DE102011009227A1

DE102011009227A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines Vlies-Gewebeverbundes

Info

Publication number: DE102011009227A1
Application number: DE102011009227A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Münstermann
Original assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2011-01-22
Filing date: 2011-01-22
Publication date: 2012-07-26
Also published as: US20130291355A1; EP2665853A1; US9181643B2; CN103328709A; WO2012098223A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Vlies-Gewebeverbundes, wobei mittels einer Wasserstrahlvernadelung eine Lage eines Vlieses auf eine Lage einer Trägerstruktur aufgebracht und mit dieser Lage verbunden wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen: – eine Anzahl Umlenkwalzen (U, US), um welche eine als geschlossenes Band ausgebildete Trägerstruktur (S) in Form eines Sieb- bzw. Gittegewebes gespannt und umlaufend bewegt wird, – eine Zufuhrvorrichtung (V1R) für ein Vlies (V1), welches in Kontakt mit der Trägerstruktur (S) gebracht und in Kontakt mit dieser weiterbewegt wird, – eine Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung (D11, D12, ST1), durch welche das Vlies (V1) mit der Trägerstruktur (S) verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Vlies-Gewebeverbundes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Vlies-Gewebeverbunde sind aus zahlreichen Druckschriften bekannt. So zeigt die DE 44 10 110 C2 ein Filtermaterial für reinigbare Abscheider. Ein Stützgewebe ist beidseitig von einer Vliesschicht umgeben, mittels Wasserstrahlen werden die Fasern durch die Öffnungen des Metallgewebes hindurchverwirbelt.
Die DE 93 11 628 U1 beschreibt ein Filtermaterial, bestehend aus einem als Fadengebilde ausgeführten Trägermaterial sowie einer Grob- und einer Feinfaserschicht. Die Schichten sind mittels Vernadelung miteinander verbunden.
Ein Mehrschichtverbund, welcher auch Metallfasern aufweisen kann, ist aus der DE 103 16 259 A1 bekannt. Die Schichten werden mittels Wasserstrahlen unter hohem Druck (< 200 bar) miteinander vernadelt.
Ein beidseitig von Fasern umgebenes Stützgewebe für Filter ist aus der DE 103 49 298 B4 bekannt. Bei der Herstellung kommen eine Vernadelung und insbesondere auch eine Beaufschlagung mit Hochdruckwasserstrahlen zur Anwendung.
Ein Filtervlies mit PTEF-Fasern und Glasfasern, welche mit einem Gewebe durch Wasserstrahlvernadelung verbunden sind, ist aus der EP 0 226 471 A2 bekannt.
Ein elastomeres Gewebe, welches zwischen zwei Vlieslagen eingeschlossen ist, beschreibt die US 5 334 446 . Die Verbindung der Lagen miteinander erfolgt durch Wasserstrahlvernadelung im gespannten, gedehnten Zustand des die Lagen aufnehmenden Gewebes.
Die beschriebenen Produkte sind endlos, d. h. es entsteht ein bahnförmiges Produkt, aus welchem anschließend, je nach Verwendungszweck, endlich lange Abschnitte geschnitten werden.
Die Erfindung geht somit aus von einer Vorrichtung zum Herstellen eines Vlies-Gewebeverbundes, wobei mittels einer Wasserstrahlvernadelung eine Lage eines Vlieses auf eine Lage einer Trägerstruktur aufgebracht und mit dieser Lage verbunden wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung insbesondere mit Blick auf zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen:

– eine Anzahl Umlenkwalzen, um welche eine als geschlossenes Band ausgebildete Trägerstruktur in Form eines Siebgewebes bzw. Gitters gespannt und umlaufend bewegt wird,
– eine Zufuhrvorrichtung für ein Vlies, welches in Kontakt mit der Trägerstruktur gebracht und in Kontakt mit dieser weiterbewegt wird,
– eine Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung, durch welche das Vlies mit der Trägerstruktur verbunden wird.

Folgende Weiterbildungen sind vorgesehen:

– eine Spanneinrichtung, durch welche die Trägerstruktur im Bereich der Wasserstrahlvernadelung wenigstens in einer Richtung gestreckt wird. Das Spannen des Siebgewebes bzw. des Gitters erfolgt in einfacher Weise in Umlaufrichtung der Trägerstruktur, d. h. das Band wird in Umfangsrichtung gespannt. Dies erfolgt bevorzugt durch eine der Umlenkwalzen. Zusätzlich und weiterbildend kann auch ein Spannen des Gewebes, des Gitters quer zur Laufrichtung, d. h. in der Breite des Bandes erfolgen, wozu mit dem Bandrand zusammenwirkende Spannvorrichtungen, die mit diesem im Bereich der Wasserstrahlvernadelung umlaufen, vorzusehen sind.
– eine Kompaktiereinrichtung, vermittels der das der Trägerstruktur zugeführte Vlies in Kontakt mit dieser gebracht und der Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung zugeführt wird. Die Kompaktiereinrichtung besteht aus einer Walze oder bevorzugt aus einem um Walzen gespannten Siebband, durch welches ein voluminöses Vlies komprimiert und insbesondere im komprimierten Zustand die erste Wasserstrahlbeaufschlagung erfährt.
– eine weitere Zufuhrvorrichtung für eine weitere Vlieslage, welche in Kontakt mit der Trägerstruktur auf dessen anderer Seite gebracht und in Kontakt mit dieser zu einer weiteren Wasserstrahlvernadelungseinrichtung bewegt wird. Eine Zufuhrvorrichtung für eine oder beide Vlieslagen besteht im Wesentlichen aus einer das Vlies bereitstellenden Rolle. Zusätzlich können auch Führungs- und Andrückrollen vorgesehen sein, durch welche das auf die Trägerstruktur aufgebrachte Vlies an dieses gedrückt wird.

Zur Anwendung der Erfindung ist vorgesehen, dass die als geschlossenes Band ausgebildete Trägerstruktur wenigstens einmal umläuft und so – bis auf einen Überlappungsbereich – von genau einer Lage Vlies abgedeckt und mit diesem verbunden wird. Ferner ist es möglich, das Trägerstrukturband mehrere Umläufe durchzufahren und dabei mehrere Lagen Vlies auf jeder Seite der Trägerstruktur aufzubringen und zu be- und verfestigen.
Nach einem oder mehreren Umläufen kann das so gewonnene Produkt von den Umlenkwalzen abgenommen werden und nach dem Umstülpen erneut in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingelegt werden. Die Trägerstruktur läuft nun auf der zuvor aufgebrachten Vliesseite über die Umlenkwalzen, wobei nun auf die außen liegende Trägerstruktur eine neue Vlieslage aufgebracht und während des Umlaufens mit der Trägerstruktur hydrodynamisch vernadelt wird. Auch bei diesem zweiten Bearbeitungsgang sind ein oder mehrere Umläufe möglich, durch welche dann entsprechend ein oder mehrere Vlieslagen aufgebracht werden. Natürlich ist es möglich, dass in dem zweiten Bearbeitungsschritt eine andere Vliesart mit anderem Flächengewicht, anderer Faserstruktur und somit anderen Eigenschaften aufgebracht wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die Vlieslagen beidseitig der Trägerstruktur während eines Umlaufs aufgebracht werden, also ohne das Trägerstrukturband abzunehmen und umgestülpt wieder aufzulegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dann zwei Zufuhreinrichtungen, wobei durch die erste Zuführeinrichtung der einen Seite des Trägerstrukturbandes eine erste Vlieslage und durch die zweite Zuführeinrichtung der zweiten Seite des Trägerstrukturbandes eine zweite Vlieslage zuführt. Entsprechend den beiden Zufuhreinrichtungen für die beiden Vlieslagen sind zwei Einrichtungen zur Wasserstrahlvernadelung vorgesehen, durch welche die beidseitig das Trägerstrukturband umgebenden Vlieslagen mit der Trägerstruktur vernadelt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vorzugsweise zur Herstellung von Filzen (Nassfilz, Trockenfilz), wie sie bei der Herstellung von Papier verwendet werden. Auch lassen sich Schlauchfilter für bspw. die Zementherstellung herstellen.
Gemäß einem Produktbeispiel wird als Trägerstruktur ein Monofil-Siebgewebe mit einem Flächengewicht von 700 g/m² verwendet. Die Dichte der Schuss- und Kettfäden beträgt zwischen 80 und 90 Drähten/10 cm. Das Siebgewebe wird beidseitig von je einer Vlieslage (Fasern zwischen 20 und 40 dtex) mit einem Flächengewicht von 150–300 g/m² umgeben und dazu von jeder Seite wasserstrahlvernadelt.
Die Wasserstrahlvernadelung auf jeder Seite der Trägerstruktur wird mittels zweier Düsenbalken bewirkt, welche einen Lochdurchmesser zwischen 0,1 und 0,2 mm aufweisen, mit einer Lochdichte zwischen 10 und 40 Löchern pro inch (Hpi). Im konkreten Beispiel betrug der Wasserdruck im ersten Düsenbalken (bezogen auf die Bewegung des Bandes) 50 bar – Lochdurchmesser 0,12 mm – 40 Hpi – Löcher in einer Reihe – Abstand Düsenstreifen-Vliesunterlage bzw. Siebtrommel 26 mm (des Weiteren werden diese Angaben wie folgt angegeben: 50 bar – 0,12-40-1 26 mm). Im zweiten Balken betrugen die Werte für Druck und Düsenstreifen: 350 bar – 0,20-10-1 10 mm.
Nach dem Umstülpen und Neuauflegen des Bandes (der nun vorliegenden Vlies-Trägerstruktur) wird beim zweiten Durchlauf auf die zweite Seite der Trägerstruktur eine weitere Vlieslage aufgelegt. Mittels dem ersten und dem zweiten Düsenbalken erfolgt eine Beaufschlagung mit den Werten 50 bar – 0,12-40-1 26 mm sowie 350 bar – 0,20-10-1 10 mm.
Im Anschluss an diese Umläufe, bei denen die Trägerstruktur beidseitig mit je einer Vlieslage belegt wurde, können sich weitere Durchläufe anschließen, bei denen die aufgebrachten Vlieslagen ohne eine weitere Vlieszufuhr verfestigt werden. Ebenfalls können bei den weiteren Durchlaufen weitere Vlieslagen aufgebracht und mit der Unterlage, den darunter befindlichen Lagen verfestigt werden.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Aufnahme eines als geschlossenes (endloses) Band ausgebildete Trägerstruktur S, welche gemäß Ausführungsbeispiel als ein Siebgewebe ausgebildet ist und entsprechende Öffnungen aufweist. Das Band wird um ein Zahl Umlenkwalzen U gezogen und mittels einer verstellbar ausgebildeten Umlenkwalze US gespannt. Die Spannrichtung der dem Spannen dienenden Umlenkwalze US ist durch den Pfeil gekennzeichnet.
Das gespannte Band der Trägerstruktur läuft in Pfeilrichtung um die Umlenkwalzen U, US sowie eine als Saugtrommel ST1 ausgebildete Vernadelungstrommel mit einer nicht dargestellten Absaugung. Der Saugtrommel sind zwei Düsenbalken D11, D12 zugeordnet, welche mit Wasser hohen Druckes beaufschlagbar und dazu mit einer nicht dargestellten Hochdruckpumpe verbunden sind. In den Düsenbalken D11, D12 sind Düsenstreifen mit einem bestimmten Lochabstand sowie einer bestimmten Lochgröße eingelegt.
Von einer Vliesrolle V1R als Zufuhrvorrichtung wird ein Vlies, eine erste Vlieslage V1 abgenommen und auf das Band der Trägerstruktur S aufgelegt. Das auf der Trägerstruktur S liegende Vlies V1 läuft nun zusammen mit dieser auf die Saugtrommel ST1 und erfährt dort durch die Düsenbalken D11, D12 eine hydrodynamische Beaufschlagung. Durch die der Trägerstruktur S in Umlaufrichtung aufgeprägte Spannung werden die Öffnungen in dem Gewebe gedehnt, vergrößert, so dass die Fasern des Vlies V1 durch die hydrodynamische Beaufschlagung leichter durch diese getrieben werden. Die Vlieslage V1 erfährt so eine Verfestigung und gleichzeitig eine Fixierung auf der sie aufnehmenden Trägerstruktur S. In 1 ist der durch die hydrodynamische Beaufschlagung geschaffene Verbund aus Trägerstruktur S und der Vlieslage V1 vergrößert dargestellt. Ebenso vergrößert ist die Trägerstruktur S vor dem Auflegen der Vlieslage V1 und der hydrodynamische Beaufschlagung dargestellt.
Die Trägerstruktur S mit dem aufgelegten Vlies V1 läuft mindestens einmal um, wobei zusätzlich ein kleiner Überlappungsbereich geschaffen wird. So entsteht – bis auf den Überlappungsbereich – ein Band, bestehend aus der Trägerstruktur S und einer Lage des durch die hydrodynamische Beaufschlagung verfestigten und mit der Struktur S verbundenem Vlies V1. Wird nun dieses Band S, V1 entspannt und von den Umlenkwalzen U, US abgenommen, so schrumpft die Trägerstruktur S auf ihr Ausgangsmaß und die Fixierung der durch die Öffnungen hindurch getriebenen Fasern des Vlies V1 wird verstärkt.
Nun kann das Band S, V1 umgestülpt und so mit der Seite der Innen liegenden Vlieslage V1 um die Umlenkwalzen U, US gelegt und sodann gespannt werden. Es erfolgt nun ein weiterer Umlauf des Bandes S, V1, wobei nun wiederum von einer Vliesrolle V2R eine zweite Lage Vlies V2 auf die nun oben liegende Trägerstruktur S des Bandes S, V1 aufgelegt wird. Diese zweite Lage Vlies V2 wird ebenfalls mittels der mit der Saugtrommel ST zusammenwirkenden Düsenbalken D11, D12 verfestigt und mit der Trägerstruktur S sowie der rückseitigen Vlieslage V1 fixiert. 2 zeigt hierbei das in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingelegte Band S, V in Verbindung mit zwei Vergrößerungen, wobei die eine Vergrößerung das umgestülpte Band S, V1 – wie im Prozess nach 1 geschaffen – zeigt und die zweite Vergrößerung das beidseitig mit je einer Lage Vlies V1, V2 geschaffene Band V1, S, V2 nach der hydrodynamische Beaufschlagung mittels der Düsenbalken D21, D22.
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die beiden Vlieslagen V1, V2 über zwei den beiden Seiten der Trägerstruktur S zugeordnete Zufuhreinrichtungen RV1, RV2 zugeführt werden. Das Band der Trägerstruktur S ist mittels der Umlenkwalzen U, US um zwei Saugtrommeln ST1, ST2 geführt, die jeweils einer der Zufuhrvorrichtungen RV1, RV2 nachgeordnet sind und welche mit Düsenbalken D11, D12, D21, D22 zusammenwirken. Die hydrodynamische Beaufschlagung durch die Düsenbalken D11, D12, D21, D22 erfolgt hierbei einmal auf die eine und anschließend auf die andere Seite der Trägerstruktur S, derart, dass die zuvor in Kontakt mit der Trägerstruktur S gebrachte Vlieslage V1, V2 jeweils oben liegend eine hydrodynamische Beaufschlagung erfährt.
Bezugszeichenliste:

S

Trägerstruktur, Siebgewebe

U

Umlenkwalze

US

Umlenkwalze, zum Spannen verstellbar

V1

erstes Vlies, erste Vlieslage

V2

zweites Vlies, zweite Vlieslage

V1R

Zufuhr erstes Vlies, Rolle Vlies 1

V2R

Zufuhr zweites Vlies, Rolle Vlies 2

ST1

erste Saugtrommel

ST2

zweite Saugtrommel

D11

Düsenbalken

D12

Düsenbalken

D21

Düsenbalken

D22

Düsenbalken

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4410110 C2 [0002]
DE 9311628 U1 [0003]
DE 10316259 A1 [0004]
DE 10349298 B4 [0005]
EP 0226471 A2 [0006]
US 5334446 [0007]

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines Vlies-Gewebeverbundes, wobei mittels einer Wasserstrahlvernadelung eine Lage eines Vlieses auf eine Lage einer Trägerstruktur aufgebracht und mit dieser Lage verbunden wird, gekennzeichnet durch, – eine Anzahl Umlenkwalzen (U, US), um welche eine als geschlossenes Band ausgebildete Trägerstruktur (S) in Form eines Siebgewebes bzw. Gitters gespannt und umlaufend bewegt wird, – eine Zufuhrvorrichtung (V1R) für ein Vlies (V1), welches in Kontakt mit der Trägerstruktur (S) gebracht und in Kontakt mit dieser weiterbewegt wird, – eine Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung (D11, D12, ST1), durch welche das Vlies (V1) mit der Trägerstruktur (S) verbunden wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, eine Spanneinrichtung, durch welche die Trägerstruktur (S) im Bereich der Wasserstrahlvernadelung (D11, D12, ST1) wenigstens in einer Richtung gestreckt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch, eine Kompaktiereinrichtung, vermittels der das der Trägerstruktur (S) zugeführte Vlies (V1) in Kontakt mit dieser gebracht und der Einrichtung zur Wasserstrahlvernadelung (D11, D12, ST1) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch, eine weitere Zufuhrvorrichtung (V2R) für eine weitere, zweite Vlieslage (V2), welche in Kontakt mit der Trägerstruktur (S) auf dessen anderer Seite gebracht und in Kontakt mit dieser zu einer weiteren Wasserstrahlvernadelungseinrichtung (D21, D22, ST2) bewegt wird.