DE2424155C2

DE2424155C2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Schrumpfen eines Faservlieses

Info

Publication number: DE2424155C2
Application number: DE2424155A
Authority: DE
Inventors: Robert Lyon Bolliand; Claude Ecully Sailigny
Original assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Current assignee: Rhone Poulenc Textile SA
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1974-05-17
Publication date: 1984-05-03
Also published as: NO741805L; CH578640B5; JPS5046975A; FR2229797A1; SE405377B; IE39757L; NL175445C; US4050982A; BE815225A; NO136105B; IE39757B1; FI143974A7; DK146944B; CH683474A4; DE2424155A1; FI56406B; JPS5733386B2; CA1029156A; ATA408874A; CH579658A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Schrumpfen eines Faservlieses gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch? 1. Sie betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Im Verlauf der Herstellung von Vliesen werden häufig in diese Vliese Fasern eingeführt, die eine latente Fähigkeit haben, bei Wärme zu schrumpfen und dann eine Schrumpfung der Fasern durch Wärmebehandlung hervorzurufen. Es können verschiedene Arten von schrumpffähigen Fasern verwendet werden: Bestimmte nehmen an Länge ab und nehmen an Volumen zu, was dem Vlies ein Aufblähen erteilt, andere behalten die gleiche Länge, sind jedoch gekräuselt, was ihnen ein kürzeres Aussehen erteilt: Sie erteilen dem Vlies einen besseren Zusammenhalt, da sie im Verlauf der Schrumpfung durcheinandergeraten. Es können ebenfalls Seite an Seite zusammengesetzte Fasern verwendet werden, deren Bestandteile unterschiedliche Schrumpfungsfähigkeiten bei Wärme haben und die unter Annahme einer schraubenförmigen Kräuselung schrumpfen. Derartige Fasern sind von besonderem Interesse, da sie die Erzielung von verformbaren Vliesen mit einem ausgeprägten Aussehen und Textilgnffigkeit gestatten.

Bis heute wurden verschiedene Methoden zum Schrumpfen von Faservliesen bei Wärme verwendet, die entweder trockene oder nasse Behandlungen darstellen.

Die trockenen Behandlungen werden im allgemeinen in der folgenden Weise durchgeführt: Das Vlies wird einem warmen Luftstrom, ζ. B. in der in der franz. PS 36 249 beschriebenen Vorrichtung, oder einer Infrarotstrahlung ausgesetzt, oder das Vlies wird über eine Heizplatte bewegt

Diese Behandlungen ergeben keine guten Ergebnisse, da bei jeder von ihnen das Vlies auf einem Träger angeordnet ist, der den Schrumpfvorgang bremst und hindert Überdies wurde festgestellt, daß die Fasern trocken schwieriger schrumpfen als naß. Es wird daher bevorzugt, diese Schrumpfung naß durchzuführen.

Das Vlies kann in ein heißes Wasserbad eingetaucht werden, etwa wie in der franz. PS 14 27 148 beschrieben. Diese Methode hat jedoch ebenfalls einen Nachteil: Das erhaltene Vlies hat keinen Zusammenhalt, da die Fasern die Neigung haben, sich im Bad zu verteilen.

Das Vlies kann auch noch der Wirkung eines heißen Luftstroms ausgesetzt werden, der auf einem geneigten Träger zirkuliert Dieses Verfahren ist jedoch nur wenig wirtschaftlich, da ein großer Bedarf an heißer Luft besteht

Aus US-PS 25 28 793 ist weiterhin eine Methode zum Verfilzen von Baumwollfasern bekannt, welche darin besteht, daß ein Vlies von solchen Fasern der Einwirkung eines Mittels auf Basis von kaustischem Natriumhydroxid bei niedriger Temperatur ausgesetzt wird. Hierbei werden die Fasern ohne Spannung mit der Behandlungsflüssigkeit im Vollbad in Berührung gebracht, um die Fasern zu schrumpfen, durch die Bewegung der Flüssigkeit weitertransportiert und auf einem Schrägsiebband aus der Flüssigkeit herausgehoben. Diese Bedingungen sind von denjenigen gemäß vorliegender Erfindung, die weiter unten angegeben sind, verschieden. Insbesondere ist ein Vollbad und ein Transportband erforderlich, wodurch sowohl die Transportgeschwindigkeit beschränkt, als auch der apparative Aufwand erhöht ist

Ferner ist aus der FR-PS 11 68 076 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schrumpfen eines Gewebes mit Dampf bekannt, wobei sich das Gewebe auf drehenden Zylindern verschiebt, die voneinander derart angeordnet sind, daß dem Gewebe eine Wellenbewegung verliehen wird. Nach diesem Verfahren ist das Gewebe in intermittierender Weise in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Zylinder, welche das Transportmittel darstellen. Die Reibung des Gewebes auf den Zylindern schafft Spannungen, welche den Schrumpfungsmechanismus der Fasern beeinträchtigen.

Es besteht daher die Aufgabe, ein neuartiges Schrumpfungsverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu finden, bei dem die Nachteile des Stands der Technik beseitigt sind und das insbesondere eine regelmäßigere Schrumpfung von sich mit erhöhter Geschwindigkeit bewegenden Faservliesen mit Hilfe einer heißen Flüssigkeit gestattet.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Schrumpfen eines schrumpffähigen Fasern enthaltenden Faservlieses, bei dem das Faservlies ohne Spannung mit einem Flüssigkeitsbad in Berührung gebracht, durch die Bewegung der Flüssigkeit des Bades weitertransportiert und auf einem Schrägsiebband aus dem Flüssigkeitsbad herausgehoben wird, worauf ein Absaugen der Flüssigkeit und Trocknen des Vlieses erfolgt, dadurch, daß der Weitertransport des Faservlieses in dem Flüssigkeitsbad ausschließlich durch einen Flüssigkeitsfilm erfolgt. der auf der Oberfläche von in einer Reihe hintereinander angeordneten, angetriebenen Walzen, die teilweise in die erhitzte Flüssigkeit eintauchen gebildet wird.

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Vorrichturg zur Durchführung des Verfahrens mit einer Reihe von

achsparallelen, ausgefluchteten Zylindern, die in einem Behälter angeordnet sind, mit einer Einrichtung zum Drehen der Zylinder im gleichen Sinn, mit einer Einrichtung zum Heranführen des Vlieses ohne Spannung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Behälter eine heiße Flüssigkeit enthalten ist, in der die Zylinder teilweise eingetaucht sind, und das Drehen der Zylinder mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgt daß die Bildung eines stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilms ?uf der eingetauchten Oberfläche des Zylinders bewirkt wird, und durch eine Einrichtung zum Absaugen und Trocknen des Vlieses nach der Behandlung.

Schrumpffähige Fasern enthaltende Faservliese können durch irgendein bekanntes Herstellungsverfahren hergestellt werden. Diese Verfahren umfassen diejenigen, die auf trockene Weise durchgeführt werden, etwa das einfache Kardieren, das Kardieren nach Garnett, die Ablage mittels Luft, und diejenigen, die auf /lasse Weise, ausgehend von einer wäßrigen Dispersion von Fasern, durchgeführt werden und die üblichen Papierverfahren darstellen. Es ist offensichtlich, daß ohne Verlassen des Rahmens der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch Endlosfilamente gebildete ungewebte Vliese behandelt werden können. Die in die Zusammensetzung dieser Vliese eintretenden Fasern oder Filamente können bestehen auf der Basis eines natürlichen (Wolle) oder synthetischen (Polyamide, Polyester, Polyacrylonitrile, Polyolefine, Polyvinyle usw.) Polymers und deren Mischungen oder Kopolymeren, wobei wenigstens ein Teil dieser Fasern bei Hitze schrumpffähig ist.

Gemäß der Erfindung wird die Wärmebehandlung mittels einer heißen Flüssigkeit durchgeführt, die im allgemeinen Wasser ist. Das zu schrumpfende Vlies wird vom kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitsfilm angetrieben, der sich auf der aufgetauchten Oberfläche von Zylindern bildet, wenn diese Zylinder teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht sind und gedreht werden. Der Film muß eine ausreichende Dicke haben, um ein Vorwärtsbewegen des Vlieses zu bewirken, ohne daß ^A0 Reibungen zwischen dem Vlies und der Oberfläche der Zylinder entstehen, die den Schrumpfvorgang behindern könnten. Diese Dicke ist abhängig vom Gewicht des Vlieses und es ist offensichtlich, daß sie umso größer ist, wenn das Gewicht des Vlieses erhöht wird. Es wurde ⁴' im allgemeinen festgestellt, daß gute Ergebnisse erzielt wurden, wenn für leichte Vliese, d. h. mit einem Gewicht von 10 bis 150 g/m², der auf den Zylindern von etwa 110 mm Durchmesser gebildete Film eine Dicke zwischen 0,2 und 1 mm hatte, und wenn für schwerere >° Vliese, d.h. mit einem Gewicht von 150 bis 300g/m², diese Dicke 1 bis 3 mm betrug. Sie kann leicht geregelt werden unter Einwirkung insbesondere auf die Geschwindigkeit der Zylinder und auf die Höhe der Flüssigkeit. Um in den oben bestimmten Bedingungen zu liegen, wird vorzugsweise eine Geschwindigkeit der Zylinder von 1 bis 200 m/min gewählt und eine Flüssigkeitshöhe von 10 bis 20 mm unterhalb des Scheitels der Zylinder für die leichten Vliese und von 2 bis 10 mm für die schwereren Vliese. w

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Vlies ohne Spannung durch irgendeine Einrichtung zugeführt, im allgemeinen durch zwei Lieferzyünder, und zwar in Berührung mit dem Flüssigkeitsfilm, der das Viies sich vorwärts bewegen ^b5 läßt, während die Fasern frei schrumpfen. Es muß eine ausreichende Anzahl von Zylindern und für diese ein geeigneter Durchmesser gewählt werden, damit die Schrumpfung am Ende des Durchgangs vollständig ist, damit der Film eine konstante Temperatur beibehält und damit die Bahn des Vlieses zur Vermeidung seiner Verformung im wesentlichen eben ist Es werden vorzugsweise vier bis zehn Zylinder verwendet

Gemäß der Erfindung haben die ausgefluchteten und achsparallelen Zylinder einen im Vergleich zu ihrem Durchmesser verhältnismäßig geringen Abstand von im allgemeinen 1 bis 5 mm für Zylinder von 110 mm Durchmesser, falls ein guter Antrieb des Vlieses und die Vermeidung der Bildung von Turbulenzen sowie das ₍ Spritzen der Flüssigkeit außerhalb des Bads gewünscht sind. Die Versorgung mit heißer Flüssigkeit kann auf irgendeine Weise durchgeführt werden: Man kann z. B. eine Wanne mit kaltem Wasser füllen, die mit einem Überlaufrohr versehen ist, das die Konstanthaltung der Wasserhöhe gestattet, und in die die Zylinder teilweise eingetaucht sind, wobei die Erhitzung durch Zirkulation von überhitztem Wasserdampf in einer Schlange im unteren Teil der Wanne gewährleistet wird. Nach dem Durchgang auf dem Flüssigkeitsfilm wird das Vlies abgesaugt und dann auf übliche Weise kontinuierlich getrocknet, z. B. mit Hilfe von zwei Druckrollen, dann in einem heißen Ofen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der letzte Zylinder mit einem leicht geneigten Transportband versehen, das oberhalb der Wanne umläuft und auf seiner Innenseite mit Ansaugkästen versehen ist, die die Absaugflüssigkeit in die Wanne zurückführen.

Das Schrumpfungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile: Das vom Flüssigkeitfilm getragene Vlies behält seinen Zusammenhalt bei, da die Fasern keine Möglichkeit haben, sich im Bad zu verteilen; da die Fasern nicht mit einem starren Träger in Berührung stehen, schrumpfen sie frei und unter guten Bedingungen; der Umlauf der Flüssigkeit hält die Temperatur während der Schrumpfung konstant, was eine gute Gleichförmigkeit des Vlieses gewährleistet.

Schließlich ist das Verfahren wirtschaftlich, da es mit erhöhten Geschwindigkeiten (über 50 m/min) durchgeführt werden kann, verglichen mit den bei den herkömmlichen Methoden bis heute verwendeten Geschwindigkeiten.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung von besonderem Interesse für den Fall von Vliesen ist, die auf nasse Weise aus einer wäßrigen Dispersion von Fasern gewonnen sind, da die Vorrichtung zwischen die Papiermaschine und die Absaugvorrichtung eingebaut werden kann. Die F i g. 1 zeigt die Durchführung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen.

In dieser Figur wird ein bei Wärme schrumpffähige Fasern enthaltendes Vlies 1 ohne Spannung zugeführt mit Hilfe von zwei Lieferrollen 2 und 3 in Berührung mit einem kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitfilm 4 auf der aufgebrauchten Oberfläche von Zylindern 5 bis 9, die im Vorschubsinn des Vlieses 1 durch <;inen nicht gezeigten Motor gedreht werden. Die Zylinder 5 bis 9 sind teilweise in eine Flüssigkeit 10 eingetaucht, die in einer Wanne 11 enthalten und mit Hilfe von Rohren 12 erhitzt ist, die überhitzten Dampf enthalten und im. unteren Teil der Wanne 11 angeordnet sind. Der Zylinder 9 treibt ein endloses perforiertes Transportband 13 an, das leicht oberhalb der Wanne 11 geneigt ist und um Zylinder 9, 14 und 15 umläuft, wo das Vlies mit Hilfe von zwei unterhalb des oberen Teils des Transportbands gelegenen Ansaugkästen 16 und 17 abgesaugt wird. Das Vlies 1 wird anschließend daran mit

Hilfe von Wickelzylindern 18 und 19 aufgewickelt. Das folgende Beispiel zeigt die Erfindung, ohne sie zu begrenzen.

Beispiel

Am Ausgang einer Papiermaschine wird ein Vlies mit einer Breite von 150 cm und einem Gewicht von 80 g/m² kontinuierlich geschrumpft, nachdem es im Pressenabschnitt bis 30% Trockenheit getrocknet wurde, wobei es in Berührung mit dem auf der, etwa in Fig. 1 dargestellten, Vorrichtung gebildeten kontinuierlichen und stabilen Flüssigkeitsfilm zugeführt wird. Das Vlies besteht aus 70% Fasern aus Papierzellwolle von 10 mm Länge und einem Titer von 3,3 dtex (3 den) und 30% zusammengesetzten wärmeschrumpffähigen Fasern, bestehend aus 50% Äthylenglycolpolyterephthalat mit einem zwischen 200 und 203°C liegenden Schmelzpunkt und aus 50% eines !Copolyesters mit 95% Äthylenglycolpolyterephthalat und 5% Dimethylpropandiolpolyterephthalat mit einem Schmelzpunkt von 228°C, mit einer Länge von 10 mm und einem Titer von 1,7 dtex (1,5 den). Die Lieferzylinder führen das Vlies mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min in Berührung mit dem Flüssigkeitsfilm am Scheitel von sieben Zylindern aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 110 mm und einem Abstand von 5 mm zu, die sich im Vorschubsinn des Vlieses mit 20 m/min drehen. Die Zylinder sind in die Wanne bis zu einer Höhe von 95 mm eingetaucht. Die Dicke des Films beträgt 0,8 mm und die Wassertemperatur 95°C. Das Vlies wird anschließend daran auf dem Transportband mit Hilfe von Absaugkästen bis 30% Trockenheit abgesaugt. Nach dem Trocknen durch Bewegung über die während einer Minute auf 14O⁰C erhitzten Zylinder ist festzustellen, daß das 125 g/m² wiegende erhaltene Vlies um 20% in beiden Dimensionen geschrumpft ist, daß es ein regelmäßiges granitartiges Aussehen und eine angenehme Griffigkeit hat, daß folglich die Schrumpfung unter guten Bedingungen durchgeführt wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Schrumpfen eines schrumpffähigen Fasern enthaltenden Faservlieses, bei dem das Faservlies ohne Spannung mit einem Flüssigkeitsbad in Berührung gebracht, durch die Bewegung der Flüssigkeit des Bades weitertransportiert und auf einem Schrägsiebband aus dem Flüssigkeitsbad herausgehoben wird, worauf ein Absaugen der Flüssigkeit und Trocknen des Vlieses erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Weitertransport des Faservlieses in dem Flüssigkeitsbad ausschließlich durch einen Flüssigkeitsfilm erfolgt, der auf der Oberfläche von in einer Reihe hintereinander angeordneten, angetriebenen Wal- '⁵ zen, die teilweise in die erhitzte Flüssigkeit eintauchen, gebildet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Reihe von achsparallelen ausgefluchteten Zylindern, die in einem Behälter angeordnet sind, mit einer Einrichtung zum Drehen der Zylinder im gleichen Sinn, mit einer Einrichtung zum Heranführen des Vlieses ohne Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter eine heiße Flüssigkeit enthalten ist, in der die Zylinder « teilweise eingetaucht sind, und das Drehen der Zylinder mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgt, daß die Bildung eines stabilen und kontinuierlichen Flüssigkeitsfilms auf der eingetauchten Oberfläche des Zylinders bewirkt wird, und durch eine ^J0 Einrichtung zum Absaugen und Trocknen des Vlieses nach der Behandlung.