Auszug Schulungsunterlagen

Was ist Nassvlies?Auszug aus den Schulungsunterlagen.

1-1      Was ist ein Vliesstoff ?

Die englische Bezeichnung dafür umschreibt diesen Begriff sehr treffend.
Non-woven = es ist ein gewebeartiger Verbund von Fasern der nicht gewebt ist.

Laut EDANA ist die Offizielle ISO und CEN Definition von Vliesstoffen

Vliesstoffe werden beschrieben in der ISO-Norm 9092 und CEN EN 29092.
Diese beiden Dokumente sind festgelegt, und in ihrem Inhalt identisch.
Es ist die international anerkannte Definition von Vliesstoffen.

Industrie, Handel und Technologie haben seit ihrer Veröffentlichung im Jahr 1988 sich stetig entwickelt, so werden diese Normen von ISO-Experten aktualisiert, um besser zu reflektieren, was das gegenwärtige Verständnis der Vliesstoffe ist. Der folgende Text wurde vor kurzem auf der International Standard Organisation von der EDANA und INDA vorgeschlagen.

Vlies ist ein Flächengebilde aus Fasern, Endlosfasern oder Kurzfäden jeglicher Art und Herkunft, welches durch irgendein Mittel zu einer Bahn geformt wurde, und in welchem Verfahren miteinander verbunden sind, mit Ausnahme von Weben, Stricken.

oder

ein Vliesstoff (e-Nonwoven, f-Nontissé), ist ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge Endlosfasern (Filamenten) oder geschnittenen Garnen jeglicher Art und Ursprungs, die auf irgendeine Weise zu einem Vliesstoff (Faserschicht oder Flor) zusammengefügt oder miteinander verbunden worden sind.
Davon ausgeschlossen ist das Verkreuzen, Verschlingen von Garnen / Filamenten wie es beim Weben, Wirken und Stricken ……. geschieht.
Folien und geschlossene Papiere gehören nicht zu den Vliesstoffen
Mehr finden Sie unter www.edana.org.

 

1-2      Es gibt mehrere Vliesstoffarten

Man unterscheidet viele trockene oder ein nasses Herstellungsverfahren.
Meistens handelt es sich bei Vliesstoffen um trocken hergestellte Produkte.
Der Anteil der nass hergestellten Produkte liegt seit über 30 Jahren immer im Bereich 5 [ 10 % der weltweit hergestellten Gesamt-Vliesmengen, die jährlich durch die zunehmende Anwendungsmöglichkeit, enorm zugenommen hat.

 

1-3      Trockenvlies-Herstellverfahren
werden separat unterrichtet
– Nadelvliese,
– Krempel,
– Melt-Blown,
– Spinnvliese mittels Extrusion aus Granulaten

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Quelle EDANA 2013

 

1-4      Nassvlies-Herstellverfahren

Zur Herstellung von Vliesstoffen mit gleichmäßigen Festigkeiten und
Faser-Vlieseigenschaften in Längs- und Quer-Richtung MD / CD.

Vorteile sind:
– hohe Gleichmäßigkeit      –
– hohe Produktionsgeschwindigkeiten bis zu 500 m/min (zB: bei Teebeutelvlies )
– Verwendung von kurzen Fasern, 1 [ 25 mm, auch aus Recycling,
– fast alle Fasersorten und Materialen sind verarbeitbar,
– fast alle Sorten sind auch in der Masse mischbar,
– Flächengewichtsbereich zwischen 5 [ 2.500 g/m², (schwere Gewichte sind oft mit anderen Verfahren besser herzustellen)
– 1-2-3 lagige Produkte gleichzeitig herstellbar, mit verfilzter Verbindung, ohne Kleber zwischen den Lagen

 

1-5 Einfach erklärt – wie das Nassvlies-Herstellverfahren funktioniert

Fasermaterial wird in Flüssigkeit zu einer gleichmäßigen Suspension dispergiert.
Auf ein schräg angestelltes, endlos umlaufendes Sieb gepumpt und verteilt.
Mittels Unterdruck wird die meiste Flüssigkeit nach unten abgesaugt. Was von der Suspension übrig bleibt, ist ein Fasergelege in gleichmäßiger Faserwirrlage und Flüssigkeit die in den Kreislauf zurückgeführt wird.

Die Restfeuchtigkeit ist bei zellstoffhaltigen oder ähnlichen Produkten ca. 400 % des Gelegegewichtes, oder 20 % Trockengehalt = (ca. 1 Teil Fasern + 4 Teile Wasser).

Die Restfeuchte besteht aus Dispergierflüssigkeit die z.B:
– von den Fasern selbst aufgenommen wird oder
– sich zwischen den Einzelfasern eingebunden ist

Einstellparameter für die Bestimmung von Flächengewichten sind:
– Konsistenz in den Stoffbehältern
– Stoffpumpenmenge
– Siebgeschwindigkeit

Ein Vorteil ist die Herstellung von Vliesstoffen mit gleichmäßigen Festigkeiten und Faser-Vlieseigenschaften in Längs- und Quer-Richtung.

So kann man Festigkeiten MD / CD fast 1:1 erreichen.
(MD = Machine Direction, CD = Cross Direction)

Dies richtet sich nach den Strömungen und Verdünnungen bei der Faserablage.

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1-6       Eigenschaften von Vliesstoffen

Die Vielseitigkeit von Vliesstoffen bedeutet, innovative, kostengünstige und manchmal unerwartete Resultate auf unzählige Herausforderungen zu schaffen.
Spezifischen Eigenschaften können durch Auswahl der Faserstoffen, Rohstoffen und Verfahren oder durch Aufbringen von Endbehandlungen wie Bedrucken, Prägen, Formen, Laminieren usw. erreicht werden

 

2 -1      Fertigungsabschnitte des Bassverfahrens
( Auszug aus dem Buch Vliesstoffe Kap. 5.1 )

Der Einsatz von papiermaschinenähnlichen oder gleichen Maschinengruppen von der Stoffaufbereitung bis zur Aufrollung zeigt, dass Nassvliesprodukte wegen ihres engen Verwandtschaftsgrades in der Herstellung und des Endproduktes, als Vliese oder ebenso als Langfaser-Spezialpapier bezeichnet werden.
In der Praxis wird häufig noch der Begriff „Filterpapier“ verwendet,
z.B.: bei Kaffeefiltern, Teebeutelpapieren, Staubsaugerbeuteln, oder ähnlichen Produkten.

Die wichtigsten Produkte, die mit dem Nassverfahren hergestellt werden, sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst:

 

Beispiele für den Einsatz von nassgelegten Vliesstoffen:

Spezialvliese Technische Vliese Textilähnliche Vliese
Synthesefaserpapiere Beschichtungsträger Vliesstoffe für Operationswäsche
Zellstoff + Synthesefaser –Papiere Bodenbeläge Bettwäsche
Bedachung- Teerpappenbasisvliese Servietten
Zigarettenfilter-Umhüllungen
Luftfilterpapiere Leitfähige Vliese Glas-und Tassendecken
Staubsaugerpapiere Leiterplattenvliese Tischdecken
Solarvliese
Filter für : Isolationspapiere
  • Treibstoffe
Makulatur-/Überbrückungs-Vliese Hygieneprodukte
  • Öle
Wischtücher / Wipes
  • Lebensmittel
Separatoren-Vliesstoffe Handtücher
  • Luft / Kabinenluft
Windelvlies
  • Motorenluft
Filtervliesstoffe Dentalvliese
  • andere Flüssigkeiten
Karbonvliese Feuchte Krepp
Keramik Vliese
Lebensmittel Dekorvliese
  • Wurstumhüllung
Glasvliese
  • Teebeutelpapiere
Reinraumfilter /  Mikroglas
  • Kaffeefilter-Vlies
Nanofaser-Vliese
  • Backpapiere
Analysen – Papiere
Schablonenpapiere Reinraumfilter /  Mikroglas
Overlaypapiere
Metallvliese aus:
Verpackungsvliese • Edelstahl
• Titan
Brennervliese
Naturfasern für den Gartenbau
·        Abdeckvliese
·        Pflanztöpfe
Klebeband- Basisvliese
Trägerpapiere für Schleifzeuge
Trägerpapiere für Elektronik

 

2-2     Verfahrensprinzip

Die Vliesstoffherstellung mit dem Nassverfahren ist hauptsächlich von der Papierherstellung abgeleitet.

Typisch sind folgende Verfahrensschritte:

– Dispergierung von Fasern in Wasser (Lösung der Faserstapel oder Verbindungen, in Einzelfasern
– Kontinuierliche Vliesbildung auf einem Siebband durch Filtration
– Verfestigung (nicht immer erforderlich)
– Trocknung
– Aufrollung der gebildeten Vliesbahn

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Abbildung zeigt die einzelnen Fertigungsabschnitte des Verfahrens.

 

2 -3     Rohstoffe und Faservorbereitung

Aus langjähriger Erfahrung und zahlreichen Versuchsdurchführungen mit verschiedenen Fasermaterialien auf den Schrägsieb-Labor- und Produktionsanlagen der Fa. PILL NVT kann festgestellt werden, dass sich fast alle Fasertypen und Materialien zu einem Vlies ablegen lassen.

Wichtig für das Produkt sind das Dispergierverhalten der Fasern und die Faserlänge, sowie der Formations-winkel und die Wassereigenschaften. \
Bisher wurden folgende Fasersorten in verschiedenen Längen, Dicken oder Aufbereitungszuständen und Mischungen, ein- und zweilagig, auf dieser Laboranlage verarbeitet:

– Zellstoffe (Materialien unterschiedlichster Art)
– Chemiefasern (Viskose, PES, PA, PP, Polyacryl, Polyacrylat
– Chem. Bindefasern (PVA, Co-Polyester, Bi-Komponentenfaser, Polyuron, PTFE, verschiedene Aramide (Para + Meta))
– High-Tech-Fasern (Keramik, Karbon + Recycl.–Karbon, SiO2, SiC

– Mineralfasern (C + E- Glas, Microglas, Steinwolle)
– Metallfasern (Titan, Nirostahl)
– Naturfasern (Flachs, Jute, Hanf, Kenaf, Bast, Baumwolle, Kokos, Ramie, Tabak, Pilzsporen)
– Abfall- + Recyclingfasern (Textilien, Leder, Karbon, ………Scherstäube aus verschiedensten Rohmaterialien)

 

2 -4     Spezielle Faserrohstoffaspekte 
(Auszug aus Vliesstoffe Kapitel 5.2.1)

Die Dispergierfähigkeit von Fasern in Flüssigkeit ist für das Nassverfahren sehr wichtig. Faserbündel, Faserstapel oder Zellstoffplatten der Rohstoffe sollten beim Dispergieren zu einer Suspension in der Aufbereitungseinrichtung homogen in Einzelfasern zerlegbar sein und beim Transport zur Faserablage (Vliesbildung) gleichmäßig verteilt bleiben.

Manche Faserstoffe erfüllen diese Voraussetzungen nicht.
Sie lassen sich nicht separieren oder sie verbinden/verknoten sich in der Suspension zu Faserkollektiven (Verspinnungen).

Das Ergebnis ist eine ungleichmäßige Faserverteilung im Vlies mit sichtbaren Knoten und gestörter Blattstruktur.

Das Dispergierverhalten eines Faserstoffes wird im Wesentlichen von folgenden Faktoren beeinflusst:
– dem aus Faserlänge und Faserfeinheit errechneten Schlankheitsgrad
– der Steifigkeit der Faser in flüssigem Medium (Nassmodul)
– dem Quellverhalten
– der Art der KräuseIung
– der Benetzbarkeit
– der Schnittqualität der Fasern

Die Dispergier-Eigenschaften verschlechtern sich mit zunehmendem Schlankheitsgrad und abnehmender Steifigkeit der Fasern.

Fasermaterial und -abmessungen sind weitere Kriterien für die Verarbeitung der Fasern.
Normalerweise lassen sich Faserverbindungen mit glatten Sorten leichter zu einer homogenen Suspension aufbereiten als lange feine, fibrillierte, gekräuselte oder Natur-Fasern. Diese neigen viel mehr zum Verspinnen.

Die hier angedeuteten Abhängigkeiten haben die Konsequenz, dass im Nassverfahren, mit wenigen Ausnahmen, nur Faserstoffe mit Längen unter 30 mm eingesetzt werden können.

In der Textilindustrie gehören die Spinnfasern dieser Längen zu den Kurzschnitten. Die in der normalen Papierherstellung verwendeten Fasern sind maximal 3 [ 5 mm lang.

Die Erfahrung der letzten Jahre hat gezeigt, dass normalerweise gut benetzbare Faserstoffe auch gute Dispergier-Eigenschaften besitzen und andere Fasertypen zur Flockenbildung neigen.
Bei der Vielzahl von neuen Faserarten und verschiedenen veränderten Eigenschaften kann man solche Aussagen nicht mehr pauschal vornehmen.

Für die Auflösung von Faserstoffen zur Suspension ist auch die Faseroberfläche, die Fibrillierung der Fasern, die Viskosität der Flüssigkeit und die Art der Auflösegeräte mit entscheidend.

Das hat zur Folge, dass Synthesefasern für das Nassverfahren von den Faserherstellern mit Avivagen (Spinnölen) versehen werden, welche die Benetzbarkeit verbessern.

Deshalb werden auch Netzmittel oder andere Hilfsmittel der Faserstoffsuspension zugegeben. So ist es bei manchen „schweren“ Faserstoffen, wie Glas-, Metall-, Mineralfasern und anderen ähnlichen Fasern erforderlich, die Flüssigkeit einzudicken, damit sich die Fasern in der Suspension bis zur Vliesablage in gleichbleibendem Schwebezustand befinden.

Typische Faserfehler resultieren oft aus fehlerhaft geschnittene Faserstoffe.

Sie enthalten Fasern, deren Länge die eigentliche Schnittlänge mehrfach übersteigen kann. Durch stumpf gewordene Schneidwerkzeuge werden die Faser-Enden hakenförmig.
An deren Enden sich im Wasser beidseitig Fasern einhängen können und zu einer „Doppelnoppe“ werden.

Die Forderung nach einwandfreier Schnittqualität resultiert aus der Feststellung, dass schon wenige überlange Fasern die Ursache von Verspinnungen und Knoten in der Suspension sein können.

Diese Fehler können schon durch optische Fehlererkennung auf einer Laboranlage festgestellt werden.
Somit ist eine größtenteils fehlerfreie Faserschnittqualität lieferbar.

Verklebungen von Filamenten sind meist chemisch lösbar, Verschmelzungen oder Verformungen nicht.

Nicht alle im Produkt sichtbaren Faseranhäufungen oder Batzen sind Faserfehler.

Fehlerstellen können z.B. auch auftreten, wenn die Reinigung des Formationssiebes ungenügend, das Vakuum zu groß, ungeeignete Entwässerungssiebe verwendet werden oder bei der Faserablage die Entwässerung zu stark ist.

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