DE3009465A1 - Fasermatte zur herstellung von raeumlich verpressten formteilen im trockenverfahren - Google Patents

Fasermatte zur herstellung von raeumlich verpressten formteilen im trockenverfahren

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DE3009465A1 DE19803009465 DE3009465A DE3009465A1 DE 3009465 A1 DE3009465 A1 DE 3009465A1 DE 19803009465 DE19803009465 DE 19803009465 DE 3009465 A DE3009465 A DE 3009465A DE 3009465 A1 DE3009465 A1 DE 3009465A1
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Description

  • Fasermatte zur Herstellung von räumlich verpreßten Formteilen
  • im Trockenverfahren Die Erfindung bezieht sich auf eine Fasermatte zur Herstellung von räumlich verpreßten Formteilen im Trockenverfahren.
  • Räumlich verpreßte Formkörper aus Zellulose-Faserstoffen sind bekannt. Ihre Herstellung erfolgt dadurch, daß die mit geringen Bindemittelmengen benetzten Fasern auf ein endloses Förderband aufgerieselt werden, die Höhe der aufgebrachten Faserschicht durch eine Schälwalze abgerichtet, und die Faserschicht anschließend zwischen Walzenpaaren einer Vorverfestigung unterzogen wird. Hierbei ergibt sich ein plattenförmiger endloser Strang, der in Einzelplatten zerschnitten wird. Diese Einzelplatten werden vor Eingabe in eine Preßform aufgedämpft und dann in der Presse unter Aushärtung des Bindemittels zu den endgültigen Formkörpern verpreßt <DE-AS 12 24 919). Die Einzelplatten besitzen zunächst ein geringes Formänderungsvermögen und nur eine geringe Bruchfestigkeit. Nach der zur Erhöhung der Verformbarkeit notwendigen Dämpfung besitzen die Platten keinen wesentlichen inneren Zusammenhalt mehr und müssen daher sehr vorsichtig gehandhabt werden. Wegen ihres geringen Faserzusammenhaltes in gedämpftem Zustand lassen die Platten sich nur in bedingtem Umfange weiterverformen, ohne daß die beim Pressen auf Zug beanspruchten Bereiche ausdünnen, und der Faserzusammenhalt verloren geht, was zu einem Reißen der Matte führt.
  • Um diesem Problem abzuhelfen, ist es bekannt (DE-OS 14 53 416), auf die Fasermatte ein durch Dehnung verformbares Verstärkungsgewebe aufzulegen, das durch die der Vorverfestigung der Matte dienenden Walzen in die Faserschicht eingedrückt wird. Aber auch -hierbei wird der Faserverbund zwischen dem Verstärkungsgewebe und der Fasermatte bei der vor dem endgültigen Verformen erforderlichen Dämpfung weitgehend gelöst, so daß es zwangsläufig während des Preßvorganges zu erheblichen Relativbewegungen der Einzelfasern kommt, so daß auch hier ein Reißen der Fasermatte eintreten kann.
  • Aus der DE-PS 23 64 025 ist auch eine Fasermatte bekannt, die aus zwei Lignozellulose-Faserschichten besteht, zwischen denen eine verformbare Trägerschicht festhaftend angeordnet ist, wobei die vorgepreßte Fasermatte eine Vielzahl von regelmäßig verteilten Zonen geringeren Querschnittes aufweist, durch die die Haftung der Trägerschicht auch während des Dämpfens verbessert wird, so daß die Zugkräfte, die beim Verpressen auftreten, besser in der Matte verteilt werden.
  • Um insbesondere dünnwandige, räumlich verpreßte Formteile, wie sie beispielsweise für die Innenverkleidung von Fahrgasträumen von Kraftfahrzeugen gefordert werden, herstellen zu können, findet ein Verfahren Anwendung (DE-PS 23 38 650), bei dem die Fasermatte schrittweise in einer mit mehreren in zeitlicher Aufeinanderfolge betätigbaren Stempeln ausgestatteten Form verpreßt wird. Dieses schrittweise Verpressen ist erforderlich, um ein Reißen der Fasermatte zu verhindern.
  • Bei diesem Verfahren zieht sich die Fasermatte zu den Verformungsstellen schrittweise elastisch nach, ohne daß ein Reißen der Fasern auftritt. Dieses bekannt te bei der räumlichen Verformung dünnwandiger Formteile angewendete Verfahren bedarf wegen der Empfindlichkeit der Fasermatte einer besonders sorgfältigen Handhabung und ist außerdem durch die schrittweise aufeinanderfolgende Verpressung zeitlich aufwendig.
  • Hinzu kommt als weiterer Nachteil, daß die Fasermatten aus hochwertigen Holzfaserwerkstoffen gefertigt sein müssen, wenn sie insbesondere bei einer geforderten geringen Wandstärke der Formteile noch zufriedenstellende Verformungseigenschaften besitzen sollen.
  • Eine gewisse untere Grenze der Faserlänge kann nicht unterschritten werden, wenn ein Reißen der Fasermatte bei der Verformung vermieden werden soll. Aus diesem Grunde verbietet sich bei diesem Verfahren die Benutzung von Fasern kürzerer Länge, wie sie beispielsweise bei der Aufbereitung von Abfallwerkstoffen, beispielsweise Altpapier, anfallen, trotzdem diese Abfallmaterialien insbesondere bei Zumischung zu Fasern größerer Länge durchaus befriedigende Werkstoffeigenschaften besitzen.
  • In einem dem Stand der Technik nicht zurechenbaren Vorschlag der Anmelderin ist eine Fasermatte beschrieben, durch die die den bekannten Fasermatten und ihrem Verarbeitungsverfahren anhaftenden Nachteile ausgeschlossen sind, und die nach Art des Tiefziehverfahrens ohne schrittweise Verpressung in einem Zuge zu einem dünnwandigen Formteil verpreßt werden kann und unter Zugabe von kurzfasrigen Abfallmaterialie zu einem Formteil höherer Festigkeit bei verringerter Wandstärke führt. Bei dieser Fasermatte ist die Faserschicht als Mittelschicht zwischen zwei Trägerschichten angeordnet, und die Trägerschichten bestehen aus gekreppten, dehnungsarmen oder dehnungsfesten Folienmaterialien, beispielsweise Papier, Kunststoff, Metall, Gewebe und dergleichen, die unter Aufrechterhaltung der Ausziehbarkeit der Kreppung mit den Oberflächen der Mittelschicht verbunden sind. Die Tiefe der Kreppungen ist hierbei so auf die Länge der Fasern der Mittelschicht abgestimmt, daß nach erfolgtem Ausziehen der Kreppung der Faserverbund der Mittelschicht nicht unterbrochen ist.
  • Die Fasermatte nach dem Vorschlag der Anmelderin besitzt gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile, die einmal darin bestehen, daß das bisher erforderlich schrittweise Verpressen überflüssig wird, und zum anderen ein Reißen der Mittelschicht während der Verformung dadurch vermieden wird, daß die Verformung der Mittelschicht im Preßwerkzeug zufolge der sich nacheinander öffnenden Kreppfalten so gesteuert ist, daß der Faserverbund der Mittelschicht nicht unterbrochen wird, da die Mittelschicht mit den gekreppten Trägerschichten verbunden ist.
  • Der nach dem Vorschlage der Anmelderin ausgebildeten Fasermatte haften jedoch auch verschiedene Nachteile an.
  • Einmal lassen sich nur kreppfähige Materialien verwenden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Herstellung der Kreppung in der Regel, ähnlich wie beim Plissieren, unter Anwendung von Dampf erfolgt, wodurch alle Materialien ausgeschlossen sind, die einer derartigen Dampfbehandlung nicht standhalten.
  • Außerdem kann im Interesse einer einwandfreien und ausziehbaren Kreppung eine bestimmte Mindestdicke der Materialien nicht überschritten werden. Weiter erfordert die Herstellung der Kreppung in einer zusätzlichen Vorstufe einen erheblichen apparativen und zeitlichen Aufwand. Außerdem ist eine sorgfältige Handhabung der gekreppten Trägerschichten beim Aufbringen auf die Fasermatte erforderlich, da bei unsachlicher Behandlung die Kreppfalten sich teilweise ausziehen können, bevor sie mit der Mittelschicht verbunden werden. Hierdurch wird die kontrollierte Steuerung der Verformung der Mittelschicht während des Verpressens nachteilig beeinflußt derart, daß ein Reißen der Mittelschicht nicht immer vermeidbar ist. Ein weiterer Nachteil besteht schließlich noch darin, daß bei Verwendung undurchlässiger Trägerschichten während der erforderlichen Dämpfung der vorverfestigten Fasermatte vor dem Verpressen, und während des Aushärtens im Preßwerkzeug durch das sich hierbei verf lüchtigende Bindemittel Dampfblasen entstehen können, die vermieden werden müssen im Interesse eines einwandfreien Formteiles.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Beibehaltung der Vorteile der Fasermatte nach dem Vorschlag der Anmelderin die vorstehend angegebenen Nachteile zu vermeiden, und eine Fasermatte zu schaffen, die die Verwendung eines beliebigen Materials für die Tragerschichten gestattet, und im Interesse einer Erhöhung der Festigkeit des Formteiles die Benutzung einer Trägerschicht größerer Dicke als bisher ermöglicht, die sich auf einfache schnelle und kostensparende Weise herstellen läßt, bei der die Bildung von Dampfblasen ausgeschlossen ist, und die während der Verpressung eine absolut zuverlässige Steuerung der Verformung der Mittelschicht gewährleistet mit der Folge, daß ein Reißen der Mittelschicht ausgeschlossen ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Fasermatte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Herstellung der Fasermatte kann nach dem allgemein bekannten Verfahren erfolgen, wobei eine geeignete Schlitzvorrichtung ohne weiteres als Vorstufe vorgeschaltet werden kann, die die erforderlichen Durchstiche in die als Bänder ausgebildeten Trägerschichten ohne Verformung einbringt. Auf ein als Förderband ausgebildetes geschlitztes eine Trägerschicht bildendes Band werden in üblicher Weise die zur'Bildung der Mittelschicht dienende mit einem Bindemittel versetzten Fasern aufgerieselt und nach Abgleichen der Mittelschicht wird ein oberes geschlitztes Band aufgelegt, wobei der zur Verbindung der Trägerschichten mit der Mittelschicht erforderlich Klebstoff vorher aufgebracht wird. Darauf wird die Fasermatte in üblicher Weise durch Walzen vorverfestigt und in einzelne Zuschnitte aufgeteilt. Eine Verbindung der Mittelschichten durch Nähen kann unmittelbar anschließend an die Vorverfestigung der strangförmigen Fasermatte erfolgen. Die Zuschnitte werden vor Eingabe in das Preßwerkzeug in üblicher Weise aufgedAmpft, und während des Verpressens erfolgt eine absolut gleichmäßige Verteilung der durch den Preßstempel auf die Fasermatte ausgeübten Zugkräfte. Hierbei werden zuerst die am Angriffspunkt des Preßstempels befindlichen schlitzförmigen Durchstiche geöffnet, wobei die Größe der Öffnung abhängig ist von der beschränkten Dehriingsfähigkeit des Materials der Trägerschichten.
  • Die Öffnung der schlitzartigen Durchstiche beginnt an dem Angriffspunkt des Preßstempels an der Fasermatte, und nachdem die Öffnung dieser schlitzartigen Durchstiche durch die Dehnungsfähigkeit des Trägerschicht- ! materials begrenzt ist, öffnen sich in gleicher Weise nacheinander die benachbarten schlitzförmigen Durchstiche, wodurch eine absolut gleichmäßige Verteilung der auf die Fasermatte erteilten Zugkräfte gewährleistet ist mit der Folge, daß die Mittelschicht in ebenso gleichmäßiger Weise ausgedünnt wird; da die Längen, die Abstände und die Anordnung der schlitzförmigen Durchbrechungen an die Faserlänge angepaßt sind, wird somit eine Lösung des Faserverbundes der Mittelschicht mit Sicherheit verhindert und ein Reißen der Mittelschicht während der Verformung ausgeschlossen Bei der erfindungsgemäßen Fasermatte kann für die Trägerschichten jedes beliebige Material mit einer von einer minimalen Dicke unabhängigen größeren Dicke verwendet werden, das die erforderliche begrenzte Dehnungsfähigkeit besitzt, und die beim Verpressen sich öffnenden schlitzartigen Durchstechungen verhindern zuverlässig das Entstehen von Dampfblasen durch das bei der Aushärtung unter Wärme sich verflUchtigende Bindemittel.
  • Die schlitzartigen Durchstiche können auch als schmale langgestreckte Perforierungen ausgebildet sein, wodurch eine bessere Abführung der in der Mittelschich entstehenden Dämpfe sichergestellt ist.
  • Die erfindungsgemäßen Trägerschichten können, wie bereits gesagt, aus allen in Frage kommenden Werkstoffen bestehen. Kunststoff- und Metallfolien sind ebenso möglich, wie aus Papier oder Textilien bestehende Trägerschichten. Das Tränken der Trägerschichten mit zusätzlichen Bindemitteln ist ohne weiteres möglich.
  • Die erfindungsgemäßen Trägerschichten können ganzflächig mit der Mittelschicht verbunden sein, beispielsweise durch Kleben, es kannjedoch auch vorteilhaft sein, die Trägerschichten punkt- oder linienförmig mit der Mittelschicht durch Kleben oder Nähen zu verbinden. Im letzteren Falle werden Bereiche der Fasermatte gegeneinander abgegrenzt, die großflächig nicht mehr verschiebbar sind, wodurch die Verhinderung des Ausdünnens der Mittelschicht und deren örtliches Versagen zusätzlich unterstützt wird.
  • Wenn das Formteil eine im wesentlichen nutenförmige Verformung besitzen soll, werden die reihenweisen sch,itzförmigen Durchstechungen parallel zur Richtung der Nut angeordnet, wobei die Durchstechungen der einen Reihe hinter den Durchstechungen der benachbarten Reihe, oder versetzt zu ihr angeordnet sein können, was im Interesse einer gleichmäßigen Verformung der Mittelschicht vorteilhaft erscheint.
  • Bei einer napfförmigen Verformung der Fasermatte, also bei einer Verformung in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen, werden die Schlitzungen der einen Reihe senkrecht zur einen Verformungsrichtung, und die Schlitzungen einer anderen Reihe senkrecht zur anderen Verformungsrichtung angeordnet, wodurch ein gleichmäßige Verformung der Mittelschicht in beiden Richtungen gewährleistet ist. Hierbei kann die eine Reihe der Durchstechungen senkrecht zur einen Verformungsrichtung, und die andere Reihe der Durchstechungen senkrecht zur anderen Verformungsrichtung liegen, die Durchstechungen der Reihen können aber auch so ausgebildet sein, daß in jeder Reihe auf eine Durchstechung für die eine Verformungsrichtung, eine Durchstechung für die andere Verformungsrichtung folgt.
  • Auch hierbei können die Durchstechungen so versetzt angeordnet sein, daß einer Durchstechung der einen Reike eine anders gerichtete Durchstechung der benachbarten Reihe gegenüberliegt. Die schlitzartigen Durchstechungen können auch kreuzförmig ausgebildet sein, und auch hierbei ist eine gleichmäßige Verteilung der Zugkräfte in der Mittelschicht in beiden Verformungsrichtungen gewährleistet.
  • Die Längen der unterschiedlich gerichteten Durchstichöffnungen können auch unterschiedlich sein. Wenn beispielsweise eine napfförmige Verformung ovalen Querschnittes gefordert wird, ist es zweckmäßig, die senkrecht zur Hauptachse des Ovals liegenden Durchstechungen länger auszubilden, als die senkrecht zur Nebenachse liegenden Durchstechungen, um eine gleichmäßige Verteilung der auf die Mittelschicht wirkenden Zugkräfte in beiden Verformungsrichtungen zu erhalten.
  • Wenn eine Verformung des Formteiles in schräg zueinander liegenden Richtungen erforderlich ist, ist es vorteilhaft, auch die schlitzartigen Durchstechungen entsprechend schräg zueinander anzuordnen, um auch in diesem Falle eine gleichmäßige Verteilung der Zugkräfte auf die Mittelschicht zu bewirken.
  • Die Mittelschichten können in beliebiger Dicke aus Einzelschichten guter Verformbarkeit aufgebaut werden, deren Verbindung untereinander beim warmen Verpressen flexibel wird, so daß die Verformungseigenschaften der Einzelschichten voll ausgenutzt werden können.
  • Dadurch, daß hierbei die Werkstoffe der Mittelschicht nahezu beliebig kombiniert werden können, ergibt sich ein weiterer Anpassungsspielraum für die Eigenschaften des Preßteils.
  • Die Mittelschichten können ganz oder teilweise aus Recycling-Werkstoffen bestehen. Sie können beispielsweise Recycling-Papiere oder -Pappen sein, deren Qualität für andere Anwendungen nicht ausreicht.
  • Das gieiche gilt auch für Gewebe oder Vliese aus Kunst- und/oder Naturfasern.
  • Die beiliegende Zeichnung zeigt verschiedene mögliche Muster von Schlitzbildungen in den Trägerschichten.
  • Die Abb. 1 und 2 zeigen Schlitzmuster bei Verformung der Fasermatte in einer Richtung. Die einzelnen Reihen der schlitzartigen Durchstechungen gemäß Abb. 1 liegen parallel und in exakter Nebeneinanderanordnung. Die Verformungsrichtung liegt in waagerechter Richtung.
  • Abb. 2 zeigt eine andere Anordnung des Schlitzmusters wie Abb. 1. Hier sind die einzelnen Durchstechungen je zweier benachbarter Reihen gegeneinander versetzt angeordnet. Auch hier geschieht die Verformung in waagerechter Richtung. Die Abb. 3 bis 8 zeigen unterschiedliche Schlitzmuster für Verformungen in zwei quer zueinander liegenden Richtungen.
  • Die Abb. 3 zeigt eine Reihe waagerechter Schlitzungen neben einer Reihe senkrechter Schlitzungen, wobei die waagerechten und die senkrechten Schlitzungen auf einer Höhe liegen. Die Abb. 4 zeigt Reihen von Schlitzungen, bei denen die waagerechten Schlitzungen zu den senkrechten Schlitzungen versetzt angeordnet sind.
  • Die Abb. 5 zeigt Reihen von Schlitzungen, bei denen in einer Reihe auf eine senkrechte Schlitzung eine waagerechte Schlitzung folgt, und wobei nebeneinanderliegende Reihen bezüglich der Schlitzungen versetzt zueinander angeordnet sind. Die Abb. 6 zeigt die reihenweise Anordnung von gekreuzten Schlitzungen.
  • Die Abb. 7 zeigt ein gestricheltes Feld, in dem eine napf förmige Verformung erfolgen soll. ier sind gekreuzte Schlitze gezeigt, wobei die senkrecht zur Hauptachse der Verformung liegenden Schlitze größer sind als die senkrecht zur Nebenachse gerichteten Schlitze, da hier in Richtung der Hauptachse eine größere Verformung erfolgt als in Richtung der Nebenachse.
  • Die Abb. 8 schließlich zeigt Schlitzreihen für eine Verformung, deren Achsen winklig zueinander gerichtet sind. Die Schlitzungen sind senkrecht zu diesen Verformungsrichtungen gerichtet.

Claims (14)

  1. NSPRUCITE 1. fasermatte zur E-lerstellunq von räumlich verpreßten, beispielsweise als Innenverkleidune für Fahrgasträume von Kraftwaaen dienenden Formteilen im Trockenverfahren, bestehend aus einer vorverfestigten, Zellulose- oder Lignozellulose enthaltenen Schicht, die mit einer verformbaren Trägerschicht verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Faserschicht.als Mittelschicht zwischen zwei Träcierschichten angeordnet ist, daß die Trägerschichten aus beschränkt dehnungsfähigen, als Folien ausgebildeten Materialien, beispielsweise Papier, Kunststoff, Metall, Gewebe und dergleichen bestehen, die mit senkrecht zur Verformungsrichtung liegenden, über die Oberfläche der Folie unter geaenseitiser Abstandsbildung verteilten, schlitzartigen Durchstechungen versehen sind, die in ihren Längen, in ihren Abständen und ihrer gegenseitigen Anordnung derart ausgebildet sind, daß nach erfolgter Verformung der Fasermatte der Faserverbund der Mittelschicht nicht unterhrochen ist, und daß die geschlitzten Folien mit der Fasermatte verbunden sind.
  2. 2. Fasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragerschichten mit ihren der Fasermatte zugekehrten Oherflächen durch Leimung oder Klebung mit der Mittelschicht verbunden sind.
  3. 3. Fasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschichten miteinander durch die Mittelschicht punkt- oder linienförmig in vorzugsweise gleichen Abständen durch Kleben oder Nähen verbunden sind.
  4. 4. Fasermatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die punkt- oder linienförmigen Verbindungen in der Wärme lösbar sind.
  5. 5. rasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis {1, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Durchstechungen nebeneinander angeordnete, parallele Reihen bilden.
  6. f. Fasermatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Durckstechungen je. zweier benachbarter Peihen gegeneinander versetzt angeordnet sind.
  7. 7. Fasermatte nach einem der Anstriche 1 bis C, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Durchstechungen je zweier benachbarter Reihen senkrecht zueinander gerichtet sind.
  8. 8. Fasermatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartien Durchstechunnen je zweier benachbarter Peiher unterschiedliche Längen besitzen.
  9. 9. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je zwci aufeinander folgende schlitzartige Durchstechungen jeder Beize senkreclt zueinander gerichtet sind.
  10. 10. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzartigen Durchstcchunsen aller oder einiger Reihen kreuzförmig ausvebildet sind.
  11. 11. Fasermatte nach Anspruch In, dadurch aekennzeichnet, daß der eine Schlitz der kreuzförmigen Durchstechung eine andere Länge besitzt als der andere Schlitz.
  12. 12. Fasermatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht hohe Anteile von kurzen, aus Abfallmaterialien bestehenden Fasern besitzt.
  13. 13. Fasermatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht aus wenigstens einer Lage aus von Papierabfällen zurückgewonnenen, mit -thermoplastischen oder duroplastischen Bindemitteln getränktem Papier oder Pappe besteht.
  14. 14. Fasermatte nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht aus mehreren durch Kleben oder Nähen miteinander verbundenen Schichten besteht.
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