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Moulded part consisting of a nonwoven fabric and self-supporting moulded part produced from the same

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Abstract

The invention relates to a needled web consisting of natural fibres and optionally modified viscose fibres, preferably acetate fibres. A self-supporting moulded part is produced from this nonwoven fabric by pressure and heat treatment.

Description

Foπnteil aus einem Faservlies und daraus hergestelltes selbsttragendes Formteil Foπnteil of a nonwoven fabric made therefrom, and a self-supporting molded part

Die Erfindung betrifft ein Faservlies, sowie ein selbsttragendes, durch Wärmeumformung aus dem Faservlies hergestelltes Formteil. The invention relates to a nonwoven fabric, as well as a self-supporting, made by thermoforming of the nonwoven fabric molding.

Formteile dieser Art sind weit verbreitet und werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, insbesondere als Isoliermaterial gegen Kälte und Hitze als auch gegen Schall. Moldings of this type are widely used and the technique used in many areas, particularly as insulation against cold and heat and against sound. Im Kraftfahrzeugbau werden beispielsweise in der Innenverkleidung in den Türen, Armaturenbrettern, Hutablagen, Kofferraumverkleidungen und bei Dachhimmeln solche Formteile eingesetzt. In motor vehicle such moldings are used for example in the interior trim on the doors, instrument panels, rear shelves, trunk panels and headliners. Eine in neuerer Zeit erhobene Forderung verlangt, dass die Formteile nicht nur in sich formstabil und selbsttragend, sondern auch recyclebar sein sollen und das möglichst ohne hohen technischen Aufwand. A call made recently demanded that the moldings should not only be dimensionally stable and self-supporting, but also recyclable and the technical possible without great effort. Man hat deshalb Formteile hergestellt, die aus Faservliesen mit einem hohen Anteil an Naturfasern bestehen. Attempts have therefore been made moldings which consist of non-woven fabrics with a high proportion of natural fibers. Als Naturfasern kommen hier Fasern aus Flachs, Hanf, Jute, Sisal, Kenaf, Baumwolle, Wolle und dergleichen in Frage, sowie deren Kombinationen. The natural fibers fibers from flax, hemp, jute, sisal, kenaf, cotton, wool and the like come into consideration here, and combinations thereof. Um die gewünschte Formstabilität zu erreichen und auch um einen guten Verbund der Fasern zu bewerkstelligen, wurden dem Vlies duroplastische oder thermoplastische Materialien beigemischt, die im Herstellungsprozess aushärten bzw. auskondensieren. In order to achieve the desired dimensional stability and also to achieve a good bond of the fibers, the non-woven thermoset or thermoplastic materials were mixed, which cure in the manufacturing process or condense. Diese Materialien sind bei der Entsorgung der Formteile jedoch sehr störend, insbesondere auch deshalb, weil sie nicht abgesondert werden können. However, these materials are very disturbing in the disposal of the molded parts, in particular also because they can not be separated.

Durch die Patentschrift DE 196 02 551 ist beispielsweise eine Matte für die Herstellung selbsttragender Formteile bekannt, bei der einem Naturfaservlies Kunststofffasern als thermoplastisches Bindemittel beigegeben sind und außerdem mindestens eine weitere Vliesauflage aus Kunststofffasern auf das Naturfaservlies aufgelegt wird. By the patent DE 196 02 551 a mat for the manufacture of self-supporting moldings is known for example in which a natural fiber non-woven plastic fibers are added as a thermoplastic binder and furthermore at least one further non-woven pad made of plastic fibers on the natural fiber non-woven is laid. Ein daraus hergestelltes Formteil ist nur sehr schwer zu entsorgen. A molded article made of is very difficult to dispose of.

In der DE-A 198 52 067 ist ein faserverstärkter Werkstoff beschrieben, der ua aus einem thermoplastischen natürlichen Polymeren, zB Celluloseacetat, und Hanffasern besteht. In DE-A 198 52 067 a fiber-reinforced material is described which consists inter alia of a thermoplastic natural polymers such as cellulose, and hemp fibers. Die Fasern werden auf einem Extruder in geschmolzenes Polymer eingemischt. The fibers are mixed in an extruder in the molten polymer. Dies ist ein aufwendiges, energieintensives Verfahren, das nicht immer zu einem homogenen Werkstoff führt. This is a costly, energy intensive process that does not always lead to a homogeneous material.

In der DE-A 195 17 763 sind Formkörper aus Verbundmaterial auf Basis von Celluloseacetat als Bindemittel und verstärkenden Naturfasern beschrieben. In DE-A 195 17 763 describes molded bodies are made of composite material based on cellulose acetate binder and reinforcing natural fibers. Das Verbundmaterial kann ua als Faservlies vorliegen, das nach verschiedenen Verfahren hergestellt worden sein kann, zB durch mechanische Vliesbildung auf Krempeln oder Karden. The composite material may, inter alia, be present as non-woven fabric, which may have been prepared by various methods, for example by mechanical web formation on carding or carding. Eine Vernadelung des Faservlieses ist aber nicht beschrieben. Needling of the nonwoven fabric is not described. In den Beispielen werden unvernadelte Faservliese vorzugsweise auf einer Naßvliesanlage nach dem Papierverfahren hergestellt. In the examples unvernadelte fiber webs are preferably prepared on a Naßvliesanlage according to the paper process. Es hat sich nun gezeigt, daß unvernadelte Krempelvliese nur sehr schwierig handhabbar sind und bei der Weiterverarbeitung in die Einzelfasern zerfallen, wenn nicht sehr vorsichtig hantiert wird. It has now been shown that unvernadelte carded webs are very difficult to handle and disintegrate during further processing in the individual fibers, if not handled very carefully. Bei dem Papierverfahren ist der Zusammenhalt der Fasern durch das anhaftende Wasser gegeben. In the method of the cohesion of the paper fibers is given by the adhering water. Dieses Verfahren ist aber sehr energieaufwendig, da das anhaftende Wasser beim Verpressen wieder verdampft werden muß. However, this process is very energy-consuming since the adhering water must be evaporated again during compression.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile an Faservliesen zu vermeiden und ein Formteil zu schaffen, das selbsttragend und formstabil ist und gleichzeitig auf einfachste Weise entsorgt werden kann. The invention has for its object to obviate the above described disadvantages of fibrous webs and to provide a molded article, which is self-supporting and dimensionally stable and can be disposed simultaneously in the simplest manner.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. The solution of the stated problem is achieved by the features of claim 1. Die Unteransprüche geben weitere Ausgestaltungen wieder. The dependent claims further embodiments again.

Das erfindungsgemäße Formteil wird aus einem vernadelten Faservlies aus einer Mischung von Naturfasern mit Viskosefasern und/oder modifizierten Viskosefasern mit einer hohen Schmelztemperatur hergestellt. The molded part according to the invention is produced from a needled nonwoven composed of a mixture of natural fibers with rayon fibers and / or viscose fibers modified with a high melting temperature. Das Vlies wird in einzelne Matten vorbestimmter Größe zerschnitten und in einem erhitzten Presswerkzeug zu dem gewünschten Formteil gepresst. The web is cut into individual mats of predetermined size and pressed in a heated pressing tool to the desired shape. Erfindungsgemäß wird ein Krempelvlies aus Naturfasern und Viskosefasern verwendet. According to the invention, a carded web of natural fibers and viscose fibers is used. Die günstigste Lösung ergibt sich dann, wenn als Viskosefasern modifizierte Viskosefasern, bevorzugt Acetatfasern, verwendet werden. The cheapest solution is achieved when used as viscose fibers modified viscose fibers, preferably acetate. Viskosefasern sind Cellulosefasern, die nach dem Viskoseverfahren aus Holzzellstoff hergestellt werden. Viscose fibers are cellulose fibers which are produced by the viscose process from wood pulp. Die gesponnenen Endlosfasern werden für die vorliegende Anwendung auf eine Länge von 40 bis 120 mm geschnitten. The spun filaments are cut for the present application to a length of 40 to 120 mm. Die bevorzugten modifizierten Viskosefasern sind Fasern aus Celluloseacetat, die durch Umsetzung von Cellulose mit Essigsäureanhydrid hergestellt werden. The preferred modified viscose fibers are fibers of cellulose acetate, which are prepared by reacting cellulose with acetic anhydride. Ihre Schmelztemperatur liegt oberhalb von 190°C, je nach Acetalisierungsgrad schmelzen sie im Bereich von 200 bis 250°C. Their melting temperature is above 190 ° C, depending on the degree of acetalization they melt in the range of 200 to 250 ° C. Diese ergeben einen guten Verbund mit den Naturfasern sowie eine hohe Haltbarkeit und Formstabilität des Formteils. These give a good bond with the natural fibers as well as high durability and dimensional stability of the molding. Gleichzeitig wird eine hohe Festigkeit und ein geringes spezifisches Gewicht bei geringstem Schrumpf erreicht. At the same time a high strength and a low specific weight is achieved with minimal shrinkage. Viskosefasern sind erheblich leichter zu entsorgen als Fasern aus Polyamid oder Polyester.Die Schmelztemperatur der Acetatfasern liegt oberhalb von 190°C, was für die Formstabilität, Temperaturbeständigkeit und Restfestigkeit des Formteils von Bedeutung ist. Viscose fibers are much easier to dispose of than fibers of polyamide or Polyester.Die melting temperature of the acetate fibers is above 190 ° C, which is the dimensional stability, thermal resistance and residual strength of the molding of importance. Möglich sind schließlich auch Kombinationen aus Naturfasern, modifizierten Viskosefasern und Viskosefasern. Finally, are also possible combinations of natural fibers, modified viscose fibers and viscose fibers. Alle Bestandteile bestehen dabei aus nachwachsenden Rohstoffen, so dass das Formteil zu 100 % aus nachwachsenden Rohstoffen gebildet wurde. All components consist of renewable raw materials, so that the mold part was formed from 100% renewable resources.

Als Naturfasern kommen Fasern aus Flachs, Hanf, Jute, Sisal, Kenaf, Baumwolle und Wolle in Frage, die für die vorliegende Anwendung auf eine Länge von 20 bis 120 mm geschnitten werden. The natural fibers of flax fibers, hemp, jute, sisal, kenaf, cotton and wool are suitable, which are cut for the present application to a length of 20 to 120 mm. Das erfindungsgemäße Faservlies wird aus Naturfasern und Viskosefasern und/oder modifizierten Viskosefasern, vorzugsweise Acetatfasern, als Krempelvlies gelegt und vernadelt. The nonwoven fabric according to the invention is made of natural fibers and viscose fibers and / or modified viscose fibers, acetate fibers, preferably, as a carded web laid and needled. Dies geschieht auf üblichen Nadelmaschinen mit einer Vemadelungsdichte von vorzugsweise 40 bis 100 Einstichen pro cm 2 , insbesondere von etwa 65 Einstichen pro cm 2 . This is done in conventional machines with a needle Vemadelungsdichte of preferably 40 to 100 punches per cm 2, in particular of about 65 punches per cm 2. Die Vernadelung bewirkt den notwendigen Zusammenhalt der Fasern und erhöht somit die Festigkeit des Vlieses. The needle punching causes the necessary cohesion of the fibers and thus increasing the strength of the web. Dieses hat vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 0,05 bis 0,02 g cm 3 , insbesondere von etwa 0,1 g/cm 3 . This preferably has a specific gravity from 0.05 to 0.02 g cm 3, in particular from about 0.1 g / cm 3.

Der Anteil an Viskosefasern in der Mischung beträgt vorzugsweise 20 bis 80 Gewichtsprozent je nach vorgesehenem Anwendungsgebiet für das Formteil. The proportion of viscose fibers in the mixture is preferably from 20 to 80 weight percent depending on the intended field of application for the molded part. Je höher der Anteil an Viskosefasern ist, umso höher sind Festigkeit und Formstabilität des Formteils. The higher the proportion of viscose fibers is, the higher strength and dimensional stability of the molded part. Andererseits sind Naturfasern kostengünstiger, so daß ihr Anteil aus diesem Grunde möglichst hoch sein soll. On the other hand, natural fibers are less expensive so that their share for this reason should be as high. Ein sehr vielseitig verwendbares Formteil kann aus einem Mischungsverhältnis von Naturfasern zu Viskosefasern von 50 zu 50 Gew.% gebildet werden. A very versatile mold may% by weight of a mixing ratio of natural fibers and viscose fibers, from 50 to 50. Are formed.

Das Flächengewicht des Faservlieses und damit auch des daraus gepreßten Formteils wird im Bereich von 150 bis 3000 g/m 2 , vorzugsweise 200 bis 1000 g/m 2 , gewählt. The basis weight of the fibrous web and thus also of the pressed therefrom mold part is chosen from 200 to 1000 g / m 2 in the range of 150 to 3000 g / m 2, preferably. Dabei hat das Formteil eine Stärke von 1 bis 5 mm. In this case, the molded part has a thickness of 1 to 5 mm. Dickere Formteile sind jedoch auch möglich. However, thicker molded parts are also possible. Die Herstellung des Formteils erfolgt in der Weise, dass aus einem endlosen Faservlies Einzelmatten geschnitten werden, die in einem Presswerkzeug unter Einwirkung von Hitze und Druck zum gewünschten Formteil verpresst werden. The preparation of the molded part takes place in the manner that will be cut from an endless fiber fleece individual sheets, which are pressed in a compression mold under the action of heat and pressure to the desired shape. Die Temperatur des Presswerkzeugs wird im Bereich der Fixiertemperatur der Viskosefasern eingestellt und liegt in der Regel oberhalb von 180°C. The temperature of the pressing tool is adjusted in the range of fixing temperature of the viscose fibers, and is typically above 180 ° C. Der bevorzugte Bereich liegt bei 200 bis 250°C. The preferred range is 200 to 250 ° C.

Beispiel: Example:

Es wird ein Faservlies aus 50 Gew.% Bastfasern und 50 Gew.% Acetatfasern im kontinuierlichen Krempelvlieslegeverfahren hergestellt. It is a nonwoven fabric of 50 wt.% Bast fibers and 50 wt.% Acetate produced in a continuous carded web laid process. Das Faservlies hat ein spezifisches Gewicht von 0,13 g cm 3 und wird auf einer Nadelmaschine vernadelt. The nonwoven fabric has a specific gravity of 0.13 g cm 3, and is needled at a needle loom. Die Vernadelungsdichte beträgt ca. 65 Einstiche /cm 2 . The needling density is about 65 punctures / cm 2. Das Faservlies wird in Einzelmatten auf Größen zerschnitten, die für Formteile für Kraftfahrzeugtüren bestimmt sind. The nonwoven fabric is cut into individual sheets in sizes that are intended for moldings for vehicle doors. Die Einzelmatten werden in ein Presswerkzeug eingelegt, das auf eine Temperatur von 240°C aufgeheizt wurde, und darin mit einem Pressdruck von 0,5 bar verpresst. The individual mats are placed in a pressing tool which was heated to a temperature of 240 ° C, and pressed therein with a molding pressure of 0.5 bar. Nach dem Pressvorgang wird das Formteil dem Presswerkzeug entnommen. After pressing, the molded part is removed from the pressing tool. Abgekühlt ist ein Formteil entstanden, das eine hohe Festigkeit und Formstabilität bei geringster Schrumpfung aufweist. Cooled, a molded part is formed which has a high strength and dimensional stability with minimal shrinkage. Seine Entsorgung ist erheblich leichter durchführbar als die eines Formteils mit einem Anteil an Polyamiden oder Polyestern. Its disposal is much more feasible than that of a molded part with a portion of polyamides or polyesters.

Claims

Ansprüche1. Claims 1. Faservlies, bestehend aus einer Mischung von Naturfasern und Viskosefasern und/oder modifizierten Viskosefasern mit erhöhter Schmelztemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies ein vemadeltes Krempelvlies ist.2. Non-woven fabric consisting of a mixture of natural fibers and viscose fibers and / or viscose fibers modified with increased melting temperature, characterized in that the fiber fleece is a carded web vemadeltes ist.2. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierten Viskosefasern Acetatfasern sind.3. Non-woven fabric according to claim 1, characterized in that the modified rayon acetate sind.3. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur der modifizierten Viskosefasern oberhalb von 1 0° C liegt.4. Non-woven fabric according to claim 1, characterized in that the melting temperature of the modified viscose above 1 0 ° C liegt.4. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Viskosefasern und/oder modifizierten Viskosefasern in der Mischung 20 bis 80 Gew. % beträgt. is non-woven fabric according to claim 1, characterized in that the proportion of viscose fibers and / or modified viscose fibers in the mixture is 20 to 80.%. 5. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Flächengewicht 150 bis 3000 g/m2, vorzugsweise 200 bis 1000 g/m2 beträgt.6. 5. The nonwoven fabric of claim 1, characterized in that its basis weight from 150 to 3000 g / m2, preferably 200 to 1000 g / m2 beträgt.6. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernadelungsdichte 40 bis 100 Einstiche pro cm2, vorzugsweise 65 Einstiche pro cm2 beträgt.7. The nonwoven fabric of claim 1, characterized in that the needling density 40 to 100 punches per cm2, preferably 65 punches per cm2 beträgt.7. Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Faservlieses 0,05 bis 2 g/cm2, vorzugsweise etwa 0,1 g/cm2 beträgt.8. Non-woven fabric according to claim 1, characterized in that the specific weight of the nonwoven fabric from 0.05 to 2 g / cm2, preferably about 0.1 g / cm2 beträgt.8. Verfahren zur Herstellung eines selbsttragenden Formteils aus dem Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vernadelte Krempelvlies in Einzelmatten geschnitten und in einer Preßform einer Druck- und Temperaturbehandlung unterzogen wird.9. A process for producing a self-supporting molded part from the nonwoven fabric according to claim 1, characterized in that the needled carded web cut into individual mats and .9 subjected in a mold to a pressure and temperature treatment. Verfahren zur Herstellung des Formteils nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei Verpressen oberhalb von 180°C, vorzugsweise zwischen 200 und 250°C liegt.10. A process for producing the molding according to claim 8, characterized in that the temperature during pressing of above 180 ° C, preferably between 200 and 250 ° C liegt.10. Selbsttragendes Formteil, hergestellt durch Wärmeumformung aus dem vernadelten Krempelvlies nach Anspruch 1. Self-supporting molded part produced by thermoforming from the needled carded web according to Claim. 1
1. Selbsttragendes Formteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Stärke von 1 bis 5 mm hat. 1. Self-supporting molded part according to claim 10, characterized in that it has a thickness of 1 to 5 mm.
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