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Verfahren und Maschine zur Herstellung von Zellulosefaserstoffbahnen.
Den Gegenstand der Erfindung bilden Zellulosefaserstoffbahnen, sowie das Verfahren und die Maschine zur Herstellung derselben.
In der Zeichnung zeigt Fig. i einen Schnitt durch einen Teil einer Maschine, zur Herstellung von Zellulosefaserstoffbahnen gemäss der Erfindung. Fig. 2 eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt durch ein Stück einer Zellulosefaserstoffbahn. Fig. 3 einen Querschnitt der in Fig. 2 gezeigten
Platte, Fig. 4 schematisch das Verhalten der Fasern während des Herstellungsverfahrens, Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Zellulosefaserstoffbahn.
1 ist der Behälter, welcher Wasser oder eine andere Flüssigkeit, die das Zellulosefasermaterial aufnimmt, enthält ; 2 ein Langsieb aus geeignetem Drahtgeflecht o. dgl., welches, nachdem der Zellulosebrei in eine platten-oder brettartige Masse gebracht worden ist, auf diesen einen gewissen Druck ausübt ; 3 eine Trommel mit einem Rundsieb 4, welche mit dem umlaufenden Langsieb 2 zusammen die Zellulosefasermasse in eine Schicht von gewünschter Dicke zusammenpresst. Das Langsieb 2 läuft über die Führungswalze 10. Langsieb 2 und Trommel 3 werden zusammen durch geeignete Mittel, z. B. einem Riemen 8, in Richtung der Pfeile 11, 12 bewegt.
Soll in die Zellulosefaserstoffbahn ein Verstärkungsmaterial eingefilzt werden, so wird das Verstärkungsmaterial 5, z. B. Drahtgewebe oder ein anderes Fabrikat, welches in Form einer Rolle 6 angeordnet ist, nach unten über die im Behälter 1 angeordnete Walze 7 zugeführt und zwischen Langsieb 2, Walze 9 und Trommel 3 abgeleitet.
Das Zellulosefasermaterial unterscheidet sich von der bekannten Papierpappe dadurch, dass es aus wenigstens 3 oder 4 verschiedenen Sorten von Fasern hergestellt ist.
Die eine Sorte besteht aus ungewöhnlich dicken Fasern 13, welche ungefähr 3 mm breit und 13 mm lang oder noch länger sind. Mit diesen Fasern 13 werden fadenartige Fasern 14 gemischt, welche einen Durchmesser von ungefähr o-8 bis 0'4 mm und eine Länge von 13 bis 25 mm haben. Mit den Strähnen-und fadenartigen Fasern 13 und 14 wird eine dritte Sorte von haarartigen Fasern 15 gemischt, welche einen Durchmesser von ungefähr 0-025 bis 0'013 mm und ungefähr eine Länge von 13 bis 25 mm oder sogar 50 mm haben. Mit diesen drei Sorten von Fasern 13, 14, 15 wird eine vierte Sorte gemischt, mit gleichen wie bei der Papierfabrikation verwendeten verhältnismässig kurzen und feinen Fasern.
Diese verschiedenen Sorten von Fasern werden in Wasser gemengt im Verhältnis von weniger als i bis 5 Teilen Fasern und mehr als 99 bis 9S Teilen Wasser, bis die Mischung eine geeignete Konsistenz besitzt. In dem Zuführungsteil 30 des Behälters 1 wird die Mischung nach unten geführt, und im Teil 30 wird der Wasserspiegel immer so hoch gehalten, dass ein genügender Druck herrscht, um die Mischung nach oben gegen das Verstärkungsmaterial 5 zu drücken, welches einen Teil der Fasern auffängt, während die anderen, welche durch das Verstärkungsmaterial hindurchgehen, gegen den umlaufenden Riemen 2 geführt werden, wie die Pfeile 16 (Fig. I) anzeigen.
Durch den im Behälter herrschenden Druck wird das Wasser in Richtung der Pfeile 17 durch die Öffnungen des Rundsiebes 4 gedrückt ; die in dem Wasser enthaltenen Fasern werden jedoch von dem Langsieb 2 und dem Rundsieb 4 aufgefangen. Das Langsieb 2 und das Rund-
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sieb 4 bestehen aus Drahtgewebe mit ungefähr 10 bis 14 Maschen auf den Zoll. Da die Fasern durch den Wasserstrom in Richtung der Pfeile 18 fortbewegt werden, setzen sie sich an die untere Fläche des Langsiebes 2 und auf dem Rundsieb 4 der Trommel 3 an. Ausserdem sammeln sich mehr oder weniger Fasern in dem verengten Raum zwischen den sich fortbewegenden Sieben 2 und 4 an.
Diese werden hier mit den verfilzten Faserschichten, welche sich auf den Sieben 2 und 4 angesetzt haben, innig vermischt und verfilzt, so dass eine verstärkte Schicht entsteht, in welcher die Fasern auf der ganzen Stärke innig durchwebt und verfilzt sind. Da die ganze Schicht durch die Siebe 2 und 4 weiter bewegt wird, so wird diese zwischen der Walze 9 und der Trommel 3 zusammengepresst, wobei ein gewisser Prozentsatz Wasser ausgepresst wird, so dass die Schicht bei 20 nur 50 bis 75 v. H. Wasser enthält.
Durch die Anordnung des mit Öffnungen versehenen Materials 5 zwischen den sich bewegenden Sieben 2 und 4 wird ein grosser Teil der Fasern durch die Maschen 22 des Materials 5 gedrückt (vgl. Fig. 4), und ein anderer Teil wird zu beiden Seiten des Materials 5 gehalten. Hierdurch tritt auf der Unterseite des Materials eine ausgesprochene starke Verfilzung ein, während diese auf der Oberseite nicht so stark ist, und hieraus folgt, dass das Material 5 vollständig in der
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fest im Innern der fertigen Schicht 25 verankert. Die Verstärkungsschicht 5 erhöht in hohem Masse die Stärke der fertigen Bahnen o. dgl. und verleiht ihnen einige der Eigenschaften, welche man bei verstärktem Glas findet, so dass die fertige Schicht Stösse u. dgl. aufnehmen kann, ohne dadurch durchlocht oder beschädigt zu werden.
Die genannten Verhältnisse der Fasern zum Wasser, d. h. von i oder weniger als 5 Teilen Fasern zu 99 oder mehr als 95 Teilen Wasser ist sehr wichtig, denn hierdurch wird eine breiige
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folgt daraus, dass der grösste Teil der Fasern sich ungefähr senkrecht fortbewegt, ähnlich wie ein in einem ruhig fliessenden Strom schwimmender Stock. Durch diese Art der Fortbewegung der Fasern wird eine verstärkte Filzwirkung erzielt und diese folgt daraus, dass der grösste Teil der Fasern die Siebe 2 und 4 ungefähr im rechten Winkel berühren und ehe sie Zeit haben, sich der Länge nach auf diese Siebe aufzulegen, haben sich andere Fasern neben ihnen an den Sieben angesammelt, die das Umlegen verhindern.
Hierdurch werden die Fasern der sich ansetzenden Schicht in vollständigerem Masse untereinander verstrickt und verwebt als es bisher möglich war.
Zufolge des verhältnismässig hohen Prozentsatzes Wasser arbeitet die Maschine mit hoher Geschwindigkeit, die ausserdem noch die Verfilzung der sich ansetzenden Fasern erhöht.
Die bei dem vorliegenden Verfahren auftretende Verfilzung ist wesentlich verschieden von der Verfilzung bei der Papierherstellung. Dort benutzt man möglichst kurze und feine Fasern, welche nach Möglichkeit so geführt werden, dass sie sich flach an die Maschinensiebe anlegen, und nur eine so starke Verfilzung erfahren, dass die Schicht einen genügenden Zusammenhang hat. Bei der vorliegenden Erfindung ist es sehr wesentlich, dass die langen fadenartigen Fasern, die haarartigen Fasern und die dickeren strähnenartigen Fasern innig verwebt und auf der ganzen Stärke der Schicht verfilzt werden, während die kürzeren, feinen Fasern mehr als Füllung dienen, um der Schicht glattere Oberflächen zu verleihen.
Die eigenartige Gestalt der Fasersorten 13, 14 und 15 verursacht von selbst die Einschliessung des Drahtgewebes o. dgl. durch die Fasern. Durch die verschiedene Stärke der Fasern wird die fertige Schicht 25 stark porös, und diese Porostät erleichtert in hohem Masse das Verfilzen der feinen Fasern zwischen den gröberen Fasern, wobei die das Gewebe 5 bildenden Drähte oder Fäden die Zwischenräume zwischen den Fasern ausfüllen. Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Zellstoffaserbahnen besitzen verschiedene mehr oder weniger ausgesprochene Lagen, und wenn die Bahnen stark beansprucht werden, so schaben sich von der Oberfläche Flocken ab, wodurch weiche Stellen in dem Material entstehen.
Durch die bei dem vorliegenden Verfahren verwendeten verschiedenen Fasersorten, dem grossen Prozentsatz Wasser, die hohe Geschwindigkeit der Maschine besitzt die fertige Schicht keine ausgesprochenen Lagen, und die Einlage 5 füllt die etwaigen Zwischenräume zwischen den Fasern noch mehr oder weniger aus und hält die Fasern zusammen. Diese verbindende Wirkung der Einlage wird durch die Ausführungsform gemäss Fig. 5 noch erhöht. In dieser Ausführungsform verläuft die Einlage 5 nicht in einer Ebene wie die Einlage gemäss Fig. 3, sondern in einer Zickzacklinie oder in verschiedenen Ebenen, so dass die Knoten 26 und 27 in der fertigen Schicht in verschiedenen Ebenen liegen.
Die die Knoten 26 und 27 miteinander verbindenden Litzen der Einlage 5 gehen durch die ganze Schicht hindurch und verbinden dadurch alle Lagen miteinander. Nachdem das Gewebe 5 in die
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Methoden behandelt, wenn dies gewünscht wird. Das Material kann leicht als wasserdichtes oder feuersicheres Material hergestellt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass man den Stoff,
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welcher das Material wasserdicht oder feuerfest machen soll, in den Behälter 1 bringt und ihn dort mit den Fasern mischt ; oder dass man den Stoff durch geeignete Mittel auf die aus der Maschine kommenden Bahnen aufbringt.
Das fertige Material ohne die Verstärkungseinlage 5 ist so porös, dass sein spezifisches Gewicht mitunter nicht höher als o'. ist und mitunter ist sein spezifisches Gewicht noch niedriger bis zu 0'2. Wünscht man jedoch ein grösseres spezifisches Gewicht, so wird die fertige Platte mit einer Aschenmischung getränkt.-
Wünscht man an verschiedenen Stellen verschiedene Festigkeiten der Zellulosefaserstoffbahn, so kann man dies dadurch erreichen, dass man die Verstärkungsschicht absatzweise zuführt.
Die Verstärkungseinlage 5 kann weiter so beschaffen sein, dass sie an verschiedenen Stellen verschiedene Stärke besitzt.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Zellulosefaserstoffbahnen mit eingebetteter Verstärkungseinlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffmasse zwei in der gleichen Richtung umlaufenden, konvergierend zueinander angeordneten Sieben (2, 4) und einem zwischen diesen, mit ihnen in der gleichen Richtung laufenden durchlöcherten Verstärkungsmaterial (5) zugeführt wird, so dass sich auf den umlaufenden Sieben sowie in und auf dem Verstärkungsmaterial Faserschichten ansetzen, welche alle zusammen und mit den beiderseits zwischen Verstärkungsgewebe und den umlaufenden Sieben sich ansammelnden Fasern zu einer Schicht verfilzt werden.