AT267308B - Verfahren zur Herstellung von Fasergebilden auf einer Papiermaschine - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Fasergebilden auf einer Papiermaschine 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasergebilden auf einer Papiermaschine und eine Papiermaschine zur Durchführung des Verfahrens. 



   Nach einem älteren Vorschlag werden flächige Fasergebilde auf der Papiermaschine durch Zuführen einer wässerigen Fasersuspension zum Sieb und Entwässern des auf dem Sieb sich bildenden Vlieses hergestellt. 



   Die Erfindung geht aus von dem Verfahren nach dem älteren Vorschlag und besteht darin, dass mindestens ein Strang von parallel zueinander liegenden, unverzwirnten endlosen Einzelfasern in einen von einem schnell fliessenden Wasserstrom durchsetzten Zuführkanal eingeführt wird, wobei das freie Ende   des Zuführkanals   im Stoffauflauf unterhalb des   Flussigkeitsspiegels mündet.   Dabei kann erfindungsgemäss die Einführung des Faserstranges in den Zuführungskanal durch einen Wasserrückstau hindurch erfolgen. 



   In dem von einem schnell fliessenden Wasserstrom durchsetzten Zuführkanal wird der aus parallel angeordneten und nicht verzwirnten endlosen Einzelfasern bestehende Strang in seine einzelnen Fasern aufgelöst. Durch die Anordnung der Mündung des Zuführkanals unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Stoffauflauf ist ein unerwünschtes Mitreissen von Luftblasen zu vermeiden, die sich auf die Vliesbildung nachteilig auswirken. 



   Mittels einer Regulierung der Geschwindigkeit des Wasserstromes im Zuführkanal lässt sich die Auflösung des Faserstranges beeinflussen und es kann damit   dieAbzugsgeschwindigkeit   des Endlosfaserstranges geregelt werden. 



   Vorteilhaft wird erfindungsgemäss die Geschwindigkeit, mit welcher der Endlosfaserstrang dem Zuführkanal zugeleitet wird, grösser gewählt als die Geschwindigkeit des Stoffwassers und bzw. oder des Siebes. Dadurch werden nach dem Verlassen des Zuführkanals die einzelnen Endlosfasern abgebremst und legen sich in einer Schleifenform auf dem Papiermaschinensieb ab. Zur Herstellung eines mehrlagigen Faservlieses erstreckt sich die Erfindung darauf, dass die Endlosfaserstränge in verschiedenen Ebenen vorzugsweise mit verschiedener Relativbewegung zueinander dem Sieb zugeführt werden. 



   Zweckmässig erhalten dabei die endlosen Fasern in den einzelnen Ebenen, von Ebene zu Ebene verschiedene Relativbewegungen zum Sieb. Die verschiedenen Relativbewegungen lassen sich beispielsweise auf einfache Weise durch unterschiedliche Zuführgeschwindigkeiten der Endlosfaserstränge in den einzelnen Ebenen erreichen. Da vorzugsweise die Zuführgeschwindigkeit grösser ist als die Geschwindigkeit des Siebes und bzw. oder des Stoffwassers, ist eine verschieden starke Abbremsung und damit eine ungleich starke Aufhebung der Ausrichtung der Fasern in der Laufrichtung des Siebes die Folge. Die Zuführung der endlosen Fasern in verschiedenen Ebenen erlaubt es, das fertige Erzeugnis in seinen Eigenschaften, vor allem hinsichtlich seiner Reissfestigkeit, dem jeweiligen Anwendungszweck stärker anzu- 

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 passen.

   Diese weitgehende Anpassungsfähigkeit lässt sich noch dadurch erweitern, dass die durch ver- schiedene Relativbewegung der endlosen Fasern zum Sieb erhaltenen Lagen in ihrer Stärke unterschied- lich sind. So können beispielsweise für die einzelnen Lagen endlose Fasern aus verschiedenen Materiali- en, unterschiedlicher Stärke, verschiedener Anzahl usw. verwendet werden. 



   Das wesentliche Merkmal der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehenen Pa- piermaschine besteht gemäss der Erfindung darin, dass im Stoffauflauf der Papiermaschine mindestens ein
Zuführkanal angeordnet ist, der zu seiner dem Sieb benachbarten Mündungsöffnung hin erheblich ver- breitert ist, wobei der Zuführkanal im Betrieb unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Stoffauflauf liegt. 



   Dabei kann der Zuführkanal allseitig verstell-und schwenkbar in den Stoffauflauf eingebaut sein. Da- durch kann die Vliesbildung vielseitig beeinflusst werden,   u. zw.   beispielsweise durch Änderung des Ab- standes zwischen Mündung des Zuführkanals und Sieb oder durch Variation des Winkels zwischen Zu- führkanal und Sieb. 



   Erfindungsgemäss ist ferner unmittelbar vor der Verbreiterung des Zuführkanals im spitzen Winkel zur Strömungsrichtung imZuführkanalmindestens ein Stutzen zur Einleitung des Endlosfaserstranges an- geordnet. Der Stutzen ist dabei zur Einleitung des Endlosfaserstranges verstell-und schwenkbar gelagert. 



   Damit wird die gleichmässige Auflösung des Stranges erleichtert, dabei kann durch die Einstellung des
Stutzens der vom schnell fliessenden Wasserstrom im Zuführkanal auf den Strang ausgeübte Zug gere- gelt und das Ausmass der Verteilung der Einzelfasern beeinflusst werden. 



   Nach einer   vorzugsweisenAusführungsform   der Erfindung sind innerhalb desZuführkanals Einbauten, wie in Strömungsrichtung angeordnete Leitbleche, zur drallfreien Führung des Wasserstromes angebracht. 



   Im Rahmen der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Querschnitt des freien Endes des Zuführkanals erheblich erweitert ist. Infolge des sich erweiternden Zuführkanals bewirkt der den Zuführkanal schnell durchfliessende Wasserstrom eine Auflösung des zugeführten Stranges in ein sich über die ganze Breite des Kanals erstreckendes Band voneinander getrennter Endlosfasern. Dabei weist die Mündungs- öffnung des Zuführkanals in der Mitte ihre grösste Höhe auf. 



   Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Einzelzuführkanäle nebeneinander und in der Höhe zueinander versetzt im Stoffauflauf angeordnet. Die Mündungsöffnungen können sich dabei teilweise überdecken. 



   Dadurch wird vermieden, dass der aus parallel angeordneten und nur geringfügig verzwirnten oder vollständig unverzwirnten Endlosfasern bestehende Faserstrang sich verdrillt und die Auflösung des Stranges in Einzelfasern erschwert. 



   Für das Herstellen von Flächengebilden nach der Erfindung lassen sich sehr vorteilhaft Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen,   u. zw.   insbesondere Polyester-, Polyacrylnitril-, Polyamid- und Polyolefinfasern verwenden oder mineralische Fasern, wie Glasfasern, die vorzugsweise mit thermoplastischen Kunststoffen beladen sind. Diese Massnahme hat den Vorteil, dass sich die ohnehin beträchtliche Festigkeitssteigerung infolge der erfindungsgemässen Verwendung endloser Fasern noch dadurch erhöhen lässt, dass beim Durchgang durch die Nachbehandlungsstufen, beispielsweise durch den heissen Kalander, eine zusätzliche Verbindung der Fasern untereinander und damit eine Erhöhung der Festigkeit eintritt. 



  Weiterhin hat sich die Verwendung von endlosen Fasern aus regenerierter Zellulose, wie Reyon, als zweckmässig erwiesen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es weiterhin, zusätzlich Fasern endlicher Länge zuzuführen, was zweckmässig mit dem bisher üblichen Stoffwasser geschieht. Dadurch ergibt sich bereits in der Blattbildungszone ein Flächengebilde, das infolge der endlosen Fasern wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften besitzt als ein nur aus Kunstfasern bestehendes Flächengebilde. Ausserdem entsteht durch diese Kombination die Möglichkeit, Produkte herzustellen, die in ihren Eigenschaften dem jeweiligen Verwendungszweck weitgehend angepasst werden können. 



   Es ist zwar bei Papieren bekannt, diese durch einzelne Fäden zu verstärken oder fälschungssicher zu machen : jedoch unterscheidet sich demgegenüber die Erfindung ganz grundsätzlich dadurch, dass hier die Endlosfasern als solche vliesbildend sind. 



   In der Beschreibung dieser Erfindung ist in Anlehnung an die üblichen Bezeichnungen der Papiermachertechnik der Begriff Stoffwasser verwendet worden, das zur Vliesbildung auf der Papiermaschine unbedingt erforderlich und auch   beimErfindungsgegenstand   für einezufriedenstellende Vliesbildung notwendig ist. 



   Das Stoffwasser kann dabei frei von Kurzfasern sein. Zur Erzielung besonderer Eigenschaften und Varianten der erfindungsgemäss erhaltenen Flächengebilde kann das Stoffwasser aber auch Kurzfasern 

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 enthalten. 



   Weitere Vorteile und Einzelheiten des Verfahrens und der Papiermaschine nach der Erfindung sind den schematischen Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen, die eine besonders bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigen. Fig. 1 stellt einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung dar : Fig. 2 zeigt die Draufsicht zu Fig. 1. 



   Der dargestellte Ausschnitt aus einer Papiermaschine besteht im wesentlichen aus dem Stoffauf-   lauf-l-und dem Sieb-2-. Hinter   dem im Bereich des   Stoffauflaufes-l-geneigt   angeordneten Sieb -- 2 -- befinden sich übereinander angeordnete   Saugkästen-3-mit   voneinander un- 
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 den Flächengebildes dienen. 



   Im   Stoffauflauf -- 1--,   unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des dem Stoffauflauf durch die Leitung -   5- zugeführten Stoffwassers- 4-,   das reines Verdünnungswasser oder eine kurzfaserhaltige Suspension sein kann, ist ein waagrecht eingebauter und in dieser Ebene verschiebbarer Zuführkanal angeordnet, der aus einem Rohr-- 6 -- und dem   Diffusor -- 7 -- besteht.   Der Querschnitt dieses Diffusors - 7 -- vergrössert sich gleichmässig bis zu seinem freien Ende hin, das der geneigten Siebzone unmittelbar benachbart ist. Gleichzeitig verjüngt sich auch die Höhe des   Diffusors-7-.   Dadurch bildet 
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 veränderbar ist. 



   Die Mündungsöffnung -- 11 -- ist parallel zum Sieb abgeschrägt, so dass gegebenenfalls diese auch dicht an die geneigte Siebzone herangeführt werden kann. 



   Auf der Oberseite des Diffusors-7-, wo dieser anschliessend an das Ende des   Rohres-6-   noch auf einem kurzen   Abschnitt -- 8 -- einen   gleichbleibenden Querschnitt aufweist, ist ein Stutzen -   9-im   spitzen Winkel zur Strömungsrichtung im Zuführkanal geneigt und zu seiner Längsachse verstellbar angeordnet. Durch den   Stutzen -- 9 -- wird   ein Strang von parallel angeordneten und unverzwirnten Endlosfasern in den   Diffusor -- 7 -- des   Zuführkanals eingeführt, den ein schnell fliessender Wasserstrom durchfliesst. Dieser schnell fliessende Wasserstrom übt auf den in dem einen noch gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden   Abschnitt -- 8 -- zugeführten   Endlosfaserstrang einen Zug aus, wodurch dieser mitgenommen wird.

   Infolge der Vergrösserung des Querschnittes des Zuführkanals in Strömungsrichtung verkleinert sich die Strömungsgeschwindigkeit, die ein gleichmässiges Verteilen der einzelnen Endlosfasern über die ganze Breite des   Diffusors -- 7 -- bewirkt.   Nach dem Austritt der im wesentlichen in einer Ebene über die Mündungsöffnungsbreite vereinzelten Endlosfasern werden diese durch das den Zuführkanal umgebende Stoffwasser -- 4 -- im Stoffauflauf -- 1 -- abgebremst. Durch diese Geschwindigkeitsänderung der vereinzelten Endlosfasern legen diese sich in Schleifenform und verschlingen sich miteinander. Dies wird noch dadurch verstärkt, dass das Sieb eine geringere Geschwindigkeit hat gegenüber der Zuführgeschwindigkeit der Endlosfasern. 



   Der   Stutzen-- 9-- mündet   in den einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Abschnitt -   8--des Zuführkanals   und ist in seiner Achse verschiebbar, so dass die auf den Faserstrang einwirkenden Zugkräfte und die Verteilung der Einzelfasern reguliert werden können. Im   Stutzen -- 9 -- wird   eine Wassersäule -- 10 -- aufrecht erhalten, so dass bei der Einführung der Endlosfasern ein Mitreissen von Luft vermieden wird. Dabei bleibt im allgemeinen durch die Ausgestaltung des Zuführkanals und 
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 tie und somit eine Beeinflussung der Schlingenbildung vor der Blattbildungszone.

   Weitere Beeinflussungsmöglichkeiten der Vliesbildung ergeben sich durch Änderung der Wassergeschwindigkeit   im Zuführkanal,   durch Regulierung der Geschwindigkeit des Stoffwassers im Stoffauflauf und des Siebes, durch Neigung des Zuführkanals und Variation des Unterdruckes in den Saugkästen. 



   Bei der Herstellung breiter Flächengebilde kann es zweckmässig sein, mehrere Zuführungskanäle nebeneinander anzuordnen. Dabei ist es zur Erzielung eines gleichmässigen Vlieses vorteilhaft, zwischen den einzelnen Mündungsöffnungen -- 11 -- einen gewissen Abstand vorzusehen, um zu vermeiden, dass sich die aus den einzelnen Mündungsöffnungen -- 11 -- austretenden, sich in Schlingenform legenden Endlosfasern gegenseitig ungünstig beeinflussen. Um trotzdem eine genügende Überdeckung der von den Einzelzuführkanälen gebildeten Vlieslagen zu erzielen, wird - in der Höhe leicht versetzt dazu-jeweils 

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Mündungsöffnungen--11-geringfügig. Die Mündungsöffnungen-11-sindkommen als im nicht überdeckten Teil, so dass sich über die ganze Breite des Stoffauflaufes ein gleich- mässig starkes Vlies bildet. 



   Die auf dem Sieb gebildete und entwässerte Vliesbahn wird anschliessend getrocknet und den übli- chen Nachbehandlungsstufen zugeführt. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Beeinflussung der
Eigenschaften des Faservlieses aus Endlosfasern können bei der Herstellung oder bei der Nachbehandlung übliche Zusatzstoffe Anwendung finden. 



     Beispiel : Zur   Herstellung eines flächigen Fasergebildes von 120 cm Breite werden in einen Zuführkanal zehn getrennte Einzelstränge, bestehend aus parallel angeordneten und unverzwirnten Viskosereyonfasern eingeführt. Der Gesamttiter eines Stranges beträgt dabei 4000 den, der Titer einer endlosen Einzelfaser 1, 6 den. Mit dem Stoffwasser des Stoffauflaufes wird gleichzeitig eine Mischung von kurzstapeliger Zellwolle mit thermoplastischen Bindefasern, die einen niederen Schmelzpunkt besitzen, der   Blattbildungszonezugeleitet.   Dabei beträgt die Geschwindigkeit des schnell fliessenden Wasserstromes im Zuführkanal 60 m/min, die Zuführgeschwindigkeit der Endlosfasern 40   m/min   und die Siebgeschwindigkeit 30 m/min. 



   Es entsteht ein flächiges Faservlies mit hohen Festigkeiten und guten textilen Eigenschaften. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Fasergebilden auf einer Papiermaschine durchzuführen einer wässerigen Fasersuspension zum Sieb und Entwässern des auf dem Sieb sich bildenden Vlieses, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strang von parallel zueinander liegenden, unverzwirnten 
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 mündet.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführung des Endlosfaserstranges in den Zuführkanal durch einen Wasserrückstau hindurch erfolgt.

   3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, mit der der Endlosfaserstrangzugeführt wird, grösser ist als die Geschwindigkeit des Stoffwassers.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, mit der der Endlosfaserstrangzugeführtwird, grösser ist als die Geschwindigkeit des Siebes.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines mehrlagigen Faservlieses die Endlosfaserstränge in verschiedenen Ebenen vorzugsweise mit verschiedener Relativbewegung zueinander dem Sieb zugeführt werden.

   6. Papiermaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Stoffauflauf (l) der Papiermaschine mindestens ein Zuführkanal (6,7) angeordnet ist, der zu seiner dem Sieb (2) benachbarten Mündungsöffnung (11) hin erheblich verbreitert ist, wobei der Zuführkanal im Betrieb unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Stoffauflauf liegt.

   7. Papiermaschine nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zuführkanal(6, 7) allseitig verstell-und schwenkbar in den Stoffauflauf (1) eingebaut ist. EMI4.3 der Verbreiterung des Zuführkanals (7) im spitzen Winkel zur Strömungsrichtung im Zuführkanal (7) mindestens ein Stutzen (9) zur Einleitung des Endlosfaserstranges angeordnet ist.

   9. Papiermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (9) zur Einleitung des Endlosfaserstranges verstell-und schwenkbar gelagert ist.

   10. Papiermaschine nach einem der Ansprüche 6 bis9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zuführkanals (6,7) Einbauten, wie in Strömungsrichtung angeordnete Leitbleche, zur drallfreien Führung des Wasserstromes angebracht sind.

   11. Papiermaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Querschnitt des freien Endes des Zuführkanals (7) erheblich erweitert ist.

   12. Papiermaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mündungsöffnung (11) des Zuführkanals (7) in der Mitte ihre grösste Höhe aufweist. <Desc/Clms Page number 5>

   13. Papiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelzuführkanäle (6,7) nebeneinander und in der Höhe zueinander versetzt im Stoffauflauf (1) angeordnet sind.

   14. Papiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungsöffnungen sich teilweise überdecken.