DE69525498T3

DE69525498T3 - Vliesstoffe mit Reliefmustern

Info

Publication number: DE69525498T3
Application number: DE69525498T
Authority: DE
Inventors: William A. Long Branch James; William G. F. Middlesex Kelly; Susan Lynn Belle Mead Suehr
Original assignee: McNeil PPC Inc
Current assignee: Avintiv Specialty Materials Inc
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1995-09-15
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2015-09-16
Also published as: CZ237995A3; KR960010942A; JPH08100360A; EP0705932B1; AU3057895A; RU2149229C1; CA2158423C; JP3991088B2; SG82518A1; HUT72869A; HK1012685A1; DE69525498T2; ATE213515T1; US5674591A; FI954356A; DE69525498D1; CN1053716C; CZ289059B6; TW329437B; ZA957813B

Description

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.
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.

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.
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.
Zusammenfassung der Erfindung
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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Vliesstoff gemäß Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche 2 bis 25 beschreiben bevorzugte Ausführungen der Erfindung.
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.
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.
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.
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.
In einer alternativen Ausführung besitzt der topographische Träger einen relativ engen ausgesparten Bereich, der von der ebenen Untergrundfläche der Formplatte versetzt angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Draufsicht einer Ausführung eines Vliesstoffs, der nicht zur Erfindung gehört;
1B ist eine Draufsicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
1C ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
2 ist eine mikrophotographische Draufsicht eines Abschnitts einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs.
2A ist eine perspektivische Ansicht der Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 2A-2A nach 2.
2B ist eine perspektivische Ansicht der Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 2B-2B nach 2.
3 ist eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 2A-2A nach 2.
4 ist eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 4-4 nach 2.
5 ist eine stark vergrößerte Querschnittsansicht eines Reliefabschnittstyps in einem Vliesstoff der nicht zur Erfindung gehört.
6 ist eine mikrophotographische Draufsicht eines zweiten Reliefabschnittstyps in einem erfindungsgemäßen Vliesstoff.
7 ist eine mikrophotographische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 7-7 nach 6.
8 ist eine idealisierte Skizze der Querschnittsansicht nach 7.
9 ist ein Blockdiagramm der Verfahrensschritte zum Herstellen von erfindungsgemäßen Vliesstoffen.
10, 11 und 12 sind schematische Darstellungen dreier Vorrichtungstypen zum Herstellen erfindungsgemäßer Vliesstoffe.
13 ist eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung desjenigen Abschnitts eines topographischen Tragbauteils, der zur Herstellung eines Hintergrundabschnitts eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs verwendet wird.
14A ist eine Querschnittsskizze, die einen Typ eines ausgesparten Bereichs in einem topographischen Tragbauteil darstellt, das zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vliesstoffs verwendet werden kann.
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.
15 ist eine Querschnittsskizze eines Vliesstoffs, der mit Hilfe des Tragbauteils nach 14B hergestellt ist.
16 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bilden von topographischen Tragbauteilen, die zur Herstellung von erfindungsgemäßen Vliesstoffen eingesetzt werden können.
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.
17B ist ein stark vergrößerter Bit-Plan des rechteckigen Feldes 301 nach 17A.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
BEISPIEL 1
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.
BEISPIEL 2
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Vliesstoff umfassend: einen im wesentlichen ebenen Hintergrundabschnitt (12), der in einer ersten Ebene liegt und diese definiert; und zumindest einen ein dreidimensionales Muster integral bildenden Reliefabschnitt (16, 18), der aus der ersten Ebene des Hintergrundabschnitts (12) vorsteht, wobei das Basisgewicht des mindestens einen Reliefabschnitt (16; 18) größer als das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts (12) ist.
Stoff nach Anspruch 1, umfassend einen Übergangsbereich (22, 24) zwischen dem Reliefabschnitt (16) und dem Hintergrundabschnitt (12), wobei der Übergangsabschnitt (22; 24) ein von dem Reliefabschnitt (16) und dem Hintergrundabschnitt (12) unterschiedliches Basisgewicht aufweist.
Stoff nach Anspruch 2, wobei der Übergangsbereich (22; 24) einen ersten Abschnitt (27, 30) mit einem geringeren Basisgewicht als der Reliefabschnitt (16) und der Hintergrundabschnitt (12) umfaßt.
Stoff nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Übergangsbereich (22; 24) einen zweiten Abschnitt (28; 32) mit einem höheren Basisgewicht als der Reliefabschnitt (16) und der Hintergrundabschnitt (12) umfaßt.
Stoff nach Anspruch 4, wobei der erste Abschnitt (27; 30) mit dem Hintergrundabschnitt (12) und der zweite Abschnitt (28; 32) mit dem Reliefabschnitt (16) verbunden ist.
Stoff nach Anspruch 4, wobei der erste Abschnitt (30) mehrere Faserbündel (27a; 30a) umfaßt, die im wesentlichen zueinander parallel sind.
Stoff nach Anspruch 6, wobei eine Mehrzahl Faserbündel (27a; 30a) Fasern umfaßt, die verdrillt und umeinander gedreht sind.
Stoff nach Anspruch 6, wobei die Faserbündel (27a; 30a) im wesentlichen senkrecht zum Hintergrundabschnitt (12) und zum Reliefabschnitt (16) sind.
Stoff nach Anspruch 4, wobei der zweite Abschnitt (28; 30) mehrere Faserbündel (27a; 30a) umfaßt, die im wesentlichen zueinander parallel sind.
Stoff nach Anspruch 9, wobei eine Mehrzahl Faserbündel (30a) Fasern umfaßt, die verdrillt und umeinander gedreht sind.
Stoff nach Anspruch 1, wobei der Hintergrundabschnitt (12) eine Struktur mit mehreren im wesentlichen parallelen Faserbündeln (27a; 30) aufweist, wobei die Faserbündel Fasern umfassen, die verdrillt und umeinander gedreht sind.
Faser nach Anspruch 11, wobei der Reliefabschnitt (16) eine Struktur mit mehreren im wesentlichen parallelen Faserbündeln (27a; 30) aufweist, wobei die Faserbündel Fasern umfassen, die verdrillt und umeinander gedreht sind.
Stoff nach Anspruch 12, wobei die Struktur des Hintergrundabschnitts (12) und des Reliefabschnitts (16) im wesentlichen identisch ist.
Stoff nach Anspruch 13, wobei das texturierte Design ein tricotähnliches Design ist.
Stoff nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Reliefabschnitt (16) einen oberen Abschnitt (32) und einen unteren Abschnitt umfaßt, wobei sowohl der obere als auch der untere Abschnitt aus dem Hintergrundabschnitt (12) herausgehoben ist.
Stoff nach Anspruch 12, wobei die Mehrzahl der Faserbündel ein vorbestimmtes Muster von Öffnungen (27b; 30b) in dem Stoff (10D) definieren, wobei die Querschnittsbreite des mindestens einen Reliefabschnitts (16) mindestens zweimal größer als der Abstand zwischen den Öffnungen (27b; 30b) beim vorbestimmten Muster ist.
Stoff nach Anspruch 4, wobei der Übergangsbereich einen oberen Abschnitt (32) umfaßt, der über den Reliefabschnitt (16) vorsteht.
Stoff nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Reliefabschnitt (18) einen oberen Abschnitt (18b), der aus der ersten Ebene des Hintergrundabschnitts (12) vorsteht, und einen im wesentlichen ebenen, unteren Abschnitt (18a) umfaßt.
Stoff nach Anspruch 1, umfassend einen Übergangsbereich (22; 24) zwischen dem wenigstens einen Reliefabschnitt (16) und dem Hintergrundabschnitt (12), wobei der Übergangsbereich (22; 24) ein Basisgewicht aufweist, das niedriger als das des Hintergrundabschnitts (12) ist.
Stoff nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Reliefabschnitt (16, 18) mehrere, im wesentlichen parallele Fasern umfaßt.
Stoff nach Anspruch 20, wobei die im wesentlichen parallelen Fasern parallel in der Längsrichtung des dreidimensionalen Musters sind, das von dem mindestens einen Reliefabschnitt (16) gebildet ist.
Stoff nach Anspruch 19, wobei der Übergangsbereich (22; 24) mehrere Faserbündel (27a; 30a) umfaßt, die im wesentlichen parallel zueinander sind.
Stoff nach Anspruch 22, wobei eine Mehrzahl (27a; 30a) der Faserbündel (27; 30) Fasern umfaßt, die verdrillt und umeinander gedreht sind.
Stoff nach Anspruch 23, wobei die Faserbündel (27; 30) im wesentlichen senkrecht zum Hintergrundabschnitt (12) und zum Reliefabschnitt (16) sind.
Stoff nach Anspruch 1, umfassend einen zweiten Reliefabschnitt (18), wobei der erste Reliefabschnitt (16) und der zweite Reliefabschnitt (18) in einer Ebene liegen, die über und parallel zu der ersten Ebene liegt, wobei jeder Reliefabschnitt (16; 18) mit dem Hintergrundabschnitt (12) über einen Faserübergangsbereich (22; 24) verbunden ist, das Basisgewicht des ersten Reliefabschnitts (16) im wesentlichen gleich dem Basisgewicht des Hintergrundabschnitts (12) ist und das Basisgewicht des zweiten Reliefabschnitts (18) größer als das Basisgewicht des Hintergrundabschnitts (12) sind.