DE202011005129U1

DE202011005129U1 - Nadelfilz

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Publication number: DE202011005129U1
Application number: DE202011005129U
Authority: DE
Original assignee: NIEDERRHEINISCHE LEINENWEBEREI CARL BILLMANN GMBH& CO KG; Niederrheinische Leinenweberei Carl Billmann & Co Kg 41844 GmbH; Niederrheinische Leinenweberei Carl Billmann & Co KG GmbH
Current assignee: NIEDERRHEINISCHE LEINENWEBEREI CARL BILLMANN GMBH& CO KG; Niederrheinische Leinenweberei Carl Billmann & Co Kg 41844 GmbH; Niederrheinische Leinenweberei Carl Billmann & Co KG GmbH
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2021-04-12

Abstract

Nadelfilz mit einem Stützgewebe (1) und einer darauf vernadelten Faserauflage (2), wobei die Faserauflage (2) aus mineralischen und/oder synthetischen Stapelfasern gebildet ist, wobei das Stützgewebe (1) aus mineralischen und synthetischen Fäden (3, 4) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgewebe (1) mittels einer Scheindreherbindung verkreuzt ist und dass die mineralischen Fäden (3a, 4a) aus endlosen Mineralfilamenten gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nadelfilz mit einem Stützgewebe und einer damit vernadelten Faserauflage, wobei die Faserauflage aus mineralischen und/oder synthetischen Stapelfasern gebildet ist und wobei das Stützgewebe aus mineralischen und synthetischen Fäden gebildet ist.
Solche Nadelfilze sind an sich bekannt. Sie werden z. B. in der Abgasreinigung als Filterstoffe zur Abscheidung fester Partikel eingesetzt. Hierbei muss der Nadelfilz (Filterstoff) ausreichende Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung aufweisen, damit die geforderte Formstabilität und hierdurch der geforderte Abscheidegrad auch unter und nach mechanischen Belastungen gewährleistet ist. Solche Belastungen treten z. B. bei der pneumatischen oder mechanischen Reinigung des Filters auf, bei der die auf der Oberfläche des Nadelfilzes angesammelten Partikel weitgehend entfernt werden. Weiterhin muss in vielen Fällen der Nadelfilz temperaturbeständig sein, das heißt, er muss seine Filtereigenschaften und seine Stabilität auch bei hohen Temperaturen von bis zu 300°C beibehalten. Außerdem wird eine chemische Beständigkeit gegen die Bestandteile des zu filternden Gases gefordert. Die Materialien des Nadelfilzes müssen entsprechend gewählt werden.
Die DE 689 05 411 T2 beschreibt einen Nadelfilz, bei dem ein Stützgewebe mit einem Flächengewicht von 100 bis 550 g/m² Längsfäden aufweist, die aus Glasfasern und PTFE-Fasern gebildet sind (PTFE = Polytetraflourethylen). Das Material der Querfäden ist Glas, Aramid, PTFE, Polyacryl oder Polyphenylensulfid oder Mischungen dieser Materialien. Die Fäden sind als Bauschgarne gefertigt. Die Fertigung dieser Garne ist relativ aufwändig; PTFE ist sehr teuer.
Aus der DE 10 2009 036 866 A1 ist ein Nadelfilz bekannt, bei dem ein Stützgewebe aus Hybridfäden aufgebaut ist und der ein Flächengewicht von 100 bis 400 g/m² aufweist. Die Hybridfäden sind aus Basaltfasern und synthetischen Fasern gefertigt. Sie sollen beim Vernadeln kaum beschädigt werden, so dass die Festigkeit erhalten bleibt. Die Hybridfäden sind relativ aufwändig herzustellen.
In der DE 20 2010 010 639 U1 ist ein Nadelfilz offenbart, bei dem ein Stützgewebe z. B. aus organischen Garnen, Hybridgarnen oder aus einem Gemisch aus organischen Garnen und mineralischen Garnen besteht. Anströmseitig ist auf einer Faserauflage eine Membran angeordnet. Die Membran soll die mechanische Festigkeit des Nadelfilzes erhöhen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nadelfilz zu schaffen, der preiswert herzustellen ist und dabei die geforderten Eigenschaften wie Zugfestigkeit und chemische Beständigkeit aufweist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Stützgewebe ist mittels einer Scheindreherbindung verkreuzt und die mineralischen Fäden sind aus endlosen Mineralfilamenten gebildet. Mineralfaserfäden sind bei hoher Zugfestigkeit und guter chemischer Beständigkeit sehr preiswert. Der Gefahr, dass beim Vernadeln Filamente oder sogar ganze Mineralfaserfäden aufgrund ihrer Sprödigkeit reißen oder brechen, wird durch die Scheindreherbindung begegnet. Diese bewirkt, dass das Gewebe Stellen aufweist, an denen die Bindung weniger dicht ist. Daher können die Filamente und/oder die Fäden beim Vernadeln weitestgehend ausweichen und werden nicht oder zumindest nur zu einem unwesentlichen Teil zerstört. Es kann ein relativ hoher Anteil an Mineralfasern für das Stützgewebe verwendet werden, ohne dass die Festigkeit wesentlich vermindert wird. Die Herstellkosten für den Nadelfilz lassen sich insgesamt verringern.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung sind Schussfäden des Stützgewebes abwechselnd aus den Mineralfäden und den synthetischen Fäden oder alternativ aus einer wiederkehrenden Folge von zwei Mineralfaserfäden und einem der synthetischen Fäden gebildet sind. So weist das Stützgewebe einen hohen Anteil der preiswerten Mineralfaserfäden auf, so dass die Gestehungskosten optimiert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung sind Kettfäden des Stützgewebes aus einer wiederkehrenden Folge von zwei Mineralfaserfäden und einem der synthetischen Fäden gebildet. Auch hier ist der Anteil der Mineralfaserfäden hoch.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die synthetischen Stapelfasern und Fäden aus meta-Aramid, Polyimid, Polyphenylsulfid und/oder Polyacrylnitril gefertigt. Diese Materialien sind chemisch und physikalisch stabil und ausreichend temperaturbeständig.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Stützgewebe ein Gewicht von 50 bis 150 g/m² auf. Das Stützgewebe ist so weitgehend locker – das heißt wenig dicht – dass die Filamente beim Vernadeln viel Platz zum Ausweichen haben.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Scheindreherbindung derart gebildet, dass jeder erste der Schussfäden die Kettfäden abwechselnd unter- oder überkreuzt und dass jeder zweite und jeder dritte der Schussfäden abwechselnd je drei der Kettfäden unter- oder überkreuzt.
Hierbei besteht ein optimaler Kompromiss zwischen der erforderlichen Bindung einerseits und der Lockerheit andererseits.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Hierbei zeigen
1 einen Schnitt durch einen Nadelfilz,
2 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Ausführung eines Stützgewebes und
3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Ausführung eines Stützgewebes.
1. Ausführungsbeispiel
Wie aus der 1 ersichtlich umfasst ein Nadelfilz ein Stützgewebe 1, das mindestens einseitig, hier auf beiden Seiten mit einer Faserauflage 2 vernadelt ist.
Die Faserauflage 2 ist aus Stapelfasern gebildet und umfasst wie bekannt mineralische Fasern aus z. B. Glas und/oder Basalt sowie organische Fasern aus z. B. meta-Aramid, Polyimid, Polyphenylsulfid, PTFE und/oder Polyacrylnitril. Die Materialzusammensetzung, das Flächengewicht und die Dichte der vernadelten Filterauflage 2 richtet sich nach den Filtererfordernissen.
Das Stützgewebe 1 ist aus Kettfäden 3 und Schussfäden 4 mit einer Scheindreherbindung gewebt, wie aus der 2 ersichtlich ist.
Die an sich bekannte Scheindreherbindung ist von der Leinwandbindung abgeleitet und durch das Weglassen und Hinzufügen von Bindungspunkten gekennzeichnet. Hierdurch lassen sich benachbarte Kett- und Schussfäden 3, 4 gruppenweise verschieben, so dass entsprechende Fäden relativ leicht verschiebbar sind und so beim Vernadeln ausweichen können. Wie aus der 2 ersichtlich, ist die Scheindreherbindung hier derart gebildet, dass – wiederkehrend nach drei Schussfäden 4 – jeder erste und jeder zweite der Schussfäden 4 die einzelnen Kettfäden 3 abwechselnd unter- oder überkreuzt und dass jeder dritte der Schussfäden 4 abwechselnd je drei der Kettfäden 3 unter- oder überkreuzt.
Ein Teil der Kettfäden 3 ist aus Glasfasern (Glasfaserkettfäden) 3a und ein übriger Teil aus organischen Fasern (Kettfäden) 3b gebildet. Hierbei sind die Kettfäden 3 in einer wiederkehrenden Abfolge von zwei Glasfaserkettfäden 3a und einem organischen Kettfaden 3b angeordnet. Jeweils drei der Kettfäden 3 sind gruppenweise so geordnet, dass zwei der Glasfaserfäden 3a einen der organischen Fäden 3b in einer Ebene des Stützgewebes 1 einschließen. Das bedeutet, dass in einer der Gruppen der Kettfäden 3 ein organischer Kettfaden 3b zwischen zwei Glasfaserkettfäden 3a verläuft. Zwischen zwei benachbarten der Gruppen besteht ein vorbestimmter Abstand.
Die Schussfäden 4 sind ebenfalls aus einer wiederkehrenden Abfolge von zwei Glasfaserschussfäden 4a und einem organischen Schussfaden 4b gebildet. Ein Abstand benachbarter Schussfäden 4b ist während des Webens weitgehend konstant, wobei diese sehr leicht quer zu ihrer Längserstreckung in der Ebene des Stützgewebes 1 verschiebbar sind. Daher kann es bereits in einem Webstuhl zu Verschiebungen der Schussfäden 4 kommen, so dass zufällige Gruppierungen entstehen können und das Stützgewebe 1 insgesamt ungleichmäßig wirkt. Dies spielt aber für die Funktion und die Festigkeit des fertigen Nadelfilzes keine Rolle, weil die Fäden beim Vernadeln ausweichen können und sollen.
Die organischen Kettfäden 3b und die organischen Schussfäden 4b sind z. B. aus meta-Aramid, Polyimid, Polyphenylsulfid, PTFE und/oder Polyacrylnitril gefertigt. Die Wahl richtet sich nach der geforderten Zugfestigkeit und Temperaturbeständigkeit. Hierbei sind die Anforderungen an die Zugfestigkeit der organischen Kettfäden 3b und der organischen Schussfäden 4b bei dem erfindungsgemäßen Nadelfilz geringer als nach dem Stand der Technik, weil Zugkräfte im Wesentlichen von den Glasfaserfäden 3a, 4a aufgenommen werden.
Das Stützgewebe 1 ist insgesamt gazeartig locker gewebt und weist ein Flächengewicht von ca. 110 g/m² auf
2. Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel, das in der 3 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem ersten dadurch, dass sowohl die Kettfäden 3 als auch die Schussfäden 4 abwechselnd aus Mineralfaserfäden und organischen Fäden gebildet sind. Das Flächengewicht beträgt hier ca. 100 g/m².
Weiterhin sind andere Anordnungen der Mineralfaserfäden und organischen Fäden möglich.
Für die Herstellung des Nadelvlieses wird zunächst das Stützgewebe 1 auf einem bekannten Webstuhl gewebt. Anschließend wird auf beide Flächen des Stützgewebes 1, also nach der 1 oben und unten auf das Stützgewebe 1, die Faserauflage 2 aufgelegt und in einer Nadelmaschine mit dem Stützgewebe 1 vernadelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 68905411 T2 [0003]
DE 102009036866 A1 [0004]
DE 202010010639 U1 [0005]

Claims

Nadelfilz mit einem Stützgewebe (1) und einer darauf vernadelten Faserauflage (2), wobei die Faserauflage (2) aus mineralischen und/oder synthetischen Stapelfasern gebildet ist, wobei das Stützgewebe (1) aus mineralischen und synthetischen Fäden (3, 4) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgewebe (1) mittels einer Scheindreherbindung verkreuzt ist und dass die mineralischen Fäden (3a, 4a) aus endlosen Mineralfilamenten gebildet sind.
Nadelfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schussfäden (4) des Stützgewebes (1) abwechselnd aus den Mineralfäden (4a) und den synthetischen Fäden (4b) gebildet sind.
Nadelfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schussfäden (4) des Stützgewebes (1) aus einer wiederkehrenden Folge von zwei Mineralfäden (4a) und einem der synthetischen Fäden (4b) gebildet sind.
Nadelfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kettfäden (3) des Stützgewebes (1) aus einer wiederkehrenden Folge von zwei Mineralfäden (3a) und einem der synthetischen Fäden (3b) gebildet sind.
Nadelfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen Stapelfasern und Fäden (3b, 4b) aus meta-Aramid, Polyimid, Polyphenylsulfid und/oder Polyacrylnitril gefertigt sind.
Nadelfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Fäden (3a, 4a) aus Glas bestehen
Nadelfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgewebe (1) ein Gewicht von 50 bis 150 g/m² aufweist.
Nadelfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheindreherbindung derart gebildet ist, dass jeder erste der Schussfäden (4) die Kettfäden (3) abwechselnd unter- oder überkreuzt und dass jeder zweite und jeder dritte der Schussfäden (4) abwechselnd je drei der Kettfäden (3) unter- oder überkreuzt.