RO120492B1

RO120492B1 - Procedeu pentru fabricarea unui material neţesut voluminos, structurat

Info

Publication number: RO120492B1
Application number: RO99-01337A
Authority: RO
Inventors: Werner Wagner
Original assignee: Hcd Hygienic Composites Development Gmbh
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2006-02-28
Also published as: ATE209268T1; EP0991803A1; BR9810059A; DE19725749B4; JP2002512660A; RU2203353C2; DE19725749A1; AU731831B2; CZ300638B6; CZ449399A3; PL196582B1; SK177499A3; DE59802744D1; SK284961B6; WO1998058109A1; CN1260848A; AU8436598A; HUP0003054A2; EP0991803B1; CA2294360A1

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu pentru fabricarea unui material voluminos, structurat. Procedeul conform invenţiei, într-o primă fază, realizează producerea unui material neţesut, constituit dintr-o mulţime de monofilamente, ce sunt întinse între 50 şi 70% din întinderea maximă posibilă şi aşezate sub forma unui fascicol de fibre, care este presat şi consolidat prin intermediul unei prime perechi de valţuri, într-un material neţesut brut şi o prelucrare ulterioară a materialului neţesut brut prin folosirea unei a doua perechi de valţuri (10a şi 10b), la care suprafeţele exterioare sunt din metal, valţul pozitiv (10a) având proeminenţele (11) aranjate în şiruri, iar valţul negativ (10b) având nişte lamele (13) dispuse pe direcţie axială şi nişte adâncituri (14) între ele, astfel încât, în timpul rotirii valţurilor, lamelele valţului negativ (10b) pătrund în spaţiile dintre proeminenţele valţului pozitiv (10a).

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru fabricarea unui material nețesut, voluminos, structurat, care cuprinde următoarele etape:

(a) producerea unui material nețesut care constă dintr-o mulțime de monofilamente, ce sunt întinse între 50 și 70% din întinderea maximă posibilă și așezate sub forma unui fascicol de fibre;

(b) presarea și consolidarea fascicolului de fibre prin intermediul unei prime perechi de valțuri, într-un material nețesut brut;

(c) prelucrarea ulterioară a materialului nețesut brut prin folosirea unei a doua perechi de valțuri, formată dintr-un valț pozitiv cu niște proeminențe distribuite pe suprafața sa laterală și un valț negativ cu niște adâncituri; în timpul procesului de trecere printre vălțuri, proeminențele pătrunzând în adâncituri și întinzând materialul nețesut brut în zona angrenării valțurilor, conform brevetului US 19547319.1.

Procedeul amintit în brevetul de bază pornește de la un nivel al tehnicii conform US-PS 5399174. în acest brevet este descrisă o folie stratificată, la care un strat de material nețesut, format dintr-o legătură de fire polimerice încrețite, este laminat cu o folie polimerică, cu ajutorul valțurilor, și este astfel format, încât rezultă un motiv ornamental și de legătură, care leagă materialul nețesut cu folia.

în acest brevet se menționează, de asemenea, că formarea prin trecerea printre valțuri este un procedeu de modificare a structurii și concomitent de producere a unui design decorativ.

Se cunoaște, de asemenea, brevetul US 4592943, conform căruia se utilizează un procedeu, la care materialul nețesut se încălzește atunci când este prelucrat prin trecerea între 2 grătare și forma determinată a grătarului este transmisă materialului nețesut, care rămâne reprezentată în mod corespunzător.

în continuare, se fac trimiteri la brevetul US 4774124, care arată un procedeu de formare cu valțuri model.

Se cunoaște, de asemenea, din brevetul US 5356364, un procedeu de gofrare, la care corpurile pozitive și negative a două valțuri nu se îmbină perfect, dar permit realizarea straturilor cu o formă specială și în același timp fibroasă.

Procedeele amintite au ca punct comun faptul că întâi trebuie produs un strat voluminos de material nețesut, care apoi este modelat cu ajutorul procedeului deformare. Stratul de material nețesut nu crește în volum.

Pornind de la brevetul de bază (brevet US 19547319), problema tehnică, ce se rezolvă, este o îmbunătățire a procedeului cunoscut, prin aceea că materialul nețesut, care a fost produs conform procedeului brevetat și prezintă deja fire și filamente parțial legate, este prevăzut cu o mărire definită a volumului.

Problema este rezolvată prin revendicarea 1.

în cadrul etapei (c) conform revendicării 1, urmează o prelucrare ulterioară prin utilizarea unei a doua perechi de valțuri, în care învelișul exterior al valțurilor este dintr-un metal, de preferință, același metal pe ambele valțuri, cu o duritate Rockwell (HRC) mai mare de 50, valțul pozitiv având niște proeminențe aranjate în șiruri, iar valțul negativ având niște lamele dispuse pe direcție axială și niște adâncituri între ele, astfel încât în timpul rotirii valțurilor, lamelele valțului negativ pătrund în spațiile dintre proeminențele valțului pozitiv. Prin lamelele ordonate axial, care se întind peste mai multe șiruri de proeminențe, se ajunge, printr-o întindere preliminară de 70%, la o întindere mai bună, mai ales la o structură specială, care se deschide la vârful proeminențelor, și în limbajul de specialitate este numită apperturized non woven.

RO 120492 Β1

Deschiderile adânciturilor sunt structurate conform geometriei proeminențelor meta- 1 lice. în funcție de circumferința proeminențelor, se obține o perforare mai mare a materialului nețesut, precum și o deschidere mai mare a adânciturilor. 3

Deschiderile au forma adâncită pe dosul materialului nețesut.

Pe partea care se utilizează, deschiderile acționează ca niște pâlnii fine, care pot 5 prelua și transfera lichide.

Acest efect este dorit pentru materialul gen înveliș, din material fibros, deoarece 7 lichidul este preluat și trecut mai departe. Prin structura tridimensională, preluată de materialul nețesut, se împiedică lichidul să ajungă iarăși la suprafață. Această suprafață rămâne 9 uscată. De asemenea, exteriorul materialului nețesut are un tușeu moale la pipăit și este elastic. 11

Cu a doua pereche de valțuri se poate determina structura produsului final și cât de fibros trebuie să fie. Se propune ca ecartamentul dintre valțuri și deci pătrunderea reciprocă 13 a valțurilor să se regleze. Se utilizează de preferință valțuri cu o înălțime a proeminențelor între 0,8 și 2 mm, iar numărul de proeminențe pe o suprafață de 100 cm² a valțurilor să fie 15 cuprins între 2000 și 3000.

Este importantă și temperatura valțurilor. De exemplu, se lucrează cu un valț negativ 17 cu temperatura mai scăzută decât a valțului pozitiv. Temperaturile pentru valțul pozitiv sunt cuprinse între 175 și 190’C, iar temperaturile pentru valțul negativ sunt cuprinse doar între 19 40 și 80°C.

Pentru a obține o structură în formă de pâlnie a materialului nețesut, trebuie ca proe- 21 minențele să se termine cu un vârf și să fie controlată forma vârfului, de exemplu, vârful să fie sub formă de bulb, adică rotunjit. Este de asemenea posibil ca vârful să fie sub formă de 23 piramidă, cu un unghi la vârf de 90 ± 20°.

Pentru producerea materialului nețesut, se utilizează de preferință o polietilenă, poli- 25 propilenă, poliester sau poliamidă, deoarece aceste materiale termoplastice au porozitatea dorită. 27

Ca procedee de producere a materialelor fibroase folosite pentru obținerea materialului nețesut sunt indicate cele obișnuite, cum ar fi cardare, filare cu aer sau filare din 29 topitură prin injecție de aer.

în timpul celei de a doua întinderi, fascicolul de material nețesut brut este fixat întins 31 pe marginile valțurilor, astfel încât să nu se încrețească. în timpul celei de a doua întinderi, adică a primei treceri a fascicolului de material nețesut brut prin a doua pereche de valțuri, 33 se menține temperatura ca cea din timpul primei întinderi.

Temperatura valțurilor este menținută puțin deasupra sau dedesubtul acestei 35 temperaturi.

Invenția se referă mai departe la o pereche de valțuri la care suprafețele exterioare 37 sunt din metal, la care proeminențele de la valțul pozitiv sunt aranjate în șiruri, iar suprafața valțului negativ are niște lamele dispuse pe direcție axială și cu niște adâncituri între ele, 39 astfel încât în timpul rotirii valțurilor, unul față de altul, lamelele pătrund în spațiile dintre proeminențe. 41

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...4, care reprezintă:43

- fig. 1, reprezentarea schematică a unei instalații pentru procedeu;

- fig. 2, în detaliu, o formă de execuție a valțurilor de profil pentru întindere;45

- fig. 3, în detaliu, o formă de execuție a valțurilor de profil pentru întindere conform fig- 2;47

-fig. 4, reprezentare mărită a unei vederi în perspectivă la un produs fabricat conform procedeului.49

RO 120492 Β1 în fig. 1 este reprezentat schematic procedeul de realizare a unui material nețesut, voluminos, structurat. într-un buncăr de depozitare 1 se află un granulat termoplastic, de exemplu, polietilenă, poliester, polipropilenă sau poliamidă, care pot fi prelucrate într-un material nețesut corespunzător. Materialul granulat ajunge într-un extruder de încălzire și este dus în față până la gura 3 a extruderului printr-un șnec 2.

Apoi materialul extrudat este alimentat prin intermediul unei duze de filare 5 către conducta de ghidare 4. Din duza de filare 5, fascicolul de fibre filate, despărțit în șiruri foarte fine, intră în dispozitivul de întindere 18 și apoi în zona unei suflante de răcire 22, unde fascicolul de fibre 6 este răcit brusc.

în dispozitivul de întindere 18 firul individual nu este complet întins. Este avantajos doar un grad de întindere de 60...70% la polietilenă și polipropilenă, respectiv 50...70% la poliester sau poliamidă. Aceasta este contrar celorlalte condiții obișnuite de întindere, care preferă să execute o întindere completă a produsului, din motive de economie de material.

Fascicolul de fibre 6 întins este pus pe un transportor sub formă de rețea 7, care are dedesubt o cameră de vid 8, astfel încât fascicolul de fibre stă plat pe transportorul 7. Acest fascicol este apoi comprimat între o primă pereche de valțuri, denumite valțurile calandru 9a și 9b.

După această prelucrare se obține un material nețesut brut 12, care are o greutate de suprafață de 20 g/m²și o grosime de doar câțiva milimetri.

Materialul nețesut brut 12, astfel format, a obținut între valțurile calandru 9a și 9b o fixare slabă. A fost realizată doar o ușoară fuziune locală, pentru a face mai ușoară prelucrarea materialului.

Materialul nețesut brut 12 este dus apoi la a doua pereche de valțuri 10a și 10b, formată prin două valțuri cu profil de întindere. Valțul 10a este pozitiv, cu o mulțime de proeminențe 11 distribuite pe suprafața laterală a valțului, în timp ce valțul negativ 11b este prevăzut cu numeroase lamele 13 dispuse pe direcție axială și cu niște adâncituri 14 între ele. în timpul procesului de trecere printre valțuri, proeminențele 11 pătrund în adânciturile 14 și întind materialul nețesut brut în zona pătrunderii.

Cu întinderea prin cele două valțuri 10a și 10b este dată o supraîntindere locală a structurii fibroase, deoarece materialul nețesut brut 12 este prins strâns la capăt de muchiile exterioare ale valțurilor 10a și 10 b și nu poate fi tras spre interior. Materialul nețesut este deci întins local până la extrem. Conform formei valțurilor se poate renunța la o fixare laterală.

Așa cum se arată în fig. 2 și 3, suprafața valțurilor cu profil de întindere 10a și 10b este astfel structurată, încât partea în relief, adică proeminențele 11 sunt împinse în adânciturile 14 dintre lamelele 13 ale contravalțului, în timp ce zona plată a dispozitivului de formare ține strâns bucata de material nețesut care poate fi întins.

Valțul și contravalțul sunt reglate exact unul peste altul. Proeminențele 11 sunt reprezentate ca niște piramide în trepte.

Vârfurile piramidelor pot fi și rotunde și chiar ascuțite în momentul respectiv. în special, este bună o configurație la care vârful este sub formă de bulb.

Lamelele au doar o lățime de aproximativ 1/3 până la 1/5 din distanțele libere ale proeminențelor și se întind, conform exemplului de realizare, pe toată lungimea valțului.

Totuși pot fi și mai mici și întrerupte. Lungimea lamelelor trece totuși mereu peste un număr mai mare de distanțe dintre proeminențe, și anume cel puțin trei distanțe dintre proeminențe.

RO 120492 Β1

Valțul 10a este prevăzut cu un înveliș sau un strat de oțel, la fel ca și proeminențele 1

11, care sunt tot din oțel. De asemenea, învelișul valțului 10b este executat tot din oțel. Se folosește un oțel cu o duritate Rockwell de 62 (comparați metodele de măsurare 3 Klingelnberg, carte tehnică auxiliară, Springer-Verlag, 1967, ediția 15).

Materialul nețesut 15, care iese dintre valțurile 10a, 10b, are o modificare prin întin- 5 derea locală ulterioară atâtîn ceea ce privește lungimea fibrei, cât și în structura materialului. Materialul nețesut brut primește prin designul valțului respectiv o structură cu caracter 7 tridimensional conform fig. 3, așa cum se descrie în continuare.

în zona de întindere, fibrele individuale sunt bine fixate (prinse), astfel încât și 9 volumul devine rezistent.

Tușeul întregului material nețesut devine în mod clar mai moale și mai flexibil și reali- 11 zează o schimbare a vectorului de transport al apei. Umiditatea este transportată de la suprafață pe dosul materialului nețesut, de-a lungul proeminențelor fără sfârșit ale fibrelor. 13

Ecartamentul celei de a doua perechi de valțuri și astfel pătrunderea reciprocă a valțurilor este reglabilă reciproc, așa cum se știe și din tehnologia valțurilor. 15 înălțimea proeminențelor este în cazul de față 1,5 mm, iar distanța dintre proeminențe este de aproximativ 1,5 mm. 17

Numărul de proeminențe pe 100 cm² este de 2500.

De exemplu, un înveliș fibros este realizat dintr-un material nețesut, prin depunerea 19 pe o bandă de transport, în aceeași fază, a unor fibre de polipropenă cu o densitate de 7g/cm² și fibre de polipropilenă obținute prin filare din topitură prin injecție de aer într-o can- 21 titate de 2x3 g/cm² și totul se acoperă cu un alt strat de 7 g/cm² de material nețesut, consolidat la filare chimică, din polipropilenă. Acest compozit este alimentat mai întâi la instalația 23 de valțuri și legat punctiform. Materialul nețesut pe bază de polipropilenă, fixat anterior, este apoi alimentat la o a doua pereche de valțuri, este perforat și modificat, la o temperatură a 25 valțurilor cu proeminențe de 175°C și o temperatură a valțurilor cu lamele de 80°C .

Conform fig. 3, rezultă un material folie, care prezintă 5 adâncituri 20 pe centimetru, 27 în formă de pâlnie, formate prin gofrare, între care rămâne o suprafață plană 21. înălțimea materialului nețesut, adică adâncimea paharului, este de aproximativ 1 mm. Materialul este 29 perforat în zona de bază a proeminențelor și complet reliefat și poate fi utilizat în domeniul igienei, de exemplu, ca înveliș fibros la fabricarea de scutece sau ca strat de acoperire la 31 fabricarea produselor pentru igienă feminină.

Forma proeminențelor, care a realizat structurarea, este piramidală cu un plan drep- 33 tunghiular și un unghi la vârf de 90°. Procedeul descris poate fi utilizat pentru producerea direct a materialului nețesut. Dar se poate produce separat un material nețesut brut, care să 35 se prelucreze ulterior. La materialul nețesut voluminos, poate fi laminat un al doilea material nețesut sau o folie. 37

Procedeul amintit anterior poate în principiu să utilizeze toate materialele sintetice care pot fi filate prin topire, cu o întindere preliminară, cum ar fi polietilenă, poliester, polipro- 39 pilenă, poliamidă.

Procedeul amintit este indicat în principiu pentru folosirea și producerea materialelor 41 nețesute prin toate metodele convenționale de realizare, incluzând fabricarea materialelor nețesute, prin procedee cum ar fi cardare, filare cu aer sau filare din topitură prin injecție de 43 aer.

Producerea materialului nețesut din fibre scurte, care au fost produse conform pro- 45 cedeului de cardare sau prin filare cu aer, cum ar fi fibre tăiate la o lungime de aproximativ 3...6 cm, din fibre de finețe 2 până la 5 den, prin folosirea cardei, sunt ușor formate preliminar 47 și apoi supuse procesului de transformare conform invenției.

RO 120492 Β1

La materialele nețesute din fibre obținute prin filare cu aer, fibrele scurte sunt transportate printr-un curent de aer și depuse într-o formă fină de material nețesut pe un tambur perforat. Acest material nețesut, căruia i s-a conferit o rezistență preliminară prin gofrare, este apoi supus procesului de formare, conform invenției.

Materialele nețesute din fibre scurte pot fi formate, deoarece au un rest suficient de capacitate de lungire, care provine din capacitatea de deplasare a fibrelor scurte și din încrețirea lor.

Materialele nețesute, obținute din cardare și filare cu aer, sunt utilizate pentru structuri cu o greutate de 15 până la 30 g/m², sau se pot utiliza și la greutăți de suprafață mai mari.

Materialele nețesute, realizate prin filare din topitură prin injecție de aer, sunt obținute din topitură de polimer, prin ruperea picăturilor provenite de la duza de filare, în fibre individuale foarte fine.

Fibrele individuale sunt luate de curentul de aer și depuse sub formă de material nețesut pe o bandă transportoare. Fibrele obținute prin filare din topitură prin injecție de aer sunt foarte fine și moi. Din cauza rezistenței lor insuficiente, sunt deseori combinate cu alte materiale nețesute. în domeniul igienei feminine, materialele nețesute, obținute prin filare din topitură prin injecție de aer, pot fi folosite singure sau în combinație cu alte materiale nețesute.

în particular, un material nețesut, obținut prin filare din topitură prin injecție de aer, cu o greutate de suprafață cuprinsă între de 10 și 20 g/m², este foarte potrivit pentru a se forma.

Claims

Revendicări

1 21. Pereche de valțuri conform revendicărilor 17...20, caracterizată prin aceea că distanța dintre șirurile de proeminențe este între 1 și 2,5 mm.

1. Procedeu pentru fabricarea unui material nețesut, voluminos, structurat, cuprinzând următoarele etape:

(b) presarea și consolidarea fascicolului de fibre prin intermediul unei prime perechi de valțuri (9a, 9b), într-un material nețesut brut (12);

(c) prelucrarea ulterioară a materialului nețesut brut prin folosirea unei a doua perechi de valțuri (10a, 10b), formată dintr-un valț pozitiv (10a) cu niște proeminențe (11) distribuite pe suprafața sa laterală și un valț negativ (10b) cu niște adâncituri, în timpul procesului de trecere printre valțuri, proeminențele pătrunzând în adâncituri și întinzând materialul nețesut brut, care este întins ulterior în zona angrenării valțurilor, caracterizat prin aceea că suprafețele exterioare ale celei de-a doua perechi de valțuri (10a, 10b) sunt din metal, valțul pozitiv (10a) având proeminențele (11) aranjate în șiruri, iar valțul negativ (10b) având niște lamele (13) dispuse pe direcție axială și niște adâncituri (14) între ele, astfel încât în timpul rotirii valțurilor, lamelele valțului negativ (10b) pătrund în spațiile dintre proeminențele valțului pozitiv (10a).

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cea de-a doua pereche de valțuri (10a, 10b) este din metal, în principal, cu aceeași duritate, cu o duritate Rockwell (HRC) mai mare de 50.

3 22. Pereche de valțuri, conform revendicărilor 17...21, caracterizată prin aceea că numărul de proeminențe la 100 cm² suprafață valț este cuprins între 2000 și 3000.

3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că ecartamentul dintre valțurile (10a) și (10b) se reglează, reglându-se astfel pătrunderea reciprocă a valțurilor.

RO 120492 Β1

4. Procedeu conform revendicărilor 1...3, caracterizat prin aceea că înălțimea 1 proeminențelor este între 0,8 și 2 mm.

5 23. Pereche de valțuri, conform uneia din revendicările anterioare, caracterizată prin aceea că proeminențele se termină cu un vârf.

5. Procedeu conform revendicărilor 1 ...4, caracterizat prin aceea că distanța dintre 3 șirurile de proeminențe este între 1 și 2,5 mm.

6. Procedeu conform revendicărilor 1...5, caracterizat prin aceea că numărul de 5 proeminențe pe 100 cm² este cuprins între 2000 și 3000.

7 24. Pereche de valțuri, conform revendicării 23, caracterizată prin aceea că vârful este sub formă de bulb.

7. Procedeu conform revendicărilor 1...6, caracterizat prin aceea că temperatura7 valțului pozitiv (10a) este diferită de temperatura valțului negativ (10b).

8. Procedeu conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că temperatura valțului9 negativ (10b) este reglată la o temperatură cu cel puțin 20°C mai puțin decât cea a valțului pozitiv (10a).11

9. Procedeu conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că, în timpul celei de a doua operații de întindere a fascicolului de material nețesut13 brut (12), se menține o temperatură care, în principal, este aceeași cu cea din timpul primei întinderi.15

10. Procedeu conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că proeminențele se termină cu un vârf.17

11. Procedeu conform revendicării 10, caracterizat prin aceea că vârful este sub formă de bulb.19

12. Procedeu conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că vârful este sub formă de piramidă cu un unghi la vârf de 90°±20°.21

13. Procedeu conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că se utilizează, ca material pentru producerea de material nețesut, o polietilenă, 23 polipropilenă sau poliamidă.

14. Procedeu conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizat prin 25 aceea că materialele fibroase folosite pentru obținerea materialului nețesut sunt realizate prin cardare, filare cu aer sau filare din topitură prin injecție de aer. 27

15. Procedeu conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că, în timpul celei de a doua întinderi, fascicolul de material nețesut brut (12) este fixat 29 întins pe marginile valțurilor.

16. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că a doua întindere 31 duce la o substanțială subțiere în adâncituri, dacă este necesar, chiar la perforarea materialului nețesut brut în zona cuplării valțurilor. 33

17. Pereche de valțuri pentru aplicarea procedeului, conform cel puțin uneia din revendicările anterioare, caracterizată prin aceea că suprafața exterioară a perechii de 35 valțuri (10a, 10b) este din metal, proeminențele de la valțul pozitiv (10a) sunt aranjate în șiruri, iar suprafața valțului negativ (10b) are niște lamele (13) dispuse pe direcție axială și 37 cu niște adâncituri între ele, astfel încât în timpul rotirii valțurilor, unul față de altul, lamelele pătrund în spațiile dintre proeminențe. 39

18. Pereche de valțuri, conform revendicării 17, caracterizată prin aceea că valțurile (10a) și (10b) sunt din metal, în principal, cu aceeași duritate, cu o duritate Rockwell (HRC) 41 mai mare de 50.

19. Pereche de valțuri, conform revendicării 17, caracterizată prin aceea că ecarta- 43 mentul dintre valțurile (10a) și (10b) se reglează, reglându-se astfel pătrunderea reciprocă a valțurilor. 45

20. Pereche de valțuri, conform revendicărilor 17.19, caracterizată prin aceea că înălțimea proeminențelor este între 0,8 și 2 mm. 47

RO 120492 Β1

9 25. Pereche de valțuri, conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că vârful este sub formă de piramidă, cu un unghi la vârf de 90°±20°.