A Bahnformen und Nadelstanzen Die Linie kann praktisch jede Stapelfaser verarbeiten, die geöffnet und zu einem Vlies kardiert werden kann, einschließlich Polyester (PET), Polypropylen (PP), Viskose, Nylon, Baumwolle, Wolle, Jute, Hanf, Kokosfaser, Glasfaser, Zweikomponentenfasern mit niedrigem Schmelzpunkt sowie recycelte oder gemischte Fasern. Ausschlaggebend ist nicht der Name der Faser selbst, sondern ihre Länge, Feinheit und Kräuselung, denn diese drei Eigenschaften entscheiden darüber, wie Karde, Kreuzleger und Nadelmaschine konfiguriert werden müssen.
Kurzanleitung: Faserkompatibilitätstabelle
Bevor wir uns mit den Maschineneinstellungen befassen, ist es hilfreich zu sehen, wie gängige Fasertypen im Vergleich zu typischen Verarbeitungsparametern einer Bahnbildungs- und Nadelstanzlinie ausfallen. Die folgende Tabelle zeigt Standardkonfigurationen, die in Polyesterwattelinien, Geotextillinien und Filzproduktionslinien verwendet werden.
| Fasertyp | Typische Länge | Kardierverhalten | Gemeinsames Endprodukt |
| Grundnahrungsmittel aus Polyester (PET). | 38 - 76 mm | Gleichmäßiges, einfaches Kardieren | Watte, Filterfilz, Geotextil |
| Polypropylen (PP) | 38 - 64 mm | Leicht, anfällig für statische Aufladung | Teppichrücken, Agrartextil |
| Viskose / Viskose | 38 - 60 mm | Weich, feuchtigkeitsempfindlich | Wischbasis, Hygienefilz |
| Baumwolle / recycelte Baumwolle | 20 - 40 mm | Erfordert zunächst eine feine Öffnung | Isolierfilz, Watte |
| Wolle | 50 - 90 mm | Elastisch, benötigt sanftes Rollen | Wolle felt, acoustic panel core |
| Jute / Hanf / Kokosfaser | 60 - 150 mm | Grober, hoher Tiefgang erforderlich | Erosionsschutzdecke, matt |
| Glas-/Mineralfaser | 50 - 80 mm | Abrasive, gehärtete Werkzeuge erforderlich | Isolierdecke |
| Zweikomponentig / niedrigschmelzend | 38 - 64 mm | Gemischt mit Trägerfaser | Selbstgebundene Watte, Steppfüller |
Warum Faserlänge und -feinheit wichtiger sind als der Name der Faser
Eine Vlieskardiermaschine bildet ein Vlies, indem sie Faserbüschel zwischen einem Hauptzylinder und einer Reihe von Arbeits- und Abstreifwalzen kämmt. Fasern, die kürzer als etwa 20 mm sind, neigen dazu, durch die Kardengarnitur zu fallen, anstatt sauber zum Abnehmer zu gelangen, während Fasern, die länger als etwa 150 mm sind, sich um Walzen wickeln können, anstatt sie freizugeben. Aus diesem Grund durchlaufen grobe Naturfasern wie Jute oder Kokos vor dem Kardieren normalerweise einen größeren Kammermischer und einen speziellen Feinöffner, sodass die Büschel Zeit haben, sich zu lösen, ohne die nutzbare Faserlänge zu beschädigen.
Beim Kreuzleger spielt die Feinheit eine ähnliche Rolle. Feinere Denier-Fasern legen bei einer bestimmten Läppgeschwindigkeit eine dichtere, gleichmäßigere Fasermatte auf, während gröbere oder gekräuselte Fasern eine langsamere Traversierung benötigen, um Lücken in den gefalteten Schichten zu vermeiden. Bei einer gut gebauten Linie sind die Spannung und die Gittergeschwindigkeit der Kreuzlegerschürze gezielt einstellbar, um diese Unterschiede auszugleichen, weshalb eine einzelne Produktionslinie oft mit nur einer Änderung der Einstellungen zwischen Polyesterwatte in einer Woche und einem Wollmischfilz in der nächsten wechseln kann.
Wie sich die Nadelungsphase an verschiedene Fasern anpasst
Sobald die Bahn oder das gelappte Vlies den Formabschnitt verlässt, übernimmt die Nadelstanzmaschine. Stachelnadeln dringen wiederholt in das Faservlies ein, fangen Oberflächenfasern ein und ziehen sie durch die Dicke, um die Struktur mechanisch miteinander zu verbinden, ohne dass Klebstoff oder Hitze erforderlich sind. Nadeldichte, Schlagfrequenz und Eindringtiefe sind die drei Variablen, die vor der Maschine auf die Faser abgestimmt werden.
| Faserkategorie | Nadeldichte | Schlagfrequenz | Notizen |
| Feine Synthetikstoffe (PET, PP, Viskose) | 5000 - 8000 n/m² | 800 - 1200 U/min | Standard-Doppelplatinen-Aufbau |
| Grobe Naturfaser (Jute, Kokos, Hanf) | 3000 - 5000 n/m² | 600 - 900 U/min | Eine geringere Dichte vermeidet Faserzerkleinerung |
| Wolle and wool blends | 4000 - 6000 n/m² | 700 - 1000 U/min | Durch die geringe Penetration bleibt der Loft erhalten |
| Recycelte / gemischte Fasern | 4000 - 7000 n/m² | 800 - 1100 U/min | Vornadelung empfohlen |
Die Arbeitsbreite der meisten Nadelwebmaschinen im Produktionsmaßstab reicht von etwa 2000 mm bis 8500 mm, und das Ausgangsgewicht kann von sehr leichten Filtermedien mit 10 g/m² bis hin zu dichten Matten mit 1500 g/m² wie Autounterlagen oder schweren Geotextilien reichen. Basierend auf der Zieldichte und dem Widerstand der Faser gegen Verfilzung wird eine einzelne Vernadelungsstufe oder ein Paar aus Vorvernadelung und Hauptvernadelung ausgewählt.
Geräteserie zur Bahnformung und Nadelstanzung
Die folgenden Kernmaschinen bilden die Arbeitskette einer kompletten Vliesbildungs- und Nadelstanzlinie, von der Faservliesbildung über die mechanische Bindung bis zum fertigen Filz.
Typische Anwendungen nach Fasertyp
Durch die Abstimmung einer Faser auf ihre effizienteste Endanwendung wird ein übermäßiges Engineering der Leitung vermieden. Polyester- und PP-Fasern dominieren aufgrund ihres gleichbleibenden Denier-Werts und ihrer geringen Kosten die Wattierung, die Innenpolsterung von Kraftfahrzeugen und die Filtermedien. Wolle und Jute werden für Filze und Erosionsschutzdecken verwendet, bei denen biologische Abbaubarkeit oder natürliche Textur erforderlich sind. Baumwolle und Viskose eignen sich für Hygieneschichten und Wischuntergründe, bei denen es auf Weichheit ankommt, während Glas- und Mineralfasern für Wärme- oder Schalldämmdecken verwendet werden, bei denen die Flammwidrigkeit im Vordergrund steht. Zweikomponentenfasern mit niedrigem Schmelzpunkt werden normalerweise zu 10 bis 30 Prozent in eine Trägerfaser eingemischt, sodass die Matte nach dem Nadeln für zusätzliche Dimensionsstabilität auch thermofixiert werden kann.
Konfigurieren einer Linie für gemischte oder recycelte Fasern
Viele Kunden verwenden keine einzelne reine Faser, sondern eine Mischung, wie zum Beispiel recyceltes Polyester gemischt mit reinem PP oder Wolle kombiniert mit Polyester für mehr Festigkeit. In diesen Fällen ist die Phase des Öffnens und Mischens der Fasern der wichtigste Kontrollpunkt. Ein Ballenöffner, gefolgt von einem Voröffner und einem Feinöffner, zerkleinert komprimierte Ballen, ohne die Fasern zu stark zu zerschneiden, und ein Großkammermischer mischt mehrere Faserströme in einem gleichmäßigen Verhältnis, bevor sie die Karde erreichen. Eine automatische Nivellierung an der Kardierlinie korrigiert dann etwaige Gewichtsschwankungen, die durch ungleiche Mischungsverhältnisse verursacht werden, wodurch der fertige Nadelstoff innerhalb einer engeren GSM-Toleranz bleibt.
Da Mischungsverhältnisse und Zielgewichte von Kunde zu Kunde unterschiedlich sind, werden die meisten Bestellungen als maßgeschneiderte Vliesstoffmaschinenlösung und nicht als feste Katalogkonfiguration geliefert. Arbeitsbreite, Nadelbrettanordnung und Läppgeschwindigkeit werden in der Angebotsphase angepasst, sobald der Fasertyp und die Zielleistung bekannt sind.
Auswahl eines Lieferanten für Mehrfaser-Produktionslinien
Da die Faserkompatibilität davon abhängt, wie gut die Kardier-, Läpp- und Nadelstufen aufeinander abgestimmt sind, lohnt es sich, die gesamte Kette von einer einzigen Vliesstoffmaschinenfabrik zu beziehen, anstatt Maschinen von unabhängigen Anbietern zu kombinieren. Ein CE-zertifizierter Hersteller von Vliesstoffmaschinen mit eigener Erfahrung in den Bereichen Kardieren, Kreuzlegen und Vernadeln kann die Nadeldichte, den Hub und die Arbeitsbreite beim ersten Mal richtig dimensionieren, was den Versuch und Irrtum bei der Inbetriebnahme reduziert. Dieser Ansatz aus einer Hand ist auch der Grund dafür, dass komplette Nadelfilz-Produktionslinien und thermisch gebundene Watte-Produktionslinien in der Regel als ein koordiniertes System und nicht als einzelne Ausrüstung angeboten und installiert werden.
