DE2329517A1

DE2329517A1 - Verfahren zum herstellen von raeumlichen gegenstaenden aus faservliesmaterial

Info

Publication number: DE2329517A1
Application number: DE2329517A
Authority: DE
Inventors: Malcolm Kenneth Smith
Original assignee: Wiggins Teape Research and Development Ltd
Current assignee: Arjo Wiggins Ltd
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1973-12-20
Also published as: ATA506073A; FR2187992A2; NL7307868A; DD107322A6; ZA733790B; GB1411438A; AT343455B; ES415733A2; AU5660073A; BE800726R; FR2187992B2

Description

τ··ι. Oi

w/Vh-2963

Wiggins Teape Research & Development Limited, Gateway House, 1 Watling Street, London E.C. A /England

Verfahren zum Herstellen von räumlichen Gegenständen aus Faservliesmaterial; Zusatz zu Patent.... (Pat.Anm. P 22 54 517.1-27)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von räumlichen Gegenständen aus Faservliesmaterial und stellt eine weitere Entwicklung des Verfahrens nach Patient .... (P 22 54 517.1-27) dar.

Zur Herstellung von räumlichen Gegenständen aus Faservliesmaterial,wie beispielsweise Eierbehältern, Blumentöpfen und Filtern,ist bekannt, eine Suspension von Fasern in Wasser in eine entsprechend geformte poröse Form zu bringen,

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in der das Wasser aus einer Menge der Suspension abgezogen wird, um eine Schicht der Fasern an der Form abzulagern.

Dieses bekannte Verfahren ähnelt im Prinzip der üblichen Papierherstellung auf einer Fourdrinier-Papiermaschine und hat somit die Nachteile.* dieses Verfahrens, nämlich keine annehmbare Bildung des Gegenstandes bei Verwendung verhältnismässig langer Textilfasern zu erzielen sowie die mangelnde Fähigkeit,Füllstoffe oder Zuschlagstoffe eingliedern zu können.

Durch das Patent .... (Pat.Anm. P 22 54 517.1-27) ist ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesmaterial bekanntgeworden, bei dem durch das gesteuerte Verschäumen einer Faserdispersion vor der Bildung von Bahnen die meisten Nachteile der üblichen Papierherstellungsverfahren überwunden werden, insbesondere bei der Herstellung von textilersetzendem Faservliesmaterial. Ferner können durch dieses Verfahren Feststoffpartikel in die hergestellte Bahn haftend eingegliedert werden.

Es wurde nun festgestellt, dass ein derartiges Verschäumen von Faser- und/oder Feststoffmaterial-Dispersionen zur Herstellung von räumlichen Gegenwänden äusserst geeignet ist.

Die Erfindung besteht demzufolge in einem Verfahren zum Herstellen von räumlichen 'Gegenständen aus Faser-

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vliesmaterial durch Entziehen von Flüssigkeit aus einer Dispersion aus Fasern und/oder Feststoffpartikeln nach einem der Ansprüche 1 bis 9 des Patents .... (Patentanm. P 22 54 517.1-27) auf einer siebförmigen Unterlage in Form einer porösen Form, um auf dieser den Gegenstand zu bilden. Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können Formen unterschiedlicher Gestalt aus unter-

den schiedlichem Werkstoffen verwendet werden, wie sie in/An-

sprüchen 2 bis 11 und 19 und 20 gekannzeichnet sind.

Die verschäumte Dispersion kann aus verschiedenen Bestandteilen,wie sie in den Ansprüchen 12 bis 14 gekennzeichnet sind, gebildet werden.

Zusätzlich kann eine verschäumte Dispersion verwendet werden, die Binder entsprechend den Ansprüchen 15 bis enthält.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine verschäumte Dispersion verwendet, die bakteriostatisches Agens, eine Farbe oder ein farbgebendes Pigment, Füllstoffe, ein opacifierendes Agens oder ein alterungsverzögerndes Agens enthält.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Herstellung unterschiedlichster Gegenstände verwendet werden, beispiels-

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zur Herstellung von Bekleidungsstücken wie Handschuhen oder Strümpfen, da diese Gegenstände einteilig herstellbar sind, so dass ein Zuschneiden und Verbinden aus flächenförmigem Werkstoff entfällt. Dies ist dadurch möglich, dass bei Verwendung einer verschäumten Dispersion verhältnismässig lange Fasern, also längere Fasern als sie bei der üblichen Papierherstellung zu->lässig sind, verwendet werden können, so dass die hergestellten Gegenstände gute textilähnliche Eigenschaften aufweisen.

Weitere Gegenstände, die durch das erfindungsgemösse Verfahren herstellbar sind, sind in der Industrie, der Forschung und im Haushalt verwendete Gegenstände, wie Kopfkissenbezüge, Beutel und Säcke mit textilähnlichen Eigenschaften, faserverstärkte Kunststoffgegenstände wie Automobilteile, Boote oder Reisegepäck, die aus Dispersionen von Fasern und Kunststoffpartikeln gebildet werden, Verpackungsartikel, wie Kästen und Tröge, die aus Dispersionen von Holzfasern mit oder ohne Binder und/oder Kunststoffen gebildet werden,sowie Gegenstände für die Landwirtschaft und die Blumenzucht wie Verpackungsbehälter für Früchte und Blumentöpfe, die beispielsweise aus Abfallfasermaterial wie Altpapier oder Tabakabfall herstellbar sind.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von

Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt

durch eine starre Form zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen senkrechten schematischen Schnitt durch

eine nachgiebige Form zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens«¹

Die Form nach Fig. 1 u#d 2 besteht aus einem nichtporösen zylindrischen Metallgehäuse 1, in dem konzentrisch über Rippen 2 eine poröse Form 3 befestigt ist, die aus einem Zylinder 4 aus Metallmaschendraht 60/60 britischer Norm besteht, der von einem gröberen Metallmaschensieb 5 abgestützt ist. Der Ringraum zwischen der Form 3 und dem Gehäuse 1 ist über ein Rohr 6 an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Der Boden des Gehäuses 1 ist durch eine Platte 7 verschlossen, die ein Abflussrohr 8 enthält, in dem ein Ventil 9 vorgesehen ist. Der Ringraum zwischen dem Gehäuse 1 und der Form 3 ist am oberen Ende durch einen ringförmigen Deckel 10 verschlossen.

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Zur Herstellung eines rohrförmigen Gegenstandes aus Faservliesmaterial, beispielsweise eines Ölfilters für Kraftfahrzeuge, wird in folgender Weise vorgegangen:

Eine verschäumte wässrige Dispersion von Fasern und Binder wird entsprechend den Angaben in dem Patent „... (P 22 54 517.1-27) bereitet und bei geschlossenem Ventil 9 in die Form 3 eingefüllt. Hierauf wird der Raum zwischen der Form 3 und dem Gehäuse 1 über die Vakuumleitung 9 unter Unterdruck gesetzt, wodurch Wasser und Luft aus der verschäumten Dispersion durch die Form 3 hindurchtritt und über die Vakuumleitung 6 abgeleitet werden. Hierbei setzen sich die Fasern und der Binder aus der verschäumten Dispersion an der Form 3 an der Innenfläche des Metalldrahtmaschensiebes 4 ab. Während dieser Zeit wird der Pegel der verschäumten Dispersion in der Form 3 durch Zuleiten weiterer Mengen an Dispersion konstant gehalten.

Nach einer bestimmten Zeit, die von der gewünschten Dicke des zu bildenden Gegenstandes abhängt, wird der Druck in dem Ringraum zwischen der Form 3 und dem Gehäuse 1 auf atmosphärischen Druck umgestellt und die innerhalb der Form 3 verbliebene Dispersion wird durch Öffnen des Ventils 9 abgeleitet, um später bei einem neuen Arbeitsgang wieder verwendet werden zu können.

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Danach wird für eine kurze Zeit der Ringraum

zwischen der Form 3 und dem Gehäuse 1 nochmals unter Unterdiruck gesetzt, um ein Zusammenbrechen von verbliebener verschäumter Dispersion an der Innenfläche des gebildeten Gegenstandes zu bewirken und einiges von dem in dem Gegenstand verbliebenen Wasser zu entfernen.

Der so hergestellte Gegenstand wird dann aus der

Form 3 entfernt; dies kann durch Zuführen von überatmosphärischem Druck in den Ringraum zwischen der Form 3 und dem Gehäuse 1 über die Leitung 6 unterstützt werden.

Der entfernte hergestellte Gegenstand wird dann in bekannter Weise getrocknet, wobei möglicherweise das Trocknen auf einem Halter erfolgt, damit der gebildete Gegenstand seine Form behält.

Enthält der hergestellte Gegenstand einen schmelzbaren polymeren Werkstoff, so kann der Gegenstand zwischen zwei sich ergänzenden Formhälften heiss gepresst werden, um den polymeren Werkstoff zu schmelzen, so dass ein faserverstärkter Kuiststoffgegenstand entsteht.

Wenn auch das Ausführungsbeispiel für die Herstellung von zylindrischen Gegenständen, die an beiden Stirnseiten offen sind, geeignet ist, können mit anderen Formen

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Gegenstände mit einer Öffnung an nur einer Stirnseite gebildet

werden, indem beispielsweise der Boden der Form mit Maschenben
drahtsi^74 und 5 versehen wird, wobei das Rohr 8 durch den Boden hindurchgeführt ist, um das Entwässern und Entleeren der Form zu ermöglichen. Ferner kann die Form 3 jede gewünschte Form erhalten. Wird beispielsweise die Form 3 kegelstumpfförmig ausgebildet und nach unten verjüngend mit geschlossenem Boden ausgebilet, so können mit ihr Blumentöpfe aus Faservliesmaterial hergestellt werden.

In Fig. 3 ist eine andere Form einer Form dargestellt, die nachgiebig ausgebildet ist. Die besteht aus einem am Boden geschlossenen Metallgehäuse 11, das durch einen Deckel 12 verschlossen ist. Der Deckel 12 hat einen nach innen gerichteten Flansch 13, der eine Öffnung 14 im Deckel umgibt. Zwischen dem Deckel 12 und dem Gehäuse 11 ist durch Schraubbolzen 24 und Muttern 25 festgespannt eine Dichtung 17 vorgesehen, die einen luftdichten Abschluss bewirkt.

Eine biegsame Form 16 in Form eines porösen Handschuhs aus Textilwerkstoff ist an dem Deckel 12 innerhalb des Gehäuses 11 befestigt, wobei das offene Ende des Handschuhs über den Flansch 13 gesteckt durch ein Spannband 17 festgehalten wird.

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Na-he dem Boden ist an das Gehäuse 11 ein

Abflussrohr 18 angeschlossen. Ein weiteres Rohr 19 hat mehrere nach unten gerichtete Löcher 20 innerhalb des Gehäuses 11 und liegt unterhalb der Form 16 und oberhalb des Bodens des Gehäuses 11. Das Rohr 19 ist an eine Unterdruckquelle angeschlossen.

Die Arbeitsweise mit einer derartigen Form ist folgende:

Das Abflussrohr 18 wird geschlossen und die Form 16 dann mit einer geeigneten verschäumten wässrigen Dispersion 21 aus Fasern und Binder gemäss dem Patent .... (P 22 54 517.1-27) gefüllt. Sodann wird das Gehäuse 11 über das Rohr 19 unter Unterdruck gesetzt, wodurch die in der Form 16 enthaltene Dispersion 21 durch die Form 16 hindurch entwässert wird. Der Pegel der Dispersion in der Form 16 wird durch weitere Zufuhr von Dispersion aufrechterhalten. Die aus der Dispersion 21 abgezogene Luft wird über das Rohr 19 abgeleitet, während das abgezogene Wasser 22 sich am Boden des Gehäuses 11 sammelt.

Durch das Entwässern der Dispersion 21 in der Form 16 bildet sich eine Faservliesschicht 23 an der Innenfläche der Form 16. Nach einer bestimmten Zeit, die von der gewünschten Dicke der Schicht 23 abhängt, wird das Gehäuse

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unter atmosphärischen Druck gesetzt und das abgezogene Wasser 22 über das Abflussrohr 18 abgeleitet. Sodann wird der Deckel vom Gehäuse abgenommen und mit ihm die Form 16 aus dem Gehäuse entfernt. Hierauf wird der an der inneren Fläche der Form 16 gebildete Handschuh aus Faservliesmaterial durch das offene Ende der Form 16 entfernt und in üblicher V/eise getrocknet. Ein derartig hergestellter Handschuh kann beispielsweise als Arbeitshandschuh verwendet werden.

Die beschriebenen Formen können in vielgestaltiger Form abgewandelt werden, um unterschiedlichste Gegenstände herzustellen. Beispielsweise kann die Form mit Flächen unterschiedlicher Porösität ausgebildet werden, wodurch sich eine mehr oder weniger intensive Entwässerung durch diese Flächenteile ergibt, so dass ein Gegenstand unterschiedlicher Stärke hergestellt werden kann. Ferner können Teile der Wandung der Form nicht porös ausgestaltet werden, so dass dort keine Entwässerung der Dispersion eintritt und somit an dieser Stelle der gebildete Gegenstand Löchdr enthält, beispielsweise um Anschlüsse oder Befestigungsmöglichkeiten an dem Gegenstand zu schaffen.

Es ist auch möglich, mit dem erfindungsgemässen Verfahren mehrschichtige Gegenstände zu bilden, wobei die einzelnen Schichten unterschiedliche Werkstoffe enthalten. Dies kann durch aufeinanderfolgendes Entwässern mehrerer unterschiedlicher

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verschäumter Dispersionen durch eine Form erfolgen, bevor der gebildete Gegenstand aus der Form entfernt wird. Dies ist dadurch möglich, weil bei dem erfindungsgemässen Verfahren aus der verschäumten Dispersion nur eine verhältnismässig kleine Wassermenge aus der zweiten und den folgenden Dispersionen durch

den bereits vorgebildeten Gegenstand abzuleiten ist, so dass diese nicht schädlich beeinflusst wird.

Wenn in den Ausführungsbeispielen die Durchführung des Verfahrens in Einzelstückherstellung der Gegenstände beschrieben ist, kann das erfindungsgemässe Verfahren auch in üblicherweise in Fliessfabrikation durchgeführt werden, beispielsweise bei der Herstellung von Eierbehältern durch mehrere Formen, die nacheinander durch eine Füllstation, eine Entwässerungsstation und eine Auswurfstation laufen*

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Claims

-12-Patentansprüche :

ί 1.J Verfahren zum Herstellen von räumlichen

Gegenständen aus Faservliesmaterial durch Entziehen von Flüssigkeit aus einer Dispersion aus Fasern und/oder Faststoffpartikeln

nach einem der Ansprüche 1 bis 9 des Patent

(Patentanm. P 22 54 517.1-27) auf einer siebförmigen Unterlage in Form einer porösen Form, um auf dieser den Gegenstand zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine biegsame Form verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine starre Form verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3>

dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand an der Aussenflache der Form gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3»

dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand an der Innenfläche der Form gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das-s eine Form aus Maschendraht aus Metall oder Kunststoff verwendet wird.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form verwendet wird, die aus einem pressbaren Werkstoff hergestellt und durch anfängliches Eingliedern von Partikeln und/oder Fasern, die anschliessend beispielsweise durch ein Lösungsmittel entfernt werden, porös gemacht ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form aus gesintertem Metall, Polymer, Glas oder einem Keramik-Metallgemisch verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche Γ bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form aus einem Schaum mit offenen Zellen aus Polymeren, Keramik oder Metall verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einteilige Form verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrteilige zum Zwecke der Entnahme des gebildeten Gegenstands auseinandernehmbare Form verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine verschäumte Dispersion aus Holzpulpefasern, natürlichen oder synthetischen Textilfasern, synthetischen Holzpulpefasern oder Glasfasern verwendet wird.

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13· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine verschäumte Dispersion verwendet wird, die Festpartikel oder Fasern aus Kunstr-stoff enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine verschäumte Dispersion aus Partikeln und Fasern aus Stielen und Blättern der Tabakpflanze verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Binder enthaltende verschäumte Dispersion verwendet wird, um den gebildeten Gegenständen durch Binden der Fasern und/oder der Feststoffpartikel die erforderliche Festigkeit zu erteilen«
16. Verfahren nach Ansprpch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder in der verschäumten Dispersion eine Emulsion eines synthetischen Polymers oder eine Lösung von synthetischem oder künstlichem Gummi verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn_T zeichnet, dass als Binder in der verschäumten Dispersion ein alkalireaktives synthetisches Polymer verwendet wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine verschäumte Dispersion verwendet wird, die einen Weichmacher, ein bakterio-

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statisches Agens, eine Farbe oder ein farbgebendes Pigment, Füllstoffe, ein opazifierendes Agens oder ein alterungsverzögerndes Agens enthält.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form mit unterschiedlich porösen Wandungsteilen verwendet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form mit einigen nichtporösen Wandungsteilen verwendet wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedliche verschäumte Dispersionen nacheinander auf einer Form entwässert werden, bevor der gebildete Gegenstand von der Form abgenommen wird·

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