Dipl.-Ing. Barbara Schimanz

Modellierung und experimenteller Nachweis von Zusammenhängen zwischen Parametern des Vernadelns, der Faseroberfläche und des Porenvolumens von dreidimensionalen Vliesstoffen

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200500804

Kurzfassung in Deutsch

In der vorliegenden Arbeit wurden Nadelvliesstoffe untersucht, die durch spezielle Nadelverfahren wie Velourisieren bzw. verbindendes Vernadeln eine dreidimensionale Struktur erhielten.
Die vertikale Ausrichtung von Fasern in einer gleichmäßigen, parallelen Faserpolschicht an der Oberfläche, was durch das velourisierende Vernadeln erreicht wird, bedingt die Vergrößerung der wirksamen Faseroberfläche sowie des spezifischen Hohlraumvolumens.
Ebenso vergrößert sich die wirksame Faseroberfläche und das spezifische Hohlraumvolumen durch das verbindende Vernadeln zweier Vliesstoffe, wobei Faserbüschel die beiden Vliesstoffe auf definiertem Abstand halten.

Ausgegangen wurde von mathematischen Beziehungen zur Widerhakengeometrie der Filznadeln, Anzahl der transportierten Fasern im Widerhaken, Vernadelungsparametern und die damit verbundene Vergrößerung von Faserpolschicht und Hohlraumvolumen der Vliesstoffe.
Über eine Versuchsreihe mit Variation bestimmter Eingangsgrößen, anschließender Regressionsanalyse und Schaffung eines semantischen Modells konnte der Einfluss auf bestimmte textilphysikalische Eigenschaften der Vliesstoffe nachgewiesen werden. Unter Einbeziehung der Ergebnisse aus Analyse und Modellbildung erfolgte eine Anpassung und der Nachweis der theoretisch ermittelten Beziehungen.

Mit Hilfe der gefundenen Ergebnisse ist es möglich, bei Vorgabe definierter Einflussgrößen Voraussagen auf bestimmte Zielgrößen zu treffen und Rückschlüsse auf Größe der wirksamen Faseroberfläche und das spezifische Hohlraumvolumen von dreidimensionalen Vliesstoffen zu ziehen. Das gewährleistet eine wesentliche Kosten- und Zeiteinsparung innerhalb des industriellen Herstellungsprozesses von mittels Nadelns velourisierten und verbundenen Vliesstoffen.

Kurzfassung in Englisch

Needle-punched nonwovens produced by special needle-punching technologies like velourising and needling of two nonwoven layers with defined space to get a three-dimensional structure were investigated.
The vertical orientation of the fibres in an uniform parallel fibre pile layer provided by the velourised needle-punching process causes an increase of the effective fibre pile surface and the hollow space.
Also, the effective fibre pile surface and the hollow space are increased by needle-punching two nonwoven layers with defined space; fibre-bundles keep the two nonwoven layers at defined distance.

Mathematical coherences of the geometry of barbs, number of fibres transported by the barbs, needle-punching parameters and the resulting increase of fibre pile surface and hollow space of the nonwovens formed the basis for all carried out investigations.
By a number of tests varying in special input parameters, followed by a regression analysis and the creation of a semantic model. The influence of these parameters on the textile-physical properties could be proved. An adaptation and verification of the mathematical formulas was carried out by using the results of the analysis and the modelling.

The found results allow to predict the influence of special input parameters on several output parameters and to get conclusions on the size of the effective fibre pile surface and the specific hollow space of three-dimensional nonwovens. This guarantees an essential reduction of costs and time in the industrial production process of needle-punched velourised and spacer nonwovens.

weitere Metadaten

alternativer Titel
(Englisch)
Modelling and experimental verification of coherences between parameters of the needle-punching process, the fibre-pile surface and the hollow-space of three-dimensional nonwovens
Schlagwörter
Faserpolschicht
Schlagwörter
Velourisieren
Schlagwörter
Widerhakennadeln
Schlagwörter
genadelter Abstandsvliesstoff
Schlagwörter
spezifisches Hohlraumvolumen
Schlagwörter
wirksame Faseroberfläche
SWD SchlagworteFaserbündel
SWD SchlagworteNadelvliesstoff
DDC Klassifikation620
Institution(en) 
HochschuleTU Chemnitz
FakultätFakultät für Maschinenbau
BetreuerProf. Dr.-Ing. habil. Eberhard Köhler
GutachterProf. Dr.-Ing. habil. Eberhard Köhler
Prof. Dr.-Ing. Hilmar Fuchs
Prof. Dr.-Ing. habil. Hartmut Rödel
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)17.12.2004
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung24.06.2005
Veröffentlichungsdatum (online)05.07.2005
persistente URNurn:nbn:de:swb:ch1-200500804

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