DE3420621A1 - Verfahren zur herstellung einer faserstoffmatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoff-Matte, aus der durch Zuschneiden und Formpressen Formteile herstellbar sind, indem ein Faserstoff/BindemitteI-Gemisch in Mattenbreite auf ein Endlosband zu einem Vlies aufgestreut, das Vlies auf eine vorgegebene Dicke egalisiert und anschließend durch Walzen und unter Einwirkung von Temperatur zu einer Matte verdichtet wird.

tft vielen technischen Bereichen werden heute Pressformteile aus gebundenen Faserstoffen eingesetzt, z.B. in der Möbelindustrie für Sitzschalen, in der Kraftfahrzeugindustrie für Innenverkleidungen oder dergleichen. Als Ausgangsprodukt dienen Faserstoffe, die aus zellulosehaltigen Abfällen, Holz oder anderen Naturprodukten, Textilien und Textil abfäll en etc. gewonnen werden . Diese Produkte werden zu Fasern aufgeschlossen und diese mit einem Bindemittel, wobei bevorzugt modifizierte Phenol-und Polyesterharze Verwendung finden, homogen gemischt. Das Faserstoff/Bindemittel -Gemisch wird in Mattenbreite gleichmäßig ausgestreut, anschließend zu einer Schicht gleicher Stärke durch Fräsen oder Bürsten egalisiert und daraufhin durch Walzen verdichtet. Dnnsch durchläuft die verdichtete Faserstoffmischung in der Regel

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eine Heizeinrichtung, in der die Bindemittel aktiviert werden. Mittels einer daran anschließenden Walze wird dann das Faservlies zur endgültigen Matte verdichtet. Diese Matte kann dann zu handhabbaren Zuschnitten aufgetrennt werden.

Aus den Mattenzuschnitten werden in meist beheizten Formpressen Formteile von teilweise komplizierter dreidimensionaler Gestalt hergestellt, wobei eine weitere erhebliche Verdichtung stattfindet. In der Regel besitzen die solchermaßen hergestellten Formteile in sämtlichen Querschnittsebenen gleiche Dichte. Zwar ist bei den geschilderten Verfahren bereits vorgeschlagen worden (DE-OS 28 45 112), die Matte zu einem Formteil mit unterschiedlicher Dicke zu verpressen, jedoch stellten sich dabei erhebliche Probleme ein, weil solche Matten praktisch keine Zugkräfte aufnehmen können und infolgedessen beim Formpressen leicht reißen. Dieser Nachteil wird dann, wenn auf unterschiedliche Dichte gepreßt wird, vorallem im Übergangsbereich wechselnder Dichte besonders gravierend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren des eingangs geschilderten Aufbaus zur Herstellung einer Faser stoff matte vorzuschlagen, die eine unterschiedl iche Dichte- und/oder Dickenverteilung innerhalb des aus der Matte herzustellenden Formteils gestattet, ohne daß es während des Pressformens zu unzulässig hohen Beanspruchungen des Formteils kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß anläßlich des Egalisierens oder im Anschluß daran das Vlies mit in Querrichtung unterschiedlicher, in Längsrichtung gleichbleibender Stärke abgetragen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht ein in Querrichtung profiliertes Vlies. Wird dieses Vlies dann durch Walzen verdichtet, so wird die entstehende Matte im Bereich der vorher vorhandenen Profilhöhen eine größere Dichte

aufweisen, als in den übrigen Bereichen. Die Matte besitzt also in Längsrichtung verlaufende "Streifen" unterschiedlicher Dichte bei über die Mattenbreite gleicher Dicke. Die Art der Abtragung des Faserstoffs bei der Vliesherstellung, d.h. die Profilierung des Vlieses erfolgt dann in der Weise, daß die dichteren " Steifen" in der verdichteten Matte in den Bereichen liegen, in denen beim hieraus zu pressenden Formteil besondere Ansprüche an Festigkeit und Formstabilität gestellt werden. Dabei müssen diese Bereiche am späteren Formteil nicht unbedingt in ihrer Ausdehnung mit dem gesamten höher verdichteten Bereich der Matte übereinstimmen; sie brauchen lediglich in der höher verdichteten Zone liegen.

Bei dem vorgenannten Verfahren wird sich beim Verdi chten des Vlieses mit einer oder mehr Walzen über die Arbeitsbreite ein unterschiedlicher Walzdruck ergeben, der bei Profilhöhen größer ist, als bei tiefer liegenden Konturen.

Statt dessen sieht die Erfindung gemäß einem Ausführungsbeispiel weiterhin vor, das in Querrichtung profilierte Vlies mit einem in Querrichtung gleichbleibenden Walzendruck zu verdichten. Mit anderen Worten: der auf das profilierte Vlies ausgeübte Druck soll an allen Stellen gleich groß sein, so daß die Dicke des profilierten Vlieses über die gesamte Arbeitsbreite um einen gleichen Betrag reduziert wird. Hierdurch wird aus dem Vlies eine Matte erzeugt, die bei gleicher Dichte über die gesamte Breite einen zur Vorprofilierung des Vlieses korrespondierenden Dickenverlauf aufweist. Wird eine solche Matte zu einem Formteil verpreßt, so wird auch dieses - gleicher Preßdruck über das gesamte Formteil vorausgesetzt - im Bereich der dickeren "Streifen" der Matte eine größere Wandstärke aufweisen. Auch hierdurch läßt sich die Festigkeit des Formteils bereichsweise unterschiedlich einstellen.

Es ist zwar bei einem ähnlichen Verfahren bekannt (DE-AS 23 64 025) , bei dem ein \/erbundvlies mit einer ober-und einer unterseitigen Faserstoffschicht mit

zwischenl legender Elastomerschicht hergestellt wird, dieses Verbundvlies nach dem Verdichten zu einer Matte mit Profilwalzen mit gleichmäßigem Wellenprofil zu bearbeiten, so daß die Matte im Bereich der Wellentäler stärker verdichtet ist, als im Bereich der Wellenberge. Dabei geht es aber offenbar nur darum, in den stärker verdichteten Bereich zugleich eine bessere Verbindung zwischen den Fasern und der elastomeren Mittelschicht zu erhalten. Insbesondere nimmt diese Art der Profilierung , die auch als Waffel profil - also auch mit querverlaufenden Profilierungen ausgebildet sein soll- keine Rücksicht auf bereichsweise unterschiedliche Festigkeitsanforderungen an das Formteil, da immer nur ein symmetrisches Profil vorgesehen ist. Es wird mit dieser Maßnahme vielmehr allgemein ein günstiges Verhalten beim Umformen angestrebt. Auch soll offensichtlich diese Matte nachdem Formpressen wieder zu einem Formteil von gleichmäßiger Dichte und Dicke führen.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 28 45 112 , DE-AS 23 64 025) aus, die eine das Faserstoff/ Bindemittel-Gemisch gleichmäßig über die Arbeitsbreite auf ein Förderband verteilende Streueinrichtung, eine daran anschließende Egalisiereinrichtung mit umlaufender Bürste oder Fräse und eine über die Arbeitsbreite reichende Verdichtungswalze sowie ggfls. eine Heizeinrichtung aufweist. Eine solche bekannte Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Egalisiereinrichtung oder eine dieser in Förderrichtung nachgeordnete Einrichtung eine Profilfräse oder -bürste aufweist.

Mit einer solchen Profilfräse oder -bürste wird der Faserstoff des ausgestreuten Vlieses entsprechend dem gewünschten Profil der späteren Matte abgetragen, so daß aus dem zunächst etwa gleichmäßig hohen Vlies ein profiliertes Vlies wird.

Mit Vorteil ist die Profilwalze oder -bürste auswechselbar an der Einrichtung angebracht, so daß sich die Profilform ändern, insbesondere an die Festigkeitsanforderungen beim Formteil anpassen läßt.

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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Verdichtungswalze einen über ihre Länge gleichblei benden Durchmesser auf, so daß auf das profilierte Vlies ein etwa mit der Profilform korrespondierender Druck ausgeübt wird, das Vlies also an Profiierhöhungen stärker verdichtet wird, als an niedrigen Konturen. Dadurch wird eine Matte gleicher Dicke und unterschiedlicher Dichte erhalten.

Weist dem gegenüber die Verdichtungswalze ein der Profilfräse bzw. -bürste entsprechendes Profil auf, so wird das Vlies über seine gesamte Breite mit gleichem Druck" beaufschlagt, also gleichmäßig verdichtet, so daß eine Matte mit über die Arbeitsbreite unterschiedlicher Dicke erhalten wird.

Weist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die Verdichtungswalze ein von der Profilfräse bzw. - bürste abweichendes Profil auf, so lassen sich beliebige Zwischenlösungen mit unterschiedlicher Dichte und Dicke der Matte erzielen und damit auch beliebige Anforderungen am Formteil erfüllen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Längsansicht einer Anlage

zur Herstellung von Matten;

Figur 2 einen Schnitt II- Il der Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt III- III der Figur 1;

Figur 4 einen Schnitt IV-IV der Figur 1;

Figur 5 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform

eines Formteils; und

Figur 6 einen Querschnitt einer Matte mit

bereichsweise variierender Dicke.

Die in Figur 1 wiedergegebene Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist zunächst einen in der Zeichnung teilweise erkennbaren Vorratsbehälter 1 für eine Faserstoff/Bindemittel-Mischung 2 auf. An den Vorratsbehälter 1 schließt eine Streueinrichtung 3 an, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer mehrarmigen Bürstenwalze 4 und einem zylindrischen Gehäuse 5 besteht, in welchem die Bürstenwalze 4 nahe der Innenwandung umläuft und das im Bereich seines unteren Scheitels mit Sieböffnungen 6 für den Austritt des Gemischs versehen ist. Unterhalb der Sieböffnung 6 befindet sich das Aufgabeende eines Endlosbandes 7, das überdie Umlenkrollen 8, 9 geführt ist. Hinter der Streueinrichtung 3 ist eine Egalisiereinrichtung 10 angeordnet, an der eine Fräs- oder Bürstenwalze 11 drehbar gelagert ist. Über der Bürsten- oder ^räswalze 11 ist eine Absaughaube 12 angeordnet, über die die abgefrästen bzw. abgebürsteten Fasern abgesaugt werden.

Mit Abstand hinter der Egalisiereinrichtung 10 ist ein Paar von Kalanderwalzen 13, 14 angeordnet, die als Verdichtungswalzen arbeiten. Hinter diesem wiederum schließt ein weiterer Förderer 15 an.

Mittels der Streueinrichtung 3 wird das Faserstoff/Bindemittel-Gemisch gleichmäßig auf das Förderband 7 verteilt, wobei die Austragsleistung der Streueinrichtung 3 und die Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 7 so aufeinander abgestimmt sind, daß ein Vlies 16 etwa gleichbleibender Dicke entsteht. Das solchermaßen hergestellte Vlies läuft dann unter der Egalisiereinrichtung 10 bzw. der dort angeordneten Fräs- oder Bürstenwalze 11 hindurch, die in Längsrichtung profiliert ist. Mit dieser profilierten Fräs- bzw. Bürstenwalze 11 wird einerseits das Vlies 16 auf die maximale Dicke eingestellt, andererseits ein solcher Dickenverlauf profiliert, wie er vom späteren Formteil

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gefordert wird. Von der Egalisiereinrichtung 10 wird somit ein profiliertes Vlies 17 gebildet, das anschließend von den Kalanderwalzen 13, 14 zu einer Matte 18 verdichtet wird.

In Figur 2 ist ein Querschnitt des Vlieses 16 mit gleichmäßiger Dicke über die gesamte Arbeitsbreite wiedergegeben, wie es von der Streueinrichtung 3 erzeugt wird. Hinter der Egalisier- bzw. Profiliereinrichtung 10 weist das Vlies 17 dann die in Figur 3 beispielhaft wiedergegebene Querschnittsform auf, und zwar einen mittleren Bereich 19 maximaler Dicke und daran -anschießende Randbereichen 20, 21 mit geringerer Dicke. Das Vlies 17 hat dabei über die gesamte Arbeitsbreite eine gleichmäßige Dichte. Hat das Vlies die Verdichtungswalzen 13, 14 durchlaufen, wo es zu einer Matte 18 verdichtet wird, so wird die Matte - bei gleichbleibendem Durchmesser der Kalanderwalzen 13, 14 - im mittleren Bereich 22 eine größere Dichte als in den Randbereichen 23, 24 aufweisen. Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Formteils 25, bei dem die größere Dichte im mittleren Bereich 22 der Matte 18 dazu genutzt wurde, um die im mittleren Bereich des Formteils 25 größeren Umformkräfte beschädigungsfrei aufzunehmen. Es kann sich aber auch empfehlen, den dichteren Bereich 22 dort vorzusehen, wo das endgültige Formteil, beispielsweise größere ebene Flächen aufweist, die demzufolge - gegenüber profilierten Flächenabschnitten leichter ausbeulen oder eingedrückt werden könnten.

In Figur 6 schließlich ist der Querschnitt durch ene Matte 18 gezeigt, die gleichfalls aus einem Vlies 17 gemäß Figur 3 hergestellt werden kann, in/dem die Kalanderwalzen 13, 14 ein dem Profil des Vlieses 17 angepaßtes Profil aufweisen, so daß es über die gesamte Breite gleichmäßig verdichtet wird und somit eine Matte entsteht, die im mittleren Bereich 26 eine größere Dicke aufweist, als in den Randbereichen 27, 28. Hiermit lassen sich - bei gleich-

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mäßigem Preßdruck - Formteile mit unterschiedlicher Wanddicke herstellen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. ι Verfahren zur Herstellung einer Faserstoff-Matte aus der durch Zuschneiden und Formpressen Formteile herstellbar sind, indem ein Faserstoff/Bindemittel-Gemisch in Mattenbreite auf ein Endlosband zu einem Vlies ausgestreut, das Vlies auf eine vorgegebene Dicke egalisiert und anschließend durch Walzen und unter Einwirkung von Temperatur zu einer Matte verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß anläßlich des Egalisierens oder im Anschluß daran das Vlies mit in Querrichtung unterschiedlicher, in Längsrichtung gleichbleibender Starte abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Querrichtung profilierte Vlies mit einem in Querrichtung gleichbleibenden Walzendruck verdichtet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer das Faserstoff/BindemitteI-Gemisch gleichmäßig über die Arbeitsbreite auf ein Förderband verteilenden Streueinrichtung, einer daran anschließenden Egalisiereinrichtung mit umlaufender Bürste oder Fräse und einer über die Arbeitsbreite reichenden Verdichtungswalze sowie ggfls. einer Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtung (10) oder eine dieser in Förderrichtung nachgeordnete Einrichtung eine Profilfräse oder -bürste (11) aufweist.

4. Vorrichtung na ch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwalze oder -bürste (11) auswechselbar an der Einrichtung (10) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Verdichtungswalze (13, 14) einen über ihre Länge gleichbleibenden Durchmesser aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungswalze (13, "U) ein der Profilfräse bzw. -bürste (11) entsprechendes Profil aufweist.

7. vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungswalze (13, 14) ein von der Profilfräse bzw. -bürste (11) abweichendes Profil aufweist.