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Herkömmliche
Stoffe werden seit Jahrhunderten verziert und besitzen eine Oberflächentextur, die
durch Sticken und andere Nadeltechniken gestaltet wird. Ursprünglich wurde
dieses Verfahren durch langwierige Handarbeit umgesetzt, indem feine
Nadelstiche sorgfältig
gesetzt werden, die kumulativ die Bildung eines Bereichs auf dem
Hintergrundstoff gemäß einiger
besonderer Muster bewirken. Das resultierende Produkt hat einen
Trägerstoff
aus Fäden oder
Garnen, der gemäß einiger
Muster gewebt oder gestrickt ist, einen Reliefbereich oder erhöhten Bereich
(raised region), der durch eine Anhäufung von Fäden in einigen Stichmustern
gebildet ist, und ein Gesamtmuster aus diesen Reliefbereichen, die
durch deren jeweilige Größe, Form,
Richtung und Platzierung bestimmt sind. Sie geben zwar sehr wohl
ein kostbares Erscheinungsbild ab, sind allerdings kompliziert zu
erzeugen und kostspielig in der Herstellung.
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Die
meisten Nonwoven-Stoffe oder Vliesstoffe (nonwoven fabrics) sind
glatt und optisch uninteressant. In manchen Ausführungen sind die Vliesstoffe
geprägt
oder mit einem gewissen Design bedruckt, um ein optisches Interesse
zu erregen. Bei anderen Ausführungen
werden Vliesstoffe während
ihres Herstellungsprozesses mit einem integralen Muster versehen.
Diese Stoffe mit einem integralen, eigenen Muster fallen in zwei
Kategorien:
- 1) Mit Löchern versehene Stoffe – bei diesen
Stoffen wird ein Muster durch ein Netz von gebündelten Fasersegmenten erzeugt,
welche die Öffnungen
oder Löcher
umgeben; oder
- 2) Nach Gewicht gemusterte Stoffe – diese Stoffe erzielen einen
optischen Effekt, indem Fasern in Bereiche höheren Basisgewichts konzentriert
eingebracht werden, um die Opazität relativ zu Bereichen niedrigeren
Basisgewichts zu erhöhen,
die transparenter sind.
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Es
ist wichtig, zwischen Basisgewicht und Dichte zu differenzieren. "Basisgewicht" (basis weight) ist
das Gewicht eines Einheitsbereiches eines Faservlieses (fasrigen
Gewebes) oder Faserstoffs oder eines charakteristischen Abschnittes
davon. Basisgewicht wurde auch in einigen veröffentlichten Patenten "Bereichsdichte" (area density) genannt.
Der Begriff "Dichte" (density) ist das
Gewicht pro Einheitsvolumen eines Faservlieses oder eines -stoffes
oder eines charakteristischen Abschnittes davon. "Dichte" wurde auch "Volumendichte" (volume density)
in einigen bekannten Patenten genannt. Übliche Prägeverfahren bilden Bereiche
höherer Dichte,
ohne das Basisgewicht zu ändern.
Herkömmliche
Vliesmusterungsprozesse erzeugen Bereiche mit variierendem Basisgewicht,
wobei eine im wesentlichen einheitliche Dichte erhalten bleibt.
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Die
bekannten, nach diesen bekannten Musterungsprozessen hergestellten
Vliesstoffe besitzen keine klaren, deutlich definierten Reliefabschnitte, und
deshalb sind die gewünschten
Muster schwierig zu erkennen. Zudem sind die Reliefabschnitte der
bekannten, geprägten
Vliesstoffe hinsichtlich ihrer Abmessungen nicht stabil und ihre
Reliefabschnitte verlieren ihre dreidimensionale Struktur, wenn
sie belastet, wie bearbeitet oder gewaschen, werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Insofern
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Stands
der Technik zu überwinden,
insbesondere einen Vliesstoff zu schaffen, der eine dreidimensionale
Struktur auch dann noch beibehält,
wenn er belastet wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Vliesstoff gemäß Anspruch
1 gelöst.
Unteransprüche
2 bis 25 beschreiben bevorzugte Ausführungen der Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vliesstoffe, die in ihrer einen Ebene
einen Faser-Hintergrundabschnitt (fibrous background portion) und
in ihrer anderen Ebene Faser-Reliefabschnitte
(raised fibrous portions) aufweisen. Das Basisgewicht des zweiten
Reliefabschnittstyps ist größer als
das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts.
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Gemäß einer
ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist ein Vliesstoff vorgesehen, der ebenfalls
einen Hintergrundabschnitt und wenigstens einen Reliefabschnitt
umfaßt.
Der Hintergrundabschnitt liegt in einer ersten Ebene des Vliesstoffs
und definiert diese, und der Reliefabschnitt liegt in einer zweiten
Ebene, welche über
und parallel zur ersten Ebene liegt. Der Reliefabschnitt ist mit
dem Hintergrundabschnitt über
einen Faser-Übergangsbereich
verbunden. Bei der ersten Ausführung
ist das Basisgewicht des Reliefabschnitts größer als das Basisgewicht des
Hintergrundabschnitts. Die Dichte des Reliefabschnitts dieses Vliesstoffs
ist im wesentlichen gleich der Dichte des Hintergrundabschnitts. Ein
Reliefabschnitt, dessen Basisgewicht größer als das Basisgewicht des
Hintergrundabschnitts ist, wird manchmal als "Verdickungs"("slub")-Abschnitt bezeichnet.
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Bei
einer zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist ein Vliesstoff mit einem Hintergrundabschnitt,
wenigstens einem ersten Reliefabschnitt und wenigstens einem zweiten
Reliefabschnitt vorgesehen. Wie bei der oben erörterten, ersten Ausführung liegt
der Hintergrundabschnitt in einer ersten Ebene des Vliesstoffs und
definiert diese. Der erste Reliefabschnitt liegt in einer Ebene,
die über
und parallel zur ersten Ebene liegt. Entsprechend dazu liegt der
zweite Reliefabschnitt in einer Ebene, die über und parallel zur ersten
Ebene liegt. Jeder von den ersten und zweiten Reliefabschnitten ist
mit dem Hintergrundabschnitt über
einen Faser-Übergangsbereich
verbunden. Bei dieser Ausführung
ist das Basisgewicht des ersten Reliefabschnitts im wesentlichen
gleich dem Basisgewicht des Hintergrundabschnitts, wobei das Basisgewicht des
zweiten Reliefabschnitts größer als
das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts ist. Mit anderen Worten
besitzt bei dieser Ausführung
der Vliesstoff einen oder mehrere erste Reliefabschnitte, die manchmal
als "Intaglio"-Abschnitte bezeichnet
werden, und einen oder mehrere zweite Reliefabschnitte, die manchmal
als "Verdickungs"("slub")-Abschnitte
bezeichnet werden. Bei dieser Ausührung ist es notwendig, daß der erste
Reliefabschnitt und der zweite Reliefabschnitt in der gleichen Ebene
liegen; vielmehr kann der erste Reliefabschnitt in einer Ebene liegen,
die über
der Ebene des Hintergrundabschnitts liegt, und der zweite Reliefabschnitt kann
in einer Ebene liegen, die über
der Ebene des ersten Reliefabschnitts liegt.
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Bei
dem Herstellungsverfahren von erfindungsgemäßen Vliesstoffen wird ein Gewebe
aus Fasern oder eine Schicht aus Fasern oder ein leicht verfilztes,
fasriges Gewebe auf eine foraminöse Formplatte
oder ein topographisches Tragbauteil gelegt, das eine im wesentlichen
ebene Untergrundfläche
mit zumindest einem relativ breiten ausgesparten Bereich umfaßt, der
deutlich von der Untergrundfläche
der Formplatte versetzt angeordnet ist. Üblicherweise umfaßt das Tragbauteil
viele ausgesparte Bereiche, die als Vertiefungen in einigen vorbestimmten
Reihen positioniert sind und ein gewünschtes Muster von Reliefabschnitten
am Vliesstoff formen werden. Fluidkräfte in Form von Wasserströmen werden
auf die Oberfläche
des Ausgangsfasergewebes oder der Ausgangsfaserschicht aufgebracht.
Anfänglich "modellieren" ("mold") diese Fluidkräfte das
Ausgangsgewebe oder -vlies an dem dreidimensionalen Träger; bei
Fortführung
des Aufbringens von Fluidkräften
werden die Fasern verfilzt und miteinander verklemmt, um einen Vliesstoff
mit einem Hintergrundabschnitt und einem oder mehreren Reliefabschnitten
zu bilden, die permanent zueinander positioniert bleiben.
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In
einer alternativen Ausführung
besitzt der topographische Träger
einen relativ engen ausgesparten Bereich, der von der ebenen Untergrundfläche der
Formplatte versetzt angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Draufsicht einer Ausführung eines
Vliesstoffs, der nicht zur Erfindung gehört;
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1B ist
eine Draufsicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
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1C ist
eine Draufsicht einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
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2 ist
eine mikrophotographische Draufsicht eines Abschnitts einer Ausführung eines
erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
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2A ist
eine perspektivische Ansicht der Querschnittsansicht entlang der
Schnittlinie 2A-2A nach 2.
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2B ist
eine perspektivische Ansicht der Querschnittsansicht entlang der
Schnittlinie 2B-2B nach 2.
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3 ist
eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie
2A-2A nach 2.
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4 ist
eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie
4-4 nach 2.
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5 ist
eine stark vergrößerte Querschnittsansicht
eines Reliefabschnittstyps in einem Vliesstoff der nicht zur Erfindung
gehört.
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6 ist
eine mikrophotographische Draufsicht eines zweiten Reliefabschnittstyps
in einem erfindungsgemäßen Vliesstoff.
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7 ist
eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie
7-7 nach 6.
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8 ist
eine idealisierte Skizze der Querschnittsansicht nach 7.
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9 ist
ein Blockdiagramm der Verfahrensschritte zum Herstellen von erfindungsgemäßen Vliesstoffen.
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10, 11 und 12 sind
schematische Darstellungen dreier Vorrichtungstypen zum Herstellen
erfindungsgemäßer Vliesstoffe.
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13 ist
eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung desjenigen
Abschnitts eines topographischen Tragbauteils, der zur Herstellung
eines Hintergrundabschnitts eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs verwendet wird.
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14A ist eine Querschnittsskizze, die einen Typ
eines ausgesparten Bereichs in einem topographischen Tragbauteil
darstellt, das zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs
verwendet werden kann.
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14B ist eine Querschnittsskizze, die einen anderen
Typ eines ausgesparten Bereichs in einem topographischen Tragbauteil
darstellt, das zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs verwendet
werden kann.
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15 ist
eine Querschnittsskizze eines Vliesstoffs, der mit Hilfe des Tragbauteils
nach 14B hergestellt ist.
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16 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bilden von topographischen Tragbauteilen,
die zur Herstellung von erfindungsgemäßen Vliesstoffen eingesetzt
werden können.
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17A ist ein Bit-Plan ("bit map") des Musters, der zum Bilden des für die Herstellung
des Vliesstoffs 10C nach 1C verwendeten
Trägers
herangezogen wird.
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17B ist ein stark vergrößerter Bit-Plan des rechteckigen
Feldes 301 nach 17A.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Bezugnehmend
auf die Zeichnungen ist 1A eine
Draufsicht einer ersten Ausführung
eines Vliesstoffs, der nicht zur Erfindung gehört. Der Vliesstoff 10A umfaßt einen
Hintergrundabschnitt 12 und wenigstens einen integral gebildeten
Reliefabschnitt oder erhöhten
Abschnitt 16 (raised portion). Drei derartiger Reliefabschnitte,
die mit den Buchstaben "J", "S" und "K" dargestellt
sind, sind in 1A gezeigt. Der Vliesstoff 10A umfaßt eine
Vielzahl von herkömmlichen
Stapellängenfasern,
welche beispielsweise Baumwoll-, Reyon- oder Polyesterfasern oder
eine Mischung aus diesen sein können.
Der Hintergrundabschnitt 12 liegt in einer ersten Ebene
des Vliesstoffs 10A und definiert diese. Die Reliefabschnitte 16 sind
in einer Ebene angeordnet, die über und
parallel zur ersten Ebene liegt. Die Reliefabschnitte 16 sind
mit dem Hintergrundabschnitt 12 über einen Faser-Übergangsbereich verbunden,
der später
detaillierter beschrieben wird. Bei dem Vliesstoff 10A nach 1A ist
das Basisgewicht der Reliefabschnitte 16 gleich dem Basisgewicht
des Hintergrundabschnitts 12. Die Dichte der Reliefabschnitte 16 ist
im wesentlichen identisch mit der Dichte des Hintergrundabschnitts 12.
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In 1B ist
eine erste Ausführung
eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs
gezeigt. Der Vliesstoff 10B ist ebenfalls aus einer Vielzahl
von Stapellängenfasern
hergestellt und weist einen Hintergrundabschnitt 12 sowie
einen integral gebildeten Reliefabschnitt 18 auf, der in
Draufsicht eine allgemein rechteckige Form hat. Wie im Falle des
Vliesstoffs 10A liegt die Hintergrundfläche 12 des Vliesstoffs 10B in
einer ersten Ebene des Vliesstoffs 10B und definiert diese.
Wie ebenfalls beim Vliesstoff 10A ist der Reliefabschnitt 18 in
dem Vliesstoff 10B mit dessen Hintergrundfläche 12 über einen
Faser-Übergangsbereich
verbunden, der, wie oben erwähnt
wurde, später
beschrieben wird. Das Basisgewicht des Reliefabschnitts 18 in
dem Vliesstoff 10B ist größer als das Basisgewicht des
Hintergrundabschnitts 12, mit dem er verbunden ist. Damit
soll klar sein, daß sich
das Basisgewicht des Reliefabschnitts 18 des Vliesstoffs 10B von
dem Basisgewicht seines Hindergrundabschnitts 12 unterscheidet,
wohingegen die Reliefabschnitte 18 des Vliesstoffs 10A das
gleiche Basisgewicht wie dessen Hintergrundabschnitt 12 aufweisen.
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Eine
zweite Ausführung
eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs
ist in Draufsicht in 1C der Zeichnungen dargestellt.
Der Vliesstoff 10C ist aus einer Vielzahl von Stapellängenfasern,
wie bei den Vliesstoffen 10A und 10B, hergestellt.
Der Vliesstoff 10C besitzt einen Hintergrundabschnitt 12,
der sich in einer ersten Ebene des Vliesstoffs befindet und diese definiert
und insofern genauso wie bei den eben erwähnten Vliesstoffen ist. Der
Vliesstoff 10C umfaßt erste
Reliefabschnitte 16, die als Buchstaben "J", "S" und "K" in 1C dargestellt
sind. Der Vliesstoff 10C umfaßt zudem einen Reliefabschnitt 18,
der die drei Buchstaben "J", "S" und "K" umgibt.
Die Reliefabschnitte 16 des Vliesstoffs 10C entsprechen
den Reliefabschnitten 16 des Vliesstoffs 10A.
Der Reliefabschnitt 18 des Vliesstoffs 10C entspricht
dem Reliefabschnitt 18 des Vliesstoffs 10B. Es
soll klar sein, daß die
Reliefabschnitte 16 des Vliesstoffs 10C ein Basisgewicht
aufweisen, das im wesentlichen identisch mit dem Basisgewicht des
Hintergrundabschnitts 12 des Stoffs ist. Andererseits besitzt
der Reliefabschnitt 18 des Vliesstoffs 10C ein Basisgewicht,
das größer als
das Basisgewicht seines Hintergrundabschnitts 12 ist. Bei
dem Vliesstoff 10C besitzen der Hintergrundabschnitt 12,
der erste Reliefabschnitt 16 und der zweite Reliefabschnitt 18 im
wesentlichen identische Dichten.
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Die
Hintergrundabschnitte 12 der Vliesstoffe 10A, 10B und 10C sind
auf jedem Fall gleich. Dieser Hintergrundabschnitt 12 weist
ein Strickstoff (Trikot) ähnliches
Muster und ein Strickstoff ähnliches
Erscheinungsbild auf, jedoch soll klar sein, daß der Hintergrundabschnitt
verschiedene Muster und Erscheinungsbilder besitzen kann. Bei einer
speziellen Ausführung
des Vliesstoffs 10A weisen die Reliefabschnitte 16 und
der Hintergrundabschnitt 12 das gleiche Strickstoff (Trikot) ähnliche
Muster und Erscheinungsbild auf. In ähnlicher Weise weist der Reliefabschnitt 18 des
Vliesstoffs 10B das gleiche Strickstoff ähnliche
Erscheinungsbild wie der Hintergrundabschnitt 12 auf. Schließlich besitzen
alle, der Hintergrundabschnitt 12, die ersten Reliefabschnitte 16 und
der zweite Reliefabschnitt 18 aus dem Vliesstoff 10C das
gleiche Strickstoff ähnliche
Muster und Erscheinungsbild. Es soll klar sein, daß jedoch
die ersten Reliefabschnitte 16, der zweite Reliefabschnitt 18 und
der Hintergrundabschnitt 12 des Vliesstoffs 10C unterschiedliche
Muster und Erscheinungsbilder haben können.
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2 ist
eine mikrophotographische Aufnahme mit 15-facher Vergrößerung in
Draufsicht auf einen Abschnitt eines Vliesstoffs 10D, der
dem Vliesstoff 10A nach 1A ähnlich ist.
Der Vliesstoff 10D umfaßt einen Strickstoff (Trikot) ähnlichen
Hintergrundabschnitt 12 und einen Reliefabschnitt 16,
der ebenfalls ein Strickstoff (Trikot) ähnliches Muster aufweist. Es
soll klar sein, daß nur
ein Abschnitt eines Relieffaserabschnitts 16 in 2 ersichtlich
ist. Der Reliefabschnitt 16 ist mit dem Hintergrundabschnitt 12 über die
Faser-Übergangsbereiche 22 und 24 verbunden.
Wie in 2 ersichtlich ist, verläuft der Faser-Übergangsbereich 22 in
horizontaler Richtung auf einer Seite des Re liefabschnitts 16,
wobei die horizontale Richtung die Faserquerrichtung des Vliesstoffs 10D ist.
Der Faser-Übergangsbereich 24 verläuft in der
Längsrichtung
auf der anderen Seite des Reliefabschnitts 16, wobei die
Längsrichtung
die Faserrichtung des Vliesstoffs 10D ist. Der Faser-Übergangsbereich 22 trifft
auf den Faser-Übergangsbereich 24 in
einem Winkel von ungefähr
90° an einer Ecke 23 des
Reliefabschnitts 16. Die Faserstrukturen der Übergangsbereiche 22 und 24 sind
im wesentlichen gleich. Wie schon erwähnt, ist das Basisgewicht des
Reliefabschnitts 16 im wesentlichen gleich dem Basisgewicht
des Hintergrundabschnitts 12.
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2A stellt
eine Skizze dar, die den Vliesstoff 10D zeigt, dessen Oberfläche in 2 mikrophotographisch
dargestellt ist. Die 2A trägt zum Verstehen der Faserstruktur
des Vliesstoffs 10D bei und ist eine perspektivische Ansicht
des Querschnitts entlang der Schnittlinie 2A-2A nach 2.
Bezugnehmend auf 2A besitzt der Vliesstoff 10D einen Faser-Hintergrundabschnitt 12 und
einen Faser-Reliefabschnitt 16, von denen jeder in einem
Strickstoff (Tricot) ähnlichen
Muster gebildet ist. Der Reliefabschnitt 16 ist mit dem
Hintergrundabschnitt 12 über einen Faser-Übergangsbereich 24 verbunden,
der sich in Faserrichtung des Vliesstoffs 10D erstreckt. Der
Faser-Übergangsbereich 24 umfaßt einen
faserarmen Bereich 30 und einen faserreichen Bereich 32. Der
faserarme Bereich 30 umfaßt viele Bündel 30a von Fasersegmenten,
und diese Bündel 30a definieren
viele Öffnungen 30b in
dem Übergangsbereich 24.
Die Fasersegmente der Bündel 30a sind
streng parallel angeordnet und einige von diesen Fasersegmenten
sind verdrillt innerhalb des Bündels.
Eine Mehrzahl der Bündel 30a ist
verdrillt und auf sich gedreht.
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Der
faserreiche Bereich 32 umfaßt eine Vielzahl von Fasersegmenten,
die sich hauptsächlich
in der vertikalen Richtung nach 2 erstrecken,
die der Faserrichtung des Vliesstoffs 10D entspricht. Die Enden
dieser Fasersegmente sind in 2A erkennbar,
wo sie mit Ziffer 26 identifiziert sind. Das Basisgewicht
des faserarmen Bereichs 30 ist geringer als das Basisgewicht
des faserreichen Bereichs 32 und ist ebenfalls geringer
als das Basisgewicht sowohl des Hintergrundabschnitts 12 als
auch des Reliefabschnitts 16. Das Basisgewicht des faserreichen
Bereichs 32 ist größer als
das Basisgewicht sowohl des Hintergrundabschnitts 12 als
auch des Reliefabschnitts 16. Die Bündel 30a in dem faserarmen
Bereich 30 sind allgemein quer zum Faser-Übergangsbereich 24 ausgerichtet.
Die Fasersegmente des faserreichen Bereichs 32 sind allgemein
längs des Übergangsbereichs 24 ausgerichtet.
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2B ist
eine weitere Skizze, die den Vliesstoff 10D darstellt.
Die 2B ist eine perspektivische Ansicht des Querschnitts
entlang der Schnittlinie 4-4 nach 2. Bezugnehmend
auf 2B ist der Reliefabschnitt 16 mit dem
Hintergrundabschnitt 12 über einen Faser-Übergangsbereich 22 verbunden,
der sich in Faserquerrichtung des Vliesstoffs 10D erstreckt.
Der Übergangsbereich 22 umfaßt einen
faserarmen Bereich 27 bzw. einen faserreichen Bereich 28,
die dem faserarmen Bereich 30 bzw. dem faserreichen Bereich 32 des
oben erörterten
Faser-Übergangsbereichs 24 entsprechen.
Der faserarme Bereich 27 umfaßt viele Bündel 27a von Fasersegmenten,
und diese Bündel 27a definieren
mehrere Öffnungen 27b in
dem Übergangsbereich 22.
Die Fasersegmente der Bündel 27a sind
streng parallel angeordnet, und einige von diesen Fasersegmenten sind
in dem Bündel
verdrillt. Eine Minderheit der Bündel 27a ist
verdrillt und auf sich selbst gedreht. Im Unterschied dazu ist bei
der eben erörterten
Struktur des faserarmen Bereichs 30 des Übergangsbereichs 24 eine
Mehrheit von Bündeln 30a verdrillt
und auf sich selbst gedreht. Der faserreiche Bereich 28 umfaßt viele
Fasersegmente, die sich hauptsächlich
in der horizontalen Richtung nach 2 erstrecken,
die der Faserquerrichtung des Vliesstoffs 10D entspricht. Die
Enden dieser Fasersegmente sind in 2B ersichtlich,
wo sie mit Ziffer 29 identifiziert sind. Das Basisgewicht
des faserarmen Bereichs 27 ist geringer als das Basisgewicht
des faserreichen Bereichs 28 und ist ebenfalls geringer
als das Basisgewicht sowohl des Hintergrundabschnitts 12 als
auch des Reliefabschnitts 16. Das Basisgewicht des faserreichen Bereichs 28 ist
größer als
das Basisgewicht sowohl des Hintergrundabschnitts 12 als
auch des Reliefabschnitts 16. Die Bündel 27a in dem faserarmen
Bereich 27 sind im allgemeinen quer zum Faser-Übergangsbereich 22 ausgerichtet.
Die Fasersegmente des faserreichen Bereichs 28 sind im
allgemeinen längs
des Übergangsbereichs 22 ausgerichtet.
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3 ist
eine mikrophotographische Aufnahme des Vliesstoffs 10D gemäß der Schnittlinie 2A-2A
nach 2. 3 zeigt den Reliefabschnitt 16,
der mit dem Hintergrundabschnitt 12 über den Übergangsbereich 24 verbunden
ist. Der faserreiche Be reich 32 ist dem faserarmen Bereich 30 benachbart.
Die große
Zahl Faserenden 26 in dem faserreichen Bereich 32 zeigt
den hohen Grad der Parallelität der
Fasersegmente in dem faserreichen Bereich.
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4 ist
eine mikrophotographische Aufnahme des Faser-Übergangsbereichs 22 des
Vliesstoffs 10D gemäß der Schnittlinie
4-4 nach 2. Bezugsziffer 28 indiziert
den faserreichen Bereich des Übergangsbereichs 22,
während
Bezugsziffer 27 den faserarmen Bereich indiziert. Es ist
ersichtlich, daß die
Fasersegmente in dem faserarmen Bereich 27 streng parallel
angeordnet sind. Im allgemeinen gibt es eine geringere Parallelität von Fasern
in dem faserreichen Bereich 28 als in dem entsprechenden, in 3 gezeigen
Bereich 32.
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5 ist
eine künstliche
Darstellung einer Querschnittsansicht, die den Reliefabschnitt 16 zeigt, der
mit dem Hintergrundabschnitt 12 über den Übergangsbereich 24 verbunden
ist. Der Übergangsbereich 24 umfaßt einen
faserarmen Bereich 30 und einen faserreichen Bereich 32.
Wie vorher erörtert,
besitzt der faserreiche Bereich 32 ein höheres Basisgewicht
als der faserarme Bereich 30. Das Basisgewicht des Reliefabschnitts 16,
der zwischen den faserreichen Bereichen 32 liegt, ist in 5 im
wesentlichen gleichmäßig und
im wesentlichen gleich dem Basisgewicht des Hintergrundabschnitts 12.
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6 ist
eine mikrophotographische Draufsichtsvergrößerung eines Vliesstoffs, der
dem Vliesstoff 10B nach 1B ähnlich ist.
Der Hintergrundabschnitt 12 besitzt auf beiden Seiten des
Reliefabschnitts 18 ein trikotstoffähnliches, mikrogroßes (micro-sized)
Muster. In dieser Ausführung
liegt ebenfalls das trikotstoffähnliche
Muster an der Oberfläche
des Reliefabschnitts 18 vor. Die Fasern des Reliefabschnitts 18 sind
in Bündel
angeordnet, die verdrillt und aufeinander gedreht und im wesentlichen
parallel zueinander in Längsrichtung
des Reliefabschnitts liegen.
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Wie
schon angedeutet wurde, ist das Basisgewicht des Reliefabschnitts 18 größer als
das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts 12. Die Dichte des
Reliefabschnitts 18 ist im wesentlichen gleich der Dichte
des Hintergrundabschnitts 12. Der Reliefabschnitt 18 ist
mit dem Hintergrundabschnitt 12 über einen Faser-Übergangsbereich 34 verbunden, der ein
geringeres Basisgewicht als das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts 12 aufweist.
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7 ist
eine mikrophotographische Aufnahme des Vliesstoffs nach 6 entlang
der Schnittlinie 7-7 nach 6. Die große Anzahl
Faserenden 36, die in dem Reliefabschnitt 18 erkennbar sind,
zeigen, daß die
Fasersegmente in dem Reliefabschnitt 18 sich in Längsrichtung
des Reliefabschnitts erstrecken.
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8 ist
eine künstliche
Darstellung der Querschnittsansicht, die den Reliefabschnitt 18 zeigt, der
mit dem Hintergrundabschnitt 12 über den Übergangsbereich 34 verbunden
ist. Es ist ersichtlich, daß die
untere Fläche 18a des
Reliefabschnitts 18 im wesentlichen koplanar zur unteren
Fläche 12a des
Hintergrundabschnitts 12 ist. Die oberste Fläche 18b des Reliefabschnitts 18 erstreckt
sich über
die Oberfläche 12b des
Hintergrundabschnitts 12.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das verschiedene Verfahrensschritte zum Herstellen
des neuen und erfindungsgemäßen Stoffs
angibt. Der erste Verfahrensschritt besteht darin, ein Gewebe aus
Fasern oder ein Faservlies auf ein topographisches Tragbauteil (Feld
1) zu positionieren. Das fasrige Gewebe wird, während es sich auf diesem Tragbauteil
befindet, vorgeweicht oder in Wasser getränkt (Feld 2), um sicherzustellen,
daß es,
während
es behandelt wird, auf dem Tragbauteil verbleibt. Das Tragbauteil
läuft zusammen
mit dem darauf liegenden, fasrigen Gewebe unter einer Reihe von Öffnungen
vorbei, aus denen jeweils ein Fluid, wie Wasser, unter Hochdruck ausgestoßen und
auf die Oberfläche
des fasrigen Gewebes gerichtet wird, d. h. auf diejenige Fläche des
Gewebes, die nicht in Kontakt mit dem topographischen Tragbauteil
ist (Feld 3). Das bevorzugte Fluid ist Wasser. Das Wasser wird von
dem Tragbauteil wegtransportiert vorzugsweise mittels eines Vakuums
(Feld 4). Das fasrige Gewebe wird entwässert (Feld 5). Der entwässerte,
geformte Stoff wird von dem Tragbauteil entfernt (Feld 6). Der geformte
Stoff läuft über eine
Reihe von Trocknungstrommeln vorbei, um den Stoff zu trocknen (Feld
7). Der Stoff kann anschließend
fertiggestellt oder auf sonstige Weise wunschgemäß weiterverarbeitet werden
(Feld 8).
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10 ist
eine schematische Darstellung eines Vorrichtungstyps zum Durchführen des
Verfahrens und zum Herstellen des erfindungsgemäßen Stoffs. In dieser Vorrichtung
bewegt sich ein foraminöses
Förderband 70 kontinuierlich
um zwei in einem Abstand voneinander angeordneten, drehbaren Rollen 71 und 72.
Das Band wird angetrieben, so daß es hin und her oder entweder
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn bewegt werden kann.
Ein Wasserausstoßrohrverteiler 74 ist
oberhalb der oberen Förderweite 73 des
Bandes 70 angeordnet. Dieser Rohrverteiler besitzt mehrere
Löcher
und Öffnungen
mit einem sehr kleinen Durchmesser. Der Durchmesser der Öffnungen
liegt bei ungefähr
0,018 cm (0,007 Inch), und es gibt ungefähr 30 derartige Löcher auf
einer Länge
von 2,54 cm (pro laufendem Inch). Wasser wird dem Rohrverteiler 74 unter
Druck zugeführt
und aus den Öffnungen
in Form von im wesentlichen säulenartigen,
nicht divergierenden Jets oder Strahlen ausgestoßen. Ein topographisches Tragbauteil 75 ist über dem
Band 70 angeordnet, und ein Gewebe aus Fasern (oder ein
Faservlies) 76 ist auf dem topographischen Tragbauteil
plaziert. Ein Saugohr 77 ist direkt unterhalb des Wasserrohrverteilers 74 aber
unter der oberen Förderweite 73 des Bands 70 angeordnet.
Dieses Saugrohr hilft dabei, das aus dem Rohrverteiler 74 ausgestoßene Wasser zu
beseitigen, um ein Überwässern des
fasrigen Gewebes 76 zu verhindern. Das zum Rohrverteiler
unter einem vorbestimmten Druck geförderte Wasser wird aus den Öffnungen
des Rohrverteilers in Form von im wesentlichen säulenartigen Strahlen oder Jets
ausgestoßen
und trifft auf die obere Fläche
des fasrigen Gewebes 76. Der Abstand von der unteren Fläche 74a des
Rohrverteilers 74 zur oberen Fläche des zu bearbeitenden Gewebes 76 ist
klein genug, um sicherzustellen, daß die Wasserjets, die aus den Öffnungen
des Rohrverteilers 74 austreten, die obere Fläche des
fasrigen Gewebes 76 in der eben erwähnten, im wesentlichen säulenartigen,
nicht divergierenden Form berühren.
Dieser Abstand kann variieren, jedoch liegt er üblicherweise bei 1,91 cm (0,75
Inch).
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Die
Wasserjets durchqueren das fasrige Gewebe und anschließend Sickerbohrungen,
die in dem topographischen Tragbauteil vorgesehen sind. Verbrauchtes
Arbeitswasser wird über
das Saugrohr entfernt. Es kann in Betracht gezogen werden, daß das topographische
Tragbauteil mit dem daraufliegenden, fasrigen Gewebe unter dem Rohrverteiler
einige Male vorbeilaufen kann, wenn dies gewünscht ist, um die erfindungsgemäßen Stoffe
herzustellen.
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11 stellt
eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen erfindungsgemäßer Vliesstoffe dar.
Die Vorrichtung nach 11 umfaßt ein Förderband 80, das eigentlich
als das erfindungsgemäße topographische
Tragbauteil dient. Das Band wird bekannter Weise gegen den Uhrzeigersinn
um ein Paar in einem Abstand angeordnete Rollen kontinuierlich bewegt. Über dem
Band 80 ist ein fluidausstoßender Rohrverteiler 79 angeordnet,
der mehrere Bahnen oder Gruppen 81 von Öffnungen verbindet. Jede Gruppe
besitzt eine oder mehrere Reihen Öffnungen mit sehr kleinem Durchmesser,
der jeweils bei ungefähr
0,018 cm (0,007 Inch) liegt, wobei 30 solcher Öffnungen auf einer Länge von
2,54 cm (pro laufendem Inch) liegen. Wasser wird den Gruppen 81 von Öffnungen
unter einem vorbestimmten Druck zugeführt und aus den Öffnungen
in der Form von sehr feinen, im wesentlichen säulenartigen, nicht divergierenden Wasserstrahlen
oder -jets ausgestoßen.
Das Verteilerrohr ist mit Druckmeßgeräten 88 und Regelventilen 87 ausgestattet,
um den Fluiddruck in jeder Bahn oder Gruppe von Öffnungen zu regeln. Neben jeder
Bahn oder Gruppe von Öffnungen
ist ein Saugkasten 82 angeordnet, um Restwasser zu entfernen und
den Bereich vor einem übermäßigen Bewässern zu
bewahren. Das fasrige Gewebe (oder Vlies) 83, das in den
erfindungsgemäßen Stoff
einzuformen ist, wird dem topographischen Tragbauteil-Förderband zugeführt. Wasser
wird durch eine geeignete Düse 84 auf
das fasrige Gewebe gesprüht,
um das ankommende Gewebe 83 vorab zu befeuchten und um
unterstützend
die Fasern dabei zu überwachen,
wie sie die fluidausstoßenden
Rohre durchlaufen. Ein Absaugschlitz 85 ist unter dieser
Wasserdüse
angeordnet, um überschüssiges Wasser
zu entfernen. Das fasrige Gewebe läuft unter dem fluidausstoßenden Rohrverteiler
gegen den Uhrzeigersinn vorbei. Der Druck, bei dem jede gegebene
Gruppe 81 von Öffnungen
betrieben wird, kann unabhängig
von demjenigen Druck festgelegt werden, bei dem jede andere Gruppe 81 von Öffnungen
betrieben wird. Üblicherweise
wird jedoch die Gruppe 81 von Öffnungen, die am nächsten zur
Spritzdüse 84 liegen,
bei einem relativ niedrigen Druck, wie 69 bar (100 psi), betrieben. Dies
unterstützt
das sich Setzen des ankommenden Gewebes auf die Fläche des
Tragbauteils. Wenn das Gewebe gegen den Uhrzeigersinn nach 11 gefördert wird,
werden die Drücke,
bei denen die Gruppen 81 von Öffnungen betrieben werden,
gewöhnlicher
Weise ansteigen. Es ist nicht notwendig, daß jede nachfolgende Gruppe 81 von Öffnungen
bei einem höheren
Druck als die in Uhrzeigersinn liegende benachbarte betrieben wird.
Beispiels weise können zwei
oder mehrere nebeneinanderliegende Gruppen 81 von Öffnungen
bei dem gleichen Druck betrieben werden, nach denen die nachfolgende
Gruppe 81 von Öffnungen
(gegen den Uhrzeigersinn) bei einem unterschiedlichen Druck betrieben
werden kann. Sehr häufig
sind die Betriebsdrücke
am Ende des Förderbands,
wo das Gewebe entfernt wird, größer als
die dort herrschenden Betriebsdrücke,
wo das Gewebe anfänglich
dem Förderband
zugeführt
wird. Obgleich sechs Gruppen 81 von Öffnungen in 11 gezeigt
sind, ist diese Zahl nicht kritisch, hängt sie jedoch von dem Gewicht
des Gewebes, der Geschwindigkeit, den verwendeten Drücken, der
Anzahl von Reihen von Löchern
in der Gruppe, etc. ab. Nachdem das Vliesstoff zwischen dem fluidausstoßenden Rohrverteiler
und den Saugrohren vorbeigelaufen ist, läuft nun der gebildete Vliesstoff
an einem zusätzlichen
Absaugschlitz 86 vorbei, um überschüssiges Wasser zu entfernen.
Der Abstand von den unteren Flächen
der Gruppen 81 von Öffnungen
zur oberen Fläche
des fasrigen Gewebes 83 liegt üblicherweise in einem Bereich
von ungefähr
1,27 cm (0,5 Inch) bis ungefähr
5,08 cm (2,0 Inch); ein Bereich von circa 1,9 cm (0,75 Inch) bis
ungefähr
2,54 cm (1,0 Inch) ist bevorzugt. Es ist klar, daß das Gewebe
nicht in einem so geringen Abstand zum Verteilerrohr angeordnet werden
kann, daß das
Gewebe das Verteilerrohr berührt.
Andererseits, falls der Abstand zwischen den unteren Flächen der Öffnungen
und der oberen Fläche
des Gewebes zu groß ist,
werden die Fluidstrahlen Energie verlieren, und das Verfahren wird
weniger effektiv sein.
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Eine
bevorzugte Vorrichtung zum Herstellen erfindungsgemäßer Stoffe
wird schematisch in 12 dargestellt. Bei dieser Vorrichtung
bildet das topographische Tragbauteil eine drehbare Trommel 90.
Die Trommel dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Die Trommel 90 kann
eine kontinuierliche, zylindrische Trommel sein oder aus mehreren
gekrümmten Platten 91 gebildet
sein, die so angeordnet sind, daß sie die Außenfläche der
Trommel bilden. In beiden Fällen
umfassen die Außenfläche der
Trommel 90 oder die Außenflächen der
gekrümmten
Platten 91 den gewünschten
topographischen Trägeraufbau. Um
einen Abschnitt des Trommelumfangs ist ein Rohrverteiler 89 angeordnet,
der mehrere Öffnungsstreifen 92 zum
Aufbingen von Wasser oder anderen Fluiden mit einem fasrigen Gewebe
(oder Faservlies) 93 verbindet, das an der außenseitigen
Fläche
der gekrümmten
Platten angeordnet ist. Jeder Öffnungsstreifen
kann eine oder mehrere Reihen Löcher
oder Öffnungen
des eben erwähnten
Typs mit einem kleinen Durchmesser aufweisen. Üblicherweise liegt der Durchmesser
der Öffnungen
bei ungefähr
5/1000 von 2,54 cm (einem Inch) bis 10/1000 von 2,54 cm (einem Inch).
Es kann so viele, 50 oder 60, Löcher
jede 2,54 cm (pro laufendem Inch) oder, falls gewünscht, noch
mehr geben. Wasser oder andere Fluide werden durch die Reihen von Öffnungen
geleitet. Wie bereits erläutert
ist, wird der Druck in jeder Öffnungsgruppe üblicherweise
von der ersten Gruppe ab, unter welcher das fasrige Gewebe vorbeiläuft, bis
zur letzten Gruppe erhöht.
Der Druck wird von geeigneten Regelventilen 97 geregelt
und von Druckmeßgeräten 98 überwacht.
Die Trommel ist mit einem Sumpf 94 verbunden, an dem ein
Vakuum erzeugt werden kann, um das Entfernen von Wasser zu unterstützen und
den Bereich vor einem Überwässern zu
bewahren. Im Betrieb wird das fasrige Gewebe 93 auf die
obere Fläche
des topographischen Tragbauteils vor dem wasserausstoßenden Rohrverteilers 89 plaziert,
wie in 12 ersichtlich ist. Das fasrige
Gewebe läuft
unterhalb der Öffnungsstreifen
vorbei und wird in einen erfindungsgemäßen Vliesstoff geformt. Der
geformte Stoff läuft
anschließend über einem
Abschnitt 95 der Vorrichtung vorbei, wo keine Öffnungsstreifen
liegen, jedoch weiterhin ein Vakuum aufgebracht ist. Nachdem der
Stoff entwässert
ist, wird er von der Trommel entfernt und umläuft eine Reihe von Trocknungsbehältern 96,
um den Stoff zu trocknen.
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Um
die Reliefabschnitte in den erfindungsgemäßen Vliesstoffen zu erzeugen,
wird eine Schicht aus Fasern oder ein leicht verfilztes Gewebe auf
einem foraminösen
Tragbauteil angeordnet, das eine Oberfläche mit einem topographischen
Muster und eine zweite Fläche
umfaßt,
die von der Oberfläche des
Tragbauteils versetzt angeordnet ist. Die Oberfläche erzeugt den Hintergrundabschnitt,
und die zweite Fläche
erzeugt den Reliefabschnitt des Stoffs.
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Die
Oberfläche
weist eine Struktur auf, die eine laterale Bewegung der Fasern des
anfänglichen fasrigen
Gewebes minimiert, die unerwünschtermaßen Bereiche
mit einer hohen und niedrigen Faserkonzentration erzeugen würde. Falls
eine übermäßige laterale
Bewegung der Fasern während
des Verfahrens besteht, kann der sich daraus ergebende Vliesstoff
kahle Stellen oder Bereiche ohne Fasern aufweisen.
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Ein
Beispiel für
ein topograpisches Tragbauteil zum Herstellen eines Musters in dem
Hintergrundabschnitt eines Vliesstoffs wird in 13 dargestellt.
Das Tragbauteil 102 umfaßt einen Körper 100 mit einer
Oberfläche 103 und
einer unteren Fläche 104.
Eine Anordnung von Gipfeln 105, die von Tälern 106 getrennt
sind, ist in einem vorbestimmten Muster über die Oberfläche 103 angeordnet.
Mehrere Drainagebohrungen 107 erstrecken sich durch die Stärke des
Tragbauteils und sind in einem Muster in dem Bauteil 102 angeordnet.
In dieser Ausführung wird
jede Drainageöffnung 107 von
einer Gruppe von sechs Gipfeln 105 und sechs Tälern 106 umgeben.
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Die
Drainageöffnungen 107 verjüngen sich oder
sind "trichterförmig" (bell mouthed) ausgebildet und
weisen einen größeren Durchmesser
an der Oberfläche 103 des
Tragbauteils als an der unteren Fläche 104 auf. Der durch
die Verjüngung
gebildete Winkel 111 muß hinsichtlich der Stärke 112 des
Tragbauteils 102 überwacht
werden, um das beabsichtigte Ziel zu erreichen. Falls zum Beispiel
der Winkel zu groß ist,
ist die Öffnung
zu klein und damit wird eine unzureichende Drainage erreicht. Falls
der Winkel zu klein ist, werden in dem Tragbauteil sehr wenig oder keine
Gipfel und Täler
vorhanden sein.
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Der
Mitte-Mitte-Abstand S von benachbarten Öffnungen in dem sich wiederholenden
Muster ist ähnlich
wichtig. Die Gipfel 105 und Täler 106 werden durch
das Kreuzen der verjüngten,
leicht konischen Öffnungen 7 erzeugt.
Falls der Mitte-Mitte-Abstand S der Öffnungen größer als der Hauptdurchmesser
der Öffnungen 7 an
der Oberfläche 3 ist,
würde daraus keine
Kreuzung resultieren, und das Bauteil würde eine glatte, flache Oberfläche mit
konischen, durchgehenden Öffnungen
aufweisen. Wenn der Mitte-Mitte-Abstand
von benachbarten Öffnungen
geringer als die Öffnungsdurchmesser
ist, die längs
dieser Mitte-Mitte-Linie gemessen werden, würden sich die konischen Flächen durch
Bilden eines Tales kreuzen. Das Tragbauteil nach 13 erzeugt
ein Strickstoff (Trikot) ähnliches
Muster in dem Hintergrundabschnitt des erfindungsgemäßen Vliesstoffs. Jedoch
kann ein beliebiges Muster angewandt werden, um die Gestalt des
Hintergrundabschnitts des Vliesstoffs zu bilden.
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Die
zweite Fläche
des foraminösen
Tragbauteils umfaßt
mehrere Aussparungen, welche die Reliefabschnitte in dem Fertigstoff
hervorrufen werden. 14A ist eine Querschnittsansicht
eines Tragbauteils 122 mit einer Oberfläche 123 und einem
ausgesparten Bereich 121, der eine zweite Fläche 124 aufweist. Öffnungen 127 sind
annähernd
senkrecht zum Tragbauteil angeordnet und erstrecken sich vollständig von
der Oberfläche 103 bis
zur unteren Fläche 104.
Die Öffnungen
müssen
eine angemessene Größe und Anzahl
aufweisen, um das überflüssige Fluid während des
Verfilzens zu entfernen und ein "übermäßiges Überwässern" der Tragbauteilfläche während des
Verfilzens zu vermeiden.
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Es
ist für
einen Fachmann klar, daß der
ausgesparte Bereich 121 eine ausreichende Größe haben
muß, um
einen deutlich definierten Reliefabschnitt in dem Fertigvliesstoff
zu schaffen. Zum Beispiel besitzt das spezifische, in 13 dargestellte Tragbauteil 102 ein
sich wiederholendes Muster aus einer einzelnen Öffnung 107, die von
sechs Gipfeln 105 umgeben ist. Die Öffnungen 107 in dem
Bauteil 102 besitzen einen Mittellinie-Mittellinie-Abstand S. Die schmalste
Abmessung des ausgesparten Bereichs 121 muß größer als
der Mittellinie-Mittellinie-Abstand S sein. Falls die schmalste
Abmessung des ausgesparten Bereichs 121 geringer als der
Mittellinie-Mittellinie-Abstand S ist, wird der Reliefabschnitt
nicht deutlich definiert sein oder kann in dem Fertigvliesstoff überhaupt
nicht entstehen. In einer spezifischen Ausführung des Tragbauteils 122,
das zum Herstellen von erfindungsgemäßen Vliesstoffen eingesetzt
ist, ist die Breite des ausgesparten Bereichs 121 ungefähr 11-mal
der Mittellinie-Mittellinie-Abstand S von Öffnungen 107. Die
ausgesparten Flächen
sollen tief genug sein, um deutlich als ein unterschiedliches Niveau
erkannt zu werden, können mehrere
Niveaus aufweisen und können
gekrümmt sowie
auch eben sein. Die ausgesparte zweite Fläche 121 des Bauteils 122 kann
das gleiche Muster wie die Oberfläche 123 oder ein unterschiedliches Muster
haben.
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Die
Oberfläche
des Tragbauteils ist mit einer ausreichenden Textur versehen, um
die Bewegung von Fasern zu steuern, wobei ein "Auswaschen" von Bereichen verhindert wird, die
noch eine ausreichende Beweglichkeit für das Gewebe aus Fasern zulassen,
um sie in den Aussparungen anzuordnen und um sie unter dem Einfluß der Fluidjets
ineinandergreifen zu lassen. Mit einem geeignet dynamischen Lochmuster
ist keine zusätzliche
Textur erforderlich. Gewöhnlich
wird jedoch eine gewisse Textur auf dieser Oberfläche erzeugt,
um eine bessere Kontrolle der Faserbewegung zu erreichen und um
dem Fertigstoff eine interessante Optik zu verleihen.
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Ein Übergangsbereich
liegt offensichtlich zwischen zwei Niveaus vor. Eine Verringerung
der Faserkonzentration an der Kante des Hintergrunds geht mit einer
entsprechenden Erhöhung
der Faserkonzentration in der Nähe
des Reliefabschnitts einher. Bei einem Probestoff mit durchschnittlich
74,37 g/m2 (2,19 oz./sq. yd.) wurden Streifen
eines Stoffs, der 0,28 cm (7/64'') breit mal 1,27
cm (1/2'') lang ist, in der
Längsausdehnung
parallel zur Übergangslinie geschnitten
und in die Bereiche höchster
und niedrigster Faserkonzentration gemittelt. Das Gewichtsverhältnis von
schweren Streifen zu leichten Streifen für vier unterschiedliche Muster
betrug durchschnittlich 1,53:1. Daraus ergibt sich, daß ein wesentlicher, weiter
Bestandteil ein Hintergrundabschnittsbasisgewicht aufweist, das
gleich dem Reliefabschnittsbasisgewicht ist, wobei jedoch dieser
ziemlich schwach definierte Übergang
leichte und schwere Bereiche aufweist. Um dies für größere wesentliche Bestandteile
zu beheben, wird die bevorzugte Ausführung drei oder mehrere unterschiedliche,
im wesentlichen parallele Flächen,
jede an einer unterschiedlichen Schicht in der Dicke der Unterlage,
aufweisen.
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14B zeigt einen Querschnittsabschnitt eines topographischen
Tragbauteils 128 mit einer Oberfläche 123, einem ausgesparten
Bereich 121, einer ausgesparten Fläche 124, einem zweiten ausgesparten
Bereich 125 und einer unteren Fläche 126. Öffnungen 127 erstrecken
sich durch die gesamte Dicke des Tragbauteils.
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Ein
mittels des Tragbauteils 122 hergestellter Vliesstoff umfaßt einen
Hintergrundabschnitt 12, einen Reliefabschnitt 16 und
einen Übergangsbereich 24,
der einen faserarmen Bereich 30 und einen faserreichen
Bereich 32 umfaßt.
Der faserreiche Bereich 32 des Übergangsbereichs 24 liegt
neben dem Reliefabschnitt 16 und ist mit der Peripherie
des Reliefabschnitts 16 verbunden. In dieser Ausführung gibt
es eine deutliche und optisch offensichtliche Grenze zwischen dem
faserarmen Bereich 30 und dem Hintergrundabschnitt 12.
Jedoch ist die Grenze zwischen dem faserreichen Bereich 32 und
der Begrenzungsfläche
des Reliefabschnitts 16 weniger deutlich und weniger optisch
offensichtlich. Diese letztgenannte Grenze kann deutlicher und optisch
offensichtlicher hergestellt werden, indem das in 14B dargestellte, topographische Tragbauteil verwendet wird,
um den Vliesstoff herzustellen. Wie in 14B ersichtlich
ist, umfaßt
das topographische Tragbauteil 128 eine Oberfläche 123,
eine ausgesparte Fläche 124,
ein Paar zweite ausgesparte Bereiche 125, eine untere Fläche 126 und
mehrere Öffnungen 127, die
sich durch seine Stärke
erstrecken. Ein Vliesstoff, der mit Hilfe des topographischen Tragbauteils 128 hergestellt
ist, ist in einem Querschnitt in 15 der Zeichnungen
dargestellt. Dort ist erkennbar, daß der Vliesstoff einen Hintergrundabschnitt 12,
einen Reliefabschnitt 16 und einen Faser-Übergangsbereich 24 umfaßt, der
den Hintergrundabschnitt mit dem Reliefabschnitt verbindet. Der Übergangsbereich 24 umfaßt faserarme
Bereiche 30 und faserreiche Bereiche 32, die denen
in 5 entsprechen. Während bei dem Vliesstoff nach 5 die
obere Fläche
des faserreichen Bereichs 32 im wesentlichen koplanar mit
der oberen Fläche
des Reliefabschnitts 16 ist, liegt die obere Fläche des
entsprechenden faserreichen Bereichs 32 des in 15 gezeigten
Vliesstoffs in einer Ebene, die über
der Ebene der oberen Fläche
des Reliefabschnitts 16 liegt. Dies ist ein Ergebnis des
Vorsehens des Paars zweite ausgesparte Bereiche 125 in
dem Tragbauteil 128. Bei dem Vliesstoff nach 15 ist
die Grenze zwischen dem faserreichen Bereich 32 des Übergangsbereichs 24 und
dem Reliefabschnitt 16 ausgeprägter und optisch offensichtlicher
als im Falle des Vliesstoffs nach 5. Zusätzliche
ausgesparte Bereiche in dem Tragbauteil schaffen zusätzliche
Reliefabschnitte in dem Stoff. Mehrere ausgesparte Flächen können in
dem Tragbauteil vorgesehen sein, falls dies gewünscht ist, um weitere entsprechende
Reliefabschnitte in dem Vliesstoff zu erzeugen. Es ist klar, daß entsprechend
der Lehre der vorliegenden Erfindung ein Tragbauteil vorgesehen
sein kann, das einsetzbar ist, um eine abgeänderte Version des Vliesstoffs
nach 15 herzustellen, wobei der zentrale Bereich des
Reliefabschnitts 16 einen weiteren Reliefabschnitt trägt, der
von dessen oberen Fläche
nach oben vorsteht.
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Wieder
bezugnehmend auf 1B ist eine Ausführung eines
Vliesstoffs mit einem Reliefabschnitt 18 in Form eines
Rechtecks gezeigt. Wie bereits erwähnt ist, ist das Basisgewicht
des Reliefabschnitts 18 größer als das des Hintergrundabschnitts 12.
Der Vliesstoff nach 1B kann auf eine Abwandlung
des in 14B gezeigten Tragbauteils 128 hin
hergestellt werden. Ein derartiges abgewandeltes Tragbauteil weist
einen ausgesparten Bereich 125 auf, der in der Form des
gewünschten
Rechtecks angeordnet ist, jedoch enthält es keinen ausgesparten Bereich 121 oder
dessen ausgesparte obere Fläche 124.
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Topographische
Tragbauteile zum Herstellen von Vliesstoffen der vorliegenden Erfindung
werden gefertigt, indem ein Vorläufer-Tragbauteil-Werkstück mit irgendeiner
gewünschten
topographischen Konfiguration an der in 16 gezeigten
Vorrichtung bearbeitet wird.
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Das
gewünschte
Vorläuferwerkstück ist auf einer
geeigneten Welle oder einem geeigneten Dorn 821 befestigt,
der eine zylindrische Form für
ihn festlegen wird und eine Drehung um dessen Längsachse in Lagern 822 ermöglicht.
Ein Drehantrieb 823 dreht den Dorn 821 mit einer
kontrollierten Geschwindigkeit. Ein Drehimpulsgenerator 824 ist
mit dem Dorn verbunden und überwacht
die Drehung des Dorns 821, so daß seine präzise radiale Position zu jeder Zeit
bekannt ist.
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Außerhalb
der Dornamplitude und parallel zum Dorn 821 sind eine oder
mehrere Führungsbahnen 825 vorgesehen,
die es einem Schlitten 826 ermöglichen, die gesamte Länge des
Dorns 821 zu queren, während
ein konstanter Abstand zur Oberfläche 803 des Rohrs 802 beibehalten
wird. Ein Schlittenantrieb 833 bewegt den Schlitten entlang
den Führungsbahnen 825,
während
ein Schlitten-Impulsgenerator 834 die laterale Position
des Schlittens bezüglich
des Tragbauteils 802 vormerkt. Eine Fokussierstation 827 ist
an dem Schlitten angeordnet. Die Fokussierstation ist auf Fokusführungsbahnen 828 montiert
und kann sich senkrecht zu denen des Schlittens bewegen und sieht
ein Mittel zum Fokussieren einer Linse 829 relativ zur
Oberfläche 803 vor. Ein
Fokusantrieb 832 ist vorgesehen, um die Fokussierstation 827 zu
positionieren und das Fokussieren der Linse 829 zu gewährleisten.
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Die
Linse 829 ist an der Fokussierstation 827 gesichert,
die in einer Düse 830 befestigt
ist. Die Düse 830 umfaßt eine
Einrichtung 831 zum Einbringen eines unter Druck stehenden
Gases in die Düse 830 zum
Kühlen
und Reinigen der Linse 829.
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Ein
Endumlenkspiegel 835 ist an dem Schlitten 826 befestigt,
der den Laserstrahl 836 auf die Fokussierlinse 829 richtet.
Der Laser 837 ist davon über optionale Strahlumlenkspiegel 838 entfernt
angeordnet, um den Strahl zum Endstrahlumlenkspiegel 835 zu
richten. Obwohl es möglich
ist, den Laser 837 direkt am Schlitten 826 anzuordnen
und die Strahlumlenkspiegel wegzulassen, machen die räumlichen Begrenzungen
und Nutzverbindungen zum Laser die entfernte Anordnung zu einer
bevorzugten Lösung.
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Wenn
der Laser 837 mit Energie versorgt wird, wird der ausgesendete
Strahl 836 zuerst von dem Strahlumlenkspiegel 838,
anschließend
von dem Endstrahlumlenkspiegel 835 reflektiert, der ihn zur
Linse 829 leitet. Der Weg des Laserstrahls 836 ist dergestalt,
daß, falls
die Linse 829 entfernt wurde, der Strahl durch die Längsmittellinie
des Dorns 821 verläuft.
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Wenn
der Strahl 836 die Fokussierlinse 829 passiert,
konzentriert sie die Energie in der Nähe der Mitte des Strahls. Die
Strahlen werden nicht in einem einzigen Punkt gebeugt, sondern vielmehr
in einem Fleck mit einem kleinen Durchmesser. Der Punkt mit dem
kleinsten Durchmesser wird als Fokus oder Brennpunkt bezeichnet.
Dies tritt bei einem Abstand von der Linse auf, der als die sogenannte
Brennweite bezeichnet ist. Bei Längen,
die entweder kürzer
oder größer als
die Brennweite sind, werden die gemessenen Fleckgrößen größer als
das Minimum sein.
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Ein
Vorläufer-Tragbauteil,
das eine vorbestimmte Topographie und ein vorbestimmtes Muster mit
darin liegenden Öffnungen
umfaßt,
wird vorbereitet oder sonst wie erhalten. Ein Tragbauteil, das als ein
solcher Vorläufer
geeignet ist, ist in
3 der
US 5,098,764 offenbart. Das mit der
Bezugsziffer
56, in
3 des Patents '764 identifizierte
Tragbauteil umfaßt
Reihen von Pyramiden
61, deren Spitzen
65 in zwei
zueinander senkrechten Richtungen ausgerichtet sind. Diese Pyramiden
weisen "Seiten"
66 auf, und
die Abstände
zwischen den Pyramiden werden als "Täler"
67 bezeichnet.
Dieses Tragbauteil umfaßt auch
mehrere Löcher
oder Öffnungen
68,
die in einem Muster angeordnet sind und sich durch die Stärke des
Tragbauteils erstrecken. Einige andere topographische Tragbauteile
sind in dem
US 5,098,764 offenbart
und alle diese Tragbauteile sind geeignete Vorläufer, um Tragbauteile zur Ausübung der
vorliegenden Erfindung herstellen zu können. Die Vorläufer-Tragbauteile
müssen
aus Materialien gefertigt sein, die für ein Verfahren mit Laser-Ablation
geeignet sind. Acetal- oder Acrylmaterialien sind bevorzugte Aufbaumaterialien.
Spezielle Laserarbeitsverfahren für Polymermaterialien wurden
bereits offenbart.
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Das
in 13 dargestellte Tragbauteil wird als topographischer
Vorläufer-Tragbauteil eingesetzt, aus
dem ein Tragbauteil präpariert
wird, um den in 1C gezeigten Vliesstoff 10C herzustellen.
Dieses Vorläufer-Tragbauteil
wurde bereits offenbart. Dieses besondere Tragbauteil kann verwendet
werden, um Vliesstoffe mit einer Strickstoff (Trikot) ähnlichen
Flächenerscheinung
herzustellen.
-
Das
Verfahren zum Laserbohren eines Vorläufer-Tragbauteils zum Schaffen
eines Tragbauteils, das zum Herstellen des in 1C gezeigten
Vliesstoffs 10C verwendet werden kann, wird nun beschrieben.
Ein anfänglicher
Fokussierschritt muß durchgeführt werden.
Das in 13 gezeigte Vorläufer-Tragbauteil
wird am Dorn 821 positioniert, und der Schlittenantrieb 833 wird
betrieben, um den Brennpunkt der Linse 829 auf einen ungebohrten
Abschnitt des Ausgangsrohrs zu richten, aus dem das Vorläufer-Tragbauteil
ursprünglich
besteht. Üblicherweise sind
ungebohrte Abschnitte als Rand an jedem Ende des Tragbauteils vorgesehen;
diese ungebohrten Abschnitte liefern nicht nur Bereiche für eine Probegravierung,
sondern dienen auch als Verstärkung,
womit eine strukturelle Ganzheit für das Tragbauteil geschaffen
wird. Der Laser wird kurz gepulst, und der Dorn wird leicht zwischen
Impulsen gedreht, so daß eine
Reihe von kleinen Vertiefungen geschaffen wird.
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Die
Fokussierstation 827 wird anschließend bezüglich der Dornmittellinie bewegt,
um die Fokusposition zu ändern,
und eine weitere Reihe Vertiefungen wird hergestellt. Üblicherweise
wird eine Matrix von 20 Spalten von jeweils 20 Vertiefungen gebohrt, wobei
die Fokussierstation zwischen jedem Paar Spalten erneut positioniert
wird. Die Vertiefungen werden mikroskopisch überprüft, und die Spalte mit den
kleinsten Vertiefungen wird identifiziert. Die Position der Fokussierstation 827,
die diese Spalte von Vertiefungen mit dem kleinsten Durchmesser
produziert hat, definiert den Referenz durchmesser für die Oberfläche 103 des
Vorläufer-Tragbauteils,
bei welcher der Strahl fokussiert wird.
-
Ein
gewünschtes
Muster wird ausgewählt, wie
das in 17A. 17A ist
eine Bitkarte des Musters, das verwendet wird, um das Tragbauteil
zu erzeugen, das schließlich
dazu verwendet wird, den Vliesstoff 10C nach 1C herzustellen. 17B ist eine stark vergrößerte Bitkarte des rechteckigen
Bereichs 301 nach 17A.
Wie in 17B ersichtlich ist, ist der
gekrümmte
Abschnitt des Spiegelbilds des Buchstabens "S" keine
glatte Kurve sondern vielmehr eine Reihe von winzigen Schrittquadraten
oder "Pixel". Jedes Pixel entspricht
einem Bereich auf der Fläche
des zu gravierenden Vorläufer-Tragbauteils. Die übliche Dimension
der Tragbauteilfläche
entsprechend einem Pixel liegt in jeder Richtung bei 0,05 mm (0,002
Inch). Die schwarzfarbenen Pixel entsprechen Bereichen, die einen
vertieften Bereich in dem Endtragbauteil darstellen und zwar Bereiche,
wo der Laser aktiv bleibt, um Material durch Ablation zu entfernen.
Die weißfarbenen
Pixel entsprechen den Bereichen des Tragbauteils, die durch dieses
Verfahren unverändert
bleiben und die folglich Bereiche sind, wo der Laser abgestellt
wird. Auf diese Weise kodiert das Muster nach 17A die Laserarbeitsanweisungen, um das Bild in
dem Tragbauteil herzustellen.
-
Das
Muster muß eingestellt
werden, um ein Bild der beabsichtigten Größe herzustellen. Falls beispielsweise
in dem Tragbauteil eine Vertiefung mit einer Länge von 2,54 cm (einem Inch)
gewünscht
wird und der oben erwähnte
Maßstab
verwendet wird, muß eine
Bitkarte erzeugt werden, wobei dieses Bild 500 Pixel lang ist.
-
Anschließend wird
eine Position für
den ersten ausgesparten Bereich ausgewählt, um ihn in dem Vorläufer-Tragbauteil
zu erzeugen. Dies muß sowohl für die Längsposition
(über die
Fläche
des Vorläufer-Tragbauteils)
als auch für
die Umfangsposition (am Umfang des Vorläufer-Tragbauteils) definiert werden.
Diese Startposition entspricht der oberen linken Ecke der Bitkarte
in 17A. Pixelspalten in der Bitkarte entsprechen
Bereichen, die am Umfang des Vorläufer-Tragbauteils liegen. Pixelreihen
in der Bitkarte entsprechen Bereichen, die quer über die Fläche des Vorläufer-Tragbauteils
liegen.
-
Falls
mehr als ein ausgesparter Bereich in dem Endtragbauteil gewünscht wird,
wird die Ausgangseckstelle für
jede derartige Vertiefung festgelegt. Falls gewünscht wird, kann das Computersteuersystem
derart ausgelegt sein, daß die
Anzahl von Wiederholungen eines Musters in jeder Richtung (Längs- und
Umfangsrichtung) spezifiziert werden kann, und der Computer wird
die Startpunkte für
jede dieser Wiederholungen bestimmen. Innerhalb jedes ausgesparten
Bereichs wird der Arbeitsvorgang dupliziert.
-
In
Betrieb wird der Schlitten anfänglich
angetrieben, so daß der
Brennpunkt der Linse der Längsposition
der vorher bestimmten Position der ersten Vertiefung entspricht.
Diese Position wird durch den Schlittenimpulsgenerator 834 festgelegt.
-
Der
Dorn dreht sich nun mit einer konstanten Geschwindigkeit. Eine Umfangsposition
wird durch den Drehimpulsgenerator 824 festgelegt. Die
tatsächliche,
verwendete Drehgeschwindigkeit hängt von
der Laserenergie, von der gewünschten
Schnitttiefe, der Laserfleckgröße und dem
Schlittenvorschub pro Umdrehung ab. Wenn der Dorn sich mit Betriebsgeschwindigkeit
dreht, untersucht der Computer die am weitesten links liegende Spalte
der Bitkarte auf Laseranweisungen. Falls diese Spalte keine schwarzen
Pixel aufweist, bleibt der Laser für die gesamte erste Umdrehung
des Dorns ausgeschalten. Falls es in der ersten Spalte schwarze
Pixel gibt, wird der Laser angeschaltet, wenn die den schwarzen
Pixeln entsprechenden Positionen an dem Tragbauteil im Brennpunkt
der Linse liegen. Die kodierten Anweisungen in dieser am meisten
links liegenden Spalte führen
zu einer wiederholten Laseroperation am Umfang des Tragbauteils
an jedem spezifizierten Bereich, um das Muster zu wiederholen.
-
Nach
einer vollständigen
Umdrehung positioniert der Schlittenantrieb den Brennpunkt der Linse erneut
an die Position des nächsten
Bereichs des Vorläufer-Tragbauteils,
von welchem Material durch Laserablation zu entfernen ist. Diese
neue Stelle liegt direkt über
diesen Bereichen des Vorläufer-Tragbauteils,
die den Pixeln in der zweiten Spalte der Bitkarte entsprechen. Diese
neue Stelle wird durch den Schlittenimpulsgenerator 834 verifiziert.
Der Computer überprüft anschließend die
kodierten Anweisungen in der zweiten Spalte der Bitkarte und pulsiert den
Laser an und aus, wie während
der nächsten Dor numdrehung
angewiesen wird. Das Verfahren wird so lange wiederholt, bis das
gesamte Pixelmuster in der Bitkarte in das Vorläufer-Tragbauteil "eingebrannt" worden ist.
-
Es
sei angemerkt, daß bei
der Ausführung
jeder Durchgang eher eine Anzahl enger Schnitte in dem Material
als eine große
Vertiefung hervorruft. Da diese Schnitte genau registriert sind,
um Seite an Seite angeordnet zu sein und sich irgendwie zu überlappen,
folgt aus dem kumulativen Effekt eine ausgedehnte Aussparung. Die
Herstellung eines glatten Bildes erfordert, daß der Bereich, der für eine Entsprechung
mit einem individuellen Pixel in dem Design festgelegt ist, kleiner
als die minimale, verwendete Laserfleckgröße ist. Dies schafft ein Überlappen benachbarter
Durchgänge,
woraus sich ein nachträgliches
ineinander Übergehen
der Kanten jedes Durchgangs ergibt, wodurch "Auszackungen" ("jaggies") minimiert werden.
Obwohl üblicherweise
quadratisch, ist es zweckmäßiger, Pixel
mit unterschiedlichen Abmessungen zu verwenden. Beispielsweise können rechteckige
Pixel verwendet werden.
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Die
Aussparungstiefe ist proportional zur Energie und umgekehrt proportional
zu der Drehgeschwindigkeit sowie dem Schlittenvorschub pro Umdrehung.
Der kumulative Effekt mehrerer Durchgänge ist eine breite Aussparung
mit genauem Übergang von
sich überlappenden
Durchgängen.
Dieses Verfahren kann so oft wie gewünscht über die Bearbeitungsfläche des
Tragbauteils wiederholt werden, um große Mustereffekte zu erzielen.
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Falls
eine akzentuierte Aussparung erwünscht
ist, wird ein zweites Muster erzeugt, wobei diese Pixel identifiziert
werden, die mit einer unterschiedlichen Tiefe einzugravieren sind.
Hierfür
ist das gleiche Verfahren vorgesehen, jedoch ist entweder eine höhere Laserenergie
oder eine geringere Drehgeschwindigkeit anzuwenden, um die gesteigerte Tiefe
zu erreichen.
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Es
gibt einen überraschenden
und interessanten Gesichtspunkt hinsichtlich des oben beschriebenen
Laserablationsverfahrens eines Vorläufer-Tragbauteils. Im Gegensatz
zum Drehmaschinenarbeitsvorgang, bei dem Material mit einer konstanten
Tiefe entfernt wird, entfernt das eben beschriebene Laserablationsverfahren
eine festgelegte Menge Material von dem Vorläufer-Tragbauteil. Beispielsweise
umfaßt
in dem eben beschriebenen Verfahren das Vorläufer-Tragbauteil das in 13 gezeigte,
topographische Muster. Das aufeinanderfolgende Laserablationsverfahren
erzeugt einen ausgesparten Bereich, der dem Spiegelbild der Buchstaben "JSK" entspricht. Wenn
ein Vliesstoff mittels des Endtragbauteils hergestellt wird, erscheinen
die Buchstaben "JSK" in einem Reliefabschnitt
des Stoffs. Dies ist in 16 ersichtlich,
wo die Buchstaben "JSK" den ersten Reliefabschnitt 16 des
Vliesstoffs 10C umfassen. Diese vorstehenden Buchstaben "JSK" weisen die gleiche
Strickstoff (Trikot) ähnliche
Erscheinung wie der Hintergrundabschnitt 12 auf.
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BEISPIEL 1
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Dieses
Beispiel zeigt die Herstellung eines topographischen Tragbauteils,
das verwendet werden kann, um den Vliesstoff 10C nach 1C herzustellen.
Der Vorläufer
des topographischen Tragbauteils ist aus Acetal gebildet und weist
das topographische Muster von Gipfeln, Tälern und Öffnungen auf, die in 13 dargestellt
sind. Der Vorläufer
des topographischen Tragbauteils wurde mittels des Laserbohrverfahrens
hergestellt. Das Tragbauteil nach Beispiel 1 ist an der Vorrichtung
nach 16 hergestellt, wobei das eben erwähnte Vorläufer-Tragbauteil und
das eben beschriebene Laserablationsverfahren verwendet werden.
Das Vorläufer-Tragbauteil
wird an dem Dorn 821 angebracht. Die Computergraphikdatei,
die zur Steuerung des Laserablationsverfahrens verwendet ist, ist
in 17A dargestellt. Die Laserenergie ist festgelegt,
um aktiviert eine konstante Leistungsabgabe von 1320 Watt zu erzeugen.
Die Linse 829 ist eine positive Meniskuslinse mit einer
Brennweite von 12,7 cm (5 Inch). Die Linse 829 wird auf
die Oberfläche
des ungravierten Randabschnitts des Vorläufers des topographischen Tragbauteils
fokussiert. Dies deckt sich mit dem Referenzdurchmesser, der für das Vorläufer-Tragbauteil
festgelegt ist, wie weiter oben bereits erläutert ist. Die Drehgeschwindigkeit
des Dorns 821 während
des Laserablationsverfahrens ist 35 rpm, woraus sich eine Tragbauteiloberflächengeschwindigkeit
von 69 m/min ergibt. Der Schlittenvorschub pro Umdrehung beträgt 50 Mikrometer.
Das Laserablationsverfahren wird solange fortgesetzt, bis die gesamte
Umfangsfläche
des Vorläufer-Tragbauteils
mit dem gewünschten
Muster lasergraviert ist. Das resultierende topographische Tragbauteil
umfaßt
ein erstes Muster, das näher
an dessen Außenfläche ist,
und ein zweites Muster neben dem ersten Muster, d. h. in die Tiefe
des Tragbauteils freigearbeitet. Das erste Muster in dem resultierenden
Tragbauteil ist das in der 13 dargestellte
Muster. Das zweite Muster, d. h. das Muster, das in die Tiefe des
Tragbauteils neben dem ersten Muster freigemacht ist, entspricht
dem Muster, das in 17A dargestellt ist.
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BEISPIEL 2
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Dieses
Beispiel erläutert
die Herstellung des Vliesstoffs 10C, das in 1C dargestellt
ist, wobei das topographische Tragbauteil verwendet wird, das gemäß Beispiel
1 hergestellt ist. Das topographische Tragbauteil nach Beispiel
1 wird von dem Dorn 821 der in 16 dargestellten
Vorrichtung entfernt und an der Trommel 90 der in 12 dargestellten
Vorrichtung befestigt.
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Ein
fasriges Gewebe oder Faservlies, das vollständig aus Stapellängen-Baumwollfasern besteht
und ein Gewicht von 40,7 g/m2 (1,2 Unzen
pro Quadratyard) aufweist, wird hergestellt, indem ein 100% Baumwollgewebe
mit einem Gewicht von 20,3 g/m2 (0,6 Unzen
pro Quadratyard), das durch ein herkömmliches Kardierverfahren hergestellt
ist, und ein 100% Baumwollgewebe mit einem Gewicht von 20,3 g/m2 (0,6 Unzen pro Quadratyard), das durch
ein herkömmliches
Luftlegeverfahren hergestellt ist, kombiniert werden. In dem spezifischen
erörterten
Beispiel werden das kardierte Gewebe und das luftgeschichtete Vlies
kombiniert, indem das luftgeschichtete Vlies auf das kardierte Gewebe
gelegt wird. Es ist klar, daß das
kardierte Gewebe, falls dies gewünscht wird,
auf das luftgeschichtete Vlies gelegt werden kann.
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Das
eben erwähnte
100%-ige Baumwollgewebe mit 40,7 g/m2 (1,2
oz/sq yd) wird etwas vorverfilzt, indem eine herkömmliche
Filzvorrichtung mit einem flachen Band und 18 Öffnungsstreifen verwendet wird,
die voneinander in der Maschinenrichtung der Vorrichtung mit Abstand
angeordnet sind, und die sich über
die Breite der Vorrichtung erstreckten. Der Durchmesser der Öffnungen
beträgt
0,018 cm (0,007 Inch). Es gibt dreißig (30) Öffnungen pro 2,54 cm (laufendem
Inch) bei jedem Öffnungsstreifen.
Das Verfilzfluid ist Wasser. Von der stromaufwärtigen Richtung zur stromabwärtigen Richtung kommend wird
Wasser den ersten drei Öffnungsstreifen
bei 13,8 bar Manometer (g. p.) (200 psig) zugeführt; den nächsten drei Öffnungsstreifen
bei 41,4 bar g. p. (600 psig); und den letzten zwölf Öffnungsstreifen
bei 69 bar g. p. (1000 psig). Die Vorfilzvorrichtung arbeitete bei
100,6 m (330 Fuß)
pro Minute (fpm). Das sich daraus ergebende Baumwollvlies wird über Dampfbehälter getrocknet,
um ein leicht verfilztes 100%-iges Baumwollgewebe oder -vlies zu
schaffen, das später
als "Vorverbund" (pre-bond) bezeichnet wird.
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Zwei
Lagen des eben beschriebenen Vorverbunds werden verwendet, um den
Vliesstoff 10C herzustellen. Der zweilagige Vorverbund
wird auf das topographische Tragbauteil von Beispiel 1 angeordnet, das
vorher an dem Dorn 821 angebracht worden ist. Der zweilagige
Vorverbund wird anschließend
etwas mit Wasser besprüht.
Der Abstand von dem Boden der Öffnungsstreifen
der in 12 gezeigten Vorrichtung zur
Oberfläche
des Vorverbundmaterials liegt bei ungefähr 1,9 cm (0,75 Inch). Nur
einer der fünf
in 12 gezeigten Öffnungsstreifen 92 wird
für den Verarbeitungsschritt
verwendet. Der zweilagige Vorverbund wird einmal unter den Öffnungsstreifen
mit 91,4 m (100 Yards) pro Minute gefördert, während Wasser dem Öffnungsstreifen
bei einem Druck von ungefähr
41,4 bar g. p. (600 psig) zugeführt
wird. Der Vorverbund wird anschließend unter dem Öffnungsstreifen
acht zusätzliche
Male vorbeigefördert.
Die während
dieser acht Durchgänge
angewandte Bahngeschwindigkeit liegt bei 91,4 m (100 Yards) pro
Minute, wobei Wasser dem Öffnungsstreifen
bei einem Druck von ungefähr
110,4 bar g. p. (1600 psig) zugeführt wird. Der somit hergestellte
Vliesstoff 10C wird durch ein Vakuum entwässert, von
dem Tragbauteil entfernt und in einem heißen Luftofen getrocknet.
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Es
ist klar, daß der
Vliesstoff 10C einen Hintergrundabschnitt 12 mit
einer Strickstoff ähnlichen Erscheinung
aufweist, die aus dem ersten Muster des Tragbauteils resultiert,
wobei das erste Muster dem in 13 gezeigten
entspricht. Der Reliefabschnitt 16 des Vliesstoffs 10C resultiert
aus dem Muster nach 17A.
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Das
Basisgewicht wird wie folgt bestimmt. Das zu testende Material wird
sechs Stunden lang bei 21 °C
(70°F) und
bei einer relativen Feuchtigkeit von 65% konditioniert. Drei individuelle
Testproben werden aus dem gewünschten
Teil des konditionierten Materials gestanzt, indem ein Stanzstempel
mit einem bekannten vorbestimmten Bereich verwendet wird. Dieser
Bereich liegt in der Größenordnung
von 30 Quadratmillimeter. Jede ausgestanzte Testprobe wird an einer
Analysenwaage gewogen. Das Basisgewicht jeder individuellen Testprobe
wird berechnet, indem sein Gewicht durch seinen bekannten Bereich dividiert
wird. Das Basisgewicht wird als Durchschnitt der Basisgewichte der
drei Testproben berechnet.
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Obwohl
einige Ausführungen
und Variationen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben
worden ist, soll klar sein, daß die
Offenbarung und Lehre der Erfindung viele alternative Ausführungen
dem Fachmann vorschlägt.