VLIESFORMER

Abstract

 Maschine und Verfahren zum Erzeugen eines Vlieses aus Stapelfasern, bei dem eine Faseranhäufung auf einem Siebband (5) angesaugt und zu einer Fräswalze (6) geführt wird, die die überschüssigen Fasern wieder auf die Faseranhäufung wirft und das Vlies mit der gewünschten Dicke passieren lässt.

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Erzeugen eines Vlieses aus Stapelfasern, bei dem eine Faseranhäufung auf einem Siebband angesaugt und zu einer Fräswalze geführt wird.

STAND DER TECHNIK

[0002] 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).

[0003] 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.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0004] 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, insbesondere eine Fräswalze und eventuelle Rückstreifwalzen wieder auf das Zuführsystem geworfen werden.

[0005] Bei dem Verfahren weist die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Walze auf oder besteht aus mindestens einer rotierenden Walze.

[0006] Die Walze, d. h. die Fräswalze und/oder Rückstreifwalze, ist vorzugsweise mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen.

[0007] Bei einer Ausführungsform des Verfahrens dreht sich die Walze, d. h. die Fräswalze und/oder Rückstreifwalze, gegenüber dem Siebsystem entgegengesetzt und vorzugsweise mit einer höheren Oberflächengeschwindigkeit als das sich bewegende Sieb.

[0008] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Fräseinrichtung bzw. das Frässystem ein Band auf oder besteht aus diesem. Das Band weist vorzugsweise eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, auf.

[0009] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa.

[0010] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Unterdruck konstant geregelt.

[0011] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis des Frässystems und dem Sieb bzw. Siebelement einstellbar.

[0012] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis des Frässystems und dem Siebelement über die Arbeitsbreite des Systems variabel einstellbar.

[0013] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Saugsystem in mehrere Zonen unterhalb der Siebfläche im Bereich des Fräsens unterteilt. Die Zonen können vorzugsweise mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden.

[0014] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind die Unterdrücke aufgrund von Messwerten am erzeugten Vlies beeinflussbar.

[0015] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens arbeitet das Frässystem mit mindestens einer Rückstreifwalze zusammen.

[0016] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Frässystem an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen.

[0017] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind die Rückstreifwalzen an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen.

[0018] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die abgefrästen Fasern zu den losen Fasern des Auflagesystems bzw. Zuführsystems zurückgeworfen.

[0019] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Auflagesystem dasselbe Sieb wie an der Ansaugstelle.

[0020] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist dem Frässystem mindestens ein weiteres Frässystem im Produktionsprozess nachgeordnet.

[0021] Eine Vorrichtung zum Bilden eines Faservlieses weist ein Zuführsystem, eine Fräseinrichtung und ein unterhalb der Fräseinrichtung bewegbares Sieb bzw. Siebsystem auf oder besteht hieraus. Die Fräseinrichtung ist dabei so gestaltet, dass die abgefrästen Fasern wieder direkt auf das Zuführsystem geworfen werden.

[0022] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Walze auf oder besteht aus mindestens einer rotierenden Walze.

[0023] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Walze mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen.

[0024] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung dreht sich die Walze gegenüber dem Siebsystem entgegengesetzt und bewegt sich vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb.

[0025] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Fräseinrichtung bzw. das Frässystem ein Band auf oder besteht aus diesem, wobei das Band vorzugsweise eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, aufweist.

[0026] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Fasern zum Bilden eines Faservlieses durch ein Saugsystem über einen Unterdruck an das Siebsystem bzw. Sieb ansaugbar, wobei der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre bevorzugt mindestens 200 Pa beträgt.

[0027] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung wird der Unterdruck konstant, d.h. auf einen konstanten Wert, geregelt.

[0028] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der Fräseinrichtung und dem Siebelement einstellbar.

[0029] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Abstand zwischen dem Schlagkreis der Fräseinrichtung und dem Siebelement über die Arbeitsbreite des Systems variabel einstellbar.

[0030] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Vorrichtung ein Saugsystem auf, das bevorzugt in mehrere Zonen unterhalb der Siebfläche im Bereich des Fräsens unterteilt ist.

[0031] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Zonen mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar.

[0032] Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das Frässystem mindestens eine Rückstreifwalze auf.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0033] 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 bevorzugt mindestens eine Fräswalze 6) und/oder mindestens ein Band mit einer zum Fräsen ausgeführten Oberflächenstruktur und/oder Mitnehmern, insbesondere Nadeln, auf.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] 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).

[0037] Es ist vorteilhaft, mindestens eine weitere Walze 7), insbesondere eine Rückstreifwalze, oberhalb der Fräswalze, d. h. auf der dem Siebband 5) abgewandten Seite der Fräswalze 6), anzubringen, 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 zugewandten Seite, d. h. in die Transportrichtung gewandte Seite, durch eine Faserabsaugung abgesaugt werden 10). 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.

Ansprüche

1. Verfahren zum Bilden eines Faservlieses, 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 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Walze aufweist, wobei die Walze vorzugsweise mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen ist, sich gegenüber dem Siebsystem entgegengesetzt dreht und/oder sich vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb bewegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, wobei Fräseinrichtung ein Band aufweist, das vorzugsweise eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. 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 Fräseinrichtung und dem Sieb einstellbar und vorzugsweise über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, wobei ein Saugsystem unterhalb der Siebfläche 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 Fräseinrichtung mit mindestens einer Rückstreifwalze zusammenarbeitet und die Rückstreifwalzen vorzugsweise an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 - 7, wobei die Fräseinrichtung an der der Faserauflage abgewandten Seite mit einer Faserabsaugung versehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 - 8, wobei die abgefrästen Fasern zu den losen Fasern des Auflagesystems zurückgeworfen werden und/oder das Auflagesystem dasselbe Sieb beinhaltet wie an der Ansaugstelle.

10. Vorrichtung zum Bilden eines Faservlieses, die ein Zuführsystem, eine Fräseinrichtung und ein unterhalb der Fräseinrichtung bewegbares Sieb aufweist, wobei die Fräseinrichtung so gestaltet ist, dass die abgefrästen Fasern wieder direkt auf das Zuführsystem geworfen werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Fräseinrichtung mindestens eine rotierende Walze aufweist, die mit einer Sägezahngarnitur, Nadeln oder einer Oberflächenstruktur versehen, gegenüber dem Siebsystem entgegengesetzt drehbar und/oder vorzugsweise mit höherer Oberflächengeschwindigkeit als das Sieb bewegbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Fräseinrichtung ein Band aufweist, das bevorzugt eine Oberflächenstruktur oder Mitnehmer, z. B. Nadeln, aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 12, wobei ein Saugsystem zum Ansaugen von Fasern an das Sieb vorgesehen ist, und vorzugsweise der Unterdruck gegenüber der Atmosphäre mindestens 200 Pa beträgt und/oder der Unterdruck auf einen konstanten Wert regelbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 13, wobei ein Abstand zwischen dem Schlagkreis der Fräseinrichtung und dem Sieb einstellbar ist und bevorzugt über die Arbeitsbreite der Fräseinrichtung variabel einstellbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Saugsystem unterhalb der Siebfläche zumindest im Bereich des Fräsens vorgesehen ist und bevorzugt in mehrere Zonen unterteilt ist, wobei die Zonen noch bevorzugter mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 15, wobei die Fräseinrichtung mindestens eine Rückstreifwalze aufweist.

Zeichnung