УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН ПОСРЕДСТВОМ ГОРЯЧИХ ГАЗОВ
DEVICE FOR BONDING TEXTILE PRODUCTS BY MEANS OF HOT GASES

Изобретение относится к устройству для скрепления текстильного продукта посредством воздействия горячими газами, как это определено в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и к способу скрепления текстильного продукта в виде полотна, как это определено в п.11 формулы изобретения.
Сушильные устройства (ленточные сушилки, барабанные сушилки) используют для удаления влаги из материала в виде полотна, пропускаемого через сушилку. Под термином «термокамера» понимается устройство, используемое для передачи тепла к материалу в виде полотна (из волокон и/или элементарных нитей). Таким образом, тепловая обработка, например, термопластичного волокна нетканого материала (термоскрепляемого) может быть осуществлена; кроме того, связующие вещества, присутствующие в нетканом материале, активизируют с помощью термокамеры для скрепления нетканого материала.
В немецком патенте DE 101 32 563 A1 описана сушилка, в которой поверхность, на которой транспортируют текстильный продукт в виде полотна, содержит отверстия для формирования рисунка. В частности, нетканый материал в виде полотна обводят вокруг сушильного барабана и пропускают сквозь него нагретый воздух. Нетканый материал предварительно уплотняют посредством воздействия струями жидкости под высоким давлением и подвергают сушке в сушильной камере для удаления влаги, введенной во время обработки струями жидкости. Благодаря наличию отверстий для формирования рисунка в обечайке сушильного барабана в нетканом материале формируется рисунок, так как горячим воздухом, пропускаемым сквозь нетканый материал, протаскиваются волокна в отверстия для формирования рисунка.
Из немецкого патента DE 694 12 106 T2 известен способ скрепления текстильного материала, содержащего расплавляемые волокна, посредством использования паровых сопел. Для осуществления первоначального плавления волокон используют перегретый пар, в результате чего скрепляются между собой волокна и скрепляется волокнистый материал.
В немецком патенте DE 10 2007 053 030 A1 показана сушилка со встроенной системой подачи горячего пара, посредством воздействия которым на нетканый материал, сформированный из расплавляемых волокон, нетканый материал скрепляют и структурируют.
Таким образом, изобретение начинается с устройства для скрепления текстильного продукта посредством воздействия горячими газами, в частности для скрепления нетканого материала, содержащего расплавляемые волокна и/или элементарные нити, где устройство содержит барабан, установленный с возможностью вращения внутри обрабатывающей камеры и содержащий периферическую поверхность, выполненную таким образом, чтобы она была газопроницаемой за счет множества отверстий, где периферическая поверхность частично обведена в виде петли полотном, подлежащим скреплению; где устройство дополнительно содержит: установку для отсасывания воздуха, посредством которой в барабане создают разрежение; и нагреватель для нагрева воздуха, отводимого из барабана.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование устройства данного вида.
Эту цель достигают, используя признаки, указанные в пп.1 и 11 формулы изобретения. Благоприятные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах.
Изобретением предложено наложение структурирующей оболочки на газопроницаемую периферическую поверхность барабана, где с помощью оболочки создают рисунок в текстильном материале посредством использования множества отверстий, во время процесса скрепления, где эти отверстия больше отверстий, имеющихся в газопроницаемой периферической поверхности барабана.
Газопроницаемая периферическая поверхность предпочтительно представляет собой слой оболочки барабана.
Следующие признаки представляют собой усовершенствования изобретения:
- Отверстия в газопроницаемой периферической поверхности барабана имеют диаметр, меньший 1 мм, тогда как, в этом случае, отверстия в структурирующей оболочке, посредством которой формируют рисунок в нетканом материале, имеют диаметр, больший 2 мм, в частности больший 2,5 мм, предпочтительно больший 5 мм и предпочтительно меньший 20 мм. Полотно между отверстиями или проемами в структурирующей оболочке предпочтительно имеет ширину, составляющую приблизительно 2 мм.
- В качестве альтернативы, отверстия в газопроницаемой периферической поверхности барабана могут иметь диаметр, меньший 8 мм, предпочтительно меньший 5 мм, тогда как, в этом случае, отверстия в структурирующей оболочке имеют диаметр, больший 8 мм.
- Газопроницаемая периферическая поверхность барабана может быть выполнена в виде сетчатой ткани. Ширина ячейки сетчатой ткани предпочтительно меньше 1 мм. Сетчатая ткань предпочтительно наложена на жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями. В качестве альтернативы структурирующая оболочка может быть наложена непосредственно на жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями. В этом случае газопроницаемая периферическая поверхность является слоем оболочки барабана, обеспеченным отверстиями.
- Структурирующая оболочка, наложенная на газопроницаемую периферическую поверхность барабана, выполнена в виде металлического листа с отверстиями или в виде перфорированного металлического листа.
- Металлический лист имеет толщину, большую 1 мм, предпочтительно большую 2,5 мм.
- Внутри барабана может быть расположен отсасывающий короб, соединенный с системой отсоса и содержащий отсасывающую щель, обращенную к нижней стороне периферии барабана. В качестве альтернативы через всю поверхность барабана может производиться отсос снизу в области, покрытой текстильным продуктом, т.е. в области обработки продукта.
Периферическая поверхность барабана покрыта сетчатой тканью, например, с отверстиями в сетчатой ткани, меньшими 1 мм. Сетчатая ткань, обычно используемая в термоскрепляющих устройствах, обладает плотностью по утку и основе 8 проволочных нитей на 1 см (сетчатая ткань с плотностью 20 ячеек на 1 линейный дюйм), где диаметр проволочных нитей составляет 0,4 мм. В результате этого живое сечение (проницаемость) сетчатой ткани составляет около 30%. Используют и более тонкую сетчатую ткань с плотностью по утку 24 нити/см и плотностью по основе 22 нити/см (с плотностью 60 ячеек на 1 линейный дюйм).
При толщине нитей 0,19 мм живое сечение сетчатой ткани составляет около 30%.
Согласно изобретению на сетчатую ткань наложена поверхность для формирования рисунка или структурирующая оболочка, содержащая отверстия для формирования рисунка. Эти отверстия предпочтительно имеют диаметр, больший 2 мм; в частности, - больший 5 мм. Здесь под словом «диаметр» отверстия понимают наименьший размер отверстия.
Поверхность для формирования рисунка или структурирующую поверхность выполняют в виде металлического листа, имеющего толщину более 1 мм, предпочтительно более 2,5 мм. Этот лист или структурирующую оболочку оборачивают и натягивают вокруг наружного контура барабана, при этом оболочка может состоять из одной или нескольких частей или сегментов. Таким образом, структурирующая оболочка может представлять собой конструкцию, состоящую из одной части или из множества частей. Части или сегменты структурирующей оболочки, состоящей из множества частей, предпочтительно соединяют бесшовным способом, чтобы не образовывались отпечатки от швов в материале в виде полотна при скреплении и формировании рисунка на структурирующей оболочке. Лист или листы прикрепляют с помощью лент или других пригодных натяжных средств, располагаемых с внешней стороны формата, подлежащего скреплению. Можно также использовать натяжные средства, расположенные внутри диапазона рабочей ширины, т.е. диапазона, в котором материал в виде полотна находится на структурирующей оболочке. Например, натяжные средства могут быть расположены в центре рабочей ширины и на соответствующих внешних сторонах. В готовом текстильном продукте крепежные средства, расположенные в пределах рабочей ширины, вызывают образование отпечатков или меток. Эти отпечатки или метки могут быть вырезаны из готового продукта. Например, могут быть вырезаны средняя полоса и краевые полосы.
Изобретение выгодно отличается тем, что нетканый материал из расплавляемых волокон можно скреплять и в то же время структурировать посредством осуществления процесса термоскрепления с использованием барабана согласно настоящему изобретению. Отверстия для формирования рисунка в поверхности для формирования рисунка или структурирующей оболочке, наложенной на барабан, могут быть выполнены, например, в виде кругов или равномерно распределенных шестиугольников. В качестве альтернативы, отверстия для формирования рисунка могут быть также выполнены в виде треугольников, квадратов или других отверстий произвольной формы. Благодаря такому структурированию поверхности улучшают внешний вид; кроме того, можно увеличить объем.
Изобретение используют для скрепления и структурирования нетканых материалов, состоящих из расплавляемых волокон или элементарных нитей, или содержащих их. Можно также использовать смеси волокон, обладающих различными температурами плавления, а также бикомпонентные волокна со структурой типа стержень/оболочка. Температуру используемого горячего газа, а также расход газа, просасываемого сквозь нетканый материал, выбирают в соответствии с используемыми волокнами или элементарными нитями.
Устройство согласно изобретению может представлять собой устройство для скрепления так называемого «омега»-типа, в котором материал в виде полотна, подлежащий обработке, направляют вокруг проницаемого проточного барабана. Кроме того, можно использовать устройства для скрепления, в которых материал в виде полотна, подлежащий обработке, направляют вокруг нескольких проточных барабанов.
Усовершенствование изобретения заключается в том, что дополнительное отсасывающее устройство расположено внутри барабана, несущего материал в виде полотна, где с помощью упомянутого отсасывающего устройства просасывают горячий воздух из обрабатывающей камеры сквозь материал в виде полотна, используя более высокое разрежение. Таким образом, может быть улучшено структурирующее воздействие. Кроме того, существующее устройство может быть усовершенствовано простым способом.
Кроме того, согласно способу скрепления текстильного продукта в виде полотна посредством использования горячих газов, в частности, согласно способу скрепления нетканого материала, содержащего расплавляемые волокна и/или элементарные нити, благоприятно осуществляют следующие этапы:
- оборачивают материал в виде полотна вокруг газопроницаемого проточного барабана, расположенного в обрабатывающей камере, в которую подают горячий воздух; где проточный барабан содержит, по меньшей мере, газопроницаемую периферическую поверхность с множеством отверстий и где структурирующая оболочка с отверстиями наложена на периферическую поверхность барабана,
- отсасывают воздух из проточной камеры таким образом, чтобы горячий воздух проходил из обрабатывающей камеры сквозь материал в виде полотна по всей поверхности, где параметры отсоса в проточном барабане и температуру горячего воздуха в обрабатывающей камере выбирают таким образом, чтобы материал в виде полотна скреплялся на структурирующей оболочке и чтобы в нем формировался рисунок с помощью отверстий в структурирующей оболочке.
Ниже варианты осуществления пояснены со ссылками на чертежи.
На чертежах схематически показано:
на фиг.1 - устройство для скрепления текстильного продукта в виде полотна с использованием горячих газов;
на фиг.2 - участок структурирующей оболочки в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - сечение A-A на фиг.2 структурирующей оболочки;
на фиг.4 - части, представленные на фиг.3, с материалом в виде полотна, расположенным на структурирующей оболочке;
на фиг.5 - устройство для скрепления текстильного продукта в виде полотна с использованием горячих газов, снабженное дополнительным отсасывающим устройством;
на фиг.6 - проточный барабан со структурирующей оболочкой, состоящей из множества частей, в разобранном состоянии.
На фиг.1 показано термоскрепляющее устройство (термоскрепляющая камера) конструкции типа «омега». Материал 1 в виде полотна, подлежащий скреплению, проводят вокруг направляющих валов 2, 3, 4 и транспортируют в направлении, указанном стрелками, вокруг большого воздухопроницаемого проточного барабана 5. Проточный барабан 5 и два вала 3, 4 с помощью которых подают материал 1 в виде полотна к наружной периферии проточного барабана 5 и отводят материал 1 в виде полотна от наружной периферии проточного барабана 5, расположены в корпусе 6, представляющем обрабатывающую камеру, в которую можно подавать горячий воздух с помощью средств, которые не показаны. Проточный барабан расположен с возможностью вращения в обрабатывающей камере. Нагретый воздух подают в обрабатывающую камеру посредством использования газовых горелок (не показаны). Этот воздух, нагретый посредством использования газовых горелок, просасывают через внутреннее пространство проточного барабана 5 вентиляторами (не показаны и известны сами по себе), при этом нагретый воздух также проходит сквозь материал 1 в виде полотна, подлежащий скреплению. Воздух можно также нагревать, используя электрический нагрев или теплообменники, нагреваемые с использованием пара и масла. Нагретый воздух, таким образом, проходит из обрабатывающей камеры сквозь материал в виде полотна, наложенный на проточный барабан, и сквозь проточный барабан во внутреннее пространство проточного барабана. Благодаря использованию перегородки (листа) 7 в области расположения валов 3, 4, исключают возможность того, чтобы осушающий воздух также проходил сквозь проточный барабан 5 в области, не обернутой материалом 1 в виде полотна.
Проточный барабан содержит газопроницаемую периферическую поверхность. Эта периферическая поверхность является слоем оболочки барабана. Этот слой предпочтительно выполнен в виде сетчатой ткани. Сетчатая ткань может быть наложена на жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями.
Структурирующая оболочка или структурирующий трафарет 8 наложены на периферическую поверхность. На фиг.2 показан участок наружной периферии структурирующего трафарета 8 (вид в плане, в увеличенном масштабе), наложенного на проточный барабан 5. В показанном варианте осуществления использован металлический лист толщиной 3 мм с проштампованными отверстиями 9 в виде сот.
На фиг.3 показано сечение A-A на фиг.2 структурирующего трафарета 8. На фиг.3 показано, что покрытие в виде сетчатой ткани 10 обеспечено на наружной периферии проточного барабана 5 или оно представляет периферическую поверхность проточного барабана 5, где сетчатая ткань является газопроницаемой и содержит отверстия размером порядка <1 мм благодаря толщине уточных и основных проволок и плотности переплетения. Лист структурирующего трафарета 8 наложен на эту сетчатую ткань. Отверстия 9 в структурирующем трафарете 8 имеют диаметр >5 мм. Испытания с использованием отверстий 9 в виде сот диаметром 10 мм показали, что при этом получался особенно приятный внешний вид. Кроме того, при этом может быть получено умеренное, но ощутимое увеличение объема.
Сетчатая ткань может быть наложена на жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями. Этот жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями, предпочтительно изготовлен из металлического листа, сформированного в виде барабана, в котором были выполнены отверстия.
В качестве альтернативы сетчатая ткань может быть исключена таким образом, чтобы структурирующая оболочка была наложена непосредственно на жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями. В этом случае жесткий слой оболочки барабана, обеспеченный отверстиями, является газопроницаемой периферической поверхностью. В этом случае отверстия в жестком слое оболочки барабана имеют диаметр, меньший 8 мм, предпочтительно меньший 5 мм. В этом случае структурирующая оболочка содержит отверстия диаметром больше 8 мм.
На фиг.4 проиллюстрировано воздействие структурирующего трафарета 8 и сетчатой ткани 10 на нетканый материал 11 (материал 1 в виде полотна, представленный на фиг.1) во время прохода горячего воздуха. Нетканый материал 11 изготовлен из расплавляемых волокон и сформирован в виде волокнистого холста с использованием чесальной машины до обработки на термоскрепляющем устройстве, описанном здесь. Параметры отсасывания воздуха из внутреннего пространства проточного барабана 5 и температуру воздуха внутри обрабатывающей камеры 6 выбирают таким образом, чтобы нетканый материал 11 или материал в виде полотна был скреплен в желаемой степени посредством начинающегося плавления волокон, вызываемого просасываемым горячим воздухом. В процессе обработки нетканый материал 11 или материал в виде полотна обеспечивают текстурированной структурой на поверхности, расположенной на листе структурирующего трафарета 8. Волокнистый материал засасывается глубоко в отверстия 9 структурирующего трафарета 8 до сетчатой ткани 10, действующей как барьерный слой. Благодаря барьерному действию газопроницаемой сетчатой ткани 10 нетканому материалу 11 придают по существу ровную форму поверхности; разлохмачивание поверхности исключается.
Усовершенствование изобретения проиллюстрировано на фиг.5. Внутри проточного барабана 5 расположен отсасывающий короб 12, содержащий отсасывающую щель 13, направленную к нижней стороне периферии барабана. Отсасывающая щель 13 проходит вдоль рабочей ширины проточного барабана 5. Отсасывающий короб 12 соединен с отсасывающим устройством посредством трубопроводов, и в нем создают разрежение с помощью этого устройства. Отсасываемый воздух направляют обратно в обрабатывающую камеру.
Разрежение, создаваемое в отсасывающем коробе 12, может быть, таким образом, более высоким, чем разрежение, создаваемое с помощью вентилятора в проточном барабане 5. Таким образом, структурирующее действие может быть целенаправленно усилено способом, в значительной степени независимым от процесса скрепления. Существующее термоскрепляющее устройство может быть легко модифицировано посредством оснащения его таким отсасывающим устройством.
Структурирующая оболочка 8, показанная на чертежах, может иметь одночастную или многочастную конструкцию.
На фиг.6 показан проточный барабан 5 с многочастной структурирующей оболочкой 8, где структурирующая оболочка 8 показана в разобранном состоянии. На фиг.1-5 проточный барабан 5 и структурирующая оболочка 8 показаны только схематически. Ради упрощения чертежей отверстия в структурирующей оболочке 8 и в газопроницаемой периферической поверхности проточного барабана 5 не показаны.
Отдельные части структурирующей оболочки 8 представляют собой сегменты 8′. Сегменты 8′ соединяют таким образом, чтобы соединение между отдельными частями структурирующей оболочки 8 не образовывали отпечатки швов в нетканом материале 11, скрепленном и снабженном рисунком посредством структурирующей оболочки 8. Таким образом, отдельные сегменты 8′ соединяют бесшовным способом, чтобы не оставались отпечатки от швов в нетканом материале 11, скрепленном и снабженном рисунком посредством структурирующей оболочки 8. На фиг.6 показана структурирующая оболочка 8, состоящая из шести сегментов 8′. Сегменты прикрепляют к проточному барабану 5 с помощью крепежных средств (не показаны), например, лент или других натяжных средств. Отдельные сегменты 8′ структурирующей оболочки 8 показаны непосредственно перед их соединением, поэтому отдельные сегменты 8′ показаны расположенными на небольшом расстоянии друг от друга и от сетчатой ткани 10.
Перечень позиций, представленных на чертежах
1 - Текстильный материал в виде полотна, материал в виде полотна, нетканый материал в виде полотна
2 - Вал, направляющий вал
3 - Вал, направляющий вал
4 - Вал, направляющий вал
5 - Барабан, проточный барабан
6 - Корпус, обрабатывающая камера
7 - Перегородка (покрытие)
8 - Структурирующий трафарет, металлический лист, структурирующая оболочка
8′ - Сегменты структурирующей оболочки
9 - Отверстия (в структурирующем трафарете 8)
10 - Сетчатая ткань
11 - Нетканый материал
12 - Отсасывающий короб
13 - Отсасывающая щель