EP3512993A1 - Verfahren zur herstellung eines nassgelegten vliesstoffes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, umfassend die folgenden Schritte: Zuführen einer Faserstoffsuspension auf ein Formiersieb zum Ablegen einer Faserstoffbahn (hierauf, wobei die Faserstoffsuspension industriell erzeugte, anorganische Fasern oder Fasern aus synthetisch erzeugten Polymeren aufweist und die Faserstoffsuspension im Wesentlichen frei von – bevorzugt chemischen – Bindemitteln ist und hydraulisches Verfestigen der Faserstoffbahn zur Erzeugung der Vliesstoffbahn durch Wasserstrahlvernadeln der Faserstoffbahn.

Description

Verfahren zur Herstellung eines nassgelegten Vliesstoffes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nassgelegten Vliesstoffes. Bekannte Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Naturfasern wie z.B. Cellulosefasern umfassen in der Regel eine Bildung einer Faserstoffbahn sowie eine sich daran anschließende Entwässerung, wie Trocknung. Unterschiedliche Verfahren der Vliesbildung sind dabei aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise wird die Bildung der Faserstoffbahn durch ein Nasslegeverfahren auf einem Schrägsiebformer mit sehr geringer Konsistenz der Faserstoffsuspension, und zwar insbesondere mit einem Feststoffgehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des erhaltenen Vlieses, durchgeführt.

In der Regel bilden Naturfasern, sobald sie in Wasser gegeben werden, untereinander Wasserstoffbrücken-Bindungen aus. Dies ermöglicht es, dass Vliesbahnen aus Naturfasern ohne den Einsatz von Bindemitteln in der Faserstoffsuspension hergestellt werden können. Solche Bindungen ergeben sich bei künstlich hergestellten Fasern, wie Fasern aus synthetisch hergestellten Polymeren und ganz besonders bei industriell erzeugten, anorganischen Fasern nicht. Bisher musste daher auf entsprechende chemische Bindemittel oder thermische Bindefasern zurückgegriffen werden, um solche Fasern untereinander zu binden und somit ein tragfähiges Vlies im Nasslegeverfahren zu erhalten. Einerseits können derartige chemische Bindemittel als chemische Reagenzien der Faserstoffsuspension zugegeben werden. Andererseits wurden nassgelegte Vliesstoffbahnen im Nachhinein in einer Binderpartie mit einem solchen Bindemittel durchtränkt. Beide Verfahren haben den Nachteil, dass eine gewisse Menge an chemischen Zusätzen nötig ist, deren Lagerung, Umgang und Entsorgung problematisch sein können. Bei Imprägnierung der Vliesstoffbahn mittels der Binderpartie ergeben sich Verschmutzungen infolge von verkrustendem Bindemittel, die sofern sie nicht rasch entfernt werden, einen hohen Reinigungsaufwand nach sich ziehen. Als Alternative zu den chemischen werden bei thermischen Verfestigungsverfahren den herkömmlichen Fasern der Faserstoffsuspension Bindefasern in Form von Thermoplasten zugesetzt. Diese werden in einem späteren Verfahrensschritt aufgeschmolzen, umgeben dann die Fasern und verkleben diese nach deren Abkühlung. Die bisherigen chemischen und thermischen Verfestigungsverfahren haben jedoch den Nachteil, dass die eingesetzten Bindemittel bzw. Bindefasern nicht für Hochtemperaturanwendungen oberhalb von z.B. 300° C geeignet sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft die eingangs genannten gattungsgemäßen Gegenstände.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die zuvor genannten Probleme auf möglichst einfache und zuverlässige Weise beseitigt werden. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, bei dem auf eine chemische Binderzugabe oder auf thermoplastische Bindefasern in der Faserstoffsuspension weitestgehend verzichtet werden kann. Und zwar dann, sobald für nassgelegte Vliese künstlich hergestellte Fasern - insbesondere in Hochtemperaturanwendungen - verwendet werden.

Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein aus einer Faserstoffsuspension hergestelltes Gelege bzw. Gewirre von Fasern begrenzter Länge, z.B. Endlosfasern (Filamenten) oder aus geschnittenen Garnen zu verstehen. Die Faserstoffbahn weist dabei zunächst eine derart geringe Festigkeit auf, dass sie selbst nicht tragfähig ist.

Ein Vliesstoff oder Vliesstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gebilde aus Fasern, die auf irgendeine Weise zu einem Vlies (d.h. zu einer Faserschicht bzw. zu einem Faserflor) zusammengefügt und z.B. auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind. Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen nassgelegten, also einen hydraulisch (auch: hydrodynamisch) gebildeten Vliesstoff. Anders ausgedrückt ist ein Vliesstoff eine verfestigte, insbesondere abschließend verfestigte Faserstoffbahn. In anderen Worten ist die Faserstoffbahn ein Zwischenprodukt der abschließend hergestellten, fertig verfestigten Vliesstoffbahn. Als abschließend verfestigt gilt ein solcher Vliesstoff dann, wenn er durch die Verfestigung im Wesentlichen eine derart hohe Festigkeit aufweist, dass er für den bestimmungsgemäßen Einsatz geeignet ist, z.B. zu dessen weiterer Verarbeitung zu entsprechenden Produkten wie Hygieneartikeln. Unter hydraulischer Vorverfestigung wird eine Verfestigung verstanden, die die Faserstoffbahn noch nicht in einen Vliesstoff überführt, da sie nicht den nötigen Verfestigungsgrad erzielt. Eine (abschließende) Verfestigung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch eine Kombination aus einer (auch mehrstufigen) Wasserstrahlverfestigung - also einem hydraulischem Verfestigungsverfahren - und einer zusätzlichen Durchtränkung mittels eines Bindemittels - also einem chemischen Verfestigungsverfahren - sein. Im Anschluss an die Imprägnierung der Vliesstoffbahn mittels des Bindemittels, das in einer Binderpartie auf diese aufgebracht wurde, kann eine Trocknung der Vliesstoffbahn erfolgen. Optional kann eine anschließende mechanische Verfestigung, beispielsweise mittels ein er Nadelmaschine, die Festigkeit der Vliesstoffbahn weiter erhöhen.

Nicht zu den Vliesstoffen im Sinne der Erfindung gehören durch Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen, wie es beim Weben, Wirken, Stricken, der Spitzenherstellung, dem Flechten und der Herstellung von getufteten Erzeugnissen geschieht, hergestellte Fasergebilde. Auch Folien und Papiere gehören nicht zu den Vliesstoffen.

Der Begriff Wasserstrahlverfestigung oder Wasserstrahlvernadeln ist ein hydraulisches Verfestigungsverfahren zur Herstellung eines festen Verbundes zwischen den Fasern eines Vlieses. Dabei erfolgt ein Verschlingen der Fasern und damit das Verdichten und Verfestigen des Vlieses durch ein Verwirbeln, indem z. B. fokussierte Hochdruckwasserstrahlen auf die Faserstoffbahn einwirken.

Unter Faserstoffsuspension im Sinne der Erfindung ist ein Gemisch aus einer Flüssigkeit - wie Wasser - und Fasern zu verstehen.

Formiersieb und/oder Tragsieb sind in der Regel als endlose, z.B. auf Rollen umlaufende, in sich geschlossene Schlaufen ausgeführt. Sie können derart eingerichtet sein, dass die Faserstoffbahn auf selbigen wasserstrahlvernadelt werden kann. Das bedeutet, dass das entsprechende Formiersieb und/oder Tragsieb für Wasser durchlässig ist, sodass die Wasserstrahlen durch dieses hindurchtreten können.

Einem Former, wie Schrägsiebformer, im Sinne der Erfindung ist ein Formiersieb zugeordnet, das zumindest streckenweise - z.B. entlang eines ersten Streckenabschnitts - unter einem Winkel zur Horizontalen verläuft. In diesem Streckenabschnitt ist dann wenigstens ein Stoffauflauf derart angeordnet, dass dieser die Faserstoffsuspension oberseitig auf das Formiersieb aufbringt. Oberseitig bedeutet, dass die Faserstoffsuspension auf die Oberseite des Formiersiebs aufgebracht wird. Dies ist jene Seite, die einerseits den Rollen, auf denen es umläuft, abgewandt und andererseits dem Auslauf des Stoffauflaufs zugewandt ist. Unterseitig, also im Bereich der Unterseite des Formiersiebs, kann wenigstens ein Entwässerungselement zur Entwässerung der eben aufgebrachten Faserstoffsuspension angeordnet sein. Der Stoffauflauf kann wiederum dem Schrägsiebformer zugeordnet sein. In der Regel ist der Schrägsiebformer derart angeordnet, dass der erste Streckenabschnitt in Richtung der abgelegten Faserstoffbahn winklig zu einer Horizontalebene gesehen ansteigt.

Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung davon die Rede ist, dass die Faserstoffsuspension im Wesentlichen frei ist von Bindemitteln, dann ist gemeint, dass weniger als 10 Vol.-%, bevorzugt weniger als 5 Vol.-% und besonders bevorzugt keine Bindemittel darin enthalten sind. Als Bindemittel gelten Mittel, die ein Verkleben der Fasern untereinander erreichen, sodass sich z.B. ein fester Verbund zwischen den Fasern ergibt. Unter den Begriff Bindemittel fallen chemische Bindemittel, die z.B. in flüssiger Form auf die Faserstoffbahn aufgegeben oder der Faserstoffsuspension hinzugemischt werden. Sie verbinden die Fasern durch Adhäsion miteinander stoffschlüssig.

Unter Zersetzungstemperatur wird die Temperatur verstanden, bei der sich das Material der Fasern chemisch bzw. thermisch zersetzt. Die Zersetzungstemperatur ist z.B. für Materialien charakteristisch, die nicht schmelzen, wie z.B. Duroplaste. Unter Schmelztemperatur wird diejenige Temperatur verstanden, bei der das Material z.B. der Faser vom festen Zustand in die Schmelze übergeht.

Mit dem Begriff Elastizitätsmodul ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik gemeint, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear-elastischem Verhalten beschreibt. Der Begriff Biegesteifigkeit meint das Produkt des Elastizitätsmoduls mit dem entsprechenden Flächenträgheitsmoment. So ist bei gleichem Flächenträgheitsmoment ein Material oder eine daraus hergestellte Faser biegesteifer als die andere, wenn es/sie im Vergleich dazu einen höheren Elastizitätsmodul besitzt. Eine Faser ist im Sinne der Erfindung biegeschlaff, wenn sie bzw. deren Material einen Elastizitätsmodul aufweist, der unterhalb von 10 GPa liegt und biegesteif, wenn der Elastizitätsmodul mindestens 10 GPa beträgt.

Als feuerhemmend wird ein Material verstanden, das im Brandfall über eine gewisse Dauer seine Funktion beibehält - also nicht schmilzt oder sich zersetzt - und z.B. schwerentflammbar ist.

Der Begriff Bindefasern meint Fasern, die einen geringeren Elastizitätsmodul aufweisen als die erfindungsgemäßen Fasern der Faserstoffsuspension und damit - bei gleichem Flächenträgheitsmoment wie die erfindungsgemäßen Fasern biegeschlaffer sind. Die Beimischung der Bindefasern zu den erfindungsgemäßen biegesteifen Fasern ermöglicht, dass sich letztere infolge des Verknäulens der biegesteifen Fasern, die somit eine Matrix bilden, untereinander verfestigen. Damit ermöglichen die Bindefasern indirekt eine bessere Verfestigung der biegesteifen Fasern untereinander. Die Bindefasern können - müssen aber nicht zwingender Weise - wie herkömmliche, aus den thermischen Verfestigungsverfahren bekannte Fasern, auch aufschmelzbar sein, also aus Thermoplasten hergestellt sein. In diesem Fall können diese Bindefasern durch thermische Aktivierung, wie Thermofusion oder Thermokalandrieren untereinander verschmolzen werden. Dazu kann das Material dieser Bindefasern eine Schmelztemperatur unterhalb von 300° C aufweisen. Besonders dann, wenn es um Hochtemperaturanwendungen von mindestens 300° C geht, sollten die vergleichsweise biegesteifen Fasern als auch die Bindefasern aus einem Material hergestellt sein, das eine Zersetzungs- oder Schmelztemperatur von mindestens 300° C aufweist. Die Angabe mindestens 300° C bedeutet also oberhalb von 300° C und schließt folglich höhere Temperaturen, z.B. oberhalb von 350 °C bzw. oberhalb von 500° C ein. Bei solchen Einsatzgebieten stellen sich die erfindungsgemäßen Vorteile besonders zufriedenstellend ein. Hier versagen die bisherigen chemischen und thermischen Verfestigungsverfahren. Denn oberhalb dieser genannten Temperatur(en) zerfallen die chemischen Bindemittel wie auch die thermischen Bindefasern, wodurch die biegesteifen Fasern ihre Bindung verlieren und sich das Vlies auflöst. Wenn die Rede von Hochtemperaturanwendungen ist, dann ist damit gemeint, dass die mit der Erfindung hergestellten Vliese oder die Endprodukte, in denen die Vliese verarbeitet sind, in einer solchen Umgebungstemperatur von mindestens 300° C, bevorzugt oberhalb von 350 °C und besonders bevorzugt oberhalb von 500° C betrieben oder eingesetzt werden. In Abgrenzung dazu stehen Niedrigtemperaturanwendungen unterhalb von 300° C.

Derartige Vliese können bevorzugt aus Glas-, Metall-, Mineral-, Keramik- oder Kohlenstofffasern hergestellt sein. Man spricht dann von technischen Vliesen. Derartige Fasern können auch Kunststoffasern wie Aramidfasern, aber auch mineralische Fasern wie Basaltfasern sein. Bei metallischen Fasern kommen z.B. Stahl-, Edelstahl- oder Titanfasern in Betracht. Die genannten Materialien weisen oft einen Elastizitätsmodul von zumindest 10 GPa auf. Sie sind dann vergleichsweise hart, spröde und biegesteif und können sich schlecht untereinander verschlingen und verknäueln. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn zusätzlich zu den Fasern Bindefasern eingesetzt werden, die weniger biegesteif sind. Unabhängig von den dargestellten Ausführungsformen sind sowohl die vergleichsweise biegeschlaffen wie auch die vergleichsweise beigesteifen Fasern bevorzugt feuerhemmend ausgeführt.

Erfolgt zum Beispiel das hydraulische Verfestigen der Vliesstoffbahn auf dem Formiersieb - und dort bevorzugt abschließend - dann kann damit die Gesamtlänge der Vorrichtung zur Herstellung einer Vliesstoffbahn in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn erheblich reduziert werden. Denkbar wäre es jedoch, die hydraulische Verfestigung mehrstufig auszubilden. So könnte zunächst auf dem Formiersieb eine Vorverfestigung durch Wasserstrahlverfestigung erfolgen und das abschließende Verfestigen in einem weiteren Prozessschritt außerhalb des Formiersiebs geschehen.

Grundsätzlich wäre es denkbar, eine Vliesstoffbahn herzustellen, die gänzlich frei ist von chemischen Bindemitteln wie auch (thermischen) Bindefasern. Dennoch sind Anwendungen denkbar, bei denen im Anschluss an das hydraulische Verfestigen die Vliesstoffbahn auch thermisch oder chemisch verfestigt wird, indem diese z.B. mit einem Bindemittel getränkt wird. Dadurch wird der Festigkeitsgrad einer solchen nochmals gesteigert. So hergestellte Vliese können sinnvoll in Niedrigtemperaturanwendungen unterhalb von 300° C eingesetzt werden.

Auch wäre es denkbar, die - bevorzugt mittels Wasserstrahlen - verfestigte Vliesstoffbahn, zusätzlich zu strukturieren. Dies kann auch mittels entsprechender Strukturiereinrichtungen, z.B. durch Wasserstrahlen erfolgen. Dann kann nicht nur die Festigkeit einer solchen Vliesstoffbahn verbessert werden, sondern dieser auch gleich eine vorbestimmte Struktur verliehen werden. Um die verfestigte Vliesstoffbahn rasch und effektiv zu trockenen, kann diese mechanisch, z.B. mittels einer Presse, mittels einer Vakuumabsaugung oder thermisch mittels eines Trockners (z.B. mit der Durchströmtrocknungstechnologie, dann Durchströmtrockner genannt) entwässert werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, die erfindungsgemäß eingerichtet ist.

Auch betrifft die vorliegende Erfindung das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar hergestellte Erzeugnis, also den Vliesstoff selbst.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Umrüsten einer Vorrichtung zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, wie dies in den Ansprüchen wiedergegeben ist. Hierdurch können bestehende Vorrichtungen, die auf thermische oder chemische Binder spezialisiert sind, schnell, einfach und kostengünstig auf die hydraulische Verfestigung umgerüstet werden. Die Gesamtlänge einer solchen umgerüsteten Vorrichtung kann sogar, wenn die bisherige Binderpartie entfernt wird, verringert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in einer Seitenansicht gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in einer Seitenansicht gemäß einer weiteren

Ausführungsform. In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nassiegen einer Vliesstoffbahn in einer Seitenansicht schematisch und daher unmaßstäblich dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Former, vorliegend als Schrägsiebformer 1 ausgeführt. Diesem ist ein endloses, hier auf Rollen umlaufendes Formiersieb 2 zugeordnet. Letzteres umläuft relativ zu dem feststehenden Schrägsiebformer 1 . Oberhalb des Formiersiebs 2 ist ein Stoffauflauf 1 .1 angeordnet. Letzterer ist dem Schrägsiebformer 1 zugeordnet. Dem Stoffauflauf 1 .1 ist eine Faserstoffsuspension zuführbar, die über einen Auslauf des Stoffauflaufs 1 .1 auf das Formiersieb 2, genauer gesagt auf dessen Oberseite aufbringbar ist. Die Faserstoffsuspension weist in der Regel ein Wasser-Faser-Gemisch auf. Das Formiersieb 2 ist so ausgeführt, dass es das Wasser hindurchlässt. Unterhalb des Formiersiebs 2, auf der dem Stoffauflauf 1 .1 zugewandten Seite, ist ein Entwässerungskasten 1 .2 zum Abführen des Wassers der Faserstoffsuspension angeordnet. Der Entwässerungskasten 1 .2 ist dem Schrägsiebformer 1 zugeordnet.

Im bestimmungsgemäßem Betrieb der Vorrichtung gelangt die Faserstoffsuspension über den Auslauf des Stoffauflaufs 1 .1 auf das sich relativ am Stoffauflauf 1 .1 bzw. am Entwässerungskasten 1 .2 über die Rollen vorbeibewegende Formiersieb 2. Das Wasser fließt durch das Formiersieb 2 in den Entwässerungskasten 1 .2 ab. Die Fasern aus der Faserstoffsuspension bleiben dabei am Formiersieb 2 hängen und werden mit diesem weitertransportiert. Auf diese Art wird auf dem Formiersieb 2 fortlaufend eine entsprechende Faserstoffbahn F abgelegt bzw. formiert.

Das Formiersieb 2 ist - in dessen Laufrichtung bzw. in Laufrichtung der Faserstoffbahn F gesehen - in einem ersten Streckenabschnitt, gegen die Horizontale nach oben geneigt. In diesem ersten Streckenabschnitt ist der Schrägsiebformer 1 angeordnet, d.h. auf diesem Abschnitt wird die Faserstoffbahn F formiert. Der erste Streckenabschnitt wird dabei von den oberen, in Laufrichtung des Tragsiebs 2 unmittelbar aufeinanderfolgenden Rollen begrenzt. Dazu sind zumindest zwei solcher oberen Rollen vorgesehen. In der gezeigten Darstellung steigt somit das vorliegend im Uhrzeigersinn umlaufende Formiersieb 2 in dem besagten ersten Streckenabschnitt von links unten nach rechts oben an. Die Faserstoffbahn F wird nach ihrer Formation noch auf dem Formiersieb 2 zu ihrer hydraulischen Verfestigung unter der Verfestigungseinrichtung 4 vorbeigeführt. Letzterer ist eine Vielzahl von Wasserstrahldüsen 4.1 , welche hier oberhalb des Formiersiebs 2 und ein Ablauf 4.2 für Wasser, der unterhalb des Formiersiebs 2 liegt, zugeordnet. Dabei verläuft, wie dargestellt, das Formiersieb 2 in dem Bereich, in dem die Wasserstahldüsen 4.1 und der Ablauf 4.2 angeordnet sind horizontal bzw. zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Faserstoffbahn F auf dem Formiersieb 2 zur Vliesstoff bahn V abschließend verfestigt.

Der Former bildet somit die Formierpartie der Vorrichtung. In Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn V schließt sich vorliegend unmittelbar an die Formierpartie eine Binderpartie der Vorrichtung an. Diese umfasst eine Auftragsvorrichtung 7, die oberhalb eines horizontal bzw. zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene verlaufenden Transportsiebs 5 angeordnet ist. Mittels der Auftragsvorrichtung 7 kann die abschließend hydraulisch verfestigte Vliesstoffbahn V noch mit einem chemischen Bindemittel durchtränkt werden. In Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn V (in der Ansicht der Figur 2 von links nach rechts) kann sich unmittelbar an die Binderpartie eine z.B. thermische Trockeneinrichtung anschließen, um die mittels Binder versehene Vliesstoffbahn V zu trocknen (nicht gezeigt).

In der Figur 1 ist eine Weiterbildung der Ausführungsform aus der Figur 2 gezeigt. Dort sind im Wesentlichen dieselben Komponenten dargestellt und entsprechend bezeichnet, wie in Figur 2. Zusätzlich ist jedoch eine weitere Verfestigungseinrichtung 4 angeordnet. Diese schließt sich in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn V gesehen unmittelbar an das Formiersieb 2 an. Die weitere Verfestigungseinrichtung 4 umfasst ebenfalls eine Vielzahl von Wasserstrahldüsen 4.1 , welche hier oberhalb eines Tragsiebs 3 und ein Ablauf 4.2 für Wasser, der unterhalb eines Tragsiebs 3 angeordnet ist. Die weitere Verfestigungseinrichtung 4 ist somit in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn gesehen der Formierpartie nach und der optionalen Binderpartie (jeweils unmittelbar) vorgeschaltet.

Wie in den beiden Figuren dargestellt, ist der (ersten) hydraulischen Verfestigungseinrichtung 4 in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn eine Vorverfestigungseinrichtung 6 zugeordnet. Prinzipiell kann diese analog wie die hydraulische Verfestigungseinrichtung 4 eingerichtet sein, aber mit einem geringeren Druck als die Verfestigungseinrichtung 4 betrieben werden, der beispielsweise nur 5 bis 25 bar beträgt. Die jeweilige Verfestigungseinrichtung 4 kann hingegen mit einem Druck von 15 bis 400 bar betrieben werden.

Wie in den Figuren dargestellt, wird die Faserstoffbahn F von einer Seite, hier der Oberseite, also der dem Formiersieb 2 bzw. dem Tragsieb 3 abgewandten Seite verfestigt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Faserstoffbahn F auch zusätzlich von ihrer Unterseite zu verfestigen. Dazu könnte gemäß der Figur 1 der weiteren Verfestigungseinrichtung 4 in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn V unmittelbar eine weitere, nicht gezeigte Verfestigungseinrichtung nachgeordnet sein. Diese könnte der in den Figuren gezeigten Binderpartie in der genannten Laufrichtung vorgeschaltet sein. Bei der Ausführungsform der Figur 2 wäre diese in selber Laufrichtung unmittelbar dem Formiersieb 2 bzw. der Formierpartie nachgeordnet. Eine solche Verfestigungseinrichtung könnte einen Zylinder umfassen, den die Faserstoffbahn F zu ihrer (abschließenden) Verfestigung wenigstens teilweise umschlingt. Auf den Zylinder ist dann wiederum eine Vielzahl von Wasserstrahldüsen gerichtet, um nun die teilweise um den Zylinder geführte Faserstoffbahn von deren Unterseite her mit Wasserstrahlen zu beaufschlagen.

Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform werden der Faserstoffsuspension die erfindungsgemäßen, biegesteifen Fasern zugemischt. Dabei kann die Faserstoffsuspension im Wesentlichen frei sein von einer Zugabe eines (chemischen) Bindemittels. Bevorzugt können diesen Fasern auch - entweder bereits in der Faserstoffsuspension - oder kurz vor der (ersten) hydraulischen Verfestigung Bindefasern zugegeben werden. Die Bindefasern können dabei, wie eingangs ausgeführt, bezogen auf die erfindungsgemäßen Fasern vergleichsweise biegeschlaff ausgeführt sein, um beim hydraulischen Verfestigen durch deren Verknäueln eine höhere Gesamtfestigkeit für die Vliesstoffbahn zu bieten. Grundsätzlich wäre es denkbar, unabhängig von der dargestellten Ausführungsform auf die Binderpartie zu verzichten. So umfasst eine konventionelle Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Vliesstoffbahn in der Regel die in Figur 1 und 2 gezeigten Komponenten, jedoch keine (Vor-)Verfestigungseinrichtungen 4 und 6. Um eine solche konventionelle Vorrichtung erfindungsgemäß umzubauen werden nun die genannten (Vor-)Verfestigungseinrichtungen 4 und 6 an den genannten Stellen montiert und bevorzugt dann die Binderpartie entfernt. Anstelle dieser kann z.B. auch ein herkömmliches Transportsieb vorgesehen werden. Damit können konventionelle Vorrichtungen, die eine thermische oder chemische Bindung der Fasern zur Herstellung einer Vliesstoffbahn ohne eine hydraulische Verfestigung mit einer solchen ausgestattet werden. Eine solche konventionelle Vorrichtung kann schnell, einfach und kostengünstig auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung umgerüstet werden.

Bezugszeichenliste

1 Schrägsiebformer

1 .1 Stoffauflauf

1 .2 Entwässerungskasten

2 Formiersieb

3 Tragsieb

4 Verfestigungseinrichtung

4.1 Wasserstrahldüsen

4.2 Ablauf

5 Transportsieb

6 Vorverfestigungseinrichtung

7 Auftragseinrichtung

F Faserstoffbahn

V Vliesstoffbahn

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn (V), umfassend die folgenden Schritte: a) Zuführen einer Faserstoffsuspension auf ein Formiersieb (2) zum Ablegen einer Faserstoffbahn (F) hierauf, wobei die Faserstoffsuspension industriell erzeugte, anorganische Fasern oder Fasern aus synthetisch erzeugten Polymeren aufweist und die Faserstoffsuspension im Wesentlichen frei vonbevorzugt chemischen - Bindemitteln ist; b) Verfestigen der Faserstoffbahn (F) zur Erzeugung der Vliesstoffbahn (V) durch Wasserstrahlverfestigung der Faserstoffbahn (F).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern derart ausgewählt sind, dass deren Zersetzungs- oder Schmelztemperatur mindestens 300° C beträgt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension Bindefasern aufweist oder diese der Faserstoffbahn (F) vor oder während des Verfestigens zugeführt werden.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Fasern einen Elastizitätsmodul von zumindest 10 GPa aufweist, und z.B. Glas, Metall, Mineral, Keramik oder Kohlenstoff umfasst. 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine durchschnittliche Länge von 2 bis 40 mm aufweisen.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindefasern einen Elastizitätsmodul aufweisen, der geringer ist als 10 GPa und die Bindefasern bevorzugt Kunststoffasern wie thermoplastische oder feuerhemmende Fasern sind.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Verfestigen der Faserstoffbahn (F) zur Herstellung der Vliesstoffbahn (V) bevorzugt auf dem Formiersieb (2) erfolgt und bevorzugt ein abschließendes Verfestigen ist. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Formiersieb (2) eine hydraulische Vorverfestigung durch Wasserstrahlvernadeln erfolgt und das abschließende Verfestigen in einem weiteren Prozessschritt außerhalb des Formiersiebs (2) erfolgt.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoffbahn (V) im Anschluss an das hydraulische Verfestigen mittels Wasserstrahlen auch chemisch verfestigt wird, z.B. mit einem Bindemittel getränkt wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstoffbahn (V) mechanisch, z.B. mittels einer Presse, oder mittels Vakuumentwässerung oder thermisch mittels eines Trockners entwässert wird.

1 1 .Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn (V), umfassend einen Former, wie Schrägsiebformer (1 ), ein dem Former zugeordnetes Formiersieb (2) zum Herstellen einer Faserstoffbahn (F) durch Ablegen einer Faserstoffsuspension auf das Formiersieb (2) sowie eine dem Formiersieb (2) zugeordnete, erste hydraulische Verfestigungseinrichtung (4) zur hydraulischen Verfestigung der Faserstoffbahn (F) zu einer Vliesstoffbahn (V), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung bevorzugt zur Durchführung eines Verfahrens gemäß zumindest einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist. 12. Verwendung gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Vorrichtung ein Tragsieb (3) umfasst, in Laufrichtung der herzustellenden Vliesstoffbahn (V) dem Formiersieb (2) nachgeordnet ist, und dem Formiersieb (2) eine zweite hydraulische Verfestigungseinrichtung zugeordnet ist, um die mittels der ersten hydraulischen Verfestigungseinrichtung (4) vorverfestigte Faserstoffbahn (F) abschließend zu verfestigen.

13. Verfahren zum Umrüsten einer Vorrichtung zur Herstellung einer nassgelegten Vliesstoffbahn, wobei die Vorrichtung eine Formierpartie, umfassend einen Former und wenigstens ein diesem zugeordnetes Formiersieb (2), sowie eine

Binderpartie, umfassend ein Binderauftragswerk, mittels dem die Faserstoffbahn (F) zur Herstellung der Vliesstoffbahn (V) mit einem Bindemittel getränkt wird, aufweist und frei ist von einer Verfestigungseinrichtung zur hydraulischen

Verfestigung der Faserstoffbahn zu einer Vliesstoffbahn, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: a) Montieren zumindest einer ersten Verfestigungseinrichtung (4) zumindest im Bereich des Formiersiebs (2); und bevorzugt b) Entfernen der Binderpartie aus der Vorrichtung.

Vliesstoffbahn, hergestellt aus einer Faserstoffsuspension, die im Wesentlichen frei von - bevorzugt chemischen - Bindemitteln ist, wobei die so nassgelegte Faserstoffbahn (F) industriell erzeugte, anorganische Fasern oder Fasern aus synthetisch erzeugten Polymeren umfasst und zur Erzeugung der Vliesstoffbahn (V) durch Wasserstrahlen verfestigt ist und bevorzugt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist. 15. Vliesstoffbahn nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern eine Zersetzungs- oder Schmelztemperatur von mindestens 300° C aufweisen.

16. Verwendung eines nassgelegten und wasserstrahlverfestigten Vliesstoffs, der industriell erzeugte, anorganische Fasern oder Fasern aus synthetisch erzeugten Polymeren aufweist und frei von - bevorzugt chemischen - Bindemitteln ist, wobei dessen Fasern eine Zersetzungs- oder Schmelztemperatur von mindestens 300° C aufweisen, für Hochtemperaturanwendungen von mindestens 300° C.

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff aus einer Vliesstoffbahn, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wurde, erhältlich ist.