Thermisch verfestigte Vliesstoffanlage: Heizwalzen- und Verfestigungstrockner-Systeme

Das Prinzip ist unkompliziert. Man mischt eine Bindefaser – üblicherweise eine Niedrigschmelz-Bikomponentenfaser oder eine Niedrigschmelz-Polyester- oder Polypropylen-Stapelfaser – vor dem Krempeln in die Hauptfaser. Wenn der gelegte Flor durch Wärme läuft, erweicht der Niedrigschmelz-Mantel und fließt zu den Faserkreuzungspunkten, während der höherschmelzende Kern intakt bleibt und dem Vlies seinen Körper erhält. Kühlt man ab, erstarren diese geschmolzenen Punkte zu Bindungen. Der Anteil der Niedrigschmelzfaser in der Mischung, oft irgendwo in einem groben Bereich von 10 bis 30 Prozent je nach Produkt, ist einer der wichtigsten Hebel dafür, wie steif oder weich der fertige Flor ausfällt.

Es gibt zwei gängige Wege, diese Wärme zuzuführen, und sie ergeben unterschiedliche Vliese. Eine Heizwalze oder ein Kalander presst den Flor zwischen beheizten Walzen und erzeugt ein flacheres, dichteres, mitunter punktverfestigtes Vlies. Ein Durchluft-Verfestigungstrockner drückt heiße Luft durch den Flor, während dieser voluminös auf einem Förderband liegt, was die Bindungen setzt, ohne das Volumen zu zerdrücken, sodass Bausch und Weichheit erhalten bleiben. Welchen Weg ein Kunde braucht, ergibt sich unmittelbar aus dem Produkt: Eine feste Einlage verlangt die Walze, ein voluminöses Wattevlies oder Filtermedium verlangt den Durchlufttrockner.

Der gesamte Prozess sitzt in einem engen Temperaturfenster. Zu kühl, und die Bindungen sind schwach und das Vlies delaminiert; zu heiß, und man überschreitet den Schmelzpunkt, verglast die Oberfläche, verliert Volumen und kann das Vlies versengen. Der Abstand zwischen gut und schlecht kann eine Sache von Graden und eine Sache der Verweilzeit sein, sodass der Heizabschnitt seinen Sollwert über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig halten muss, nicht nur in der Mitte. Wir bauen die Heizwalze und den Verfestigungstrockner mit zonierter, gut geregelter Wärme, sodass der Bediener eine echte Einstellung zum Fahren hat statt eines beweglichen Ziels.

Die Kühlung ist der Schritt, den man vergisst, und sie ist ebenso wichtig wie die Wärme. Die Bindungen werden erst dann zu Bindungen, wenn die Schmelze wieder erstarrt ist, sodass man Rollenblocken, Verzug und uneinheitliche Festigkeit erhält, wenn man das Vlies wickelt oder schneidet, während es noch warm ist. Wir integrieren eine Kühleinrichtung nach der Verfestigungsstation in die Anlage, damit der Flor auf eine stabile Temperatur abkühlt, bevor er den Wickler oder die Schneider erreicht. Auf einer echten Anlage ist es die gegenseitige Abstimmung von Heizleistung, Anlagengeschwindigkeit und Kühlleistung, die das Vlies von der ersten bis zur letzten Rolle eines Laufs gleichmäßig hält.

Anlagengeschwindigkeit und Vliesgewicht bestimmen den Rest der Rechnung. Schwerere Flore brauchen mehr Verweilzeit, um durchzubinden, sodass eine Thermobonding-Anlage, die ein dickes Wattevlies fährt, langsamer läuft als eine, die eine leichte Abdeckung herstellt, und der Trockner muss auf das langsamste, schwerste Produkt ausgelegt werden, das das Werk zu verkaufen beabsichtigt, nicht auf das einfachste.

Thermobonding und Vernadelung sind weniger Rivalen als vielmehr Werkzeuge für unterschiedliche Aufgaben, und Teil unseres Planungsgesprächs ist die ehrliche Klärung, welches ein Kunde tatsächlich braucht. Die Vernadelung gibt Festigkeit und eine mechanische, filzartige Struktur und bewältigt schwere Gewichte gut, doch sie perforiert den Flor und zieht Fasern hindurch, was man für eine glatte, geschlossene Oberfläche oder ein sehr leichtes Vlies nicht will. Eine Thermobonding-Maschine lässt die Oberfläche intakt, verfestigt sehr leichte Flore, die von Nadeln zerfetzt würden, und ergibt ein sauberes, gleichmäßiges Volumen – weshalb sie bei Wattevliesen, Einlagen, Coverstock und vielen filternahen und hygienenahen Produkten dominiert.

Es gibt auch eine faserbezogene Logik dahinter. Thermobonding funktioniert nur, wenn die Mischung eine schmelzbare Faser enthält, gehört also zu synthetischen oder synthetischen Mischfloren und nicht zu reinen Naturfaserfilzen, wo Vernadelung oder Harzbindung nach wie vor mehr Sinn ergeben. Wenn das Produkt eines Kunden zu schmelzbaren Mischungen passt, gewinnt das Thermobonding meist bei Geschwindigkeit, Oberflächenqualität und Betriebskosten, und das sagen wir dann auch. Wenn nicht, verweisen wir ihn stattdessen auf die Vernadelung oder das Harzfoulardieren, denn niemandem ist geholfen, wenn wir den falschen Verfestigungsweg verkaufen.

KSG liefert den Thermobonding-Abschnitt als integrierten Teil der kompletten trockengelegten Anlage. Vorgelagert wird die Faser geöffnet und gemischt, eine Krempel bildet den Flor und ein HS-Kreuzleger baut ihn auf Gewicht und Breite auf; dann läuft der Flor zur Verfestigung in die Heizwalze oder die Verfestigungstrockner-Strecke, durch eine Kühleinrichtung und weiter zu Längsschneider, Querschneider und Wickler für die Ausrüstung. Weil wir jede dieser Stationen bauen und regeln, sind Verfestigungswärme, Anlagengeschwindigkeit und Kühlung aufeinander abgestimmt statt zwischen getrennten Lieferanten ausgehandelt.

In über 30 Jahren und mit Installationen in mehr als 40 Ländern haben wir gelernt, dass der Verfestigungsabschnitt der Ort ist, an dem Inbetriebnahmeprobleme meist auftauchen, deshalb installieren und starten wir ihn mit unseren eigenen Ingenieuren vor Ort. Der Kunde erhält einen Partner von der ersten Anlagenzeichnung bis zu den ersten Rollen, die die Zielfestigkeit und den Zielgriff erreichen. Wenn das Vlies beim Anlauf nicht richtig verfestigt, ist es unsere Anlage und unsere Aufgabe, sie in die Spezifikation zu bringen.