corresponding To develop device with which the manufacture of a drum for the production of perforated fleece or also for embossing drums easier and therefore cheaper is.

Unter Ausnutzung des bekannten Herstellungsverfahren einer Oberfläche mit einer Laserbrenneinrichtung so wie sie auch in der EP-A-0 626 902 beschrieben ist, sieht die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß auf einer Vorrichtung mit einer Laserbrenneinrichtung eine im Querschnitt kreisförmige, allein jedoch instabile Kunststoffhülle beliebiger Länge mit radial nach außen abstehenden plastischen Erhöhungen für das spätere Prägemuster oder für die zu erzielenden Löcher im Vlies hergestellt und rund um die Erhöhungen die Kunststoffhülle durchstoßende Löcher zum Abtransport des zum Vernadeln aufgespritzten Wassers gebrannt werden, dann die instabile Kunststoffhülle von der Trägereinrichtung beim Brennen entfernt und auf eine an sich bekannte metallische, in sich stabile Siebtrommel mit gelaserten, gebohrten oder gestanzten Löchern gezogen wird, wobei zuvor auf die Siebtrommel wie bekannt als Unterzug ein gröberes Siebgewebe als Abstandshalter für die Kunststoffhülle aufgezogen wird. Using the known manufacturing method of a surface with a Laser burning device as it is also described in EP-A-0 626 902 the invention to achieve the object that on a device with a laser burning device has a circular cross section, but is unstable on its own Plastic cover of any length with plastic protruding radially outwards Increases for the later embossing pattern or for the holes to be achieved in the fleece manufactured and holes penetrating the plastic shell around the elevations be burned to remove the water sprayed for needling, then the unstable plastic casing is removed from the carrier device during the firing and is opened a well-known metallic, stable sieve drum with lasered, drilled or punched holes is drawn, previously on the sieve drum as is known as a beam, a coarser screen fabric as a spacer for the Plastic cover is pulled up.

Die mit diesem Verfahren hergestellte Konstruktion besteht dann aus einer metallischen, in sich stabilen Siebtrommel mit aufgezogenem Siebgewebe zur Abstandserzeugung und als drittem Mantel aus einer auf dieses Siebgewebe aufgezogenen in sich labilen Kunststoffhülle, die auf einer Laserbrenneinrichtung sowohl mit Entwässerungslöchern als auch außen mit radial abstehenden plastischen Erhöhungen versehen ist. Das gröbere Siebgewebe zur Abstandserzeugung für bessere Durchströmung ist auch in der Wasserstrahltechnik bekannt, siehe dazu z. B. die US-A-5 042 722. Neu ist aber dieses Siebgewebe jetzt mit einer rundum nahtlosen Kunststoffhülle, wie Schlauch zu beziehen, die sehr dünn und damit labil hergestellt ist und jetzt rundum einen festen Halt hat.The construction produced with this method then consists of a metallic, stable sieve drum with drawn sieve mesh Distance generation and as a third coat from one on this screen fabric wound in itself unstable plastic cover on a laser burning device both with drainage holes and externally with radially protruding plastic ones Increases are provided. The coarser screen fabric for generating distance for better flow is also known in water jet technology, see z. B. US-A-5 042 722. But this screen fabric is new with an all-round seamless Plastic cover, like hose, which is made very thin and therefore unstable and now has a firm grip all around.

Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft darge stellt. Es zeigen:A device of the type according to the invention is exemplified in the drawing poses. Show it:

Fig. 1 Im Querschnitt eine durchlässige, unter Saugzug stehende Walze zur Herstellung eines Lochvlieses mit der Walze außen zugeordneten Düsenbalken und Fig. 1 in cross section a permeable, under suction suction roller for producing a perforated fleece with the roller associated with the outside of the nozzle bar and

Fig. 2 der Mantel der Walze nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung. Fig. 2, the jacket of the roller of FIG. 1 in an enlarged view.

Es geht um eine Wasservernadelungsvorrichtung wie sie beispielsweise in der DE-A- 197 06 610 dargestellt ist. Dort dient die Vorrichtung zum Einführen eines noch un verfestigten Vlieses mittels eines tragenden Endlosbandes in den Spalt eines oberhalb dazu laufenden Endlosbandes und dann rund um eine Trommel, auf der das Vlies dann erstmals mit aus der Trommel zugeordneten Düsenbalken austretenden Wasserstrahlen vernadelt wird. Eine solche Vorrichtung ist zu verändern zur Herstellung von scharf abgegrenzten Löchern in ein bereits verfestigtes oder teilweise verfestigtes Vlies. In der Zeichnung ist dazu lediglich eine Trommel 1 dargestellt, der weitere Peripherieteile folgen und vorgeordnet sind, aber wegen der Übersichtlichkeit hier fortgelassen sind. Das im Grunde fertige und insofern nicht durch ein Endlosband getragene Vlies 2 überläuft unmittelbar die Trommel 1, der außerhalb ein oder mehrere Düsenbalken 3 unmittelbar zugeordnet sind. Der jeweilige Düsenbalken 3 ist achsparallel zur Trommel 1 angeordnet und an seiner der Trommel 1 zugeordneten Unterseite mit einem hier nicht dargestellten Düsenstreifen zum Austritt der Wasserstrahlen 4 versehen. It is about a water needling device such as that shown in DE-A-197 06 610. There, the device serves to introduce a non-consolidated nonwoven by means of a supporting endless belt into the gap of an endless belt running above it and then around a drum, on which the fleece is then needled for the first time with water jets emerging from the drum. Such a device is to be modified to produce sharply defined holes in an already consolidated or partially consolidated nonwoven. For this purpose, only one drum 1 is shown in the drawing, which further peripheral parts follow and are arranged, but are omitted here for the sake of clarity. The fleece 2 , which is basically finished and in this respect not carried by an endless belt, directly overflows the drum 1 , to which one or more nozzle bars 3 are directly assigned outside. The respective nozzle bar 3 is arranged axially parallel to the drum 1 and provided on its underside associated with the drum 1 with a nozzle strip (not shown here) for the exit of the water jets 4 .

Die Trommel 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einer nahtlosen Trommelwandung 5, die dünn und insbesondere bei Verwendung von zum Lasern geeignetem Kunststoff instabil ausgebildet ist. Diese Trommelwandung 5 weist gemäß Fig. 4 auf der Außenseite eine Vielzahl von plastischen Erhöhungen, wie Dorne 6 auf. Die Dorne 6 sind umgeben von Drainageöffnungen 7. Die Vielzahl der Dorne 6 wird mittels computergesteuerten Laserstrahlen aus dem Vollen des Materials der Wandung 5 herausgebrannt. Anschließend oder zur gleichen Zeit sind die Bohrungen 7 einzubringen, die die Dorne 6 rundum umgeben.According to FIG. 1, the drum 1 consists of a seamless drum wall 5 , which is thin and unstable in particular when using plastic suitable for lasering. According to FIG. 4, this drum wall 5 has a large number of plastic elevations, such as mandrels 6 . The mandrels 6 are surrounded by drainage openings 7 . The plurality of mandrels 6 are burned out from the full material of the wall 5 by means of computer-controlled laser beams. Then or at the same time the holes 7 are to be made , which surround the mandrels 6 all around.

Eine solche aus einem harten, aber laserbaren Kunststoff hergestellte Hülle in einer Arbeitsbreite beliebiger Länge ist dann auf eine stabile Siebtrommel 11 aufgezogen, auf die aber vorher ein gröberes Siebgewebe 12 zur Abstandserzeugung zwischen Wandung 5 und Siebtrommel 11 aufgebracht ist. Damit ist die labile Wandung 5 rundum und auch in radialer Richtung fest und unverrückbar gehalten. Wie üblich ist die Siebtrommel 11 zum Absaugen des aufgespritzten Wassers unter Saugzug gesetzt, wozu im Inneren der Trommel 1 ein Saugrohr 8 zentrisch angeordnet ist, das zur Siebtrommel 1 sich erstreckende Saugschlitze 10 aufweist, denen wiederum die Wasserbalken 3 zugeordnet sind.Such a sleeve made of a hard, but laserable plastic in a working width of any length is then mounted on a stable screen drum 11 , to which, however, a coarser screen fabric 12 is previously applied for generating the distance between the wall 5 and the screen drum 11 . The unstable wall 5 is thus held firmly and immovably all around and also in the radial direction. As usual, the sieve drum 11 for suctioning the sprayed water is placed under suction, for which purpose a suction pipe 8 is arranged centrally in the drum 1 , which has suction slits 10 extending to the sieve drum 1 , which in turn are assigned to the water bars 3 .

Die zur Herstellung der Kunststoffhülle notwendige Laserbrenneinrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt, sie ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Wesentlich ist nur, daß auf der der Laserbrenneinrichtung zugeordneten Trommel aus z. B. GFK über eine Trennschicht ein Kunststoff aufgebracht ist, der mit dem Laser so bearbeitet werden kann, daß die Wandungen der plastischen Erhöhungen glatt und die Ebene zwischen den Erhöhungen ebenfalls glatt ausgebildet ist. Ggf. kann man nach der Herstellung auf die Oberfläche der Hülle noch eine Gleitschicht z. B. aus Teflon aufbringen, um eine leichtere Ablösung des Faservlieses von der mit den Wasserstahlen mit hohem Wasserdruck beaufschlagten Trommel zu ermöglichen.The laser burning device required to produce the plastic casing is in the Drawing not shown, it is known per se and is not the subject of Invention. It is only essential that that assigned to the laser burning device Drum made of z. B. GFK is applied over a separating layer, a plastic with the laser can be processed so that the walls of the plastic Elevations smooth and the level between the elevations also smooth is. Possibly. you can have one after the production on the surface of the shell Sliding layer z. B. from Teflon to facilitate detachment of the nonwoven fabric from the drum loaded with the water steels with high water pressure enable.

Claims

1. A method for producing a rotatable, permeable drum for producing hydrodynamically needled nonwovens with hard water jets hitting the nonwoven radially from the outside, the nonwoven being provided with an embossed pattern and / or even with sharply defined holes after the water jet treatment , characterized in that a device with a laser burning device produces a cross-sectionally circular, but unstable plastic casing of any length with radially outwardly protruding plastic elevations for the later embossing pattern or for the holes to be achieved in the fleece and penetrating the plastic casing around the elevations Holes for the removal of the water sprayed on for needling are burned, then the unstable plastic casing is removed from the carrier device during the firing and onto a known, stable metallic drum m it is lasered, drilled or punched holes, with a coarser screen fabric as a spacer for the plastic cover being previously drawn onto the screen drum as known as a beam.

2. Device for water jet treatment of a nonwoven with an embossed pattern and / or hole pattern with at least one water beam assigned radially outside to a permeable drum for producing the water jets, produced by the method according to claim 1, characterized in that it consists of a known metallic sieve drum ( 11 ) screen fabric ( 12 ) for generating distance and as a third jacket with an inherently unstable plastic cover ( 5 ), which is mounted on this screen fabric ( 12 ) and which on a laser burner has both drainage holes ( 7 ) and radially protruding plastic elevations ( 6 ) on the outside is provided.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that on the outside of the finished plastic cover ( 5 ) a plastic elevations ( 6 ) and the perforated, smooth surface between these elevations ( 6 ) enclosing or covering thin sliding layer, for. B. made of Teflon.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the plastic sleeve ( 5 ) is seamless.