WO2008074665A1

WO2008074665A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines faservlieses

Info

Publication number: WO2008074665A1
Application number: PCT/EP2007/063529
Authority: WO
Inventors: Henning RÖTTGER
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2006-12-16
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses aus synthetischen Fasern in einer kontinuierlichen Prozessfolge sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Hierbei wird das Faservlies in Teilschritten durch Bereitstellung einer Polymerschmelze zur Extrusion endloser Filamente, Extrudieren einer Vielzahl von Endlosfilamenten zu mehreren Filamentbündeln und Zusammenfassen der Filamentbündel zu einem Faserband, Behandeln des Faserbandes durch Verstrecken, Kräuseln und Zerschneiden zu endlichen Faserstücken, Kardieren und Legen der Faserstücke zu einem Kardenvlies und durch Verfestigen des Kardenvlieses hergestellt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses aus synthetischen Fasern in einer kontinuierlichen Prozessfolge sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Seit Jahren ist ein ständiger Zuwachs der Anwendungsbereiche und Einsatzmög- lichkeiten von Vliesstoffen zu beobachten. Der Vliesstoff ist ein textiles Flächengebilde, das aus einer Vielzahl von Fasern gebildet wird, die durch Reibung, Ko- häsion und / oder Adhäsion verbunden sind. Als Fasern lassen sich sowohl Naturfasern oder Chemiefasern verwenden. Die auch als synthetische Fasern bezeichneten Chemiefasern haben sich besonders bei der Herstellung von Faservlies be- währt, da diese in einstufigen Prozessen kontinuierlich zu einem Vliesstoff verarbeitet werden können. So ist es bekannt, dass in einem Schmelzspinnprozess eine Vielzahl von endlosen Filamenten aus einer Polymerschmelze beispielsweise auf Basis von Polyester, Polyamid oder Polypropylen extrudiert werden und auf einer flächigen Ablage zu einem Faservlies abgelegt werden. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus der DE 103 11 439 Al bekannt. Hierbei werden die gesponnenen Filamente zu einem Vlies abgelegt, das durch ein Ablageband unmittelbar einer weiteren Behandlung beispielsweise in Form von Verfestigungen durch Kalandrieren weitergeleitet wird.

Diese einstufigen Herstellungsprozesse ermöglichen somit einen kontinuierlichen Massestrom, der sich von einer Polymerschmelze bis hin zum Vliesstoff erstreckt.

Bei der Herstellung von Faservliesen aus synthetischen Fasern sind im Stand der

Technik jedoch auch zweistufige Verfahren bekannt, bei welchen die Vliesherstel- lung in einem zweiten Prozessschritt erfolgt. So ist beispielsweise aus der US

3,930,285 bekannt, dass durch Abzug einer Vielzahl von Spinnkabeln aus einem Kannengatter das daraus gebildete Tow kontinuierlich zu Stapelfasern geschnitten und anschließend die Stapelfasern kontinuierlich mehreren Kardiereinrichtungen zugeführt werden, um mehrere Faserflore zu bilden. Hierbei erfolgt eine Zwischenlagerung der synthetischen Fasern in Form von Spinnkabeln, die in Kannen gefüllt sind. Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden insbesondere in den Fällen eingesetzt, bei welchen das Polymer der Stapelfaser eine größere Relaxationszeit erfordert.

Im Stand der Technik sind jedoch auch derartige Zweistuf enverfahren bekannt, bei welcher in einem ersten Prozessschritt die durch extrudierte Filamente gebildete synthetischen Faserstränge nach einer mehrstufigen Behandlung zu Stapelfasern geschnitten und als ein Ballen zwischengelagert werden. In einem zweiten Prozessschritt wird sodann der Ballen einer Kardiereinrichtung vorgelegt, in welcher die Stapelfasern kardiert und zu einem Kardenvlies geführt werden. Eine derartige Kardiereinrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 266 058 Bl bekannt. Demnach lassen sich Faservliese aus endlichen synthetischen Faserabschnitten nur durch diskontinuierliche Prozesse mit aufwendiger Zwischenlagerung der Fasern herstellen.

Somit ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses aus synthetischen Fasern der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welchem die kontinuierlich extrudierten endlosen Filamente zu einem Faservlies mit endlichen Faserstücken überführt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faservlieses aus synthetischen Fasern bereitzustellen, dass besonders flexibel zur Herstellung von mehrlagigen Vliesen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass das Schmelzspinnen endloser Filamente, dass Zerschneiden der Filamente zu Faserstücke und das Legen der Faserstücke zu einem Faservlies ohne Unterbrechung und Einhaltung besonderer Relaxationszeiten möglich ist. Die Festigkeiten und insbesondere die Vlieseigenschaften wie beispielsweise Weichheit, Saugfähigkeit und Durchlässigkeit der aus Faserstücken gebildeten Faservliese unterscheiden sich kaum oder nur unwesentlich von den Faservliesen aus Stapelfasern. Insoweit bietet die Erfindung neue Möglichkeiten, um aus extrudierten endlosen Filamenten kontinuierlich ein Faservlies zu erzeugen. Damit können die üblicherweise für Zwischenspeicherung von Stapelfasern erforderlichen Einrichtungen wie beispielsweise Ballenpressen und Ballenöffher entfallen.

Um das Kardieren der Faserstücke mit den hier üblicherweise gebräuchlichen Arbeitsbreiten ausführen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher das Faserband nach dem Extrudieren mit einer Pro- zessgeschwindigkeit im Bereich von 40 m/min, bis max. 250 m/min, behandelt wird, wobei die beim Zerschneiden anfallende Menge der Fasestücke kontinuierlich zu einem Kardenvlies kardiert und gelegt wird. Damit lässt sich insgesamt eine kontinuierliche Abnahme der Menge an Faserstücke nach dem Zerschneiden realisieren, die ohne Unterbrechung zu einem Kardenvlies kardiert werden.

Hierbei lassen sich Massenströme von Faserstücken im Bereich von 5 kg/h bis maximal 300 kg/h bei einer Arbeitsbreite von einem Meter realisieren.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, bei nicht kontinuierlicher Abnahme der Menge an Faserstücken durch die Kardiereinrichtung eine Mischkammer zwischenzuschalten, so dass die Faserstücke unmittelbar vor dem Kardieren in einer Mischkammer gesammelt werden, durch welche die Einspeisung der Kardierein- richtung kontinuierlich versorgt wird. Die Verwendung einer Mischkammer bietet zudem die Möglichkeit, zusätzliche Fasern beizumischen.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet, um das durch Fasertücke gebildete Faservlies mit weiteren dem kontinuierlichen Prozess beigestellte Einrichtungen zur Bildung von mehrlagigen Faservliesen zu kombinieren. So lässt sich beispielsweise das Kardenvlies vor dem Verfestigen mit einem aerodynamisch gelegten Fasergewirr aus künstlichen oder natürlichen Fasern kombinieren. Durch die so ge- nannte Airlaid-Technologie lässt sich das Fasergewirr auch vorteilhaft aus Mischfasern mit künstlichen und natürlichen Faserstücken bilden.

Alternativ oder in Kombination dazu lässt sich eine Spinnvlieslage aus schmelzgesponnenen Fasern hinzufügen. Das Spinnvlies kann dabei vor dem Zusammen- führen kontinuierlich von einem Wickel abgezogen oder kontinuierlich in einem parallelen Schmelzspinnprozess hergestellt werden.

In Abhängigkeit von der Beschaffung der Faservliese lässt sich die Verfestigung des Kardenvlieses oder der mit dem Kardenvlies kombinierten Faserlagen durch eine Vernadelung oder eine Wasserstrahlverfestigung ausführen. Bei Einsatz einer Wasserstrahlverfestigung wird das Kardenvlies oder die kombinierte Faserlage nach der Verfestigung vorzugsweise getrocknet.

Eine letzte Fixierung des Faservlieses kann nachgeschaltet werden, wobei z. B. durch Kalandrieren, eine weitere thermische Verfestigung des Faservlieses bewirkt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schmelzequelle zur Bereitstellung einer Polymerschmelze zur Extrusion endloser Filamente, eine Spinneinrichtung zum Extrudieren einer Vielzahl von endlosen Filamenten zu mehreren Filamentbündeln und zum Zu-

- A - sammenfassen der Filamentbündel zu einem Faserband, mehrere zu einer Faserstraße kombinierte Behandlungseinrichtungen zum Behandeln des Faserbandes durch Verstrecken, Kräuseln und Zerschneiden zu Faserstücken, eine Kardierein- richtung zum Kardieren und Legen der Faserstücke zu einem Kardenvlies und eine Verfestigungseinrichtung zum Verfestigen des Kardenvlieses zu dem Faservlies. Damit lässt sich der kontinuierliche Massestrom bei der Herstellung des Faservlieses verwirklichen.

Insbesondere zwischen der Behandlungseinrichtung zum Zerschneiden des Faser- bandes und der Kardiereinrichtung wird ein Transportmittel zum kontinuierlichen Transport der anfallenden Faserstücke vorgesehen. Die Kapazität des Transportmittels ist dabei derart beschaffen, dass die Faserstücke mit einem Massestrom im Bereich von 5 kg/h bis 300 kg/h pro Meter Arbeitsbreite führbar sind.

Zum Ausgleich zwischen den Prozessgeschwindigkeiten zur Behandlung des Faserbandes und zur Ablegung der Faserstücke zu einem Faservlies ist eine Mischkammer der Kardiereinrichtung vorgeordnet, die mit dem Transportmittel gekoppelt ist und die die Einspeisung der Kardiereinrichtung mit Faserstücken versorgt. Damit lassen sich Unregelmäßigkeiten im Prozessablauf vorteilhaft ausgleichen und ggf. können weitere Fasern beigemischt werden.

Die Weiterbildung der erfmdungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher eine Blasablageeinrichtung zwischen der Kardiereinrichtung und der Verfestigungseinrichtung angeordnet ist, ist besonders geeignet, um im kontinuierlichen Prozess auf dem Kardenvlies eine Lage eines Fasergewirrs zu erzeugen, das aus künstlichen oder natürlichen oder aus einer Kombination von künstlichen und natürlichen Fasern gebildet ist.

An Stelle der Blasablageeinrichtung lässt sich zwischen der Kardiereinrichtung und der Verfestigungseinrichtung auch vorteilhaft eine Spinnvlieszuführeinrich- tung integrieren, durch welche ein Spinnvlies unmittelbar im kontinuierlichen Prozess mit dem Kardenvlies kombiniert wird. Es kann auch der Spinnvlies- Prozess vor den Kardier-Prozess gestellt werden.

Dabei kann der Spinnvlieszuführeinrichtung ein Wickler vorgeschaltet sein, so dass das Spinnvlies von dem Wickler abgezogen und dem Kardenvlies zugeführt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Spinnvlieszufuhreinrichtung mit einem Ablageband einer Schmelzspinneinrichtung zur Herstellung eines Spinnvlieses kombiniert ist.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Vorrichtung derart weiterzubilden, dass neben der Kardiereinrichtung eine Blasablageeinrichtung sowie eine Spinnvlieszufuhreinrichtung zum Einsatz kommen. Damit lassen sich mehrschichtige Faservliese mit einem kontinuierlichen Herstellungsprozess erzeugen.

Zur Verfestigung des Kardenvlieses werden vorzugsweise Thermokalander, Air- through Bonding, Vernadelungen oder aber Wasserstrahlverfestigungen eingesetzt. Hierbei ist der Wasserverfestigungseinrichtung ein Trockner zum Trocknen des Faservlieses nachgeordnet.

Die Endfixierung des Faservlieses erfolgt durch eine der Verfestigungseinrichtung nachgeordnete Kalandriereinrichtung. Somit lassen sich sowohl einlagige als auch mehrlagige Faservliese aus synthetischen Faserstücken in Kombination mit weiteren chemischen oder natürlichen Faservliesen herstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfmdungsgemäße Vorrichtung sind für alle thermoplastischen Polymere wie z. B. von Polyester, Milchsäureresten, PoIy- olefine oder Polyamid geeignet. Hierbei lassen sich beim Extrudieren auch Bi- komponentenfasern herstellen. Nachfolgend ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 und

Fig. 3 schematisch weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens in einer Ansicht gezeigt. Hierbei sind die Prozesseinrichtungen zum kontinuierlichen Herstellen eines Faservlieses in einer Produktionslinie hintereinander angeordnet. Die Prozesseinrichtungen umfassen eine Schmelzequelle 1, eine Spinneinrichtung 2, eine Behandlungseinrichtung 5, ein Transportmittel 6, eine Kardiereinrichtung 8, eine Verfestigungseinrichtung 9 und eine Kalandriereinrichtung 12.

Zunächst wird mit einer Schmelzequelle 1 eine Polymerschmelze zur Extrusion von Filamenten bereitgestellt. Die Schmelzequelle 1 ist in diesem Ausführungs- beispiel als ein Extruder dargestellt, bei welchem ein Kunststoffgranulat unmittelbar durch den Extruder aufgeschmolzen und als Schmelzestrom weitergeführt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Schmelzequelle durch eine Polykondensationseinrichtung gebildet ist, die parallel mehrere Produktionslinien zur Herstellung von Faservliesen versorgt. Die Schmelzequelle 1 ist mit der Spinneinrichtung 2 durch Rohrleitungen verbunden, die eine Mehrzahl von Spinndüsen innerhalb der Spinneinrichtung 2 mit der Polymerschmelze versorgen. Die Spinndüsen sind in einem beheizten Spinnbalken gehalten und weisen an ihren Unterseiten eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen auf. Um die Polymerschmelze durch die Düsenbohrungen der Spinndüsen zu extrudieren, sind der Spinneinrichtung 2 zusätzliche Spinnpumpen (hier nicht dargestellt) integriert, so dass die Polymerschmelze durch die Spinndüsen innerhalb der Spinneinrichtung 2 zu jeweils einem Filamentbündel 3 extrudiert werden. Die Filamentbündel 3 bestehen dabei aus einer Vielzahl von einzelnen Filamentsträngen. Die Mehrzahl der Filamentbündel 3 wird sodann beim Verlassen der Spinneinrichtung 2 zu einem Faserband 4 zusammengeführt.

Das Faserband 4 wird kontinuierlich aus der Spinneinrichtung 2 durch die Behandlungseinrichtungen 5 abgezogen und in mehreren Stufen behandelt. Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Behandlungseinrichtungen 5 bilden eine Faserstrasse und sind in ihrem Aufbau und in ihrer Anordnung beispielhaft. So ist vorgesehen, dass nach Abzug des Faserbandes 4 aus der Spinneinrichtung 2 zunächst eine Verstreckung des Faserbandes erfolgt, wozu eine Streckeinrichtung 5.1 vorgesehen ist. Die Streckeinrichtung 5.1 weist zumindest zwei Streckwerke auf, die mit mehreren Streckwalzen bestückt sind. Die Streckwalzen der Streckwerke werden mit Differenzgeschwindigkeit angetrieben, so dass innerhalb der Streckeinrichtung 5.1 eine Verstreckung des Faserbandes erfolgt. Zur Temperierung des Faserbandes 4 kann hierbei zwischen dem Streckwerk eine thermische Behandlung beispielsweise mit einem Dampf oder heißer Luft oder einem Was- serbad erfolgen. Zusätzlich können die Streckwalzen der Streckwerke temperiert sein.

Als weitere Behandlungseinrichtungen ist eine Kräuseleinrichtung 5.3 und eine der Kräuseleinrichtung 5.3 vorgeordnete Bandverlegeeinrichtung 5.2 vorgesehen. Damit lässt sich Faserband 4 auf eine für das Kräuseln der Fasern gewünschte Arbeitsbreite führen, so dass mittels einer Stauchkammerkräuselung die Fasern des Faserbandes 4 kontinuierlich gekräuselt werden.

Der Kräuseleinrichtung 5.3 ist üblicherweise eine Trockeneinrichtung 5.4 nachge- ordnet, um die Fasern des Faserbandes 4 zu trocknen. Am Ende der Behandlungseinrichtungen 5 ist eine Schneideinrichtung 5.5 vorgesehen, durch welche das Faserband 4 zu Faserstücken mit vorbestimmter Länge geschnitten werden. Die Faserstücke können hierbei eine Länge von wenigen Millimetern bis zu mehreren Dezimetern betragen. Die Längen der Faserstücke werden vorzugsweise auf das gewünschte Faservlies eingestellt.

Die durch die Schneideinrichtung 5.5 kontinuierlich produzierte Menge der Faserstücke wird von einem Transportmittel 6 aufgenommen und unmittelbar einer Kardiereinrichtung 8 zugeführt. Das Transportmittel 6 ist in diesem Ausführungs- beispiel als ein Transportband 17 ausgeführt. Hierbei werden die Faserstücke 7 kontinuierlich in eine Einspeisung 14 der Kardiereinrichtung 12 geführt. Von der Einspeisung 14 gelangen die Faserstücke zur Karde 15, durch welche eine Verteilung und Ausrichtung der Faserstücke zu einem Kardenvlies erfolgt.

Das durch die Kardiereinrichtung 8 erzeugte Kardenvlies 10 besteht aus mehr oder weniger losen zusammengefügten Faserstücken, die zur Erzeugung des Faservlieses 11 eine Verflechtung der Fasern erfordern. Hierzu wird das Kardenvlies 10 einer Verfestigungseinrichtung 9 zugeführt, in welcher die Faserstücke durch mechanische Einwirkung miteinander verschlungen werden. Die Verfestigungs- einrichtung 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Vernadelung 16 gebildet, bei welcher eine Vielzahl von Nadeln an einem Nadelbalken oszillierend in das Kardenvlies eingeführt wird.

Um eine endgültige Festigkeit des Faservlieses herzustellen, ist der Verfesti- gungseinrichtung eine Kalandriereinrichtung 12 nachgeordnet, die vorzugsweise mehrere Kalanderwalzen enthält, um eine thermische Verfestigung der Faserstü- cke innerhalb des Faservlieses ausführen zu können. Hierbei wird vorzugsweise eine punktuelle Verfestigung der Faserstränge bewirkt.

Am Ende des Prozesses kann das Faservlies 11 einer Endverarbeitung zugeführt werden, um als Vliesprodukt für hygienische oder technische Zwecke verarbeitet zu werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Faservlies aufzuwickeln oder in mehrere Streifen abzulegen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Faserband 4 aus einer Polymerschmelze beispielsweise auf Basis von Polypropylen oder Polyester durch Extrusion einer Vielzahl von Filamenten kontinuierlich gebildet. Anschließend wird das Faserband 4 in mehreren Stufen behandelt. Unter Berücksichtigung der nachgeordneten Kardiereinrichtung wird die Prozessgeschwindigkeit zur Behandlung des Faserbandes vorzugsweise im Bereich von 40 m/min, bis max. 250 m/min, eingestellt. Die beim Zerschneiden des Faserbandes anfallende Menge der Faserstücke lässt sich selbst bei größeren Titerbereichen der Faser kontinuierlich nach dem Kardieren zu einem Kardenvlies legen. In Abhängigkeit vom Gesamtti- ter des Faserbandes lässt sich dabei eine Menge der Faserstücke mit einem Massestrom im Bereich von 5 kg/h bis 300 kg/h auf einer Arbeitsbreite von einem Meter kontinuierlich verarbeiten. Die nach dem Verfestigen und Kalandrieren erzeugten Faservliese auf Basis frisch geschnittener Faserstücke weist im Wesentlichen vergleichbare Eigenschaften auf, wie die aus Stapelfasern hergestellten Vliesstoffe. Insoweit bietet die Erfindung den besonderen Vorteil, dass in Zwischenlager geschnittene Faserstücke vor der endgültigen Weiterverarbeitung und deren Einrich- tungen eingespart werden können.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Ansicht gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem vor- hergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nur die Unterschiede erläutert werden. Die Prozesseinrichtungen zur Extrusion und zur Behandlung des Faserbandes 4 sind identisch zu dem vorgenannten Ausfuhrungsbeispiel ausgeführt.

Um die kontinuierlich anfallende Menge der Faserstücke nach dem Zerschneiden unmittelbar der Kardiereinrichtung 8 zuzuführen, ist das Transportmittel 6 mit einer Mischkammer 22 kombiniert. Das Transportmittel 6 wird hierbei durch ein Förderrohrsystem 21 gebildet, das einerseits die aus der Schneideinrichtung 5 abgegebene Faserstücke 7 kontinuierlich in die Mischkammer 22 fördert. Die Mischkammer 22 ist mit der Einspeisung 14 der Kardiereinrichtung 12 durch einen weiteren Teil des Förderrohrsystems 21 verbunden. Somit lässt sich über die Mischkammer 22 zwischen der Schneideinrichtung 5.5 und der Kardiereinrichtung 12 ein Zwischenpuffer schaffen, durch welchen Unregelmäßigkeiten in der Produktionsgeschwindigkeit der vorgeordneten Behandlungseinrichtungen 5 des Faserbandes 4 ausgeglichen werden können.

Die Kardiereinrichtung 8 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass die Faserstücke kontinuierlich kardiert und im Kardenvlies geführt werden.

Im weiteren Verlauf der Produktionslinie ist zwischen der Kardiereinrichtung 8 und der Verfestigungseinrichtung 9 eine Blasablageeinrichtung 18 angeordnet, um das Kardenvlies 10 mit einer weiteren Faserlage zu kombinieren. Die Blasablageeinrichtung 18 weist hierzu eine Faserzuführung 19 sowie eine Faserablage 20 auf. Hierbei werden Faserstücke aus einer künstlichen Faser oder einer natürlichen Faser oder einem Gemisch aus beiden Fasern vorgegeben und über einen kontrollierten Luftstrom kontinuierlich in der Faserablage 20 zu einem Fasergewirr abgelegt. Hierzu weist die Faserablage 20 vorzugsweise mehrere Düsen auf, durch welche die das Fasergewirr unmittelbar an der Oberfläche der Vliesbahn erzeugt wird. Das aus dem Kardenvlies 10 mit einem Fasergewirr kombinierte Faservlies 11 wird anschließend in der Verfestigungseinrichtung 9 verfestigt und anschließen durch die Kalandriereinrichtung 12 kalandriert. Damit ist die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung insbesondere geeignet, um ein Faservlies 11 aus mehreren Lagen kontinuierlich herzustellen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, das ebenfalls im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist zwischen der Kalandriereinrichtung 8 und der Verfestigungseinrichtung 9 eine Spinnvlieszu- führeinrichtung 23 vorgesehen, um das Kardenvlies 10 mit einem Spinnvlies zu kombinieren. Die Spinnvlieszuführeinrichtung 23 ist dabei mit einem Ablageband 24 gekoppelt, welches einer Schmelzspinneinrichtung 25 zur Herstellung eines Spinnvlieses zugeordnet ist. Die Schmelzspinneinrichtung 25 weist hierzu einen Extruder, eine Spinndüse sowie eine unterhalb der Spinndüse angeordnete Abzugsdüse auf, durch welche die frisch extrudierten Filamentstränge kontinuierlich auf das Ablageband 24 geblasen und zu einem Spinnvlies geführt werden. Von dem Ablageband 24 wird das Spinnvlies über Walzen abgeführt und der Spinnvlieszuführeinrichtung 23 zugeführt.

Anstelle des Ablagebandes 24 und der Schmelzspinneinrichtung 25 besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Spinnvlieszuführeinrichtung 23 mit einer Abzugsstelle für einen Wickel zu kombinieren.

Die anschließende Verbindung beider Faserlagen zu dem Faservlies 11 erfolgt in der Verfestigungseinrichtung 9. Die Verfestigungseinrichtung 9 ist hierzu beispielhaft durch eine Wasserstrahlverfestigung 26 gebildet, bei welcher eine Vielzahl von Wasserstrahlen vertikal gerichtet die Vliesbahn durchdringen. Dadurch entsteht eine besonders schonende Verflechtung der einzelnen Fasern und Faser- stücke, um beispielsweise eine hohe Weichheit, Saugfähigkeit oder Durchlässigkeit in dem Faservlies zu erzeugen. Zur endgültigen Verfestigung wird das Faser- vlies anschließend der Kalandriereinrichtung 12 zugeführt und für die Endverarbeitung zu einem Wickel gewickelt oder zu Streifen geschnitten und abgelegt. Das Faservlies lässt sich je nach Fasertyp alternativ auch ohne eine Endverfestigung durch Kalandrieren direkt einer Aufwickelung zuführen oder weiterverarbeiten.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfϊndungsge- mäßen Vorrichtung sind in ihrem Aufbau und Anordnung der an einer Produktionslinie angeordneten Produktionseinrichtung beispielhaft. Grundsätzlich lassen sich weitere Kombinationen der dargestellten Einrichtungen ausführen. So lassen sich beispielsweise auch Faservliese in drei Lagen oder noch mehr Lagen herstellen, wobei beispielsweise mit einer aerodynamischen gelegten Fasergewirr und einem Spinnvlies kombiniert wird. Zudem lassen sich die Kardenvliese und Kombinationen durch eine Wasserstrahlverfestigung ausbilden.

Insgesamt bietet die Erfindung neue Möglichkeiten, um Faservliese mit hoher Flexibilität und bei kontinuierlicher Prozessführung in ein oder Mehrschichtversionen zu erzeugen.

Bezugszeichenliste

1 Schmelzequelle

2 Spinneinrichtung

3 Filamentbündel 4 Faserband

5 Behandlungseinrichtung

5.1 Streckeinrichtung

5.2 Bandverlegeeinrichtung

5.3 Kräuseleinrichtung 5.4 Trockeneinrichtung

5.5 S chneideinrichtung

6 Transportmittel

7 Faserstücke

8 Kardiereinrichtung 9 Verfestigungseinrichtung

10 Kardenvlies

11 Faservlies

12 Kalandriereinrichtung 14 Einspeisung 15 Karde

16 Vernadelung

17 Transportband

18 Blasablageeinrichtung

19 Faserzuführung 20 Faserablage

21 Förderrohrsystem

22 Mischkammer

23 Spinnvlieszuführeinrichtung

24 Ablageband 25 Schmelzspinneinrichtung

26 Wasserstrahlverfestigung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Faservlieses aus synthetischen Fasern in einer kontinuierlichen Prozessfolge mit folgenden Teilschritten: 1.1. Bereitstellung einer Polymerschmelze zur Extrusion endloser Filamente;

1.2. Extrudieren einer Vielzahl von endlosen Filamenten zu mehreren FiIa- mentbündeln und Zusammenfassen der Filamentbündel zu einem Faserband;

1.3. Behandeln des Faserbandes durch Verstrecken, Kräuseln und Zerschnei- den zu endlichen Faserstücken;

1.4. Kardieren der Faserstücke zu einem Kardenvlies und

1.5. Verfestigen des Kardenvlieses zu dem Faservlies.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserband nach der Extrusion mit einer Prozessgeschwindigkeit im Bereich von 40 m/min bis max. 250 m/min behandelt wird, wobei die beim Zerschneiden anfallende Menge der Faserstücke kontinuierlich zu dem Kardenvlies kar- diert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Gesamttiter des Faserbandes die Menge der Faserstücke in einem Massestrom im Bereich von 5 kg/h bis 300 kg/h pro Meter Arbeits- breite anfallen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstücke vor dem Kardieren in einer Mischkammer gesammelt werden, die zur Einspeisung der Kardiereinrichtung vorgeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kardenvlies vor dem Verfestigen mit einem aerodynamisch gelegten Fasergewirr aus künstlichen oder natürlichen Fasern zu einem mehrlagigen Fa- servlies kombiniert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kardenvlies vor dem Verfestigen mit einem Spinnvlies aus schmelzge- spönnen Fasern zu einem mehrlagigen Faservlies kombiniert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnvlies vor dem Zusammenführen kontinuierlich von einem Wickel abgezogen oder kontinuierlich in einem parallelen Schmelzspinnprozess hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnvlies nach dem Zusammenführen des Kardenvlieses mit einem aerodynamisch gelegten Fasergewirr aus künstlichen oder natürlichen Fasern zu dem mehrlagigen Faservlies kombiniert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigung des Kardenvlies oder der kombinierten Faserlagen durch eine Vernadelung oder eine Wasserstrahlverfestigung erfolgt, wobei das Kardenvlies oder die kombinierten Faserlagen nach der Wasserstrahlverfestigung getrocknet werden.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies in einem letzten Teilschritt kalandriert wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit mehreren zu einer Prozessfolge kombinierte Prozesseinrichtungen in folgender Ausführung: 11. L eine Schmelzequelle (1) zur Bereitstellung einer Polymerschmelze zur

Extrusion endloser Filamente; 11.2. eine Spinneinrichtung (2) zum Extrudieren einer Vielzahl von endlosen

Filamenten zu mehreren Filamentbündeln und Zusammenfassen der Fi- lamentbündel zu einem Faserband;

11.3. mehrere zu einer Faserstrasse kombinierte Behandlungseinrichtungen (5) zum Behandeln des Faserbandes durch Verstrecken, Kräuseln und Zer- schneiden zu Faserstücken;

11.4. eine Kardiereinrichtung (8) zum Kardieren der Faserstücke zu einem Kardenvlies und

11.5. eine Verfestigungseinrichtung (9) zum Verfestigen des Kardenvlieses zu dem Faservlies.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Behandlungseinrichtung (5.5) zum Zerschneiden des Faserbandes und der Kardiereinrichtung (8) ein Transportmittel (6) zum kontinuierli- chen Transport der bei einer Prozessgeschwindigkeit des Faserbandes von 40 m/min bis max. 250m/min anfallenden Faserstücke vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (6) derart ausgebildet ist, dass die Faserstücke mit einem Massestrom im Bereich von 5 kg/h bis 300 kg/h pro Meter Arbeitsbreite führ- bar sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kardiereinrichtung (8) eine Mischkammer (22) vorgeordnet ist, welche mit dem Transportmittel (6) gekoppelt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blasablageeinrichtung (18) zur Bildung eines Fasergewirrs aus künstlichen oder natürlichen Fasern zwischen der Kardiereinrichtung (8) und der Verfestigungseinrichtung (9) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spinnvlieszuführeinrichtung (23) zum Zuführen eines Spinnvlieses zwischen der Kardiereinrichtung (8) und der Verfestigungseinrichtung (9) ange- ordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnvlieszuführeinrichtung (23) mit einem Wickler oder einem Ablage- band (24) zur Führung eines Spinnvlieses kombiniert ist, wobei das Ablageband mit einer Schmelzspinneinrichtung (25) zur Herstellung des Spinnvlieses zusammenwirkt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigungseinrichtung (9) als eine Vernadelung (16) oder eine Wasserstrahlverfestigung (26) ausgeführt ist, wobei der Wasserstrahlverfestigungseinrichtung (26) ein Trockner zum Trocknen des Faservlieses nachgeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalandriereinrichtung (12) zum Kalandrieren des Faservlieses der Verfestigungseinrichtung (9) nachgeordnet ist.