DE102004016608A1

DE102004016608A1 - Vorrichtung zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses

Info

Publication number: DE102004016608A1
Application number: DE200410016608
Authority: DE
Inventors: Anton Mooshammer
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-17
Filing date: 2004-04-03
Publication date: 2004-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses. Hierzu weist die Vorrichtung eine angetriebene beheizbare Gravurwalze und eine angetriebene beheizbare Glattwalze auf, die gemeinsam einen Walzenspalt bilden, durch welchen das Vlies zum Verfestigen führbar ist. Die Gravurwalze werden dabei vorzugsweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Um höhere Produktionsgeschwindigkeiten bei gleichbleibenden Endfestigkeiten des verfestigten Vlieses zu erhalten, ist erfindungsgemäß der Gravurwalze am Umfang eine zweite Glattwalze zugeordnet, welche mit der Gravurwalze einen zweiten Walzenspalt bildet und welche mit der ersten Glattwalze eine Teilumschlingung des Vlieses am Umfang der Gravurwalze bewirkt.

Description

Die Erfindung betriftt eine Vorrichtung zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Herstellen von Vliesstoffen werden Kalander mit Gravurwalzen eingesetzt. In einem Kalander steht einer beheizten Gravurwalze eine glatte beheizte Walze gegenüber, die einen Walzenspalt bilden. Die Gravurwalze trägt am Umfang eine Vielzahl von Erhebungen, die bei Durchlauf des Vlieses durch den Walzenspalt das Vlies verdichtet und zu einer Verfestigung führen. Somit wird neben der Verfestigung der Vliesbahn, die durch das Zusammenführen des Vlieses in dem Walzenspalt erreicht wird, gleichzeitig eine Stabilisierung der Vliesbahn durch ein Verschmelzen der Fasern erreicht. Die Gravurwalze und die Glattwalze sind beheizt ausgeführt und werden vorzugsweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, so daß die Vliesfasern in der Presszone des Walzenspaltes zum Teil aufgeschmolzen werden und über die Gravurerhebungen ein Verquetschen des Vlieses stattfindet. Die Erhebungen der Gravurwalze prägen die gewünschten Punkte und verdrängen das aufgeschmolzene Vliesmaterial zu den Rändern hin, wo es nach dem Austritt aus dem Walzenspalt erhärtet und damit eine Verfestigung der Vliesbahn durch Bildung eines Rasters bzw. Gitters zur Folge hat. Line derartige Vorrichtung zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses ist aus der DE 197 50 459 A1 bekannt.

Bei hohen Geschwindigkeiten des Vlieses tritt bei der bekannten Vorrichtung das Problem auf, daß zu geringe Kontaktzeiten zum Aufschmelzen der thermoplastischen Fasern des Vlieses auftreten. Insbesondere bei Fasern aus PET führen größere Produktionsgeschwindigkeiten zu unzureichenden Festigkeiten und Stabilisierungen des Vliesstoffes.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß Vliese mit insbesondere hoher mechanischer Festigkeit bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gravurwalze am Umfang eine zweite Glattwalze zugeordnet ist, welche mit der Gravurwalze einen zweiten Walzenspalt bildet und welche mit der ersten Glattwalze eine Teilumschlingung des Vlieses am Umfang der Gravurwalze bewirkt. Damit lassen sich vorteilhaft die Fasern des Vlieses mit längeren Zeiten an dem Umfang der Gravurwalze führen. Es wird ein größerer Teil der thermoplastischen Fasern erweicht bzw. angeschmolzen, so daß eine höhere Endfestigkeit erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß unter Einhaltung vorbestimmter Festigkeiten eine größere Produktivität gegeben ist, die zu einer deutlichen Leistungssteigerung bis zu 100 % führen kann.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß die beiden Glattwalzen an dem Umfang der Gravurwalze zu einem Umschlingungswinkel des Vlieses im Bereich von 45° bis 200° vorzugsweise jedoch von 90° bis 130° angeordnet sind. Durch den Grad der Umschlingung des Vlieses an der Gravurwalze läßt sich im wesentlichen die thermische Wirkung auf die thermoplastischen Fasern des Vlieses verändern.

Hierbei ist der zweite Walzenspalt zwischen der zweiten Glattwalze und der Gravurwalze vorzugsweise gleich dem ersten Walzenspalt zwischen der ersten Glattwalze und der zweiten Gravurwalze eingestellt, so daß von beiden Glattwalzen der gleiche Liniendruck auf die Gravurwalze ausgeübt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Walzenspalte unterschiedlich auszubilden, so daß beispielsweise bei dem ersten Walzenspalt eine Vorverfestigung ohne durchgehende Lochstruktur in dem Vlies erzeugt wird und erst in dem zweiten Walzenspalt die endgültige Festigkeitsstufe mit der Lochstruktur in dem Vlies erzeugt wird.

Hierzu ist die zweite Glattwalze ebenfalls bevorzugt beheizbar ausgebildet.

Bei großen Walzenbreiten ist es von Vorteil, wenn der Gravurwalze am Umfang eine Druckausgleichswalze zugeordnet ist, welche als Gegendruck zu den durch die Glattwalzen am Umfang der Gravurwalze erzeugten Liniendruck wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einer vertikalen oder in einer horizontalen Anordnung ausführbar, um thermoplastische Verbundstoffe aus Stapelfasern oder Spinnvlies herzustellen.

Im nachfolgenden wir die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung

2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung enthält eine Gravurwalze 1 auf, die am Umfang eine Vielzahl von Erhebungen 5 aufweist. Die Erhebungen 5 sind in einer bestimmten hier nicht näher dargestellten Gravuranordnung am Umfang der Gravurwalze 1 angebracht. Die Gravurwalze 1 ist durch einen Antrieb in Pfeilrichtung angetrieben. Der Mantel der Gravurwalze 1 ist auf eine vorbestimmte Oberflächentemperatur beheizt.

An dem Umfang der Gravurwalze 1 sind im Abstand zueinander zwei Glattwalzen 3.1 und 3.2 angeordnet. Die Glattwalzen 3.1 und 32 sind vorzugsweise mit einem glatten Stahlmantel ausgebildet, welcher an den Umfang der Gravurwalzen 1 anliegt. Hierbei ist zwischen der Glattwalze 3.1 und der Gravurwalze 1 ein erster Walzenspalt 4.1 und zwischen der zweiten Glattwalze 32 und der Gravurwalze 1 ein zweiter Walzenspalt 4.2 gebildet. Die Glattwalze 3.1 und die Glattwalze 3.2 sind mittels separater Antriebe in Pfeilrichtung angetrieben und vorzugsweise beheizbar ausgebildet. Der Abstand zwischen den Glattwalzen 3.1 und 3.2 ist derart ausgebildet, daß die Glattwalzen 3.1 und 3.2 an dem Umfang der Gravurwalze 1 einen Umschlingungswinkel von ca. 90° einschließen.

Zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses 2 wird das unverfestigte Vlies 2 beispielsweise aus einer Polyesterfaser oder einer Polypropylenfaser dem Walzenspalt 4.1 zwischen der Glattwalze 3.1 und der Gravurwalze 1 zugeführt. An der Ausgangsseite des Walzenspaltes 4.1 wird das vorverfestigte Vlies 2 mit Umschlingung an der Gravurwalze 1 zu dem zweiten Walzenspalt 42 zwischen der zweiten Glattwalze 3.2 und der Gravurwalze 1 geführt. An der Ausgangsseite des zweiten Walzenspaltes 4.2 wird in Pfeilrichtung ein verfestigtes Vlies 6 mit einer Punktstruktur gefördert.

Zum Verfestigen wird das unverfestigte Vlies 2 auf der Einlaufseite des Walzenspaltes 4.1 zwischen der Gravurwalze 1 und der Glattwalze 3.1 erfaßt und zusammengedrückt. Die Gravurwalze 1 und die Glattwalze 3.1 weisen eine zum Aufschmelzen der thermoplastischen Faser ausreichende Temperatur auf, so daß über der gesamten Walzenlänge ein Aufheizen des Vlieses und somit ein teilweises Aufschmelzen des Vliesmaterials beginnt. Durch die Weiterführung des Vlieses am Umfang der Gravurwalze bis zu dem zweiten Walzenspalt 42 wird eine ausreichende Kontaktzeit erreicht, um die für die Verfestigung des Vlieses 2 notwendige Aufschmelzung der thermoplastischen Fasern zu erhalten. Nach dem Heraustreten aus dem Walzenspalt 42 tritt eine Abkühlung der an den Rändern der Punktstruktur angesammelten teilweise flüssigen Faser ein und die Verfestigung und Stabilisierung der strukturierten Vliesbahn ist erreicht. Die Gravurwalze 1 sowie die Glattwalzen 3.1 und 3.2 werden hierbei vorzugsweise mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so daß auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede aufgezeigt werden.

Die zur Anordnung zum Verfestigen eines Vlieses 2 erforderlichen Bauteile sind durch die Gravurwalze 1, die erste Glattwalze 3.1 und die zweite Glattwalze 3.2 gegeben. Um den durch die Glattwalzen 3.1 und 3.2 auf die Gravurwalze 1 ausgeübten Lindendruck zu kompensieren, ist am Umfang der Gravurwalze eine Druckausgleichswalze 7 vorgesehen, die der Anordnung der Glattwalzen 3.1 und 3.2 am Umfang der Gravurwalze 1 gegenüberliegt. Damit lassen sich insbesondere Lagerbelastungen an der Gravurwalze vergleichmäßigen.

Claims

Vorrichtung zum Verfestigen eines thermoplastischen Vlieses mit einer angetriebenen, beheizbaren Gravurwalze und mit einer angetriebenen, beheizbaren Glattwalze, die gemeinsam einen Walzenspalt bilden, durch welchen das Vlies zum Verfestigen führbar ist, wobei die Gravurwalze und die Glattwalze mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravurwalze am Umfang eine zweite Glattwalze zugeordnet ist, welche mit der Gravurwalze einen zweiten Walzenspalt bildet und welche mit der ersten Glattwalze eine Teilumschlingung des Vlieses am Umfang der Gravurwalze bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glattwalzen an dem Umfang der Gravurwalze zu einem Umschlingungswinkel des Vlieses in Bereich von 45° bis 200°, vorzugsweise von 90° bis 130° angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Walzenspalt gleich dem zwischen der ersten Glattwalze und der Gravurwalze gebildeten Walzenspalt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Glattwalze beheizbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravurwalze am Umfang eine Druckausgleichswalze zugeordnet ist, welche den Glattwalzen am Umfang der Gravurwalze gegenüberliegt.