EP3260583B1 - Vliesformer - Google Patents

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EP3260583B1
EP3260583B1 EP17171977.6A EP17171977A EP3260583B1 EP 3260583 B1 EP3260583 B1 EP 3260583B1 EP 17171977 A EP17171977 A EP 17171977A EP 3260583 B1 EP3260583 B1 EP 3260583B1
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EP
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milling
screen
roller
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fibres
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Hubert Hergeth
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G25/00—Lap-forming devices not integral with machines specified above
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for producing a nonwoven fabric from staple fibers, in which a fiber accumulation is sucked on a wire belt and fed to a milling drum.
  • the DE 41 28 592 A1 discloses a method and apparatus for continuously forming a web of fibrous particles on an airlifted nonwoven backing conveyer by compacting and entangling by means of Negative pressure and leveling of the fiber web to a predetermined final thickness.
  • the invention provides a method for forming a nonwoven fabric, wherein the loose fibers are deposited on a feed system and then moved by a moving wire in the direction of a milling device, the fibers at least in the region of the milling device, in particular strong, by a negative pressure to the wire be sucked, the milling device, the conveyed fiber mass to the desired nonwoven density, d. H. Fleece thickness, abfrITA and excess fibers are thrown back through the milling device to the feed system.
  • the milling device has at least one rotating milling drum and at least one rear-slip roller, wherein the rear-wheel roller is mounted on the side of the milling drum facing away from the screen.
  • the milling roller and / or the rear roller is preferably provided with a saw tooth set, needles or a surface structure.
  • the milling drum rotates counter to the screen opposite and preferably at a higher surface speed than the moving screen.
  • the milling device further comprises a band.
  • the band has a surface structure or driver, z. As needles, on.
  • the negative pressure relative to the atmosphere is at least 200 Pa.
  • the negative pressure is controlled constantly.
  • the distance between the beating circle of the at least one milling drum and the screen is adjustable.
  • the distance between the beating circle of the at least one milling drum and the wire over the working width of the milling device is variably adjustable.
  • the suction system is divided into several zones below the sieve surface of the sieve in the region of the milling.
  • the zones can preferably be subjected to different pressures.
  • the negative pressures can be influenced on the basis of measured values on the produced fleece.
  • the milling system is provided with a fiber extraction on the side facing away from the fiber support.
  • the at least one back wiping roller is provided on the side facing away from the fiber support with a fiber extraction.
  • the support system or feed system includes the same sieve as at the suction point.
  • At least one further milling system is arranged downstream of the milling system in the production process.
  • An apparatus for forming a nonwoven fabric comprises a feeding system, a milling device and a screen movable below the milling device, wherein a suction system is provided for sucking fibers onto the screen.
  • the milling device is designed so that the milled fibers are thrown back directly onto the feed system.
  • the milling device has at least one rotating milling drum and at least one back wiping roller, wherein the back wiper roller is mounted on the side facing away from the screen of the milling drum.
  • the milling drum is provided with a sawtooth, needles or a surface structure.
  • the milling drum rotates counter to the screen and preferably moves at a higher surface speed than the screen.
  • the milling device further comprises a band, wherein the band has a surface structure or driver, for. As needles having.
  • the device is the negative pressure for aspirating fibers to the screen to the atmosphere at least 200 Pa.
  • the negative pressure becomes constant, i. to a constant value, regulated.
  • the distance between the beating circle of the at least one milling drum and the screen is adjustable.
  • the distance between the beating circle of the at least one milling drum and the wire over the working width of the milling device is variably adjustable.
  • the suction system is provided below a sieve surface of the sieve at least in the region of the milling, and preferably in several zones divided.
  • the zones can be acted upon by different pressures.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of an apparatus according to the invention for forming a nonwoven fabric.
  • loose fibers or staple fibers are introduced into a space 1), z. B. by a feed tower 2) with an opening roller 3).
  • the fiber input is controlled so that the fibers are usually filled at the same level, for. B. by a light barrier 4).
  • a moving sieve 5 As a screen belt or a drum, the fibers moves continuously in the direction of a milling device.
  • the milling device has at least one milling drum 6) and furthermore preferably at least one belt with a surface structure and / or drivers, in particular needles, designed for milling.
  • the at least one vacuum chamber 9) is preferably arranged on the side of the screen belt 5), which is opposite to the side of the screen belt 5), to which the fibers are sucked.
  • the fibers By feeding the screen belt 5), the fibers reach the area of the milling drum 6), which is opposite to the transport direction of the screen belt 5) at a preferably adjustable distance rotated to the wire belt, which determines the thickness of the fiber web to be produced.
  • a fibrous layer that can pass below the milling drum 6) arrives for further processing. Fibers that reach the area of the surface of the milling drum 6) are reflected by the milling drum 6).
  • the surface speed of the milling drum 6) is greater than the surface speed of the suction surface of the screen belt 5).
  • At least one back-up roller 7) is above the milling drum, i. H. on the side facing away from the screen belt 5) of the milling drum 6), mounted to preciselyzuschleudern excess material in the feed space 1).
  • the back wiper roller and / or the milling drum can be moved in the side facing away from the application side, ie. H. in the transport direction facing side to be sucked by a fiber extraction 10).
  • the housing of the machine can be sealed by a sealing roller 8), which prevents ingress of foreign bodies into the device and supports the generation of a negative pressure.
  • the distance between the milling drum surface and the screen belt 5) is adjustable so that webs of different thicknesses can be produced.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Vlieses aus Stapelfasern, bei dem eine Faseranhäufung auf einem Siebband angesaugt und zu einer Fräswalze geführt wird.
    • STAND DER TECHNIK
  • Es gibt seit einigen Jahrzehnten Maschinen zum Fertigen eines Vlieses aus kurzen Fasern, wie Zellulose. Diese arbeiten nach dem Prinzip, dass die Fasern durch ein Sieb gestreut werden und die gestreuten Fasern auf einem Saugband ein Vlies bilden. Hierbei werden die Fasern entweder von einem Propeller durch ein feststehendes horizontales Sieb bewegt ( US 4,157,724 A ) oder die Fasern befinden sich in einer rotierenden Siebtrommel und ein sternförmiges rotierendes Element innerhalb der Trommel fördert die Fasern durch das Sieb ( US 2003/0010683 A1 ).
  • Beide Verfahren haben Probleme, eine gute Gleichmäßigkeit zu erzielen und die Faserlänge muss sehr kurz sein. Die Erfindung löst das Problem auf eine völlig andere Weise.
  • Ebenfalls bekannt ist die US 2,920,355 A , die für eine Herstellung von Faserstrukturen, wie zum Beispiel Vliesen und Matten, eine Einrichtung zum kontrollierten Zuführen von Faserelementmengen mit einer konstanten Geschwindigkeit von einer Quelle zu einer Weiterverarbeitungseinheit offenbart.
  • Die DE 41 28 592 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Vlieses aus Faserteilchen auf einem luftdurchlässig ausgebildeten Vliesträger-Förderband durch Verdichten und Verfilzen mittels Unterdruck und Egalisieren des Faservlieses auf eine vorbestimmte Enddicke.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt eine Verfahren zum Bilden eines Faservlieses bereit, wobei die losen Fasern auf einem Zuführsystem abgelegt werden und dann von einem bewegten Sieb in Richtung einer Fräseinrichtung bewegt werden, die Fasern mindestens im Bereich der Fräseinrichtung, insbesondere stark, durch einen Unterdruck an das Sieb gesaugt werden, die Fräseinrichtung die angeförderte Fasermasse auf die gewünschte Vliesdichte, d. h. Vliesdicke, abfräst und überschüssige Fasern durch die Fräseinrichtung wieder auf das Zuführsystem geworfen werden.
  • Bei dem Verfahren weist die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Fräswalze und mindestens eine Rückstreifwalze auf, wobei die Rückstreifwalze auf der dem Sieb abgewandten Seite der Fräswalze angebracht ist.
  • Die Fräswalze und/oder Rückstreifwalze, ist vorzugsweise mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens dreht sich die Fräswalze gegenüber dem Sieb entgegengesetzt und vorzugsweise mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit als das sich bewegende Sieb.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Fräseinrichtung ferner ein Band auf. Das Band weist eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, auf.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Unterdruck konstant geregelt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze und dem Sieb einstellbar.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze und dem Sieb über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Saugsystem in mehrere Zonen unterhalb der Siebfläche des Siebs im Bereich des Fräsens unterteilt. Die Zonen können vorzugsweise mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind die Unterdrücke aufgrund von Messwerten am erzeugten Vlies beeinflussbar.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Frässystem an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist die mindestens eine Rückstreifwalze an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Auflagesystem bzw. Zuführsystem dasselbe Sieb wie an der Ansaugstelle.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist dem Frässystem mindestens ein weiteres Frässystem im Produktionsprozess nachgeordnet.
  • Eine Vorrichtung zum Bilden eines Faservlieses weist ein Zuführsystem, eine Fräseinrichtung und ein unterhalb der Fräseinrichtung bewegbares Sieb auf, wobei ein Saugsystem zum Ansaugen von Fasern an das Sieb vorgesehen ist. Die Fräseinrichtung ist dabei so gestaltet, dass die abgefrästen Fasern wieder direkt auf das Zuführsystem geworfen werden.
  • Die Fräseinrichtung weist mindestens eine rotierende Fräswalze und mindestens eine Rückstreifwalze auf, wobei die Rückstreifwalze auf der dem Sieb abgewandten Seite der Fräswalze angebracht ist.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Fräswalze mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung dreht sich die Fräswalze gegenüber dem Sieb entgegengesetzt und bewegt sich vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Fräseinrichtung ferner ein Band auf, wobei das Band eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, aufweist.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung beträgt der Unterdruck zum Ansaugen von Fasern an das Sieb gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung wird der Unterdruck konstant, d.h. auf einen konstanten Wert, geregelt.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze und dem Sieb einstellbar.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze und dem Sieb über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist das Saugsystem unterhalb einer Siebfläche des Siebs zumindest im Bereich des Fräsens vorgesehen, und bevorzugt in mehrere Zonen unterteilt.
  • Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Zonen mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Figur 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausbilden eines Vlieses. Wie in Figur 1 gezeigt ist, werden in einen Raum 1) lose Fasern bzw. Stapelfasern eingebracht, z. B. durch einen Zuführturm 2) mit einer Öffnungswalze 3). Die Fasereinbringung wird so geregelt, dass die Fasern in der Regel auf einem gleichen Niveau befüllt werden, z. B. durch eine Lichtschranke 4). Ein bewegtes Sieb 5), z. B. ein Siebband oder eine Siebtrommel, bewegt die Fasern kontinuierlich in Richtung einer Fräseinrichtung. Die Fräseinrichtung weist mindestens eine Fräswalze 6) und ferner bevorzugt mindestens ein Band mit einer zum Fräsen ausgeführten Oberflächenstruktur und/oder Mitnehmern, insbesondere Nadeln, auf.
  • Zumindest im Bereich der Fräswalze 6), d. h. bei mehreren Fräswalzen der untersten Fräswalze, und dem entsprechenden Abschnitt des Siebbands 5) herrscht ein Unterdruck in mindestens einer Unterdruckkammer 9), der stark genug ist, die Fasern fest an das Siebband anzusaugen und vorzugsweise zu verdichten. Die mindestens eine Unterdruckkammer 9) ist dabei vorzugsweise auf der Seite des Siebbands 5) angeordnet, die der Seite des Siebbands 5) gegenüberliegt, an welche die Fasern gesaugt werden.
  • Durch den Vorschub des Siebbands 5) gelangen die Fasern in den Bereich der Fräswalze 6), die entgegen der Transportrichtung des Siebbands 5) in einem vorzugsweise einstellbaren Abstand zu dem Siebband rotiert, der die Dicke des herzustellenden Faservlieses bestimmt. Eine Faserschicht, die unterhalb der Fräswalze 6) passieren kann, gelangt zur Weiterverarbeitung. Fasern, die in den Bereich der Oberfläche der Fräswalze 6) gelangen, werden durch die Fräswalze 6) zurückgeworfen. Die Oberflächengeschwindigkeit der Fräswalze 6) ist größer als die Oberflächengeschwindigkeit der Saugoberfläche des Siebbands 5).
  • Mindestens eine Rückstreifwalze 7) ist oberhalb der Fräswalze, d. h. auf der dem Siebband 5) abgewandten Seite der Fräswalze 6), angebracht, um überschüssiges Material in den Aufgaberaum 1) zurückzuschleudern. Um zu verhindern, dass die Fräswalze 6) oder die mindestens eine Rückstreifwalze mitgenommene Fasern auf das hergestellte Vlies werfen, kann die Rückstreifwalze und/oder die Fräswalze in der der Aufgabeseite abgewandten Seite, d. h. in die Transportrichtung gewandte Seite, durch eine Faserabsaugung 10) abgesaugt werden. Am Ausgang der Maschine kann das Gehäuse der Maschine durch eine Dichtwalze 8) abgedichtet werden, welche einem Eintreten von Fremdkörpern in die Vorrichtung vorbeugt sowie das Erzeugen eines Unterdrucks unterstützt. Um verschiedene Produktdicken zu fertigen, ist die Distanz zwischen Fräswalzenoberfläche und dem Siebband 5) verstellbar, sodass unterschiedlich dicke Vliese erzeugt werden können.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Bilden eines Faservlieses, wobei die losen Fasern auf einem Zuführsystem (2, 3) abgelegt werden und dann von einem bewegten Sieb (5) in Richtung einer Fräseinrichtung bewegt werden, die Fasern mindestens im Bereich der Fräseinrichtung durch einen Unterdruck an das Sieb gesaugt werden, die Fräseinrichtung die angeförderte Fasermasse auf die gewünschte Vliesdicke abfräst und überschüssige Fasern durch die Fräseinrichtung wieder auf das Zuführsystem geworfen werden, wobei die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Fräswalze (6) und mindestens eine Rückstreifwalze (7) aufweist und die Rückstreifwalze auf der dem Sieb abgewandten Seite der Fräswalze angebracht ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fräswalze (6) mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen ist und/oder sich gegenüber dem Sieb (5) vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb entgegengesetzt dreht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, wobei die Fräseinrichtung ferner ein Band aufweist, das eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, insbesondere Nadeln, aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, wobei der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa beträgt und/oder konstant geregelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, wobei ein Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze (6) und dem Sieb (5) einstellbar und vorzugsweise über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, wobei ein Saugsystem (9) unterhalb der Siebfläche des Siebs (5) im Bereich des Fräsens in mehrere Zonen unterteilt ist und die Zonen bevorzugt mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden können und die Unterdrücke noch bevorzugter aufgrund von Messwerten am erzeugten Vlies beeinflussbar sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, wobei die mindestens eine Rückstreifwalze (7) und/oder die Fräswalze (6) auf der in die Transportrichtung des Siebs (5) gewandten Seite mit einer Faserabsaugung (10) abgesaugt wird.
  8. Vorrichtung zum Bilden eines Faservlieses, die ein Zuführsystem (2, 3), eine Fräseinrichtung und ein unterhalb der Fräseinrichtung bewegbares Sieb (5) aufweist, wobei ein Saugsystem (9) zum Ansaugen von Fasern an das Sieb vorgesehen ist und die Fräseinrichtung mindestens eine rotierbare Fräswalze (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräseinrichtung ferner mindestens eine Rückstreifwalze (7) aufweist, wobei die Rückstreifwalze auf der dem Sieb abgewandten Seite der Fräswalze angebracht ist und die Fräseinrichtung so gestaltet ist, dass die abgefrästen Fasern wieder direkt auf das Zuführsystem geworfen werden.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine rotierbare Fräswalze (6) mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen und/oder gegenüber dem Sieb (5) vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb entgegengesetzt drehbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Fräseinrichtung ferner ein Band aufweist, das eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, wobei zum Ansaugen von Fasern an das Sieb (5), der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa beträgt und/oder der Unterdruck auf einen konstanten Wert regelbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 11, wobei ein Abstand zwischen dem Schlagkreis der mindestens einen Fräswalze (6) und dem Sieb (5) einstellbar ist und bevorzugt über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Saugsystem (9) unterhalb einer Siebfläche des Siebs (5) zumindest im Bereich des Fräsens vorgesehen ist und bevorzugt in mehrere Zonen unterteilt ist, wobei die Zonen noch bevorzugter mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.
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EP3260583A1 EP3260583A1 (de) 2017-12-27
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