Verfahren und Maschine zur Gewinnung der faserigen Anteile aus pflanzlical- Geweben. Die bis jetzt bekannten Verfahren zur Gewinnung der faserigen Anteile aus pflanz lichen Geweben benützen, sofern sie die Be freiung der Fasern nicht durch Gärung oder chemische Mittel durchführen und mecha nische Mittel anwenden, die verschiedene Zugfestigkeit bzw.
Elastizität (Brüchigkeit) der Fasern und der dazwischen bzw. darauf und darüber liegenden Gewebe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung der faserigen Anteile aus pflanz lichen Geweben, welches sich. dadurch aus zeichnet, dass die nichtfaserigen Anteile der Gewebe vierbreit und weggeschwemmt, die faserigen Bestandteile aber während des ganzen Aufschliessvorganges .gestreckt und zueinander parallel gehalten werden.
Zweck mässig sind ,dien Verschiedenheiten der Druck- festigkeit der Fasern und der umliegenden nichtfaiserigen Anteile benützt.
Die ver breiten Gewebeteile werden dabei rvorteilhaft als Abfallstoffe in der Nebenfabrikation ge wonnen und verwertet. Das erfindungsge mässe Verfahren kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden,
dass die pflanz lichen Gewebe zwecks Verb.reiung der nicht faserigen Anteile durch mit kleinen Unregel mässigkeiten versehene Zerbreiungsorgane geführt lind zwischen ihnen gepresst werden. Die verbreiten Gewebeteile können z. B. durch Bespritzen weggeschwemmt werden oder es kann die Verbreiung in einem Flo- tationsbad vorgenommen werden, wobei dieses selbst zum Transport und zum Aus richten der Fasern benützt werden kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Ma schine zur Durchführung des erfindungsge mässen Verfahrens, die paarweise zus.ammen- arb.eitende Zerbreiungsorgane enthält, deren Oberfläche Unregelmässigkeiten, wie z. B. Erhöhungen oder Vertiefungen, aufweist, wozu vorzugsweise Walzen dienen können.
Zweckmässig sind Walzen und beispielsweise in Form. von endlosen Bändern mit Greifern ausgebildete Zufuhrorgane in einem .geschlos senen Behälter angeordnet, in dem sich ein Flotationsibad befindet.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen von erfindungsgemäss ausgebildeten Maschinen dargestellt, an Hand welcher auch Durchführungsbeispiele des Verfahrens erläutert sind.
Die Fig. 1 und 2 stellen Schnitte durch zwei verschie- dene Ausführungsformen der Maschine dar, Fig. 3 ist eine schaubildliche Teilansicht der Maschine, Fig. 4 zeigt schaubildlich das Band mit den Führungswalzen, Fig. 5 ist eine schaubildliche Ansicht der Walzen und der Leitorgane,
Fig. 6 ein Teilschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Maschine und die Fig. 7 bis 13 zeigen schaubildlich verschiedene Ausgestaltungen der Oberfläche der Bearbeitungswalzen.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist ein E.inlassbehälter 1 mit waagrechtem. Boden vorgesehen, der durch eine unten mit einem -Schlitz 3 versehene Scheidewand 2 von dem BehaadlungsbehäUer 4 getrennt ist. Die Zerreibungsorgane könnten. auch mit den Zufuhrorgan.en in einem geschlosse nen Behälter angeordnet sein.
Ein über zwei Walzen 6 geführtes, mit Greifern. 15 mit, schräg auseinandergehenden Armen versehe nes endloses Förderband 5 dient zur Zufuhr der Pflanzen zu dem ersten Walzenpaar 7, B.
Unterhalb der Walze 8 ist dieser noch eine weitere Walze 9 zugeordnet und weiter links sind noch weitere Walzenpaare 7', 8', 9' und 7", 8", 9" vorgesehen. Hinter den Walzen 7" bis 9" sind mit diesen mitlaufende Umkehrwalzen 12 zur U mlenkung der Fasern in die Gegenrichtung vorgesehen,
an der rechten .Seite befindet sich eine Austritts öffnung 13 für die Abfuhr der bearbeiteten Fasern. Hinter dem Walzenpaar 7, 8 .sind Leitorgane vorgesehen, durch die Kammern 1.6 (siehe Fig. 5) gebildet werden. Auch zwischen den Walzenpaaren 7', 8' und 7", 8" sind (in Fig. 1 nicht dargestellt) derartige Leitorgane vorgesehen.
Vor der Austrittsöffnung 13 können noch in der Zeichnung nicht dargestellte Abpresswalzen vorgesehen sein, mittels wel cher die Fasern entwässert -,werden können.
Zwecks Verbreiung .der nichtfaserigen An teile sind die Mäntel der Walzen 7 bis 9 bzw. 7' bis 9' usw. mit kleinen Unregelmässigkeiten versehen. Gemäss F'ig. 7 können zu diesem Zweck in dem Mantel .der Walzen kreisrunde Bohrungen 18 vorgesehen sein; die e brau chen aber nicht durchgehend angeordnet zu sein, sondern können gemäss Fig. 8 napf- förmig (19) ausgebildet sein.
Nach den Fig. 9 und 10 können diese Durchbrechun- gen 20 bzw. Vertiefungen 21 auch quadra tischen Querschnitt haben. Diese Unregel mässigkeiten können, aber nach den Fig. 11 und 12 auch als kreisrunde bzw. quadrats- sche Erhöhungen 22 bzw. 23 ausgebildet sein oder nach Fig. 13 als Rillen 24.
In allen Fällen bewirken diese Ab-,veiehungen von der regelmässigen Form des Mantels ein all- mähliches Verbreien der nichtfaserigen An- teile der<I>Gewebe</I> bei dem Durchgang durch die verschiedenen ZValzenpaare.
Beim Betrieb werden die durch den Schlitz 3 miteinander in Verbindung stehen den Behälter 1 und 4 zunächst mit einer Flüssigkeit angefüllt, deren spezifisches. Gewicht künstlich auf einen höheren Wert als jenen des Wassers, und zwar auf etwa 1,4 bis 1,5 gebracht wird, was z. B. durch Auflösen von .Salz oder gequollener Stärke bewirkt werden kann. Dieses spezifische Gewicht. wird so gewählt, & ss die Pflanzen- fasern in dem Flota.tionsbad schwimmen.
Die faserhaltigen Pflanzengewebe werden in den Einlassbehälter 1 geworfen und dort von den Greifern. 15 des Förderbandes 5 er fasst, das mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Bearbeitungswalzen 7 und folgende läuft. Die Greifer 15 erfassen die zutiefst liegenden Pflanzenteile und führen sie der Länge nach ausgerichtet den Bearbeitungs walzen zu.
Die Pflanzen werden also zu nächst zwischen den Walzen 8, 9 hindurch geführt, gelangen von dort durch die Kam mern 16, die ihre richtige Lage sichern, zwischen die Walzen 8', 9' und von dort -wieder durch Kammern zu den Walzen 8", 9".
Nach Durchgang durch das Walzenpaar 7", 8" werden sie mittels der Umkehrwalzen 12 um 180 umgelenkt und daher dann zwi schen der Walze 8" und der ebenfalls mit ihr zusammenwirkenden untern Walze 9" hindurchgeführt. Von dort gelangen sie wieder zwischen den )Valzenpaaren 8', 9' und 8, 9 in,die Austrittsöffnung 13 und von dort ins Freie, wonach sie gegebenenfalls auf Stapel geschnitten und getrocknet wer den.
Der Abstand der einzelnen Walzen von einander wird dabei derart eingestellt, dass er mit fortschreitender Behandlung immer kleiner wird, das heisst also, da.ss zwischen den Walzen 7 und 8 der grösste Abstand vorhanden isst und zwischen den. Walzen 8 und 9 der kleinste. Auch der durch Federn, hydraulisch oder auf sonstige geeignete Weise ausübbare Druck auf die Walzen ist einstellbar.
Die Fasern bleiben während des ganzen Aufschlussvor.ganges parallel und ge- streckt ausgerichtet.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von jener gemäss Fig. 1 dadurch, dass die faserhaltigen Gewebe sich während der Behandlung nicht in dem Flo- tationsba:d befinden. Hier ist der Boden des Einlassbehä;lters 1 schräg angeordnet und :die Gewebe werden entweder durch ihre Schwer- luaft oder durch ein nicht dargestelltes För- derbund dem ersten Walzenpaar 7, 8 zuge führt.
Nach Durchgang durch dieses werden die verbreiten Teile mittels durch Spritz- düsen 14 ausgespritzter Flüssigkeit weg-ge- schwemmt, Auch hinter den weiteren Wal zenpaaren befinden sich derartige Spritz düsen. Der Oberflächenspiegel der Schlempe befindet sich in diesem Falle unterhalb der Bearbeitung swalzen.
Bei der Ausführungsfarm gemäss Fig. 6 werden die faserhaltigen Gewebe von oben in einen Trichter 17 eingeworfen und von diesem dem ersten '#ffalzenpaar 7, 8 zuge führt.
Beim Durchgang durch die Bearbei tungswalzen werden die nichtfaserigen An teile der Gewebe durch die Erhöhungen oder i Vertiefungen zerstört, wobei der sich in den Vertiefungen ansammelnde Brei das Wider- lag-er für die darüber geführten Fasern bil det.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 befinden sich die Fasern ständig im Flota- tions:bad. Die Chlorophyll, Hemizellulose, Pektin, Zellflüssigkeit und Zellmembran enthaltenden verbreiten Teile werden daher durch dieses weggeschwemmt, wodurch das spezifische Gewicht des Flotationsbades im Verlaufe der Bearbeitung steigen würde.
Es wird daher Verdünnungsflüss.igk eit im Ver laufe des Verfahrens eingeführt, um das Flotationsbad ständig auf einem den zu be arbeitenden, Fasern entsprechenden Wert zu halten.
Die durch Zerstörung oder Weg- der der löslichen bzw. zerstörbaren Zellenteile entstandene Viskoseflüssigkeit, ,die sogenannta Schlempe, wird entweder ver- dichtet oder unverdichtet chemisch oder gärungstechnisch verarbeitet, beispielsweise nach Invertierung bzw. Hydrolisierung auf Alkohol vergoren.
Grundsätzlich sind ,drei Gruppen von Faserarten zu unterscheiden, die für eine rein mechanische oder gemischt gärungs- technisch-chemische und mechanische be kannte Aufschliessungsart geeignet sind.
Die erste Gruppe umfasst die sogenanuten Bastfasern wie Flachs, Hanf, Jute, Ramie und Esparto. Die Pflanzen dieser Gruppe werden in der Regel geschnitten und unge- trocknet oder an der Luft getrocknet dem Gärungsvorgang, dem sogeniannten Rösten, unterworfen, - der das Verrotten der die ,Spinnfaser einschliessenden Stoffe und Teile bezweckt.
Bei der Naturröste, die in Gruben, oft unter Zusatz von Urin stattfindet, dauert der Aufschliessungsvorgang oft bis zu einigen Wochen, durchschnittlich minde stens 720 Munden. In Grossbetrieben wird vielfach das Rösten künstlich mittels er wärmten Wassers und .durch Beigabe von Carba.mid (NHZ. CO. NHZ) durchgeführt, wodurch das Aufschliessen in kürzester Zeit und unter geringerer Schädigung der Faser erfolgen kann.
Es sind jedoch hiefür An lagen erheblicher Grösse und beträchtlicher gostenaufwarid erforderlich. In geringem Grad wird noch die Tauröste durchgeführt, wobei hauptsächlich Flachs wochenlang dem Tau ausgesetzt wird. Nach dem Trocknen der gerösteten Stengel werden diese gebro chen und gehechelt, wobei der Holzteil des Stengels infolge seiner Sprödigkeit zersplit tert und durch nachfolgendes Schwingen und Hecheln entfernt wird.
Zu,der zweiten Gruppe zählen die Blatt fasern wie Sanseviera, Agave rigides, Agave americana, Pita, Igtle oder Tampico. Bei dieser Gruppe erfolgt die Aufbereitung da durch, dass die fleischigen Deckblätter der Pflanzen durch hiezu geeignete Maschi nen, die mit Messern, Schabern oder fein- zähnigen Fräsern ausgestattet sind, entfernt und durch Bürsten,
Waschen und Streichen von den den Pflanzen ;anhaftenden Grün- teilen befreit werden. Da hiebei die Blätter mittels Greifern auf eine Unterlage ange- presstund in ein oder zwei Richtungen ein seitig bearbeitet und sodann gewendet und auf der Rückseite wieder bearbeitet werden müssen, sind mehrere Takte erforderlich. Bei beiden Gruppen führt die Zugbeanspruchung der Faser bei der Bearbeitung zu unver- meidliehen Verlusten durch .
Anfall eines höheren Prozentsatzes an Werg.
Zu der dritten Gruppe gehören Pflanzen, die als ganze verwertet werden, wie z. B. die Iiipinen, insbesondere die Süsslupinen. Solche Pflanzen können mit den üblichen Verfahren überhaupt nicht im grossen, Aus mass verarbeitet werden.
Die Verwertung der in .der Natur in den grünen Pflanzen überall vorkommenden, vielfach sehr wertvollen Bast- und Blatt fasern scheiterte bisher an einem geeigneten Aufschliessungslverfahren, da die bisher be kannten unter Verwendung chemischer Mittel oder anderer bekannter Massnahmen zu ko-s.t- spielig sind.
Es hat sich weiter erwiesen, dass die höchste Festigkeit aller in lebende Grüngewebe eingebetteten Pflanzenfasern dann erreicht wird, wenn die Frucht ausge reift ist und .die Pflanze eben zu welken be ginnt. Wird sie zu diesem Zeitpunkt nicht abgeschnitten, so schreitet der Kondensations- prozess der Zellulose weiter vor und die Bildung von Nichtzellulose nimmt weiter zu. Dieser Prazess verläuft langsamer und im geringeren Grade auch dann, wenn die Pflanze geschnitten der Dufttrocknung aus gesetzt wird.
Das Rösten oder der chemische Aufschluss schädigt daher immer in höherem oder geringerem Masse die Fasern.
Ein weiterer Nachteil der bisher bekann ten Verfahren liegt darin, dass die einen Prozentsatz von 70 bis<B>80%</B> des gesamten Frischgewichtes ausmachenden Grünanteile nicht mehr verwertet oder durch Gärung zerstört werden.
Aus allen diesen Gründen wäre die best mögliche Faseraufschliessung nur dann er reicht, wenn die Aufarbeitung in noch grünem Zustand ohne Anwendung von Gä rung, chemischen Mitteln oder Zug .so schnell und gründlich durchgeführt werden könnte, dass weder physiologische Änderungen noch Gärung stattfinden können und ausserdem die Fasern parallel ausgerichtet ohne werg- haltigen Abfall gewonnen werden können, und wenn dazu noch Nebenprodukte ver wendbar gemacht werden können,
wie dies bei den vorgehend geschilderten Verfahrens- beispielen der Fall ist. In allen Fällen kön nen an Stelle von Walzen auch andere Zer- breiungsorgane vorgesehen werden, ihre An ordnung kann ebenfalls- in verschiedener Art getroffen sein. Auch die Art des, Antriebes lässt sich in der verschiedensten Weise aus bilden, ebenso die Zufuhr.