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Dokumentenidentifikation DE10205829B4 04.05.2006
Titel Verstärktes Lagenmaterial sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung desselben
Anmelder Corovin GmbH, 31224 Peine, DE
Erfinder Grunert, Peter, 31228 Peine, DE
DE-Anmeldedatum 13.02.2002
DE-Aktenzeichen 10205829
Offenlegungstag 21.08.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.05.2006
IPC-Hauptklasse D04H 5/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagenmaterial insbesondere für Bauprodukte sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Das Lagenmaterial weist zumindest eine erste und eine zweite Lage auf, wobei beide Lagen ein Vliesmaterial aufweisen, die erste und die zweite Lage miteinander verbunden sind und eine Stützstruktur vorhanden ist, die zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet ist.

Ein verstärktes Lagenmaterial ist aus vielfältigen Dokumenten bekannt. Beispielsweise geht aus der US 4,348,444 ein Drei-Lagen-Material hervor, wobei eine Ober- und eine Unterlage jeweils ein Vliesstoffnetz sind. Beide Vliesstoffnetze werden über einen Film, der mittig angeordnet wird, miteinander verbunden. Aus der DE 34 08 450 A1 ist die Verbindung einer Bitumenmasse mit einem Netz aus Glasfiberfäden bekannt, die durch polygonale Maschen zu einem Wirkverbund untereinander verbunden sind. Dieses gewirkte Netz soll gegenüber einem gewebten Netz Vorteile in Bezug auf ein Elastizitätsverhalten haben. Aus der DE 94 07 750 U1 ist eine Schalungsbahn bekannt, bei der an einem Kunststoffvlies ein aus Glasfaserfäden bestehendes Netz angeordnet ist. Die Glasfasern wie auch das Vlies sind in Kontakt mit einer Bitumenschicht. Die Glasfaserfäden sollen eine erhöhte Rutschfestigkeit auf der Schalungsbahn erzielen. Aus der EP 0 708 212 A1 ist eine Unterspannbahn bekannt. Diese Unterspannbahn weist als Ober- und Unterschicht jeweils eine Vliesschicht auf. Zwischen den beiden Vliesschichten ist ein Film angeordnet. Zur Verstärkung dieses Lagenmaterials befindet sich zwischen dem Film und einer der Vliesschichten ein Netz, das durch einen wasser- und wasserdampfbeständigen Klebstoff mit der Vliesschicht und dem Film verbunden ist. Dadurch soll das Netz eine tragende Funktion in dieser Unterspannbahn übernehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lagenmaterial sowie eine Vorrichtung zu seiner Herstellung und ein Verfahren zur Herstellung des Lagenmaterials zu schaffen, wodurch einerseits das hergestellte Lagenmaterial eine besondere Stabilität aufweist, andererseits eine Produktion ohne große Maschinen-Umrüstzeiten ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird mit einem Lagenmaterial mit den Merkmalen des Anspruches 1 und 7 mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 8 und 11 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Lagenmaterial, insbesondere für Bauprodukte, weist zumindest eine erste und eine zweite Lage auf. Beide Lagen weisen ein Vliesmaterial auf, wobei die erste und die zweite Lage miteinander verbunden sind und eine Stützstruktur vorhanden ist, die zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet ist. Die Stützstruktur wird durch zumindest zwei Einzelfäden gebildet. Die Einzelfäden sind reihenweise zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet und bilden ein Gelege. Die Einzelfäden sind dabei untereinander weder gewebt, gewirkt oder gestrickt. Ein erster Einzelfaden ist zumindest in einem Abschnitt in bogenähnlicher Form zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet. Vorzugsweise wird zumindest der erste Faden zumindest teilweise in einer oszillierenden Form zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet. Die oszillierende Form kann vollständig bogenförmig sein kann jedoch auch gerade Abschnitte aufweisen. Gemäß einer Weiterbildung sind zumindest eine überwiegende Mehrzahl von Einzelfäden in bogenähnlicher Form angeordnet. Vorzugsweise sind die Einzelfäden so angeordnet, dass sie einander zumindest teilweise überkreuzen. Ein Überkreuzen findet dabei derartig statt, dass keinerlei Verknüpfung der Einzelfäden untereinander vollzogen wird. Vielmehr kommen die Einzelfäden übereinander zum Liegen, ohne dass die Einzelfäden Maschen bilden.

Das Lagenmaterial ist insbesondere in einem Einsatzbereich verwendbar, bei dem hohe Zugkräfte auftreten können und daher eine Mindeststabilität auch unter beispielsweise plötzlichen Lastkräften gesichert sein soll. Dieses kann beispielsweise im Baubereich auftreten.

Die Einzelfäden weisen eine Reißfestigkeit auf, die größer ist als eine Reißfestigkeit einer Verbindung der ersten und der zweiten Lage miteinander. Eine Verbindung der ersten und der zweiten Lage miteinander erfolgt beispielsweise mittels Verklebung, mittels Vernadelung, mittels Wasserstrahlverfestigung und/oder mittels eines Thermobondiervorganges. Auch andere Verbindungsmittel wie Ultraschall können eingesetzt werden. Bei Verwendung einer höheren Reißfestigkeit durch die Einzelfäden lässt sich eine größere Stabilität gegenüber einem Lagenmaterial ohne eine derartige Stützstruktur erzielen. Vorzugsweise wird angestrebt, ein Lagenmaterial mit einem Gewicht von > 70 g/qm zu erzielen. Im Gegensatz zu Bestrebungen, äußerst dünne Lagenmaterialien herzustellen, lassen sich bei einem größeren Gewicht mehrere Funktionen des Lagenmaterials miteinander verbinden. Zum einen besteht eine höhere Reißfestigkeit des gesamten Lagenmaterials durch Verwendung der Stützstruktur. Bei geeigneter Auswahl des verwendeten Fadens kann die Stützstruktur auch eine Steifigkeit des Lagenmaterials erzielen. Aufgrund eines höheren Gewichtes wird andererseits eine Wärmedämmung erhöht. Gleichzeitig kann aber auch eine Wassersäule bzw. eine Luftdichtigkeit erzielt werden, die insbesondere bei abschirmenden Produkten wie beispielsweise Bauprodukten vorteilhaft sein kann.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Einzelfäden an Überkreuzungspunkten miteinander verbunden sind. Eine derartige Verbindung ist beispielsweise durch Einsatz eines Klebemittels erzielbar. Das Klebemittel kann nachträglich oder vorher zugeführt werden oder der Einzelfaden weist das Klebemittel selbst auf. Die Überkreuzungspunkte sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie eine besondere Zugfestigkeit aufweisen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei einer Belastung des Lagenmaterials eine Kraftaufnahme über die Einzelfäden erfolgt, ohne dass eine Lagenänderung der Einzelfäden zu einer gravierenden Verschiebung derselben führt. Vielmehr fügen die Überkreuzungspunkte dem Lagenmaterial vorzugsweise eine besondere Stabilität hinzu, insbesondere gegenüber auftretenden Scherkräften. Weiterhin können die Einzelfäden so beschaffen sein, dass sie in einem thermischen Bearbeitungsschritt eine Verbindung untereinander eingehen bzw. eine Verbindung mit den sie umliegenden Lagen. Auch dieses führt dazu, dass die Einzelfäden eine Verstärkung des Lagenmaterials erzielen. Beispielsweise kann ein Einzelfaden ein Bi- oder Mehrkomponentenfaden sein. Ein derartiger Faden hat zum Beispiel einen Kern, dessen Material einen höheren Erweichungspunkt besitzt als ein den Kern umgebendes Mantelmaterial. Vorzugsweise ist angestrebt, dass ein Einzelfaden zumindest teilweise eine kraftschlüssige Verbindung mit zumindest der ersten Lage hat. Beispielsweise kann diese kraftschlüssige Verbindung über eine Kalandrierung erfolgen, bei der der Einzelfaden zum Teil mit einem benachbarten Material, beispielsweise der ersten Lage, eine kraftschlüssige Verbindung erzielt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Lage niedrigschmelzende Fasern aufweist, die eine Verklebung mit einem Einzelfaden und der benachbarten zweiten Lage herstellt. Wird das Lagenmaterial durch einen aufgeheizten Kalander geführt, sorgt die dort auftretende Wärme für eine Verbindung der einzelnen Lagen untereinander. Auf diese Weise wird gleichzeitig ein Einzelfaden in seiner Position fixiert. Die so gewonnene Stabilität des Lagenmaterials weist eine besondere Festigkeit gegenüber Zug- wie auch Scherkräften auf.

Es ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Lage jeweils ein Meltblown-Material aufweisen, insbesondere zumindest überwriegend oder vollständig ein Meltblown-Material ist bzw. sind. Beide Lagen werden durch die Verstärkungsstruktur stabilisiert, wobei vorzugsweise Einzelfäden Verwendung finden, die beispielsweise unter Temperatureinfluß zumindest teilweise aufschmelzen und sich mit benachbartem Material verbinden. Insbesondere Bikomponenten- oder Mehrkomponentenfäden bieten sich hierfür an. Weiterhin kann auch ein Einzelfaden verwendet werden, der zumindest zum überwiegenden Teil ein niedrigschmelzendes Material aufweist. Dieses Material schmilzt und fließt vorzugsweise in das benachbarte Material hinein. Des Weiteren ist vorgesehen dass der Einzelfaden unter Wärmezufuhr seine Gestalt auflöst und sich entsprechend verteilt.

Ein Querschnitt durch mögliche verwendbare Einzelfäden kann eine runde, flache, hohle oder eine sonstige Geometrie aufweisen. Der Querschnitt kann auch über die Länge des Einzelfadens unterschiedlich sein. Ebenso können Einzelfäden mit jeweils unterschiedlichen Querschnitten eingesetzt werden.

Neben den oben beschriebenen Ausgestaltungen wird nachfolgend ein zusätzliches Lagenmaterial mit zumindest einer Oberlage, einer Zwischenlage und einer Unterlage beschrieben, wobei das Lagenmaterial ebenfalls eine Verstärkung aufweist. Die Ober- und die Unterlage sind jeweils Stützstrukturen, die jeweils durch zumindest zwei Einzelfäden gebildet sind. Die Zwischenlage weist ein Vlies, vorzugsweise ein Meltblown-Material, auf. Ein erster Einzelfaden einer Stützstruktur ist zumindest in einem Abschnitt in bogenähnlicher Form angeordnet und mit der Zwischenlage verbunden. Die weiter oben und nun nachfolgend beschriebenen Merkmale sind ebenfalls auf dieses Lagenmaterial, dessen Funktion und Herstellungsweise anwendbar.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials, insbesondere eines oben beschriebenen Lagenmaterials geschaffen, wobei die Vorrichtung zumindest eine erste Vliesstoffzuführung und eine zweite Vliesstoffzuführung aufweist, die hintereinander angeordnet sind. Zwischen der ersten und der zweiten Vliesstoffzuführung ist eine Fadenablageeinrichtung angeordnet, über die zumindest zwei Einzelfäden zwischen eine erste Vlieslage und eine zweite Vlieslage kontinuierlich eingebracht werden können. Durch diese kontinuierliche Herstellungsweise wird erreicht, dass die Herstellung des Lagenmaterials weitestgehend ohne Unterbrechung erfolgen kann.

Die Vliesstoffzuführung kann eine Vliesstoffherstellungsvorrichtung oder eine Rollenwarenzulieferung sein. Die Vliesstoffherstellungseinrichtungen werden insbesondere über entsprechende Silos mit dem notwendigen Polymermaterial versorgt. Die Rollenware wird vorgefertigt, so dass sie abgespult und weiterverarbeitet werden kann. Die Vorrichtung kann insbesondere auch Mischungen von unterschiedlichen Vliesstoffzuführungen aufweisen, um dadurch eine möglichst große Bandbreite unterschiedlicher Lagenmaterialien herstellen zu können. Die Fadenablageeinrichtung wiederum kann beispielsweise über eine geeignete Spuleneinrichtung ebenfalls kontinuierlich betrieben werden. Ein Übergang von einem ersten Faden, der von einer ersten Spule abgewickelt wird, zu einem zweiten Faden, der von einer zweiten Spule abgewickelt wird, kann insbesondere so erfolgen, dass der Vliesstoffherstellungsprozess nicht unterbrochen werden muss. Beispielsweise kann ein derartiger Übergang auch markiert werden, so dass später, nach Beendigung der Herstellung des Lagenmaterials, dieser Bereich wiederauffindbar ist, beispielsweise um ihn herauszuschneiden.

Es ist weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung zumindest eine zusätzliche Materialzuführung aufweist. Das kann beispielsweise eine Sprüheinrichtung, eine Zuführung für einen thermoplastischen Film oder extrudiertes thermoplastisches Material sein.

Es wird vorgesehen, dass die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass die Fadenablageeinrichtung bewegliche Teile aufweist, die eine Position einer Ablage zumindest eines Einzelfadens entlang einer Breite der ersten Vlieslage verändern. Durch die gleichzeitige Fortbewegung der ersten Vlieslage in Maschinenrichtung erzeugt eine derartige Beweglichkeit der Fadenablageeinrichtung eine Fadenablage gemäß einem vorgebbaren Muster. Werden die beweglichen Teile beispielsweise quer zu der Maschinenrichtung bewegt, lassen sich damit Zick-Zack-Geometrien genauso wie auch runde bzw. bogenähnliche Ablegeformen des Einzelfadens auf der ersten Vlieslage erzielen. Vorzugsweise wird eine Bewegung der beweglichen Teile mit der Geschwindigkeit der ersten Vlieslage in Maschinenrichtung aufeinander abgestimmt. Wird beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der die erste Vlieslage bewegt wird, erhöht, so wird gleichzeitig auch neben einer Ablagegeschwindigkeit des Einzelfadens eine Bewegung der beweglichen Teile entsprechend proportional angepasst. Dazu verfügt die Vorrichtung vorteilhafterweise über geeignete. Sensoren und/oder Stellglieder, die eine entsprechende Anpassung über eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung vornehmen.

Die Fadenablageeinrichtung weist eine zugeordnete Spuleneinrichtung auf, von der gleichzeitig mehrere Einzelfäden kontinuierlich abgezogen werden können. Die Spuleneinrichtung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass Einzelfäden benachbart zueinander abgezogen und auf der ersten Vlieslage abgelegt werden können. Gleichzeitig kann die Spuleneinrichtung so ausgebildet sein, dass Übergänge zwischen Einzelfadenenden beispielsweise zu einem automatischen Abschalten der kontinuierlichen Herstellung des Lagenmaterials führen oder zu einem Fadenwechsel.

Es hat sich herausgestellt, dass eine besondere Steifigkeit bzw. Festigkeit des Lagenmaterials dadurch erzielbar ist, dass die Fadenablageeinrichtung zumindest zwei Changiereinheiten aufweist, die ein Überkreuzen von abgelegten Einzelfäden erlauben. Die Changiereinheiten sind bewegliche Teile, mittels denen ein oder mehrere Einzelfäden über eine Breite der ersten Vlieslage verteilt werden können. Vorzugsweise erlauben die Changiereinheiten allein eine Verteilung in Querrichtung. Anders ausgestattete Changiereinheiten sehen vor, dass ein Verfahren in Längs- und Querrichtung gestattet ist. Die Changiereinheiten sind insbesondere so ausgestattet, dass die abgelegten Einzelfäden dabei weder miteinander Maschen bilden, noch miteinander verzwirnt oder in andersartiger Weise gewirkt werden.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Fadenablageeinrichtung eine Web-, Wirk- oder Strickeinheit zugeordnet ist, die die Einzelfäden zumindest teilweise miteinander verwebt, verwirkt oder verstrickt, wobei die verwebten, gewirkten oder gestrickten Einzelfäden kontinuierlich über die Fadenablageeinrichtung zwischen die erste und die zweite Vlieslage zugeführt werden. Durch diese In-Line-Anordnung wird ermöglicht, dass der Vliesherstellungsvorgang nicht unterbrochen werden muss, um die Fäden zwischen die erste und die zweite Vlieslage zu führen. Umrüstzeiten, wie es beispielsweise durch Auswechseln von vorgefertigten Vliesrollen bzw. vorgefertigten Netzen notwendig wäre, entfallen. Es kann auch eine Zuführung eines entsprechend vorgefertigten verwebten, verwirkten oder verstrickten Materials ermöglicht werden.

Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Fadenablageeinrichtung ein Injektor zugeordnet ist, über den eine Ablage eines Einzelfadens erfolgt. Einerseits kann darüber der Faden in seiner Ablage gerichtet gesteuert werden. Andererseits wird dadurch der Einzelfaden besonders unanfällig gegenüber Luftströmen, die auf ihn einwirken könnten und zu einer Ablenkung während der Ablage führen würden. Weiterhin erlaubt die Verwendung eines Injektors, mittels diesem zusätzlich einen Luftstrom auf den Einzelfaden einwirken zu lassen. Der Luftstrom führt durch die Ablage, vorteilhafterweise ein Siebgitter, hindurch und unterstützt dadurch ein zielgerichtetes Positionieren des Einzelfadens auf der ersten Vlieslage. Vorzugsweise wird daher der Fadenablageeinrichtung gegenüberliegend eine Absaugung angeordnet. Die Absaugung kann mit oder ohne Injektor betrieben werden. Durch das Absaugen von Luft durch das Siebgitter oder ein ähnliche Eigenschaften aufweisendes Material wird einerseits die schon dort befindliche Vlieslage weiter fixiert. Andererseits wird dadurch der auf die erste Vlieslage auftreffende Einzelfaden in seiner Position gehalten und ebenfalls fixiert.

Eine weitere Vorrichtung- zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials hat zumindest eine erste Vliesstoffzuführung sowie zumindest eine vorgeschaltete erste Zuführung. Der ersten Vliesstoffzuführung ist eine zweite Zuführung nachgeschaltet, wobei mittels der ersten und der zweiten Zuführung jeweils eine Stützstruktur auf einem Transportmittel abgelegt werden kann. Die zwischen der ersten und der zweiten Zuführung angeordnete Vliesstoffzuführung ist eine Vliesstoffherstellungseinrichtung oder eine Rollenwarenzulieferung. Der zweiten Zuführung nachgeordnet befindet sich ein beheizbarer Kalander. Das Transportmittel ist vorzugsweise ein Siebband, kann aber auch eine Walze oder ähnliches sein. Als Stützstruktur wird insbesondere ein Bikomponentenmaterial zugeführt, dass über die Wärmezufuhr im Kalander zumindest erweicht, sich mit dem benachbarten Material verbindet und dadurch zu einer Verstärkung des zwischen den beiden Stützstrukturen angeordneten Materials führt. Die Vorrichtung wie auch die Fertigung von Material kann weiterhin all diejenigen Merkmale aufweisen, die weiter oben bzw. nachfolgend beschrieben sind.

Gemäß einem weiteren Gedanken wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines mehrlagigen Materials mit zumindest einer ersten Vlieslage und einer zweiten Vlieslage vorgesehen. Zwischen der ersten Vlieslage und der zweiten Vlieslage wird eine Stützstruktur angeordnet. Zumindest zwei Einzelfäden zur Bildung der Stützstruktur werden kontinuierlich zwischen die erste und die zweite Vlieslage zugeführt. Vorzugsweise wirkt auf den Einzelfaden ein Gasstrom ein, der eine Ablage des Einzelfadens auf einer Ablage unterstützt. Dieser Gasstrom kann beispielsweise ein erhitzter Gasstrom sein, der dafür sorgt, dass eine Oberfläche des Einzelfadens aufgeweicht wird, so dass dieser in der Lage ist, eine Verbindung mit, der ersten Vlieslage einzugehen. Auch kann der Gasstrom mit beispielsweise Partikeln oder anderem durchsetzt sein, was zumindest auf eine Einzelfadenoberfläche einwirkt. Zum Beispiel kann dem Gasstrom ein flüchtiges Klebemittel zugefügt werden. Es ist weiter vorgesehen dass der Gasstrom mittels einer Absaugung unterhalb der Ablage abgezogen wird. Dieses unterstützt eine Fixierung des Einzelfadens auf der ersten Vlieslage.

Das folgende Beispiel gibt Werte für ein Lagenmaterial wieder, wie es beispielsweise im Baubereich Verwendung finden kann:

Gewicht des Lagenmaterials: zwischen 75 g/m2 und 120 g/m2 (nach DIN53854)

Reißkraft MD: mindestens 100 N/5cm (nach EN 29073, T3)

Reißkraft CD: mindestens 100 N/5cm (nach EN 29073, T3)

Dicke des Fadens: zwischen 0,05 und 0,3 mm

Lagenmaterialhaftung: mindestens 1,0 N (nach CM-162-A)

Luftdurchlässigkeit bei 2 mbar: über 1100 l/m2s (nach DIN EN ISO 9237)

Wassersäule: über 12 cm (nach DIN EN 20881)

Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch geeignete Auswahl des verwendeten Einzelfadens, seiner Ablage etc. unterschiedliche Reißkräfte in CD wie auch MD zu erzeugen. Wird beispielsweise ein Vlies verwendet, das eine Vorzugsrichtung bezüglich seiner Festigkeitswerte aufweist, so kann dieses durch die Stützstruktur ausgeglichen werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Lagenmaterial mit einer geeigneten Stützstruktur zu versehen, so dass besonders hohe Querreißwerte erzielbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den nachfolgenden Zeichnungen angegeben. Die dort beschriebenen Ausgestaltungen können mit den oben beschriebenen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Es zeigen:

1 eine erste Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials,

2 Beispiele einer Ablage von Einzelfäden,

3 eine Ausgestaltung einer Fadenablageeinrichtung in einer seitlichen Ansicht und

4 die Fadenablageeinrichtung aus 3 in einer Frontsicht.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials 2. Die Vorrichtung 1 weist eine erste Vliesstoffherstellungseinrichtung 3 und eine zweite Vliesstoffherstellungseinrichtung 4 auf. Beide Vliesstoffherstellungseinrichtungen 3, 4 sind in diesem besonderen Falle Spinnvliesherstellungseinrichtungen (gekennzeichnet mit der Abkürzung SB). Zwischen der ersten und zweiten Vliesstoffherstellungseinrichtung 3, 4 sind eine dritte Vliesstoffherstellungseinrichtung 5 und vierte Vliesstoffherstellungseinrichtung 6 angeordnet (gekennzeichnet mit dem Kürzel MB). Die dritte und vierte Vliesstoffherstellungseinrichtung 5, 6 sind jeweils Meltblown-Vliesstoffherstellungseinrichtungen. Zwischen der dritten und vierten Vliesstoffherstellungseinrichtung 5, 6 ist eine Fadenablageeinrichtung 7 angeordnet. Die Fadenablageeinrichtung 7 weist zusätzlich eine Spuleneinrichtung 8 auf, von der Einzelfäden 9 über eine erste Changiereinheit 10 und zweite Changiereinheit 11 auf eine erste Vlieslage 12 abgelegt werden. Die erste Changiereinheit 10 wie auch die zweite Changiereinheit 11 weisen bewegliche Teile 13 auf. Diese sind über eine Breite der Vorrichtung so angeordnet, dass die Einzelfäden 9 in gewünschten Geometrien auf der ersten Vlieslage 12 abgelegt werden können. Dazu können Teile der Changiereinheiten 10, 11 in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des Lagenmaterials 2 bewegt werden. Dies wird durch den Pfeil angedeutet. Die Spuleneinrichtung 8 wieder ermöglicht die Zuführung von einheitlichen Einzelfäden 9, die selbst Garne sein können. Weiterhin erlaubt die Spuleneinrichtung 8 die Verwendung von unterschiedlichen Einzelfäden 9 an verschiedenen Stellen über die Breite des Lagenmaterials 2. So können unterschiedliche Materialstärken, Materialien, Färbungen oder auch Eigenschaften von unterschiedlichen Einzelfäden 9 gewählt und gezielt eingesetzt werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, einen Randbereich des herzustellenden Lagenmaterials 2 besonders zu verstärken, während ein mittlerer Bereich eine geringere Verstärkung benötigt. Weiterer Vorteil einer Hintereinanderanordnung der ersten Changiereinheit 10 und der zweiten Changiereinheit 11 besteht darin, dass zwei oder mehr Einzelfäden 9 überlappend angeordnet werden können. Eine Überlappung sorgt dafür, dass Überkreuzungen von Teilen der Einzelfäden 9 auftreten. Durch das anschließende Aufbringen einer zusätzlichen Lage, beispielsweise wie dargestellt durch die zweite Vliesstoffherstellungseinrichtung 4 und vierte Vliesstoffherstellungseinrichtung 6, wird eine Abdeckung des Geleges erzielt. Nachfolgend kann beispielsweise mittels eines Kalanders eine Thermobondierung erfolgen, wobei eine Prägestruktur des Kalanders so ausgebildet sein kann, dass sie in Einklang mit der Ablegegeometrie der Einzelfäden 9 Überschneidungen aufweist. Aufgrund derartiger Überschneidungen werden die Einzelfäden 9 in das Lagenmaterial 2 eingedrückt und mitverprägt. Dieses unterstützt eine Haftung zwischen den Einzelfäden 9 und den sie umgebenden Lagen.

2 zeigt das Lagenmaterial 2 aus 1 mit verschiedenen Möglichkeiten der Ablage der Einzelfäden 9. Der Pfeil deutet die Maschinenrichtung an. Die Einzelfäden 9 sind so wie dargestellt in einer oszillierenden Form abgelegt worden. Bei dieser oszillierenden Form kann die Amplitude sich ebenso wie die Wellenlänge ändern. Insbesondere kann durch die Hintereinanderanordnung der Changiereinheiten 10, 11 eine Überlappung von Einzelfäden 9 erfolgen. Dann werden Überkreuzungspunkte 14 gebildet. An den Überkreuzungspunkten 14 können die Einzelfäden 9 beispielsweise durch ein Klebemittel, durch eine thermische Behandlung oder ähnliches miteinander verbunden sein. Desweiteren können die Einzelfäden 9 durch eine Kalandrierung des Lagenmaterials 2 fixiert sein. Bondierungsbereiche sind insbesondere so angeordnet, dass die Einzelfäden 9 ihre Ablagegeometrie nur noch ändern können, wenn eine Verbindung von Lagen des Lagenmaterials 2 untereinander zerstört wird.

3 zeigt eine Seitenansicht einer Fadenablageeinrichtung 7. Der Einzelfaden 9 wird durch eine Öse 15 hindurch über eine Reibwalze 16 geführt. Die Reibwalze 16 weist einen griffigen Belag auf, beispielsweise in Form einer Beschichtung, durch den eine Reibung zwischen dem Einzelfaden 9 und der Walze 16 entsteht. Die Walze 16 selbst ist angetrieben. Dadurch wird der Einzelfaden 9 mit einer benötigten Geschwindigkeit von den in 3 nicht näher dargestellten Spulen oder Abwicklungen abgezogen. Die Öse 15 dient insbesondere dazu, den Einzelfaden 9 umzulenken, wobei möglichst niedrige Reibwiderstände entstehen. Zum anderen dient die Anordnung der Öse 15 dazu, eine Positionierung des Einzelfadens 9 vorzunehmen. Die Reibwalze 16 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Anlagenbreite, so dass mehrere Ösen 15 nebeneinander geordnet eine gewisse Anzahl von Einzelfäden 9 verteilen können. Vorzugsweise werden die Einzelfäden 9 nach Durchlaufen der Öse 15 und durch entsprechenden Antrieb durch die Reibwalze 16 in einen Injektor 17 geführt. Der Injektor 17, insbesondere teilweise gestaltet in Form einer Düse, unterstützt ein Abziehen der Einzelfäden 9. Weiterhin dienen die Injektoren 17 als Fadenführung und Positioniereinrichtung einer Ablage 18, insbesondere einem Spinnband. Durch die Injektoren 17 wird vorzugsweise ein Gasstrom geführt. Dieser führt zu einem stabileren Fadenlauf zwischen der Reibwalze 16 und dem Injektor 17. Gleichzeitig unterstützt ein Gasstrom, der zusammen mit dem Einzelfaden 9 durch den Injektor 17 hindurchgeleitet wird und gemeinsam mit dem Einzelfaden 9 austritt, eine verbesserte Ablage und Fixierung auf der Ablage 18. Eine Fixierung wird beispielsweise dadurch unterstützt, dass eine Absaugung 19 unterhalb des Injektors 17 angeordnet ist. Die Absaugung 19 ist in der Lage, den Gasstrom, der aus dem Injektor 17 austritt, nach Durchströmen durch die Ablage 18 aufzunehmen. Vorzugsweise erzeugt die Ablage 19 einen Unterdruck, so dass ein gerichtetes Absaugen des Gasstromes erfolgt. Dieses gerichtete Absaugen ermöglicht eine lagengenaue Fixierung des Einzelfadens 9 auf dem Lagenmaterial 2.

4 zeigt zwei verschiedene Möglichkeiten, wie eine Ablagebewegung des Einzelfadens 9 auf der Ablage 18 vorgenommen werden kann. Die Reibwalze 16 ist über die gesamte Anlagenbreite angeordnet, so dass auch ein Verschieben des Einzelfadens 9 zwischen der Öse 15 und einem Injektor nicht zu einer Unterbrechung des Vortriebes des Einzelfadens 9 führt. Eine Querbewegung zu der Maschinenrichtung des Lagenmaterials 2 wird nun durch einen ersten Injektor 20 dadurch erzeugt, dass dieser gelenkig aufgehangen ist. Ein Gelenk 21 ermöglicht eine Drehbewegung des ersten Injektors 20. Diese Drehbewegung erfolgt vorzugsweise in Querrichtung zur Maschinenrichtung des Lagenmaterials 2. Je nach eingestellter Geschwindigkeit wird diese Pendelbewegung dazu führen, dass der abgelegte Einzelfaden 9 entsprechend einstellbare Amplituden aufweist. Die Wellenlänge wird einerseits durch die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Lagenmaterials 2, zum anderen durch die Geschwindigkeit der Reibwalze 16 und auch durch die Gasstromgeschwindigkeit mitbeeinflusst. Eine Weiterbildung sieht vor, dass anstatt einer Einzelbewegung des ersten Injektors 20 alle in einer Changiereinheit angeordneten Injektoren miteinander verbunden sind. Dieses kann beispielsweise über eine Stange erfolgen. Mittels eines Exzenterantriebes kann dann über die Stange auf die einzelnen Injektoren eine Pendelbewegung ausgeübt werden. Durch eine Veränderung an dem Exzenterantrieb kann eine gleichmäßige Veränderung der Ablagegeometrien der Einzelfäden 9 über die Breite der Anlage erzielt werden. Bei hintereinander angeordneten Changiereinheiten 10, 11 können die beiden Exzenterantriebe so geschaltet sein, dass sie gegenläufig arbeiten, wodurch eine Überlagerung der Einzelfäden 9 erfolgt.

Eine weitere Ausgestaltung wird anhand des zweiten Injektors 22 in 4 verdeutlicht. Der zweite Injektor 22 ist mit einer Traverse verbunden, über die die übrigen Injektoren in dieser Reihe ebenfalls befestigt sind. Durch eine Bewegung der Traverse wird diese Bewegung auf die Injektoren übertragen. Beispielsweise bei einer starren Verbindung zwischen den Injektoren und der Traverse kann dadurch im Gegensatz zur Pendelbewegung nun eine reine Horizontalbewegung ausgeführt werden. Pendelbewegung wie Horizontalbewegung sind als Pfeile angedeutet. Mit der vorliegenden Erfindung können Lagenmaterialien mit innen angeordnetem Gelege hergestellt werden.

Neben dem Baubereich kann das erfindungsgemäße Material in weiteren Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise als Windfang, als Hülle für saugfähiges Material, beispielsweise für Ölsperren, als Außenhülle für Filter, als Filter selbst. Das Lagenmaterial kann Öffnungen aufweisen oder sonstige weitere Eigenschaften, die durch zusätzliche Arbeitsschritte eingestellt werden können.


Anspruch[de]
  1. Lagenmaterial (2) mit zumindest einer ersten und einer zweiten Lage, wobei

    – beide Lagen ein Vliesmaterial aufweisen,

    – die erste und die zweite Lage miteinander verbunden sind und

    – eine Stützstruktur vorhanden ist, die zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Stützstruktur durch zumindest zwei Einzelfäden (9) gebildet ist, die reihenweise zwischen der ersten und der zweiten Lage in Querrichtung angeordnet sind und ein Gelege bilden, ohne untereinander gewebt, gewirkt oder gestrickt zu sein, wobei ein erster Einzelfaden (9) zumindest in einem Abschnitt in bogenähnlicher Form zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet ist und dass die Einzelfäden (9) eine Reißfestigkeit aufweisen, die größer ist als eine Reißfestigkeit einer Verbindung der ersten und der zweiten Lage.
  2. Lagenmaterial (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine überwiegende Mehrzahl von Einzelfäden (9) in bogenähnlicher Form angeordnet sind.
  3. Lagenmaterial (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einzelfäden (9) einander zumindest teilweise überkreuzen.
  4. Lagenmaterial (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfäden (9) an Überkreuzungspunkten (14) miteinander verbunden sind.
  5. Lagenmaterial (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einzelfaden (9) zumindest teilweise eine kraftschlüssige Verbindung mit zumindest der ersten Lage hat.
  6. Lagenmaterial (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage niedrigschmelzende Fasern aufweist, die eine Verklebung mit einem Einzelfaden (9) und der benachbarten zweiten Lage herstellt.
  7. Lagenmaterial mit zumindest einer Oberlage, einer Zwischenlage und einer Unterlage, wobei das Lagenmaterial eine Verstärkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberlage und die Unterlage Stützstrukturen sind, die jeweils durch zumindest zwei Einzelfäden gebildet sind, und die Zwischenlage ein Vlies, vorzugsweise ein Meltblown-Material aufweist, wobei ein erster Einzelfaden (9) einer Stützstruktur zumindest in einem Abschnitt in bogenähnlicher Form und in Querrichtung angeordnet ist und mit der Zwischenlage verbunden ist.
  8. Vorrichtung (1) zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials (2) insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine erste Vliesstoffzuführung und eine zweite Vliesstoffzuführung aufweist, die hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Vliesstoffzuführung eine Fadenablageeinrichtung (7) angeordnet ist, über die zumindest zwei Einzelfäden (9) in Querrichtung zwischen eine erste Vlieslage (12) und eine zweite Vlieslage kontinuierlich eingebracht werden können und dass die Fadenablageeinrichtung (7) zumindest zwei Changiereinheiten (10, 11) aufweist, die ein Überkreuzen von abgelegten Einzelfäden (9) erlauben.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenablageeinrichtung (7) eine Web-, Wirk- oder Strickeinheit zugeordnet ist, die die Einzelfäden (9) zumindest teilweise miteinander verwebt, verwirkt oder verstrickt, wobei die verwebten, gewirkten oder gestrickten Einzelfäden kontinuierlich über die Fadenablageeinrichtung (7) zwischen die erste (12) und die zweite Vlieslage zugeführt werden.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenablageeinrichtung (7) gegenüberliegend eine Absaugung (19) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials, wobei die Vorrichtung zumindest eine erste Vliesstoffzuführung sowie zumindest eine der ersten Vliesstoffzuführung vorgeschaltete erste Zuführung aufweist,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – der ersten Vliesstoffzuführung eine zweite Zuführung nachgeschaltet ist, wobei mittels der ersten und der zweiten Zuführung jeweils eine Stützstruktur auf einem Transportmittel abgelegt werden kann,

    – die zwischen der ersten und der zweiten Zuführung angeordnete Vliesstoffzuführung eine Vliesstoffherstellungseinrichtung oder eine Rollenwarenzulieferung ist und

    – der zweiten Zuführung nachgeordnet ein beheizbarer Kalander angeordnet ist.
  12. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Lagenmaterials (2) mit zumindest einer ersten Vlieslage (12) und einer zweiten Vlieslage, wobei zwischen der ersten Vlieslage (12) und der zweiten Vlieslage eine Stützstruktur angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einzelfäden (9) zur Bildung der Stützstruktur kontinuierlich und in Querrichtung zwischen die erste (12) und die zweite Vlieslage zugeführt werden.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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