DE1760299A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer nicht gewebten Fasermatte oder Bahn - Google Patents

Description

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'jur ' Ji: ",'<;· ß lan .·; ui>::.>i; ,•c.'ebter ^rn ermatten int er: be :oau^:;, lac .■ν-, ?;·?- ^;j u t, dan M,un einer Anzahl einzelner Pacer bonder bestehen zwei, £»-/.vjr;nen iG.e'.'tjü/alzen hindurchzuleiten. Hinter den "Kletiim- -.■j'ilzoa b^r;j.LndoL .^cjich eine gezahnte ./alze, die mit hoher Geßch./lndi_;'_^j;'-.'eit uml-Muft und die ü'asern auftrennt. Die abgelösten i}'e.3'-r:a ,/eraen durch einen Luftstrom davongetragen und als .'Juhicht auf einea perforierten Förderband abgelegt. Der Luftstrom dient außerdem -J mu, die ."''aBern von den Zähnen der ./alze zu lösen. Unter dem perforierten Dand wird die Luft al^eaauyb, ao daß die darauf ao;';eleiten Paaern eine zusammenhängende !Hahn bilden.

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■j/!ei dem erwähnten bekannten Verfahren lcoaiuien nur !curze i'a, deren Länge höchstens etwa 100 ram betragt, zur Verwendung. Die Pasern stammen aus sogenannten Krernpelbändern, deren ziemlich kurze !Fasern stark gekräuselt und ineinander verhakt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nicht gev/eote Fasermatte '.nib Fasern großer länge zu schaffen, die als Folge davon eine beträchtlich höhere Zugfestigkeit auf v/eist und i:i allgecieineri widerstandsfähiger ist.

Mit den bekannten Verfahren ist es nicht mö^licn, Fasermatten oder Bahnen aus Fasern großer Länge herzustellen, da bei diesen Verfahren das Ausgangsmaterial stark gekräuseltes Fasergut ist, welches der Länge der zu verarbeitenden Fasern Grenzen setzt.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer nicht gewebten Fasermatte oder Bahn, bei welchem mehrere Faserbänder parallel zueinander zwischen zv/ei-Klemmwalsen hindurciigeführt und einer diesen gegenüber schneller umlaufenden, mit Vorsprängen versehenen Walze zugeleitet v;erden, um das Fasergut in jilinzelfasern aufzutrennen, die danach von einem Luftstrom weitergetragen und als Schicht auf einem perforierten Förderband abgelegt werden, unter dem die Luft abgesaugt wird«

Gemäß Erfindung ist vorgesehen, daß man als Ausgangsaiaterial Faserbänder verwendet, deren Fasern eine Länge von mindestens 100 mm haben, und die Faserbänder von den Klemmwalzen einer mit einigem Abstand hinter diesen angeordneten, mit radial gerich-

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e■■■>·:■ λ, .j^aaeu iin-ficln ver.?e ,enen "Ja Ine zuleitet, die das j?asev- \u in isn^e JiAn;:: elf aieern auftrennt.

.;ü.}ⁱde man das beitaimte Verfahren mit dem gemäß .«Erfindung ver- --endeben i'aseroiaterial durcafuhren, so würden die langen .iageru beschädigt und in kleinere Stucke zerrissen. Kurze Fasern werden f'euocu von äen H-ämen der "V/alse, die sehr dicht Ό ei einander l^.-;en, leicht heraus.jeso^en. Ijange Fasern konnten iti der ."^inrrii't'^stelle der ;iG.e;nmval2en feetgehplten und durch, die ZsAine de;.¹ nactigeschalteten ..alae in Stücke zertrennt werden. Die ?βαι l.ta^eu ji'aseru, aie oei dem erfindungogeaiäOen Yerxahreu zur «a:.·- "..'G-:.dan_;:; :oT..iien, niiid nicüt jekräuselt und können datier auch nio.it >_:estrec:Ct ⁱ.:erden. Es besteht ein pro3er Unterschied r/.-.'iscr. ι äe-ii 30_oenannteii Xreaipelbändern und den jierloic-bändern oder ^äiiüern, die rnan auf äunliche .eise erhält, „'eiiii man ein 'iiasevOzal de:·:¹ auletst eiv/.Munten Art nie den "bekannten Vi'alsen, die mit S::';.e-.-s'"..h:iGu od.d^l. verseaen sind, in ''erVihruni=; brächte, so vrirden !.-io.1 die Fasern us die «nit 1.10her Gesclr/indigkeit umlaufende ,.■"l::.e v:iekeln aau das -ibl'Ösen einaelner langer .7asern v/äre un--

7>i2 Lri'inuun, bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung aur l^rchf luirun.'i de;:; Verfoirens, v;elche dad area ^ekennzeichneu l,r a^,_;j eines i-an.r kloa-a'/alsen mit Abstand eine wesentlich schnei al" die ICIeium;/al,3en unilaafende, mit Längsnuten versehene Jiade VJiilae aB.chgenciir-ilfcet ist, deren radial gerichtete, gerade HaU iii den ^v/ißchea aea ^[o^u voruandenen Rixjoen befestigt .sind.

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Dadurch, daß die Nadelwalze mit Längsnuten versehen ist, wird erreicht, daß die V/nndungef lachen der Nuten "beim Umlauf der Nadelwalze eine Gebläsewirkung ausüben.

Andere bekannte Verfahren zum Herstellen nicht gewebter i'asermatten v/erden z.B. unter Verwendung einer Art .VapierLierstelianjsinaschine als Naßverfahren oder als Trockenverfahren durca^efüiirt, bei welchen von Luft getragene Fasern auf einem perforierbcu Band abgelegt werden. T:ei allen bekannten Verfahren Icoaiiiea uar kurze fasern mit einer maximalen L"nge von etwa 100 mai z\iv Verwendung. Ebenfalls sehr schwierig ist in der Praxis bei eier Durchführung dieser Verfahren die Verwendung von Parsern nit mehr als 10 denier.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können fasern mit sehr unterschiedlichem chemischen Aufbau sowie auch ?^risehfasern zur Verwendung kommen. Als Beispiele genannt seien Viuylon, Nylon, Polyester, Polyäthylen, Polypropylen oder Polyvinylidenchlorid. Außerdem kommen Manila- und Sisalhanf, Jute oder Rrvn.efasern und ähnliche Naturfasern in Präge, vorausgesetzt, dat?> die Faserlänge ausreichend ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht eine ?>ahn oder Matte mit einheitlicher Struktur, bei der die Fasern in willkürlichen Richtungen liegen. Die Fasern sind im wesentlichen ungekräuselt und gerade; sie haben eine Länge von 100 bis 1000 mm und darüber sowie einen Feinheitsgrad von 1-'3OO denier oder mehr.

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Die . „rrK-irVaiglicae gerade For αϊ der Fasern bleibt erhalten, da, sicL die Fasern nicht kräuseln oder zusammengehen. Man kann die Fasern z.'/i. mit eine? Perlo'v-'iaschine oder einem sogenannten ~j?,z L IT':·-'.'onventor schneiden. Die !faserlänge beträgt nach dem jc-üieiden vorzugsweise 250 bis 1000 mm.

In den zu verarbeitenden Faserbändern sind die langen Fasern im Gegensatz zu den Fasern in Faserbändern, die mittels eines Krempels erzeugt wurden, im wesentlichen gerade. Mehrere der erwähnten Faserbänder werden parallel zueinander zwischen zwei IQemmvalzeri hindurcageleitet, die mit geringer Geschwindigkeit umlaufen und auf die Faserbänder einen Druck ausüben. Die mit Zv/iscnenraum angeordneten Nadeln, die radial aus der Nadelwalze herausstehen,.trennen das Fasergut in Einzelfasern auf. Aufgrund der Tatsache, daß die Nadelwalze mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit umläuft, werden die Fasern in einer Flugbahn weitergetragen und auf einem Förderband abgelegt. Die Fasern, die in den als Ausgangsrnaterial verwendeten Faserbändern nicht verhart und nicht gekräuselt sind, werden durch die Nadeln leicht voneinander getrennt, ohne zerschnitten oder zerrissen zu werden. Nur auf diese //eise ist es möglich, Bahnen oder Matten mit hoher Zugfestigkeit herzustellen; lange Fasern sind für diesen Zweck entscheidend. Wenn man von Krempelbändern ausginge,welche kurze, gekräuselte Fasern enthalten, so würde dies nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen. Die Maßnahme, unterhalb eines Förderbandes, auf dem Einzelfasern abgelegt werden, Saugluft wirksam v/erden 2u lassen, ist an sich bekannt.

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Die Erfindung ist in einem Ausxülirungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Fasermatte und
Pig. 2 in perspektivischer Darstellung- eine riadelvralse.

Mehrere Kannen 1 der üblicherweise in der Textilindustrie verwendeten Art v/erden in einer Reihe aufgestellt. Aus jeder Kanne wird ein langfaserband 2 abgezogen und den Klemrav/alzen 3 zugeleitet, die mit konstanter niedriger Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile umlaufen. Das Faserband wird zv/ischen den Mantelflächen der Walzen fest erfaßt. An der Austrittseite der Klemmwalzen ist die Nadelwalze 4 angeordnet, deren Laufgeschwindigkeit und Durchmesser wesentlich größer sind ale die der Klemrav/alzen.

Die geraden Nadeln 11, die sich radial von der Oberfläche der Nadelwalze ab3trecken, trennen das Faserband auf, wobei die Pasern durch die Nadeln voneinander gelöst werden. Sobald das rückwärtige Ende jeder Einzelfaser die Eingriffsstelle der Klemmwalzen durchlaufen hat, wird die Paser aufgrund der von den Nadeln aufgebrachten Zugkraft in Umlaufrichtung der Nadelwalze nach vorn gezogen. Die Faser, die nunmehr vollständig aus der Klemmsteile herausgezogen worden ist und auf den Nadeln liegt, wird durch den beim Umlauf der Nadelwalze erzeugten Luftstrom weiterbewegt. Die Pasern gelangen auf diese Weise auf das perforierte Förderband 5» auf welchem sich die Matte bildet.

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Die einseinen Stapelfasern 7, welche die Eingriffsstelle der XIe umwälzen 5 durchlaufen haben, werden in gleichbleibender Ilenge fortlaufend •■.•/eitergeleitet. Demzufolge gelangt auch eine gleichbleibende Fasermenge auf das Förderband 5. Das Förderband ist ein endloses 'Hand aus Drahtgaze; die auf der Oberseite des Banden -'-ür. esende Luft wird durch das Saugluftgebläse 5 durch das perforierte 3and hindurchgesaugt.

Lie Stapelfasern, die aufgrund der Gebläsev/irkung der Nadelwalze auf den sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden perforierten Fürderband abgelegt ',-/erden, stapeln sich infolge der Saugwirkung in beliebigen Richtungen. Auf diese Weise entsteht eine

auu oder Hatte - , deren Dicke über die gesamte Länge hinweg ■^leicli^ä'Sig ist. Die kontinuierlich erzeugte Bahn oder Hatte wird au den Förderer S abgegeben.

Wichtig ist der Airfoau der j.Jadelwalze. Verwendet man eine V.^Talze, deren den Faaerverband lösende und die Fasern abtrennende Mädeln lediglich in die Mantelfläche eingesetzt sind, so entsteht bei Rotation der v/alze kein ausreichender Luftstrom. Dies führt dasa, dn:j fiioi·. eine Anzahl Stapelfasern um die !Tadeln wickelt, wobei sich die von den IJadeln erfaßten Fasern allmählich anhäufen unä die iVir';ung der nadeln beim Abtrennen der Fasern beeinträchtigen. AuSerde-ii löaen sich die aus angehäuften Stapelfasern bestehenden wickel ;]eaes,nal dann von der Nadelwalze, wenn sie ein "bestimmtes Volumen erreicht haben; dies führt zu einer ungleichmäßigen Stärke der hergestellten Bahn. Die Nadeln 11 sind daher vorzugsweise an Rippen 12 befestigt, welche ihrerseits, rund um die Walze verteilt

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sind. Hierdurch entsteht ein stärkerer Luftstrom, da die Rippen als Gebläseflügel wirken. Die Mantelfläche der Walze kann auch mit einer Anzahl Nuten 13 od.dgl. versehen sein, die eine bestimmte Tiefe haben und sich längs über die Walze erstrecken. Die Nadeln sind in die zwischen den Nuten vorhandenen Rippen eingesetzt. Durch diese'Ausbildung ergeben sich verhältnismäßig große Oberflächen, die als Gebläseflügel wirken und in Richtung der sehr schnell umlaufenden Ualze einen starken luftstrom erzeugen. Dieser Luftstrom verhindert, daß sich die Pasern um die Nadeln wickeln.

Die mittels des Sauggebläses abgesaugte Luft kann zurückgeleitet und an die Oberfläche der Nadelwalze herangeführt werden, um das Abtrennen und Verteilen der von den Nadeln getragenen Pasern zu unterstützen.

Bei der Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens haben die Pasern in der Bahn oder der Matte keine bestimmte Orientierung. Ausgehend von langen Pasern erhält man nicht gewebte Erzeugnisse für viele industrielle Zwecke, z.B. als Isoliermaterial, als Kern für bituminöse Erzeugnisse und/oder Erzeugnisse auf Harz basis sowie als Filtermaterial.

Als Ausgangsmaterial lassen sich Faserbänder mit Pasern z.B. aus Nylon, Polyester oder sogenanntem Vinylon mit 2 bis 6 denier und einer Länge von 150 "bis 200 mm verwenden. Da die hergestellt· Matte aus ungekräuselten Fasern besteht, eignet sie sich vorzüglich als Verstärkungsmaterial für Kunststoffe.

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Das gemäß Erfindung hergestellte Erzeugnis läßt sich mit einem Binder behandeln, z.B. mit latex, einer synthetischen Harzeoiulsion, einem natürlichen oder synthetischen Kleber od.dgl. , oder mit Bitumen, z.B. Asphalt. Man erhält somit ein Material mit hoher Zugfestigkeit, welches überragende anti-korrosive Eigenschaften besitzt. Es kann als Isoliermaterial für unterirdisch verlegte Ho.hre, als feuchtigkeitsundurchlässige Wandverkleidung usv/. zum Einsatz kommen. Eine mit Blasasphalt behandelte Matte kann zu sogenanntem Asphaltfilz verarbeitet werden; dieses Material ist von bemerkenswerter Festigkeit und Dehnbarkeit.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Matte kann mit einem synthetischen Harz oder mit einem Gummibinder behandelt werden; auch kann, man ,sie auf einer oder auf beiden Seiten mit einer Deckschicht; aus Kunststoff oder Gummi versehen. Auf diese '//eise läßt sich ein ausgezeichneter Fußbodenbelag herstellen.

Beispiel 1

Yinylonfasern mit einer Gesamtfeinheit von 1 Million denier bzw. Einzelfasern mit einem Peinheitsgrad von 3 denier werden mittels eines Perlok-Streckwerkes zu Stapelfaserbändern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 150 mm und einem durchschnittlichen Gewicht von 12,5 g/m verarbeitet.

Inagesamt 20 derartiger Faserbänder wurden mit einem gegenseitigen Abstand von 50 mm den Klemrawalzen zugeleitet, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 20 m/min, umlaufen. Die den

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Klemmwalzen nachgeschaltete Nadelwalze besitzt 50 mm lange Nadeln, die reihenweise in die Walze eingesetzt sind und in Richtung des Umlaufes der Walze jeweils einen Abstand von 50 mm voneinander haben. In jeder Reihe haben die Nadeln, in Längsrichtung der Walze betrachtet, voneinander einen Abstand von 20 mm.

Die Nadelwalze läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 960 m/min, um. In der beschriebenen Weise v/erden die Fasern durch den Luftstrom von den Nadeln abgelöst und dem perforierten förderband zugeleitet. Das Band hat eine wirksame Breite von 1 m und läuft mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min.. Das Ergebnis war eine

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nicht gewebte Matte von 500 g/m mit willkürlich orientierten langen Stapelfasern.

Beispiel 2

Sisalhanffasern mit einer durchschnittlichen Länge von 900 mm und Vinylonfasern mit einem Peinheitsgrad von 500 denier und ebenfalls in Längen von 900 mm aufgeschnitten, werden im Verhältnis 2 zu 1 gemischt. Das Geraisch wird einer Streclcraaschine mit Brecher, Ableger und Feinstrecke zugeleitet, um das Fasergemisch in herkömmlicher und bekannter Weise in Faserbänder umzuwandeln, //ie im Beispiel 1 werden den mit 10 m/min, umlaufenden Klemmwalzen 20 Faserbänder zugeleitet. Die hergestellte.Matte von 600 g/m hat einheitliche Struktur.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. e ii t a ü s ·ρ r ü ehe

   . Verfahren »ur Her 3teilung einer nicht gewebten Pasermatte oder r>ahn, oei welchem mehrere /faserbänder parallel zueinander zwischen zwei IQemmv/alzen hindurchgeführt und einer diesen gegenüber schneller umlaufenden, mit Yorsprüngen versehenen iifalze zugeleitet werden,um das Fasergut in Einseifasern aufzutrennen, die danach von einem luftstrom v:eitercetragen und als'Schicht auf einem perforierten förderband abgelegt werden, unter dem die Luft abgesaugt v;ird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial !'!'aserbänder verwendet, deren Pasern eine Länge von mindestens 100 mm haben, und die faserbänder von den Klemiiv.'alzen einer mit einigem Abstand hinter diesen angeordneten, mit radial gerichteten, geraden Nadeln versehenen Walze zuleitet, die das fasergut in lange Einselfasern auftrennt.

   . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jasermatte mit einer Imprägnierung und/oder einer Deckschicht versehen wird.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Paar Klemmwalzen (5) mit Abstand eine wesentlich schneller als die Klemmwalzen (3) umlaufende, mit Längsnuten (13) versehene Nadelwalze (4)

   . nachgeschaltet ist, deren radial gerichtete, gerade Nadeln (11) in den zwischen den Nuten (13) vorhandenen Rippen (12)

   befestigt nind.

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