KONTINUIERLICHES FASERVLIES-HERSTELLUNGSVERFAHREN SOWIE ZUGEHÖRIGE FASERVLIES-HERSTELLUNGSANORDNUNG UND FASERVLIESPLATINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Faservlies-Herstellungsverfahren sowie die zugehörige Faservlies-Herstellungsanordnung und Faservliesplatine aus Fasergemischen von Trägerfasern und Bindefasern.

[0002] Ein Faservlies ist eine Struktur aus Fasern begrenzter Länge, Filamenten oder geschnittenen Garnen. Da für Faservliese eine Vielzahl an Rohstoffen genutzt werden können und es eine Vielzahl an Herstellungsverfahren gibt, können Faservliese einem breiten Spektrum von Anwendungsanforderungen gezielt angepasst werden.

[0003] So gibt es Faservliese mit mehreren Kilogramm Gewicht pro Quadratmeter für Isolationenp und auch Vliese mit weniger als einem Gramm Gewicht pro Quadratmeter, sogenannte Nanovliese.

[0004] Entsprechend den Anforderungen unterscheiden sich die Faservliese in ihrem Aufbau.

[0005] Faservliese mit hoher Absorption beispielsweise sind dicht, haben einen hohen Strömungswiderstand und bestehen aus dünnen oder sehr dünnen Fasern. Eine spezielle Ausführung davon sind Meltblow Faservliese. Im Meltblown Verfahren wird der aus der Düse austretende Polymerstrang unmittelbar durch heiße, in Austrittsrichtung der Filamente strömende Luft verstreckt. Die durch den Luftstrom verwirbelten Fasern werden auf einem Siebband abgelegt. Durch die Ablage kann ein feines Vlies aus verschlauften Polymerfasern erzeugt werden.

[0006] Elektrostatisch gebildete Vliese entstehen durch die Bildung und Ablage von Fasern aus Polymerlösungen oder -schmelzen unter Einwirkung eines elektrischen Felds.

[0007] Faservliese zur Wärmeisolation hingegen sind voluminöser. Bekannt sind auch Kopplungen von Meltblowvliesen mit Stapelfasern um eine voluminöse Struktur zu erzeugen.

[0008] Wenn Faservliese einer mechanischen Belastung unterliegen und elastische Eigenschaften aufweisen, so haben sie bevorzugt in Belastungsrichtung ausgerichtete Fasern. Solche Vliesisolationen werden beispielsweise in Fahrzeugen unter dem Teppich oder hinter der Stirnwand eingesetzt oder auch für die Herstellung von luftdurchlässigen Matratzen verwendet.

[0009] Die Fasern können im Faservlies unterschiedlich orientiert sein. Üblicherweise liegen sie mehr oder weniger parallel zur Oberfläche. Es wird zwischen orientierten Vliesen, bei denen die Fasern sehr stark in eine Richtung orientiert sind, Kreuzlage-Vliesen, bei denen durch ein Übereinanderlegen von einzelnen Faserfloren oder Vliesen mit einer Längsorientierung der Fasern zum Gesamtvlies mittels Kreuzlegern die Fasern vorzugsweise in zwei Richtungen orientiert sind und Wirrlage-Vliesen, bei denen die Fasern beziehungsweise die Filamente jede beliebige Richtung einnehmen können, unterschieden.

[0010] Im Stand der Technik wird bei der Herstellung von Faservliesen aus Stapelfasern zwischen verschiedenen Herstellungsverfahren unterschieden. Mechanisch gebildete Vliese sind solche, die mittels Karde oder Krempeln oder in Airlayverfahren hergestellt werden. Beim Karde- oder Krempelverfahren handelt es sich um ein trockenes Herstellungsverfahren bei dem mehrere Lagen Vliese übereinandergelegt werden. Die Fasern liegen zumeist flächig, parallel zur Oberfläche. Es entstehen je nach Ablageart der Vliese orientierte Vliese oder Kreuzlagevliese. Werden spezielle Krempel verwendet, so können auch Wirrlagevliese gebildet werden.

[0011] Aerodynamisch gebildete Vliese sind solche, die aus Fasern mittels eines Luftstroms auf einer luftdurchlässigen Unterlage gebildet werden. Werden die Vliese über Airlayanlagen hergestellt, so werden die Fasern auf ein luftdurchlässiges Band abgesaugt und liegen in der Fläche orientiert. Je nach Ablage und Bandtransportgeschwindigkeit entsprechend können die Fasern bis zu einem Winkel zwischen 70° und 80° zur Oberfläche aufgestellt werden ohne dabei jedoch vollständig senkrecht zu stehen. Hierbei nehmen die Fasern an beiden Oberflächen einen entgegengesetzten Winkel ein, was eine starke Krümmung der Fasern bewirkt.

[0012] Bei hydrodynamisch gebildeten Vliesen werden Fasern in Wasser aufgeschwemmt und auf einer wasserdurchlässigen Unterlage abgelegt. Dieses Verfahren wird auch als Nassverfahren bezeichnet.

[0013] Senkrecht zur Oberfläche stehende Fasern können mit dem Struto-Verfahren, welches auch als Wavemacker- oder V-Lap-Verfahren bezeichnet wird, erhalten werden. Es handelt sich hierbei um ein Verfahren bei dem aus einem gekardeten Vlies mit horizontaler Faserlage ein flächiges Vlies mit senkrechten Falten erzeugt wird.

[0014] Als Verfahren zur anschließenden Verfestigung der auf oben beschriebene Weise entstandenen Vliese sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt, wie die Möglichkeit eines Reibschlusses oder der Kombination eines Reib- und eines Formschlusses auf mechanische Art und Weise oder die Möglichkeit eines Stoffschlusses, welcher sowohl chemisch durch Zugabe eines Bindemittels als auch thermisch über den Einsatz von Thermoplasten erzielt werden kann. Das meistangewandte Verfahren für die Verfestigung ist der Einsatz von Thermoplasten in Form von niedrig schmelzendem Kunststoff, bevorzugt in Faserform. Diese sogenannten Bindefasern haben einen Schmelzbereich von 100 - 200 °C und liegen bevorzugt als Kompaktfaser oder als Bikomponentenfaser vor.

[0015] Die Druckschrift DE 10 2010 034 159 A1 offenbart eine diskontinuierliche Lösung zur Herstellung von Vliesbauteilen mit senkrecht zur Oberfläche orientierten Fasern, in welcher die Fasern in eine mit Durchströmöffnungen versehene Form über einen Luftstrom transportiert werden, wobei die Form geteilt ausgebildet ist und vor dem Befüllen auseinander gefahren wird, nach dem Befüllen das Fasermaterial durch Schließen der Form komprimiert und anschließend das Fasermaterial durch Heißluft erwärmt wird bis sich die Fasern miteinander verbunden haben, wobei die Fasern in der Form vor dem Komprimieren senkrecht zu der Zufuhrrichtung und in Richtung der aus der Form ausströmenden Luft orientiert werden.

[0016] Ferner ist aus der Druckschrift WO 2006/092029 A1 eine textile Läppmaschine einen geneigten Kamm aufweisend bekannt, der eine vertikal abfallende Faserstoffbahn auf ein Siebband eines durch einen Ofen laufenden Endlosförderers ablegt. Die hin- und hergehende Druckstange drückt die durch den Kamm gebildeten Falten in eine Haieinheit, die sich über die Breite des Maschengürtels erstreckt. Die Einheit hat eine Zahnplatte, die die gefaltete Bahn und die Längsfinger, die über dem Förderer liegen und eine flache Überlappungszone bilden, anfangs verlangsamt. Eine Textilkarte führt die Faserstoffbahn der Läppzone zu und der Ofen verschmilzt alle niedrigschmelzenden synthetischen Fasern in der Bahn mit den umgebenden Fasern, um ein Vlies mit einer Dichte von 80-2000 g / m² zu ergeben. Die Kammbahnrichtung bleibt konstant und die Drückerleiste und die Haieinheit werden auf den Kamm zu und von ihm wegbewegt. Die Antriebe zu Kamm und Drücker sind unabhängig.

[0017] In der Druckschrift US 2004/0097155 A1 wird ein Verfahren eine Anordnung und eine Platine beschrieben, wo in Meltblowfasern direkt beim Herstellungsprozess gekrimmte Stabelfasern zugemischt werden. Durch ein Auseinanderziehen des Vlieses in zwei porösen Wellen mittels Luft entsteht ein Gebilde mit zwei Oberflächen, wo die Fasern planar liegen und ein ausgedünnter Mittelbereich, wo die Fasern eine C - förmige Orientierung einnehmen.

[0018] In der Druckschrift WO 2009/056745 A1 ist ein aerodynamisches Verfahren beschrieben bei dem die Fasern zwischen mindestens einer bewegten porösen Wand mittels Luftstroms transportiert werden und die Luft von außen abgesaugt wird. Dabei legen sich lange Fasern bevorzugt entlang der porösen Wand ab, während vorwiegend kurze Fasern sich senkrecht zum Luftstrom ablegen.

[0019] Weiter offenbart die Druckschrift WO 00/66824 A1 ein luftiges, nicht gewebtes Material mit einer nicht gewebten Bahn, die eine Vielzahl von im Wesentlichen kontinuierlichen Fasern aufweist, die in einer z-Richtung der nicht gewebten Bahn orientiert sind, und ein Verfahren zur Herstellung des luftigen, nicht gewebten Materials aus den in z-Richtung geformten Fasern.

[0020] Von der Firma Cormatex ist eine Anlage bekannt die die Fasern in einen Kanal ablegt und auch seitlich absaugt.

[0021] Die Probleme im Stand der Technik sind, dass alle Verfahren zur Herstellung von Faservliesplatinen aus Stapelfasern mit senkrecht zur Oberfläche orientierten Fasern im Rahmen der Streuung eine gleiche Dichte längs und quer der Platine haben.

[0022] Weitere Nachteile bestehen in der offenbarten Technologie der Druckschrift WO 2006092029 A1 darin, dass durch gleiche Dichte längs und quer der Platine durch die Faltenbildung nur eine zweidimensionale Verformung möglich ist. Das Vlies spaltet auf.

[0023] In den Offenbarungen der Druckschriften WO 2009056745 A1 und US 20040097155 A1 sowie in dem von der Fa. Comatex beschriebenen Verfahren werden Vliese offenbart, die über die Vliesdicke unterschiedliche Dichten und Faserorientierungen aufweisen, wobei in den Oberflächenbereichen die Fasern planparallel im Mittelbereich weitgehend senkrecht dazu liegen, was wiederum eine spätere Verformung des Vlieses zu einem dreidimensionalen Bauteil erschwert.

[0024] Die Verfahren, die zur Herstellung von Faservliesplatinen nach dem Airlay Prinzip arbeiten, (WO 2009056745 A1, US 20040097155 A1 und Fa. Comatex - mit senkrecht zur Oberfläche orientierten Fasern) ermöglichen längs und quer der Platine nur geringe Dichteunterschiede.

[0025] Nachteilig für alle diese Verfahren mit gleicher Dichte über die Breite und die Länge, ist, dass nach einer Formgebung mit unterschiedlichen Dicken, in den dünnen Bereichen die Dichte deutlich höher als im Ausgangsmaterial ist. Dies führt zum einen zu einem höheren Gewicht und zum anderen werden die dünnen Bereiche steifer und oft weniger akustisch wirksam.

[0026] Vlies nach einem bekannten Airlay-Verfahren hergestellt (WO 2009056745 A1, US 20040097155 A1 und Fa. Comatex) haben immer durch den Herstellungsprozess bedingt Fasern parallel zur Oberfläche liegend, was sich dann bei einer dreidimensionalen Verformung negativ bemerkbar macht.

[0027] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und effizientes, wirtschaftliches, kontinuierliches, aerodynamisches Herstellungsverfahren sowie eine Anordnung zur Produktion von Faservliesen mit senkrecht zur Oberfläche orientierten Fasern und definierter Faserorientierung und bevorzugt auch Dichteverteilung über die Länge und Breite des Faservlieses und ein entsprechendes Vlies hierzu bereitzustellen.

[0028] Gelöst wird diese Aufgabe mit einem kontinuierlichen Faservlies-Herstellungsverfahren aus Fasergemischen von Trägerfasern und Bindefasern gemäß Hauptanspruch sowie einer zugehörigen Faservlies-Herstellungsanordnung und Faservliesplatine gemäß nebengeordneten Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0029] Das kontinuierliche Faservlies-Herstellungsverfahren aus Fasergemischen von Trägerfasern und Bindefasern umfasst die Schritte:

a. Zuführen von Fasern;

b. Auflösen / -kämmen und Öffnen der Fasern;

c. Mischen der Fasern;

d. Einsaugen der Fasern zwischen zwei sich gegenüberliegenden, mit gleicher Geschwindigkeit laufenden, luftdurchlässigen Transportbändern, in der Art, dass die Luft von außen im vorderen Abschnitt der Transportbänder, so abgesaugt wird, dass der Luftstrom durch zeitliche und über die Breite örtlich unterschiedliche Luftabsaugung immer durch das abgelegte Vliesmaterial parallel zu den Transportbändern abgesaugt wird, und damit das Faservlies senkrecht zur Oberfläche der Transportbänder angelagert ist;

e. thermisches Verfestigen des entstandenen Faservlieses durch Erwärmen mittels Heißluft oder kurzwelliger Strahlung und Kühlen.

[0030] Je nach Luftführung kann die Orientierung der Fasern im vorderen Bereich der parallel zueinander laufenden Bänder gesteuert werden. Bei einem Absaugen der Fasern direkt am Anfang der Bänder lagern sich die Fasern bevorzugt parallel zu den Bändern an und bilden eine Schicht. Je nach Menge der abgesaugten Luft kann das Verhältnis von parallel liegenden zu senkrecht liegenden Fasern gesteuert werden.

[0031] Die Luftabsaugung kann im vorderen Bereich der Transportbänder, vom Anfang der Transportbänder entlang der Bänder verschoben werden. Damit ist es möglich, die Orientierung der Fasern von parallel zu den Transportbändern zu einer senkrechten Ausrichtung der Fasern zu den Transportbändern zu verändern.

[0032] Wenn auf beiden Seiten der Transportbänder der Saugbereich entlang der Bänder unterschiedlich ist, können Platinen mit einer Schicht parallel zu den Bändern liegende Fasern erzeugt werden.

[0033] Um ein flächiges Ablegen der Fasern auf den Bändern zu verhindern, wird die Füllmenge und die Bandgeschwindigkeit so gesteuert, dass die Faserkondensation immer direkt am Anfang der Bänder liegt.

[0034] Über die Steuerung des Prozesses beim Anfahren kann die Parallellagerung der Fasern an den Bändern verhindert werden, was deutliche Vorteile bei der Verformung des Vlieses bringt.

[0035] Im Anfahrprozess wird der Vliesaufbau gestoppt bis das Band gefüllt ist und dann der Prozess kontinuierlich fortgeführt (vgl. auch Abb. 9 bis 11).

[0036] Mit einer zeitlich variierenden Saugleistung kann über die Vlieslänge die Dichte variiert werden. Über die Bandgeschwindigkeit der Transportbänder können die Dichte und damit die Eigenschaften des entstehenden Faservlieses mit eingestellt werden. Werden Saugleistung und Bandgeschwindigkeit gekoppelt wird der zu erzielende Effekt der gewünschten Dichte und Eigenschaftsänderung verstärkt. Durch eine örtlich und zeitlich unterschiedliche Intensität der Saugleitung über die Breite des Faservlieses ist eine Dichteverteilung auch über die Breite möglich. Damit können Vlies mit örtlich begrenzten Dichteunterschieden längs und quer innerhalb einer Platine hergestellt werden.

[0037] Durch einen definiert einstellbaren Abstand der Bänder zueinander kann die Vliesdicke im Bereich von 5 mm bis 100 mm eingestellt werden. Über eine Veränderung des Bandabstandes kann das Vlies vorkomprimiert werden.

[0038] Die Erwärmung des Vlieses erfolgt bevorzugt mittels Heißluft. In einer Variante kann die Erwärmung des Vlieses über kurzwellige Strahlen erfolgen.

[0039] Je nach weiterer Verwendung des Vlieses unterscheidet sich der Durchwärmungs- und Abkühlungsprozess.

[0040] In einer ersten Ausführung wird das Vlies so durchgewärmt, dass alle Bindefasern aktiviert wurden und im kalten Zustand die maximalen mechanischen Eigenschaften erreicht werden. Durch Vorversuche können die optimalen Parameter bestimmt werden. Im nachfolgenden wird das Vlies mit Luft gekühlt und entsprechend dar nachfolgenden Verwendung auf Maß geschnitten. Abb. 8 zeigt für ein 50mm dickes Vlies die Stauchärte gegenüber der Heizzeit.

[0041] In einer weiteren Ausführung, wird das Vlies nur kurzzeitig erwärmt, die Vliesfestigkeit ist dann so eingestellt, dass das Vlies transportier und stapelbar ist. Im Bild 3 würden für dieses Vlies die erste Heizzeit reichen. Auch hier wird das Vlies anschließend gekühlt und entsprechend der nachfolgenden Verwendung auf Maß geschnitten.

[0042] In einer weiteren speziellen Ausführung wird das Vlies vollständig erwärmt und im durchgewärmten Zustand direkt in eine Endform zum Verformen und Kühlen abgelegt und so ein fertiges Bauteil produziert.

[0043] Die Faservlies-Herstellungsanordnung weist eine Zufuhranordnung für Trägerfasern, eine Zufuhranordnung für Bindefasern, wenigstens eine Auflöse- / -kämmanordnung oder einen Faseröffner zum Aufkämmen, Vereinzeln, Lockern und Lösen der Träger- und / oder Bindefasern, wenigstens ein Mischsystem zum Durchmischen der gelösten Fasern, sowie weiter ein Transportsystem mit Luftabsaugung im vorderen Abschnitt des Transportsystems zur Ausrichtung und Ablage der Fasern bestehend aus Luftleitkanälen und Drucksteuerdüsen und mit einer Wärmequelle im hinteren Abschnitt des Transportsystems mit nachfolgender Kühlquelle zur thermischen Verfestigung des entstandenen Faservlieses; wobei der vordere Abschnitt des Transportsystems mit Luftabsaugung aus sich gegenüberliegenden, mit gleicher Geschwindigkeit laufenden, luftdurchlässigen Transportbändern besteht und die gelösten und gemischten Fasern zwischen den sich gegenüberliegenden Transportbändern eingesaugt werden und sich die Fasern aufgrund der Luftabsaugung in unterschiedlicher Dichte über die Breite und Länge des Faservlieses von außen an den Transportbändern senkrecht zu den Transportbändern anordnen. Über eine automatische oder manuelle Steuerung kann der Bandabstand verändert werden.

[0044] Nachfolgend kann an das Transportsystem mit Luftabsaugung und Wärmequelle ein Förderband zum Abtransport des Faservlieses angeordnet sein.

[0045] Weiter kann an dem Förderband eine Schneidevorrichtung zum Längs- und Querschneiden gekoppelt sein.

[0046] Weiter können nachfolgend an das Förderband und die Schneidevorrichtung Werkzeuge mit dreidimensionaler Kontur zur Herstellung von Formteilen angeordnet sein.

[0047] Bevorzugt laufen die beiden Transportbänder parallel. Gezielt kann der Abstand der luftdurchlässigen Transportbänder geändert und damit die Vliesdicke eingestellt werden.

[0048] In einer weiteren Ausführung kann der Abstand der Bänder zueinander über ihre Länge verringert und somit das Vlies vorkomprimiert werden.

[0049] Der Luftabzugsbereich ist über die Breite in einzelne getrennt ansteuerbare Bereiche unterteilt. Die Steuerung kann dabei über Querschnittsänderungen bei gleiche Saugdruck oder über eine Änderung des Saugdrucks erfolgen.

[0050] In Koppelung mit der Bandgeschwindigkeit und des zentralen Saugdrucks können Vlies mit definiert örtlich unterschiedlichen Dichten erzielt werden.

[0051] In einer ersten Ausführung verlässt das Vlies ohne Übergabe in ein anderes Transportsystem das Band im erkalteten Zustand.

[0052] In einer anderen Ausführung wird das erwärmte Vlies in Platinenabschnitte geschnitten, in die untere Hälfte eines 3 - D Formwerkzeuges, welche unten entlanggefahren wird abgelegt, das Werkzeug mit der Werkzeugoberhälfte geschlossen, das Produkt in die Endform verpresst und das dreidimensionale geformte Produkt abgekühlt.

[0053] Weiter kann die Kühlquelle für die thermische Verfestigung nachfolgend an die Wärmequelle im hinteren Abschnitt des Transportsystems oder den Inhalt des dreidimensionalen Formteils kühlend angeordnet sein.

[0054] Als Wärmequelle und auch Kühlquelle für die thermische Verfestigung können verschiedene Ansätze gewählt werden. Die Wärmequelle kann beispielsweise in Form eines Heißluft-Luftstromes ausgebildet sein. In einer besonderen Ausführung wird das Vlies mittels kurzwelliger Strahlen erwärmt.

[0055] Die Kühlung das Vlieses kann über Kaltluft oder über Kontakt, bevorzugt im 3-D Formwerkzeug erfolgen.

[0056] Die Faservliesplatine besitzt insbesondere, wenn sie entsprechend hergestellt wurde (mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder mittels der Anordnung) eine definierte Dichteverteilung über die Länge und die Breite.

[0057] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen in der Abbildungsbeschreibung detailliert beschrieben, wobei diese die Erfindung erläutern sollen und nicht zwingend beschränkend zu werten sind:
Es zeigen:

Abb. 1

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der senkrechten Ausrichtung der Fasern zwischen zwei parallel verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern;

Abb. 2

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Faservliesplatine;

Abb. 3

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Faservlies-Herstellungsanordnung mit getrennten Zufuhranordnungen von Trägerfasern und Bindefasern, gemeinsamen Mischsystem und parallel verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern;

Abb. 4

eine schematische Darstellung einer über die Breite differenzierte Luftführung und -saugung;

Abb.5

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des hinteren Abschnittes einer Faservlies-Herstellungsanordnung mit parallel verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern, einer Wärmequelle, einer Kühlquelle und einer Zerschneidevorrichtung;

Abb. 6

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des hinteren Abschnittes einer Faservlies-Herstellungsanordnung mit parallel verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern, einer Wärmequelle, einer Zerschneidevorrichtung und einem dreidimensionalen Formteil;

Abb. 7

eine mögliche Dichteverteilung für eine Bodenisolation eines Personenkraftwagens;

Abb. 8

die Stauchhärte in Abhängigkeit von der Durchwärmzeit;

Abb. 9

das Einsaugen der Fasern in zwei mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Bändern in der Art, dass die Fasern parallel zu den Bändern eingesaugt werden;

Abb. 10

die Steuerung der Faser-Füllung bei Produktionsbeginn;

Abb. 11

die Faseranordnung in den Bändern bei kontinuierlicher Produktion und

Abb. 12

die Faseranordnung in den Bändern bei räumlich unterschiedlicher Faserabsaugung entlang der Bänder im vorderen Bereich.

[0058] An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, das funktionsgleiche Bauteile mit einheitlichen Bezugszeichen versehen sind.

[0059] In Abb. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit senkrecht orientierten Fasern 3 zwischen zwei parallel verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4' dargestellt.

[0060] Abb. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Faservliesplatine 2 aufweisend senkrecht orientierte Fasern 3.

[0061] Abb. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Faservlies-Herstellungsanordnung 1 mit getrennten Zufuhranordnungen 5, 5' von Trägerfasern und Bindefasern, getrennten Faseröffnern 6, 6`, gemeinsamen Mischsystem 7 und parallel oben und unten verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4`. Die Fasern werden jeweils von der Zufuhranordnung 5, 5' in einen Faseröffner 6, 6' geführt. An die Faseröffner 6, 6' schließt sich ein gemeinsames Mischsystem 7 zur Durchmischung der Fasern für eine homogene Verteilung an.

[0062] Abb. 4 zeigt in der Frontansicht eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Faservlies-Herstellungsanordnung 1 mit getrennten Zufuhranordnungen 5, 5' von Trägerfasern und Bindefasern, getrennten Faseröffnern 6, 6`, gemeinsamen Mischsystem 7 und parallel oben und unten verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4`. Die Fasern werden jeweils von der Zufuhranordnung 5, 5' in einen Faseröffner 6, 6' geführt. An die Faseröffner 6, 6` schließt sich ein gemeinsames Mischsystem 7 zur Durchmischung der Fasern für eine homogene Verteilung an.

[0063] Über ein System aus mehreren Ventilatoren 15-1 - 15-4 wird der Luft-, Faserstrom über einen Umlenkkanal 16 in die zwei parallelen, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4` geführt.

[0064] Über eine Luftabsaugung 8, 8' ,81 - 8.10 von außen an den luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4` wird über die Vliesbreite mit unterschiedlicher Stärke auch zeitlich veränderlich abgesaugt und die Fasern kondensieren senkrecht zur Oberfläche der Transportbänder in unterschiedlicher Dichte. Der Start der Luftabsaugung 81- 8.10 ist am Anfang der Transportbänder ausgeführt und das Ende der Luftabsaugung 82 liegt direkt vor dem Anlagenbereich für die thermische Verfestigung. Für die thermische Verfestigung sind eine Wärmequelle 9 und eine Kühlquelle 10 hintereinandergeschaltet. Anschließend wird das fertige Faservlies in nachfolgenden Produktionsschritten weiterverarbeitet.

[0065] In Abb. 5 ist eine schematische Darstellung des hinteren Abschnittes eines Ausführungsbeispiels einer Faservlies-Herstellungsanordnung 1 mit parallel oben und unten verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4`, einer Wärmequelle 9, einer Kühlquelle 10 und einem nachfolgenden Förderband 11 mit Zerschneidevorrichtung 12. Die fertigen Faservliesplatinen 2 werden in einem Produktsammelbehälter 13 aufgefangen. Das Ende der Luftabsaugung 82 liegt direkt vor dem Anlagenbereich für die thermische Verfestigung mit Wärmequelle 9 und Kühlquelle 10.

[0066] Abb. 6 zeigt eine schematische Darstellung des hinteren Abschnittes eines Ausführungsbeispiels einer Faservlies-Herstellungsanordnung 1 mit parallel oben und unten verlaufenden, luftdurchlässigen Transportbändern 4, 4`, einer Wärmequelle 9, einem nachfolgenden Förderband 11 mit Zerschneidevorrichtung 12 und dreidimensionalen Formteilen 14. Die untere Hälfte eines dreidimensionalen Formteils 14 wird unter den warmen und somit gut formbaren Faservliesplatinen 2 entlanggefahren. Endet das Förderband 11, so werden die Abschnitte einzeln auf den unteren dreidimensionalen Formteilhälften abgelegt. Die oberen Formteilhälften werden anschließend mit einem festgelegten Druck auf die unteren jeweils mit einer Faservliesplatine 2 gefüllten Formteilhälften gepresst und die Faservliesplatine 2 somit ausgeformt. Die Kühlung der erwärmten und in den dreidimensionalen Formteilen 14 geformten Faservliesplatinen erfolgt jeweils in den unteren Hälften der dreidimensionalen Formteile 14 vor der Übergabe in einen Produktsammelbehälter 13. Es wird ein fertig ausgeformtes Faservliesprodukt erhalten.

[0067] Abb. 7 zeigt für eine Bodenisolation eines Personenkraftwagens eine mögliche Dichteverteilung. In den Fußaufstellbereichen ist die Dichte höher für dieses Beispiel bei 70 kg/m³, im Tunnel und unter den Sitzen bei 30 kg/ m³.

[0068] Abb. 8 die Stauchhärte in Abhängigkeit von der Durchwärmzeit.

[0069] In Abb. 9 ist das Einsaugen der Fasern in zwei mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Bändern in der Art, dass die Fasern parallel zu den Bändern eingesaugt werden, gezeigt.

[0070] Weiter ist in der Abb. 10 die Steuerung der Faser-Füllung bei Produktionsbeginn und in Abb. 11 die Faseranordnung in den Bändern bei kontinuierlicher Produktion dargestellt.

[0071] Abb. 12 zeigt die Anordnung der Absaugung bei räumlich unterschiedlicher Absaugung entlang der Bänder an Ober- und Unterseite und die Anordnung der Fasern in den Bändern.

Bezugszeichenliste

[0072] 

1

Faservlies-Herstellungsanordnung

2

Faservliesplatine

3

Senkrecht orientierte Fasern

4, 4'

luftdurchlässiges Transportband

5, 5`

Zufuhranordnung

6, 6`

Faseröffner

7, 7`

Mischsystem

8, 8`

Luftabsaugung 8-1 - 8-10

81

Start Luftabsaugung

82

Ende Luftabsaugung

9

Wärmequelle

10

Kühlquelle

11

Förderband

12

Schneidevorrichtung

13

Produktsammelbehälter

14

Dreidimensionales Formteil

15-1 -15 -4

Ventilatoren zur Luftsteuerung

16

Umlenkkanal

Ansprüche

1. Kontinuierliches Faservlies-Herstellungsverfahren aus Fasergemischen von Trägerfasern und Bindefasern
umfassend die Schritte:

a. Zuführen von Fasern;

b. Auflösen / -kämmen und Öffnen der Fasern;

c. Mischen der Fasern;

d. Einsaugen der Fasern zwischen zwei sich gegenüberliegenden, mit gleicher Geschwindigkeit laufenden, luftdurchlässigen Transportbändern in der Art, dass die Luft von außen im vorderen Abschnitt der Transportbänder so abgesaugt wird, dass der Luftstrom durch zeitliche und über die Breite örtlich unterschiedliche Luftabsaugung immer durch das abgelegte Vliesmaterial parallel zu den Transportbändern abgesaugt wird, und damit die Fasern senkrecht zur Oberfläche der Transportbänder angelagert werden;

e. thermisches Verfestigen des entstandenen Faservlieses durch Erwärmen mittels Heißluft oder kurzwelliger Strahlung und Kühlen.

2. Faservlies-Herstellungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugleistung an den sich gegenüberliegenden, luftdurchlässigen Transportbändern (4, 4') jeweils identisch ist.

3. Faservlies-Herstellungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugleistung entlang des Bandes an den sich gegenüberliegenden, luftdurchlässigen Transportbändern (4, 4') unterschiedlich ist.

4. Faservlies-Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Saugleistung und/oder die Bandgeschwindigkeit der Transportbänder über den Produktionszyklus nach vorgegebenem System eingestellt wird, wobei eine örtliche und zeitliche Variation realisierbar ist.

5. Faservlies-Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bandgeschwindigkeit der Transportbänder und die Saugleistung der Luftabsaugung miteinander gekoppelt sind.

6. Faservlies-Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand der Bänder zueinander einstellbar ist.

7. Faservlies-Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erwärmung des Vlieses über Heißluft und/oder kurzwellige Strahlen erfolgt.

8. Faservlies-Herstellungsanordnung (1) aufweisend:

- eine Zufuhranordnung (5, 5') für Trägerfasern;

- eine Zufuhranordnung (5, 5') für Bindefasern;

- wenigstens eine Auflöse- / -kämmanordnung oder wenigstens einen Faseröffner (6, 6') zum Aufkämmen, Vereinzeln, Lockern und Lösen der Träger- und / oder Bindefasern;

- wenigstens ein Mischsystem (7, 7') zum Durchmischen der gelösten Fasern;

- ein Transportsystem

- mit Luftabsaugung (8, 8') im vorderen Abschnitt des Transportsystems zur Ausrichtung und Ablage der Fasern bestehend aus Luftleitkanälen und Drucksteuerdüsen (15-1 - 15 - 4)
und

- mit einer Wärmequelle (9) im hinteren Abschnitt des Transportsystems mit nachfolgender Kühlquelle (10) zur thermischen Verfestigung des entstandenen Faservlieses;

wobei
der vordere Abschnitt des Transportsystems mit Luftabsaugung (8, 8') aus sich gegenüberliegenden, mit gleicher Geschwindigkeit laufenden, luftdurchlässigen Transportbändern (4, 4') besteht und die gelösten und gemischten Fasern zwischen den sich gegenüberliegenden Transportbändern befördert werden und sich die Fasern aufgrund der Luftabsaugung (8, 8')(8-1 -8-10) in unterschiedlicher Dichte über die Breite und Länge des Faservlieses von außen an den Transportbändern senkrecht zu den Transportbändern anordnen.

9. Faservlies-Herstellungsanordnung (1) nach dem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
nachfolgend an das Transportsystem mit Luftabsaugung (8, 8') und Wärmequelle (9) ein Förderband (11) zum Abtransport des Faservlieses angeordnet ist.

10. Faservlies-Herstellungsanordnung (1) nach einem der zwei vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sich auf dem Förderband (11) eine Schneidevorrichtung (12) zur Zerteilung des Faservlieses in Abschnitte / Faservliesplatinen befindet.

11. Faservlies-Herstellungsanordnung (1) nach einem der drei vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
nachfolgend an das Förderband (11) und die Schneidevorrichtung (12) dreidimensionale Formteile (14) angeordnet sind.

12. Faservlies-Herstellungsanordnung (1) nach einem der vier vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlquelle (10) für die thermische Verfestigung

- nachfolgend an die Wärmequelle (9) im hinteren Abschnitt des Transportsystems oder

- den Inhalt des dreidimensionalen Formteils (14) kühlend
angeordnet ist.

13. Faservliesplatine hergestellt mittels eines Faservlies-Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt mittels einer Faservlies-Herstellungsanordnung (1) nach einem der fünf vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Faservliesplatine eine definierte Dichteverteilung über die Länge und die Breite besitzt.

Claims

1. Method for the production of a continuous nonwoven fabric from fiber mixtures of carrier fibers and binding fibers,
comprising the steps of:

a. Feeding fibers;

b. Breaking up / combing and opening the fibers;

c. Mixing of the fibers;

d. Sucking in the fibers between two opposing air-permeable conveyor belts running at the identical speed, such that the air in the front section of the conveyor belts is sucked from the outside in such a way that the air flow is always sucked through the deposited nonwoven fabric parallel to the conveyor belts by temporally and locally varying air suction over the width, and thus the fibers are deposited perpendicular to the surfaces of the conveyor belts;

e. Thermal bonding of the created nonwoven fiber by heating by means of hot air or short-wave radiation and cooling.

2. A nonwoven fabric manufacturing method according to claim 1,
characterized in that
the suction power at the opposing, air-permeable conveyor belts (4, 4') is identical in each case.

3. A nonwoven fabric manufacturing method according to claim 1,
characterized in that
the suction power along the conveyor belt is different at the opposing, air-permeable conveyor belts (4, 4').

4. A nonwoven fabric production method according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
the suction power and/or the belt speed of the conveyor belts is adjusted over the production cycle according to a predetermined system, whereby a local and temporal variation can be realized.

5. A nonwoven fabric manufacturing method according to one of the preceding claims,

characterized in that
the belt speed of the conveyor belts and the suction power of the air extraction system are coupled to each other.

6. A nonwoven fabric manufacturing method according to any one of the preceding claims,
characterized in that
the distance between the belts is adjustable.

7. A nonwoven fabric manufacturing method according to one of the preceding claims,
characterized in that the
heating of the nonwoven is carried out via hot air and/or short-wave radiation.

8. A nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) comprising:

- a supply arrangement (5, 5') for carrier fibers;

- a supply arrangement (5, 5') for binder fibers;

- at least one opening arrangement or opening/loosening combing arrangement or at least one fiber opener (6, 6') for combing, separating, loosening and detaching the carrier fibers and/or binder fibers;

- at least one mixing system (7, 7') for mixing the loosened or detached fibers;

- a transport system

- with air suction (8, 8') in the front section of the transport system for aligning and
depositing the fibers consisting of air guide channels and pressure control nozzles (15-1 - 15 - 4)
and

- with a heat source (9) in the rear section of the transport system with subsequent cooling source (10) for thermal bonding of the resulting nonwoven fabric,

wherein

the front section of the transport system with air suction (8, 8') consists of opposing airpermeable conveyor belts (4, 4') running at the same speed, and the loosened and

mixed fibers are conveyed between the opposing conveyor belts, and the fibers are arranged in different density over the width and length of the nonwoven fabric on the transport belts perpendicular to the conveyor belts due to the air suction (8, 8') (8-1 -8-10) from the outside.

9. A nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) according to the preceding claim,
characterized in that
a conveyor belt (11) for transporting away the nonwoven fiber is arranged downstream of the transport system with air suction (8, 8') and heat source (9).

10. A nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) according to one of the two preceding claims,
characterized in that a
cutting device (12) for dividing the nonwoven fabric into sections / nonwoven fiber sheets or blanks is located on the conveyor belt (11).

11. A nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) according to one of the three preceding claims,
characterized in that
three-dimensional moldings (14) are arranged downstream of the conveyor belt (11) and the cutting device (12).

12. A nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) according to any one of the four preceding claims,
characterized in that
the cooling source (10) for thermal bonding and consolidation is arranged

- downstream of the heat source (9) in the rear section of the transport system
or

- for cooling the content of the three-dimensional molded part (14).

13. A nonwoven fabric sheet or board produced by means of a nonwoven fabric production method according to one of claims 1 to 7 or produced by means of a nonwoven fabric manufacturing apparatus (1) according to one of the five preceding claims,
characterized in that
the nonwoven fabric sheet has a defined density distribution over the length and the width.

Revendications

1. Procédé de production continue d'un tissu non tissé à partir de mélanges de fibres de support et de fibres de liaison,
comprenant les étapes suivantes :

a. Alimentation en fibres ;

b. Casser / peigner et ouvrir les fibres ;

c. Mélanger les fibres ;

d. Aspirer les fibres entre deux bandes transporteuses opposées, perméables à l'air et tournant à la même vitesse, de sorte que l'air dans la section avant des bandes transporteuses est aspiré de l'extérieur de telle sorte que le flux d'air est toujours aspiré à travers le tissu non tissé déposé parallèlement aux bandes transporteuses par une aspiration d'air variant temporellement et localement sur la largeur, et que les fibres sont donc déposées perpendiculairement à la surface des bandes transporteuses ;

e. Liaison thermique de la fibre non tissée créée par chauffage au moyen d'air chaud ou de rayonnement à ondes courtes et refroidissement.

2. Procédé de fabrication d'un non-tissé selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la puissance d'aspiration au niveau des bandes transporteuses opposées et perméables à l'air (4, 4') est identique dans chaque cas.

3. Procédé de fabrication d'un non-tissé selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la puissance d'aspiration le long de la bande transporteuse est différente au niveau des bandes transporteuses opposées et perméables à l'air (4, 4')

4. Procédé de fabrication d'un tissu non tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que
la puissance d'aspiration et/ou la vitesse des bandes transporteuses est ajustée au cours du cycle de production selon un système prédéterminé, ce qui permet de réaliser une variation locale et temporelle.

5. Procédé de fabrication d'un tissu non tissé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
la vitesse de défilement des bandes transporteuses et la puissance d'aspiration du système d'extraction d'air sont couplées l'une à l'autre.

6. Procédé de fabrication d'un tissu non tissé selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que
la distance entre les bandes est réglable.

7. Procédé de fabrication d'un tissu non tissé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que
le chauffage du non-tissé est effectué par air chaud et/ou par rayonnement à ondes courtes.

8. Appareil de production de tissu non tissé (1) comprenant:

- un dispositif d'alimentation (5, 5') en fibres porteuses ;

- un dispositif d'alimentation (5, 5') en fibres liantes;

- au moins un dispositif d'ouverture ou un dispositif de peignage d'ouverture/liaison ou au moins un dispositif d'ouverture de fibres (6, 6') pour peigner, séparer, délier et détacher les fibres porteuses et/ou les fibres liantes;

- au moins un système de mélange (7, 7') pour mélanger les fibres déliées ou détachées;

- un système de transport

- avec aspiration d'air (8, 8') dans la partie avant du système de transport pour aligner et déposer les fibres, composé de canaux de guidage d'air et de buses de contrôle de pression (15-1 - 15 - 4)
et

- avec une source de chaleur (9) dans la partie arrière du système de transport avec une source de refroidissement ultérieure (10) pour le collage thermique du tissu non tissé résultant,

dans lequel
la partie avant du système de transport avec aspiration d'air (8, 8') est constituée de bandes transporteuses opposées et perméables à l'air (4, 4') tournant à la même vitesse, et les fibres détachées et mélangées sont transportées entre les bandes transporteuses opposées, et les fibres sont disposées en différentes densités sur la largeur et la longueur du tissu non tissé sur les bandes transporteuses perpendiculaires aux bandes transporteuses en raison de l'aspiration d'air (8, 8') (8-1 -8-10) depuis l'extérieur.

9. Appareil de production de tissu non tissé (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'
bande transporteuse (11) pour évacuer la fibre non-tissée est disposée en aval du système de transport avec l'aspiration d'air (8, 8') et la source de chaleur (9).

10. Appareil de production de tissu non tissé (1) selon l'une des deux revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
un dispositif de coupe (12) pour diviser le tissu non tissé en sections / feuilles de fibres non tissées ou ébauches est situé sur la bande transporteuse (11).

11. Appareil de production de tissu non tissé (1) selon l'une des trois revendications précédentes,
caractérisé en ce que
des moulures tridimensionnelles (14) sont disposées en aval de la bande transporteuse (11) et du dispositif de coupe (12).

12. Appareil de production de tissu non tissé (1) selon l'une des quatre revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la source de refroidissement (10) pour la liaison thermique et la consolidation est disposée

- en aval de la source de chaleur (9) dans la section arrière du système de transport
ou

- pour refroidir le contenu de la pièce moulée tridimensionnelle (14).

13. Feuille ou panneau de tissu non tissé produit au moyen d'un procédé de fabrication d'un tissu non tissé selon l'une des revendications 1 à 7 ou produit au moyen d'un appareil de production de tissu non tissé (1) selon l'une des cinq revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la feuille de tissu non tissé présente une répartition définie de la densité sur la longueur et sur la largeur.

Zeichnung