DD283660A5

DD283660A5 - Faservlies aus waermebestaendigem material, sowie ein verfahren und eine vorrichtung zu seiner herstellung

Info

Publication number: DD283660A5
Application number: DD89325843A
Authority: DD
Inventors: Jorma Nieminen
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1990-10-17
Also published as: NO890572D0; PT89761B; WO1989007674A1; DE68915305D1; CA1318117C; KR0124541B1; CN1037937A; NO172296C; JP2688518B2; IE890495L; ATE105881T1; FI83888B; US5014396A; DE68915305T2; AU622645B2; EP0329255A2; JPH01298262A; CZ278421B6; YU35589A; FI880755A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Faservlies aus waermebestaendigem Material sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung. Sie betrifft ein Faservlies aus waermebestaendigem Material, wie keramische Fasern, Glasfasern, Mineralfasern oder deren Mischungen sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung. Hierbei wird ein optimaler Materialeinsatz bei qualitativ hochwertigen Faservliesen unterschiedlicher Staerke erreicht, wobei deren Einsatz auch in hohen Temperaturbereichen moeglich ist. Das Faservlies weist dabei eine dreidimensionale Struktur auf, die durch willkuerlich ausgerichtete Fasern gebildet ist, welche trocken durch einen Luftstrom zusammengefuegt sind, wobei ein die Fasern verbindendes Bindemittel enthalten sein kann. Bei dem Verfahren werden die Fasern durch einen Luftstrom vorwaerts bewegt, der sie auf eine Ebene traegt auf welcher sie willkuerlich ausgerichtet werden und der Luftstrom durch diese Ebene hindurchgefuehrt wird. Die Vorrichtung weist die Ebene auf, welche wie ein Gitter ausgebildet ist, und einen darunter angeordneten freien Raum, der mit einem Stroemungskanal verbunden ist, in dem der die Fasern fuehrende Luftstrom stroemt. Fig. 5{Faservlies; waermebestaendiges Material; Glasfaser; Mineralfaser; keramische Faser; trockener Luftstrom; Stroemungskanal; gitterfoermige Ebene; diskontinuierliche Fasern; willkuerliche Ausrichtung}

Description

Faservlies aus wärmebeständigem Material sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Faservlies aus wärmebeständigem Material wie keramischen Fasern, Glasfasern und Mineralfasern oder deren Mischung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt« Faservlies aus Mineral-· Glas- oder Keramikfasern im wesentlichen auf zweierlei Weise herzustellen:

Die erzeugten Fasern werden auf einen gitterförmigen Untergrund unter Einfluß eines Luftstromes aufgebracht, um eine Vliesbahn zu bilden. Hierbei ist sowohl ein Saugzug, als ein Blasdruck möglich. Auf diese Weise hergestellt, hat das Erzeugnis einen kompakten Aufbau und ein hohes Gewicht je Flächeneinheit. Dieses Verfahren ist nicht- für die Herstellung dünnerer Qualitäten geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Faservlies die bei der Herstellung der Fasern entstehenden körnigen und raupenartigen Verunreinigungen ebenfalls enthält. Es ist nicht möglich, dem Faservlies Bindefasern beizumischen, die abschließende Bindung des Erzeugnisses wird durch flüssige Bindemittel bewirkt, die bei niedrigen Temperaturen verdampfen und damit den Einsatz dieser Erzeugnisse bei hohen Temperaturen erschweren.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin· eine Mineral-, Glas- oder Keramikfaser für die Herstellung eines Faservlieses unter Einsatz von Wasser zu verwenden, wie das im wesentlichen auch bei der Papierherstellung geschieht. Obwohl es bei diesem Verfahren möglich 1st« auch andere Fasern einzusetzen, können mehr als 50 mm lange synthetische Fasern nicht als Verbund- oder Bindefasern einbezogen werden. Ein wesentlicher Nachteil besteht außerdem darin, daß das Faservlies beim Austritt aus der Maschine naß ist und besonders für dicke Qualitäten ein Trocknen mit hohem Energieaufwand erforderlich ist, wodurch die Produktion nicht sehr wirtschaftlich ist. Außerdem kann bei diesem Verfahren die abschließende Bindung zur Schaffung eines festen Erzeugnisses nur durch Verwendung eines organischen Bindemittels mit allen dessen oben genannten Nachteilen erreicht werden.

Das Gewicht je Flächeneinheit oder die Dichte der nach diesen Verfahren erzeugten Faservliese sind sehr hoch, wodurch es nicht möglich ist, ein optimales Verhältnis von Festigkeit zu Produktgewicht zu erzielen. Wird ein solches Erzeugnis als Isoliermaterial verwendet, ist die Dichte des Erzeugnisses ebenfalls von Bedeutung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin ein Faservlies aus wärmebeständigen Material sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung so auszubilden, daß ein optimaler Materialeinsatz bei qualitativ hochwertigen Faservliesen unterschiedlichen Stärken erreichbar ist, wobei ein Einsatz des Faservlieses auch in hohen Temperaturbereichen möglich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Faservlies aus wärmebeständigen Material« wie keramischen Fasern« Glasfasern« Mineralfasern oder deren Mischung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung zu schaffen« welches einen relativ gleichmäßigen Materialeinsatz je Flächeneinheit sowohl bei dünnen als auch bei dicken Stärken aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst« daß ein Faservlies eine draidimensionale Struktur aufweist« die durch willkürlich ausgerichtete diskontinuierliche Fasern gebildet ist« welche trocken durch einen Luftstrom zusammengefügt sind« wobei ein die Fasern miteinander verbindendes Bindemittel enthalten sein kann. Ein erfindungsgemäßes Faservlies enthält folglich eine beachtliche Anzahl von Fasern« die quer und im Winkel zu der Ebene seiner Bahn verlaufen. Dadurch entstehen zwischen den Fasern Taschen« welche die Dichte des Faservlieses verringern* Das Faservlies wird durch das Nadelfilzverfahren gebunden, wenn ausschließlich hitzebeständige, diskontinuierliche Fasern eingesetzt sind. Dem Faservlies kann jedoch auch ein Bindemittel beigemischt werden, das bei einer niedrigeren Temperatur als die diskontinuierlichen Fasern in Form von schmelzenden/weichwerdenden Fasern in die Textur einbezogen wird« wobei der Anteil der diskontinuierlichen Fasern in diesem Fall wenigstens 70 % des Gewichts des Faservlieses ausmacht. Hierbei ist es möglich« daß Glasfasern als Bindemittel für keramische und/oder Mineralfasern eingesetzt sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung umfaßt die erfindungs-

gemäße Lösung ein Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses« bei dem die keramischen Fasern ι Glasfasern« Mineralfasern oder deren Mischung in Form von diskontinuierlichen Fasern möglicherweise vermischt mit als Bindemittel dienenden Fasern« zu dem Faservlies zusammengefügt und möglicherweise einer Nachbehandlung zum Verfestigen des Faservlieses unterzogen werden« wobei die diskontinuierlichen Fasern durch einen Luftstrom vorwärts bewegt werden« der sie auf eine Ebene trägt« auf welcher sie willkürlich ausgerichtet werden« und der Luftstrom durch diese Ebene hindurchgeführt wird.

Dadurch« daß die Fasern mit einem zugeführten Luftstrom auf eine Ebene« durch welche der Luftstrom passiert« gebracht werden, können die Fasern in dem fertigen Erzeugnis in willkürlichen Richtungen abgebunden werden« wodurch das fertige Faservlies eine besondere Bauschigkeit und Elastitzität erhält.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß die diskontinuierlichen Fasern zu einem verhältnismäßig gleichmäßigen Faservlies auf einer Aufnahmefläche einer ersten Ebene vorgeformt werden, wobei das Faservlies auf dieser Ebene vorwärts bewegt wird, und ein Luftstrom, der durch die erste Eber geführt wird eine zweite Ebene durchströmt deren Aufnahme fläche für das Faservlies entgegengesetzt zu der, der ersten Ebene liegt, wobei die diskontinuierlichen Fasern des vorgeformten Faservlieses durch den Luftstrom aufgenommen und auf der Aufnahmefläche der zweiten Ebene willkürlich ausgerichtet, abgesetzt werden und auf dieser das fertig geformte Faservlies bilden, während der die Fasern führende Luftstrom durch diese zweite Ebene hindurchgeführt wird.

Es ist möglich« dab die erste Ebene im Luftstrom unter der zweiten Ebene liegt, sodaß deren Aufnahmefläche nach oben und die Aufnahmefläche der zweiten Ebene an dieser Stelle nach unten gerichtet ist, wobei die diskontinuierlichen Fasern durch den nach oben gerichteten Luftstrom von der nach oben gerichteten Aufnahmefläche der ersten Ebene aufgenommen und zu der nach unten gerichteten Aufnahmefläche der zweiten Ebene geführt werden.

Dabei kann ein verhältnismäßig gleichmäßiges Faservlies auf der ersten Ebene dadurch erreicht werden, daß ein vorgefertigtes Faservlies mit den diskontinuierlichen Fasern durch ein Beschickungselement, wie eine Walze zur Oberfläche einer Stiftwalze mit hoher Umfangsgeschwindigkeit geführt wird, von welcher die Fasern mittels eines Luftstromes zu der ersten Ebene gebracht werden« und der Luftstrom durch die Ebene hindurchgeführt wird.

Vorteilhafterwsise weist die erste Ebene einen ersten Abschnitt in Form eines luftdurchlässigen Förderbandes auf, auf welchem die Fasern durch einen Luftstrom von der Stiftwalze vorwärts bewegt werden, sowie einen zweiten Abschnitt unterhalb des ersten Abschnittes der vop einem Lochförderband gebildet wird, durch den der Luftstrom zur Weiterleitung der Fasern auf die zweite Ebene geblasen wird.

Bei einem Einsatz von ungereinigten diskontinuierlichen Fasern weisen diese regelmäßig Verunreinigungen wie Kügelchen und Sand auf. Hierbei ist es zweckmäßig, die Fasern vor der Bildung des vorgeformten Faservlieses auf der ersten Ebene zur Oberflache einer Stiftwalze mit hoher Umfangsgeschwindigkeit zu bewegen, wo die in den Fasern enthaltenen Kügelchen

durch die mechanische Stoßwirkung, die von den Stiften der Stiftwalze verursacht wird, entfernt werden.

Zur Erhöhung des Reinigungseffektes können die diskontinuierlichen Fasern, nachdem die Kügelchen im wesentlichen entfernt worden sind, durch Verwirbeln in einem Luftstrom von Kügelchen und anderen möglichen Verunreinigungen getrennt werden«

Die erfindungsgemäße Lösung umfaßt ebenfalls eine Vorrichtung zur Herstellung des Faservlieses, die eine Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses einschließt, in der eine luftdurchlässige Ebene, wie in Form eines Gitters ausgebildet ist, unter der ein freier Raum angeordnet ist, und in der weiterhin ein Element zum Zuführen der diskontinuierlichen Fasern in den Raum sowie ein Strömungskanal, der mit dem Raum in Verbindung steht, angeordnet ist um einen die diskontinuierlichen Fasern führenden Luftstrom in den Raum abzugeben, sowie ein Strömungskanal auf der dem Raum gegenüberliegenden Seite der Lbene angeordnet ist, um den Luftstrom aus dem Raum durch die Ebene zu führen.

Es ist vorteilhaft, wenn das Element zum Zuführen der diskontinuierlichen Fasern in einer ersten Ebene angeordnet und mit Löchern oder ähnlichem versehen ist, wobei zu dieser Ebene eine zweite gegenüberliegende Ebene angeordnet ist, weiche die diskontinuierlichen Fasern weiterleiten kann und aus einem luftdurchlässigen Gitter oder ähnlichem besteht, wodurch die Transportflächen dieser Ebenen einander gegenüber liegen und zwischen sich den freien Raum einschließen, wobei b'jßerhalb dieses Raumes ein Strömungskanal angeordnet ist, der mit den Löchern der ersten Ebena in Verbindung

steht, um durch diese Ebene einen Luftstrom in den Raum zwischen dieser und der zweiten Ebene zu führen« sowie ein weiterer Strömungekanal sich auf der gegenüberliegenden Seite des Raumes befindet und mit der Transportfläche der zweiten Ebene in Verbindung steht, um den Luftstrom aus diesem Raum durch diese zweite Ebene zu führen·

Dabei ist zweckmäßigerweise die Trensportfläche der ersten Ebene im Bereich des faserführenden Luftstromes nach oben gerichtet und die Transportfläche der zweiten Ebene an derselben Stelle nach unten gerichtet, wobei die Ebene an dieser Stelle unter der zweiten Ebene angeordnet ist«

In weiterer Ausbildung der Vorrichtung kann eine Stiftwalze vor der ersten und zweiten Ebene angeordnet sein, der eine Beschickungswalze zur Beförderung der diskontinuierlichen Fasern zur Oberfläche dieser Stiftwalze zugeordnet ist sowie ein Luftkanal, der mit der Oberfläche der Stiftwalze in Verbindung steht und zwischen dieser und der ersten Ebene sich befindet, wobei eine einen Luftstrom erzeugende Vorrichtung in funktioneller Verbindung mit diesem Luftkanal steht*

Vorzugsweise besteht die erste Ebene aus einem ersten Abschnitt, welcher ein luftdurchlässiges Förderband, welches gitterförmig ausgebildet sein kann, aufweist, wobei das Förderband am Ende des Luftkanals angeordnet ist, der mit der Oberfläche der Stiftwalze in Bewegungsrichtung der diskontinuierlichen Fasern in funktioneller Verbindung steht, sowie aus einem zweiten Abschnitt, der dem ersten Abschnitt nachgeordnet ist, wobei der zweite Abschnitt ein Lochförderband aufweist.

Weiterhin kann vor der Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses eine Vorrichtung zur Vorbehandlung mit Elementen zum Entfernen von Verunreinigungen aus den Fasern angeordnet sein« welche als eine drehbare Stiftwalze sowie ein Zufuhrelement« wie eine Zuführwalze zur Zuführung der Fasern auf die Oberfäche der Stiftwalze ausgebildet sein.

Dabei ist es auch möglich« daß die Vorrichtung zur Vorbehandlung einen Strömungekanal aufweist« der unterhalb der Stiftwalzu angeordnet ist und mit deren Oberfläche in Verbindung steht, wobei ein einen Luftstrom erzeugendes Element funktionell mit diesem Strömungskanal in Verbindung steht und der Strömungskanal mit Elementen in Verbindung steht« mit denen die Entfernung von Verunreinigungen aus den Fasern durch Verwirbeln erreicht wird.

Zur erfindungsgemäßen Lösung gehört es auch« daß anschließend an die Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses eine an sich bekannte Vorrichtung zur Nachbehandlung angeordnet ist« vorzugsweise zum Verfestigen des Faservlieses.

Durch diese Vorrichtung zur Nachbehandlung können die Fasern im Faservlies nur durch das Nadelfilzverfahren gebunden werden, oder es ist bei Einbeziehung von Bindefasern möglich« sowohl das Nadelfilzverfahren als auch die Wärmebindung gleichzeitig anzuwenden. Das Faservlies kann so in Form eines Mineralwollerzeugnisses ein lockeres oder bauschiges Isoliermaterial sein, oder es kann auch zur Herstellung von Brettern, Balken usw. verwendet werden, die als Bauelemente eingesetzt werden, wozu übereinanderliegende Faservliese wi'irend der Wärmebindung in eine kompaktere Textur gepreßt werden. In diesem Fall ist die Dichte eines solchen Produktes

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geringer als die entsprechender Erzeugnisse, die nach herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden«

Ausfuhrungsbeispiele

Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Vorderansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses in schematischer Gesamtdarstellung ;

Fig. 2: Vorderansicht einer Vorrichtung zur Vorbehandlung der Fasern in perspektivischer Darstellung;

Fig. 3: Vorderansicht einer Vorrichtung zum Trennen der Fasern;

Fig. 4: Vorderansicht einer Vorrichtung zum Beschicken mit Fasern in perspektivischer Darstellung ;

Fig. 5: Vorderansicht einer Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses aus wärmebeständigen Material wie keramischen Fasern« Glasfasern oder Mineralfasern oder deren Mischung in Form einer Fließlinie gezeigt. Diese besteht aus einer Vorrichtung zur Vorbehandlung A der Fasern, einer sich anschließenden Vorrichtung zum Trennen B derselben, einer Vorrichtung zum Beschicken C der Vorrichtung zur Bildung des Vlieses D sowie einer an sich bekannten Vorrichtung zur Nachbehandlung E.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung zur Vorbehandlung A, welche den vorderen Abschnitt der Fließlinie bildet gezeigt. In dieser Vorrichtung werden Faserbündel auf einen Förderer 1 gegeben« der automatisch durch Fotozellen gesteuert wird. Vom Förderer 1 bewegen sich die Faserbündel zu einem Elevatorgreifer 2, dessen Stifte diese zu einer schnelldrehenden Abziehwalze 3 hochheben. Die Abziehwalze 3 wirft die ungeöffneten Faserbündel so lange zurück, bis sich diese öffnen und die Fasern zwischen der Abziehwalze 3 und dem Elevatorgreifer 2 passieren können. Anschließend gelangen die Fasern auf eine schnelldrehende Trennwalze 4, welche die Fasern nach unten auf ein Förderband 5 schleudert. Daran schließt sich eine zweite Reihe derartiger Bauelemente an, das heißt dem Förderband 5 sind ein Elevatorgreifer 6, dem sich eine Abziehwalze 7 und eine Trennwalze 8 zum Schleudern der vollständig geöffneten Fasern nach unten auf ein Förderband 9 anschließen. Dieses Förderband 9 transportiert die Fasern zwischen Zuführwalzen IO zur Weiterleitung auf die Oberfläche einer schnellrotierenden Stiftwalze 11. Die Stiftwalze 11 ist so ausgebildet, daß die Walze einen durch Stifte gebildeten Streifen aufweist, wobei die Stifte einen sehr dichten Abstand haben. Die Stiftwalze 11 hat eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 800 bis IiOO m/min, und der durch die Stifte bewirkte mechanische Stoß erzeugt eine Wirkung, durch welche Verunreinigungen, beispielsweise Kügelchen, die in den Fasern mitgeführt werden, aus diesen entfernt werden, so daß das geeignete Fasermaterial vom eigentlichen Rohmaterial getrennt wird.

Als Rohmaterial können wärmebeständige, diskontinuierliche Fasern, wie Glasfasern, keramische Fasern, Mineralfasern oder deren beliebige Mischungen verwendet werden, wobei die

durchschnittliche Länge der Fasern etwa 4 mm beträgt, aber auch Fasern mit einer Länge bis zu 20 mm enthalten sein können. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Begriff "diskontinuierliche Fasern" das Gegenteil von Elementarfasern, das heißt von genau dimensionierten Fasern, die während der Erzeugung der Fasern in präzisen Abmessungen hergestellt werden (Mineralfasern und keramische Fasern) oder die aus einem Endlosfaden auf präzise Abmessungen geschnitten werden (Glasfasern). Um das gewünschte Faservlies herzustellen, muß die Länge der Fasern in jedem Fall unter 60 mm liegen. Wenn die Fasern einer Vorrichtung zum Vorbehandeln A zugeführt werden, ist es möglich, in dieser Phase gleichzeitig andere Fasern, beispielsweise synthetische Fasern, zuzusetzen, die während des späteren Bindeprozesses durch Wärmebehandlung als Bindemittel dienen und deren Länge bis zu 120 mm betragen kann. Diese Fasern können entsprechend der jeweiligen Anwendung jeder geeignete Faser sein, beispielsweise PET (Polyester) oder Glas. Die den Binder bildenden Fasern müssen jedoch einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Fasern haben, welche das eigentliche Gefüge des Faservlieses bilden, und Glasfasern als Bindemittel eingesetzt werden können, wenn der Rest der Fasern aus keramischen Fasern und/oder Mineralfaser besteht.

Die Fasern, daraus zu entfernende Verunreinigungen und möglicherweise andere Bestandteile, die mitgeführt werden, werden von der Vorrichtung zur Vorbehandlung A zu einer Vorrichtung zum Trennen B geführt, die in der Fig.- 3 näher dargestellt ist. In Fig. 2 ist das Ende eines Strömungskanals 12 gezeigt, der mit der Oberfläche der Stiftwalze 11 in Wirkverbindung steht und unterhalb dieser liegt. Das andere Ende des Strömungskanals 12 steht mit der Vorrichtung zum Tren-

nen B in Verbindung. Diese besteht aus einem geschlossenen Behälter 14, in der der Strömungskanal 12 mündet, der von der Stiftwalze 11 kommt. Im oberen Teil des Behälters 14 ist ein Strömungskanal 13 angeordnet, der eine Sogquelle, beispielsweise ein herkömmliches Gebläse aufweist. Durch den erzeugten Sog werden die einzelnen Fasern, die ein geringes Gewicht haben, durch den Behälter 14 in den Strömungskanal 13 gesaugt und steigen in diesen hoch. Zu diesem Zweck befindet sich der Einlaß des Strömungskanales 12 in dem Behälter 14 unter dem Austritt des Strömungskanals 13 aus dem Behälter 14. Zwischen beiden ist ein Strömungsleitblech 14' horizontal angeordnet, Durch dieses wird ein Linearstrom zwischen den Strömungskanälen 12; 13 in dem Behälter 14 verhindert. Die Strömungsbahn wird umgeleitet, wodurch,die Abtrennung von schwereren Substanzen von den Fasern verstärkt wird. Die Kügelchen und andere Verunreinigungen wie Sand, die aus den Fasern entfernt werden, fallen durch Löcher eines siebartigen Förderbandes 15, welches unter dem Strömungsleitblech 14* angeordnet ist, in einen Sammelbehälter 15', aus dem sie von Zeit zu Zeit entfernt werden können. Die schwereren Stoffe, die nicht durch das siebartige Förderband 15 fallen, beispielsweise ungeöffnete Faserbündel, bleiben auf diesem liegen und werden aus dem Behälter 14 heraus zu einem Gebläse 16 geführt, von dem sie über eine Leitung (Fig. 1) zu der Vorrichtung zur Vorbehandlung A gefördert werden.

In Fig. 4 ist die Vorrichtung zum Beschicken C gezeigt, die der Vorrichtung zum Trennen B nachgeordnet ist. An deren Eintritt wird das andere Ende des Strömungskanals 13, der aus der Vorrichtung zum Trennen B kommt, zur Abtrennung der Fasern von feineren festen Substanzen, die durch ein Vakuumrohr 19 abgeführt werden, durch einen Fliehkraftabscheider

geführt. Die gereinigten Fasern fallen in einen Behälter 20 unter dem Fliehkraftabscheider 18. In diesem befindet sich ein waagerecht angeordnetes Förderband 21, welches die herabfallenden Fasern aufnimmt und sie auf ein Stachelband 22 schiebt, welches die Fasern schräg nach oben befördert, wobei im oberen Abschnitt desselben eine Glättwalze 23 angeordnet "ist und die Fasern zwischen beiden hindurchgeführt werden. Die Glättwalze 23 verteilt die Fasern gleichmäßig in seitlicher Richtung. Anschließend löst eine Trennwalze 24 die Fasern und sie fallen senkrecht in eine Dosierungsschüttrinne 25, deren bewegliche Rückwand 26 die Fasern in Form eines Faservlieses auf eine einheitliche Dichte preßt. Die Dosierungsschüttrinne 25 endet über einem Förderband 27, und das Faservlies bewegt sich auf dem Förderband 27 von der Stelle unter der Dosierungsschüttrinne 25 vorwärts zu einer Walze 28, die gestrichelt dargestellt ist. Die Walze 28 drückt das Faservlies gleichmäßig auf das Förderband 27, welches dieses vorgefertigte Faservlies zur Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses D befördert, wo es seine endgültige Breite und Dicke sowie Verteilung der Fasern erhält.

An dieser Stelle ist es auch möglich, für das vorgefertigte Faservlies ein gewünschtes Gewicht je Flächeneinheit einzustellen, in dem die Geschwindigkeit des Förderbandes 27 variiert wird, während das Faservolumen in der Dosierungsschüttrinne 25 unverändert bleibt.

In Fig. 5 ist die Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses D näher dargestellt. Das Förderband 27 führt die Fasern zu einer Stelle unter einer langsam rotierenden Beschickungswalze 29. Dort werden sie von der Oberfläche einer Stiftwalze 30 mit diner hohen Umfangsgeschwindigkeit erfaßt. Die

Stiftwalze 30 ist mit einem durch Stifte gebildeten Streifen versehen, wobei die Stifte in sehr dichtem Abstand bei einer Höhe von etwa 2 mm angeordnet sind. Die Umfangsgeschwindigkeit der Stiftwalze 30 beträgt etwa 2000 bis 2500 m/min. An der Stelle« an welcher die Fasern mit der Stiftwalze 30 in Kontakt kommen, wird auf deren Oberfläche ein starker Luftstrahl aus einem Luftkanal 31 gerichtet, welcher mit dem Raum unter der Stiftwalze 30 in Verbindung steht und in Richtung der Oberfläche eines gitterförmigen Förderbandes 32 gerichtet ist. Auf diese Weise werden die Fasern von dem Luftstrom weitergetragen und bleiben oben auf dem Förderband 32 liegen, während der Luftstrom durch das Gitter abgesaugt wird. Auf diese Weise bauen die Fasern in einer ersten Ebene auf dem gitterförmigen Förderband 32 ein verhältnismäßiges gleichmäßiges Faservlies auf, das auf diesem zu einem Lochförderband 33 transportiert wird. Zu diesem Zeitpunkt weist das Faservlies noch einige Welligkeiten auf und schließt Abschnitte ein, in denen die Fasern in paralleler Richtung verlaufen, was sich aus der Turbulenz des Luftstromes ergibt. Das Lochförderband 33 transportiert das Faservlies bis zu einem Punkt 34, an dem ein starker Luftstrom unter dieses mittels eines Gebläses 35 über einen Strömungskanal in Form eines Rohres 41 geführt wird, dessen öffnung sich unter dem Lochförderband 33 befindet, wobei dieser Luftstrom durch dessen Löcher hindurchdringt und die Fasern an dieser Stelle auf ein darüber befindliches, luftdurchlässiges gitterförmiges Förderband 36 auf eine zweite Ebene geblasen werden. Die obere Fläche des Lochförderbandes 33, welche das Faservlies am Anfang trägt, und die untere Fläche des gitterförmigen Förderbandes 36, auf der sich das Faservlies abschliessend aufbauen soll, liegen an dieser Stelle einander gegenüber und bilden zwischen sich einen offenen Raum 37, in wel-

ehern der durch das Förderband 33 geführte Luftstrom die Fasern von der oberen Fläche des Lochförderbandes 33, also aus der ersten Ebene aufnimmt und zur unteren Fläche des Förderbandes 36, zur zweiten Ebene führt. Ober diesem gitterförmigen Förderband 36, das heißt auf der Rückseite des sich bildenden Faservlieses befindet sich weiter durch ein Saugrohr 38 gebildeter Strömungskanal, in das der Luftstrom aus dem Raum 37 durch die gitterförmige Struktur des Förderbandes 36 geführt wird. Der gesamte Luftstrom, der durch das Lochförderband 33 geblasen wird, wird ebenfalls durch das Förderband 36 geführt, und zu diesem Zweck ist der Raum 37 an beiden Seiten des Lochförderbandes 33 und denen des Föi— derbandes 36 sowie oberhalb und unterhalb der Einblasstelle so dicht wie möglich verschlossen, wobei nur die Öffnungen für den Eintritt des Faservlieses in den Raum über dem Lochförderband 33 und aus dem Raum 37 auf der unteren Fläche des gitterförmigen Förderbandes 36 bleiben.

Das Lochförderband 33 besteht aus einem Drahtgeflecht, beispielsweise aus einem herkömmlichen Nylondraht, wobei seine Löcher rund sind und einen verhältnismäßig großen Durchmesser von ca. 1,5 mm haben, Der obere Abschnitt des gitterförmigen Förderbandes 36 kann aus normalem Draht bestehen, aber eine besonders bevorzugte und einheitliche Absetzung der Fasern wird bei Verwendung einer wabenförmigen Struktur erreicht.

Der Luftstrom im Raum 37 hat eine Geschwindigkeit von etwa 10 bis 30 m/s, was ausreicht, um ein ausreichendes Vermischen der Fasern und ihr Absetzen in willkürlichen Richtungen bei der Absenkung auf das gitterförmige Förderband 36 zu gewährleisten. Das Lochförderband 33 und das gitterför-

mige Förderband 36 werden in derselben Richtung bewegt, und ein relativ ebenes Faservlies, welches zuerst auf dem unteren Förderband 33 liegt, führt zur Bildung eines Faservlieses mit einheitlichem Gewicht je Flächeneinheit auch auf dem oberen Förderband 36.

Im Anschluß an den Raum 37 wird das Faservlies auf dem Förderband 36 zwischen dessen Gitter und einer Preßwalze 39 auf ein Förderband 40 geführt, um das fertige Faservlies wegzuführen.

Nach der oben beschriebenen Bildung des Faservlieses wird dieses einer Vorrichtung zur Nachbehandlung E (Fig. 1) zugeführt, in welcher die abschließende Bindung der Fasern erfolgt. Wenn das Faservlies ausschließlich aus Mineralfasern oder ähnlichen besteht, wird sie nur durch das Nadelfilzverfahren in einer an sich bekannten Nadelfilzmaschine gebunden, in welcher die Bindung mechanisch durch Behandlung mit Nadeln erfolgt. Wenn die Struktur bindemittelbildende Bindungsfasern einschließt, wie das oben erwähnt wurde, also beispielsweise Glas- oder Polyesterfasern, ist es möglich, neben dem Nadelfilzverfahren auch mit einer Wärmebindung zu arbeiten. Die Wärmebindung kann auch mit anderen zusätzlichen Arbeitsschritten kombiniert werden, beispielsweise dem Pressen des Faservlieses zu Bögen, Folien, Standen oder ähnlichen starren Strukturen.

Das oben beschriebene Verfahren mit der dafür eingesetzten Vorrichtung kann für die Herstellung von mattoriartigen oder folienähnlichen Faservliesen, das heißt also solche von sehr unterschiedlichen Stärken, aus wärmebeständigen Material wie Mineral-, Glas- oder keramischen Fasern oder deren Mi-

schungen angewendet werden, wobei das Gewicht je Flächeneinheit zwischen 60 und 3000 g/m liegen kann. Die beste Form* erfindungsgemäße Faservliese mit herkömmlichen wärmebeständigen Faservlieserzeugnissen zu vergleichen, ist der Vergleich ihrer Dichten. Die Dichte sowohl der mattenartigen Erzeugnisse als auch der in Folien und Stangen gepreßten Erzeugnisse ist etwa das Fünffache niedriger als die von Erzeugnissen« die aus den gleichen Ausgangsstoffen nach den bisherigen Verfahren hergestellt wurden. Die Festigkeitswerte aber liegen in der gleichen Größenordnung. Durch Abstimmung der Verfahrensbedingungen (Strömungsrate der Luft, Pressen bei der Nachbehandlung) kann dieses Verhältnis bis auf das Zehnfache erhöht werden.

Bei Einsatz von Bindungsfasern beträgt ihr Anteil am Erzeugnis immer weniger als 30 %. Es ist zu beachten, daß Glasfasern sowohl als strukturbildende Fasern eingesetzt werden können, wobei das Bindemittel dann aus einer synthetischen Faser, beispielsweise PET (Polyester), besteht, als auch als Bindemittel in die Erzeugnisse einbezogen werden können, wobei dann die Hauptstruktur uus Mineralfasern oder keramischen Fasern besteht, die bei höheren Temperaturen als Glasfasern schmelzen.

Die Faservliese können für alle wärmebeständigen Erzeugnisse eingesetzt werden, beispielsweise Innenteppich'' und weitere Erzeugnisse in der Fahrzeugindustrie, Unterteppiche und schalldichte Flächen ii/i Schiffsbau, Dachbelag, Einlagen für faserverstärkte Kunststoffe sowie Bauplatten und Profilelemente. Ein wichtiger Anwendungsbereich dieser Erzeugnisse schließt Hochtemperaturisolierungen ein wie Erzeugnisse, die den gesundheitsschädlichen Asbest ersetzen können.

Die Erfindung ist keinesfalls auf die in diesem Abschnitt beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen der erfinderischen Lösung modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich» Fasermaterial einzusetzen, das bereits in einer früheren Phase vorgereinigt wurde, wodurch es direkt in die Vorrichtung zum Beschicken C mit Fasern eingeführt werden kann· Außerdem kann die Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung viele alternative Konstruktionen für die Erzeugung einer Blaswirkung auf der mattenbildenden Ebene durch einen Luftstrom haben. In der Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses D müssen beispielsweise die Ebenen oder Flächen nicht unbedingt so angeordnet sein, daß sich eine erste Förderebene unter einer zweiten Förderebene befindet, wichtig aber ist, daß die Oberflächen dieser Förderebenen zueinander hin gerichtet sind, um zwischen sich e:\nen Raum zu bi^.den, in welchem das oben beschriebene Blasen der Fasern aufgeführt werden kann. Unter Berücksichtigung der wirtschaftlichsten Raumnutzung und praktischer Gesichtspunkte ist es jedoch vorteilhaft, diese Ebenen zueinander in vertikaler Richtung und vorzugsweise so auszurichten, wie das oben beschrieben wurde, das heißt die erste Förderebene unter der zweiten-Förderebene anzuordnen.

Claims

Patentansprüche

1. Faservlies aus wärmebeständigem Materiell wie keramischen Fasern, Glasfasern oder Mineralfasern oder deren Mischung» dadurch gekennzeichnet ι daß die dreidimensionale Struktur'durch willkürlich ausgerichtete, diskontinuierliche Fasern gebildet ist, weiche trocken durch einen Luftstrom zusammengefügt sind, wobei ein die Fasern miteinander verbindendes Bindemittel enthalten sein kann.

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Faservlies auf der ersten Ebene dadurch erreicht wird, daß ein vorgefertigtes Faservlies mit den diskontinuierlichen Fasern durch ein Beschickungselement wie eine Beschickungswalze (29) zur Oberfläche einer Stiftwalze (30) mit hoher Umfangsgeschwindigkeit geführt wird, von welcher die Fasern mittels eines Luftstromes zu der ersten Ebene gebracht werden« und der Luftstrom durch diese Ebene hindurchgeführt wird,

2. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Struktur bildenden diskontinuierlichen Fasern einen Anteil von wenigstens 70 % des Gewichtes des Faservlieses bilden und der Rest aus als Bindamitt'el dienenden Fasern besteht.

3. Faservlies nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Glasfasern als Bindemittel für keramische Fasern und/ oder Mineralfasern eingesetzt sind.

4. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ausschließlich aus diskontinuierlichen Fasern besteht, die im Nadelfilzverfahren nachbehandelt sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Fasern, Glasfasern, Mineralfasern oder deren Mischung in Form von diskontinuierlichen Fasern möglicherweise vermischt mit als Bindemittel dienenden Fasern, zu dem Faservlies zusammengefügt und möglicherweise einer Nachbehandlung zum Verfestigen des Faservlieses unterzogen werden, wobei die diskontinu-

ierlichen Fasern durch einen Luftstrom vorwärts bewegt werden, der sie auf eine Ebene trägt« auf welcher sie willkürliche ausgerichtet werden, und der Luftstrom durch diese Ebene hindurchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierlichen Fasern zu einem verhältnismäßig gleichmäßigen Faservlies auf einer Aufnahmefläche einer ersten Ebene vorgeformt werden ι wobei das Faservlies auf dieser Ebene vorwärts bewegt wird, und ein Luftstrom, der durch die erste Ebene geführt wird, eine zweite Ebene durchströmt, deren Aufnahmefläche für das Faservlies entgegengesetzt zu der der ersten Ebene liegt, wobei die diskontinuierlichen Fasern des vorgeformten Faservlieses durch den Luftstrom aufgenommen und auf der Aufnahmefläche der zweiten Ebene willkürlich ausgerichtet, abgesetzt werden und auf dieser das fertiggeformte Faservlies bilden, während der die Fasern führende Luftstrom durch diese zweite Ebene hindurchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dafc> die erste Ebene im Luftstrom unter der zweiten Ebene liegt, sodaß deren Aufnahmefläche nach oben und die Aufnahmefläche der zweiten Ebene an dieser Stelle nach unten gerichtet ist, wobei die diskontinuierlichen Fasern durch den nach oben gerichteten Luftstrom von der nach oben gerichteten Aufnahmefläche der ersten Ebene aufgenommen und zu der nach unten gerichteten Aufnahmefläche der zweiten Ebene geführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein verhältnismäßig gleichmäßiges vorgeformtes

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ebene einen ersten Abschnitt in Form eines luftdurchlässigen Förderbandes (32) aufweist, auf welchem die Fasern durch einen Luftstrom von der Stiftwalze (30) vorwärts bewegt werden, sowie einen zweiten Abschnitt unterhalb des ersten Abschnittes, der von einem Lochförderband (33) gebildet wird, durch den der Luftstrom zur Weiterleitung der Fasern auf die zweite Ebene geblasen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ausgangsmaterial aus nichtvorbehandelten Fasern mit Verunreinigungen wie Kugelchen und Sand, die Fasern vor der Bildung des vorgeformten Faservlieses auf der ersten Ebene zur Oberfläche einer Stiftwalze (M) mit hoher Umfangsgeschwindigkeit bewegt werden, wo die in den Fasern enthaltenen Kügelchen durch die mechanische Stoßwirkung, die von den Stiften der Stiftwalze (11) verursacht wird, entfernt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern nach der Entfernung von Kügelchen durch Verwirbeln in einem Luftstrom von Kugelchen und anderen

möglichen Verunreinigungen getrennt werden.

12. Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses ι dadurch gekennzeichnet« daß sie eine Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses (0) einschließt« in der eine luftdurchlässige Ebene« wie in Form eines Gitters ausgebildet is"t, unter der ein freier Raum (37) angeordnet ist« und in der weiterhin ein Element zum Zuführen der Fasern in den Raum (37) sowie ein Strömungskanal« der mit dem Raum (37) in Verbindung steht, angeordnet ist um einen die diskontinuierlichen Fasern führenden Luftstrom in den Raum (37) abzugeben« sowie ein Strömungskanal auf der dem Raum (37) gegenüberliegenden Seite der Ebene angeordnet ist« um den Luftstrom aus dem Raum (37) durch die Ebene zu führen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12« dadurch gekennzeichnet, daß das Element zum Zuführen der diskontinuierlichen Fasern in einer ersten Ebene angeordnet und mit Löchern oder ähnlichem versehen ist« wobei zu dieser Ebene eine zweite gegenüberliegende Ebene angeordnet ist« welche die diskontinuierlichen Fasern weiterleiten kann und aus einem luftdurchlässigen Gitter oder ähnlichem besteht, wodurch die Transportflächen dieser Ebenen einander gegenüberliegen und zwischen sich den freien Raum (37) einschließen« wobei außerhalb dieses Raumes (37) ein Strömungskanal angeordnet ist, der mif den Löchern der ersten Ebene in Verbindung steht, um durch diese Ebene einen Luftstrom in den Raum (37) zwischen dieser und der zweiten Ebene zu führen, sowie ein weiterer Strömungskanal sich auf der gegenüberliegenden Seite des Raumes (37) befindet und mit der Transportfläche der zweiten

Ebene (36) in Verbindung steht, um den Luftstrom aus diesem Raum durch diese zweite Ebene zu führen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet« daß die Transportfläche de ersten Ebene im Bereich des faserführenden Luftstromes nach oben gerichtet ist und die Transportfläche der zweiten Ebene an derselben Stelle nach unten gerichtet ist, wobei die erste Ebene an dieser Stelle unter der zweiten Ebene angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stiftwalze (30) vor der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist, der eine Beschickungswalze (29) zur Beförderung der diskontinuierlichen Fasern zur Oberfläche dieser Stiftwalze (30) zugeordnet ist sowie ein Luftkanal (31), der mit der Oberfläche der Stiftwalze (30) in Verbindung steht und zwischen dieser und der ersten Ebene sich befindet, wobei eine einen Luftstrom erzeugenden Vorrichtung in funktioneller Verbindung mit diesem Luftkanal (31) steht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ebene aus einem ersten Abschnitt, welcher ein luftdurchlässiges Förderband (32), welches gitterförmig ausgebildet sein kann, aufweist, wobei das Förderband (32) am Ende des Luftkanales (31) angeordnet ist, der mit der Oberfläche der Stiftwalze (30) in Bewegungerichtung der diskontinuierlichen Fasern in funktioneller Verbindung steht, sowie aus einem zweiten Abschnitt der dem ersten Abschnitt nachgeordnet ist, besteht, wobei der zweite Abschnitt ein Lochförderband (33) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16« dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses (D) eine Vorrichtung zur Vorbehandlung mit Elementen zum Entfernen von Verunreinigungen aus den Fasern angeordnet ist« welche als eine drehbare Stiftwalze (11) sowie ein Zuführelement, wie eine Zuführwalze (10) zur Zuführung der Fasern auf die Oberfläche der Stiftwalze (11) ausgebildet sind.

18· Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Vorbehandlung einen Strömungskanal aufweist, der unterhalb der Stiftwalze (11) angeordnet ist und mit deren Oberfläche in Verbindung steht, wobei ein einen Luftstrom erzeugendes Element funktionell mit diesem Strömungskanal (12) in Verbindung steht und der Strömungskanal (12) mit Elementen in Verbindung steht, mit denen die Entfernung von Verunreinigungen aus den Fasern durch Verwirbeln erreichbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, anschließend an die Vorrichtung zur Bildung des Faservlieses (D) eine an sich bekannte Vorrichtung zur Nachbehandlung (E) angeordnet ist, vorzugsweise zum Verfestigen des Faservlieses.

JL