Verfahren zur Herstellung von Matten aus lignocellulosehaltigen Fasern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Matten aus ligno- cellulosehaltigen Fasern, die nach dem Trockenver fahren gewonnen sind. Der_ Fasern werden Binde mittel, insbesondere wärmehärtende Kunstharze, mit oder ohne andere Substanzen, z. B. Füllsubstanzen zugesetzt.
Bei der Bildung solcher trockener Matten oder Vliese aus einer oder mehrerer Arten von Fasern mit oder ohne anderen Zusätzen treten insofern Schwierigkeiten auf, als es schwer ist, das Verhältnis der zugesetzten Bestandteile während der Herstellung des Vlieses konstant zu halten, da die einzelnen Be standteile kleine leichte Teilchen enthalten, die schweb fähig sind und daher sich woanders als im Vlies niederschlagen.
Um beispielsweise ein zusammen hängendes Vlies von hoher Qualität mit einem Maxi mum von Gleichmässigkeit kontinuierlich herzustellen, müssen die Substanzen in einem ganz bestimmten Verhältnis dem Prozess zugesetzt werden, und diese Substanzen werden in Faserform durch einen Luft- oder Gasstrom in den Mattenbildungsraum gefördert. Dabei ist es bisher schwierig, dieses konstante Ver hältnis beizubehalten, insbesondere dann, wenn ein oder mehrere Bestandteile eine verschieden grosse Zahl von schwebfähigen Teilchen enthalten.
Dadurch tritt dann eine Veränderung in dem Verhältnis der zugesetzten Bestandteile ein und ausserdem können für die Mattenbildung wertvolle Teilchen verloren gehen.
Diese Übelstände sollen durch die Erfindung be seitigt werden. Die Erfindung bezweckt daher, diese schwebfähigen Teilchen zu sammeln und sie erneut in den Prozess einzuführen, bis sie sich in der Matte niederschlagen. Auf diese Weise gehen keine wert vollen Bestandteile verloren und das zugesetzte Ver hältnis der Bestandteile bleibt erhalten. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; es veranschaulichen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Prozesses, Fig. 2 eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens.
Es gibt zwei Arten der Zuführung der Fasern zu dem Mattenbildungsraum bzw. zu dem Träger der Matte, der luftdurchlässig sein muss und zur konti nuierlichen Herstellung von Matten, als bewegtes Förderband ausgebildet ist. Bei der ersten Art lässt man die Fasern sich im freien Fall gewissermassen als Regen niederschlagen. Auch hierbei werden kleine leichte Teile schweben und sich nicht auf der Matte niederschlagen. Diese Teilchen werden gesammelt und wieder dem Prozess zugeführt.
Bei der anderen Ausführung werden die Fasern unter Luftdruck zugeführt; hierbei können erst recht die schwebfähigen Bestandteile verlorengehen.
Das Rohmaterial wird kontinuierlich mit kontrol liertem Gewicht einem pneumatischen Fördersystem zugeführt. Das Rohmaterial kann bestehen aus Flocken einzelner Fasern, wie Baumwollinters, oder es kann aus Material bestehen, das noch entfasert werden muss, beispielsweise Holzstückchen, Stroh, Gras, Pappe, Altpapier usw. Im letzteren Fall müssen diese Substanzen zunächst einer Mühle zugeführt wer den, um sie zu zerfasern und sie dann in einer geeigneten physikalischen Form in das Fördersystem zu bringen.
Bei 10 wird dieses Rohmaterial, beispielsweise Holzstücke, zugeführt, von wo sie in die Mühle 11 gelangen, beispielsweise einem an sich bekannten Defibrator, wo sie zu flockigen Fasern zerrieben wer den. Bei 12 wird Material in Faserform zugesetzt, beispielsweise Baumwollinters. Die beiden Faser mischungen, also die bei 11 gewonnenen Fasern und die Baumwollinters 12 werden in einem bestimmten Gewichtsverhältnis dem pneumatischen Fördersystem 13 zugeführt.
Vorher sind diese beiden Faserarten bereits gemischt. Trotz dieser Mischung haben die Baumwollinters eine wesentlich grössere Schweb fähigkeit als die Holzfasern, so dass von ihnen leicht ein grösserer Anteil verlorengehen kann, wodurch sich in der Matte das festgestellte Verhältnis zwischen bei den Bestandteilen ändern würde. Eine Änderung dieses Verhältnisses kann gleichfalls eintreten durch das Zusetzen von Bindemitteln, beispielsweise gepul- vertem Teer, feuchter Stärke oder vorzugsweise ge- pulverter wärmehärtender Harze, die bei 14 zugesetzt werden.
Mit 15 ist eine Vorrichtung bezeichnet, die die bei 14 zugesetzten Substanzen in konstant gleich mässiger Menge dem Faserstrom zusetzt, um in der Matte zur Wirkung zu kommen. Wenn das bei 14 zugesetzte Material aus trockenem Pulver besteht, ist es noch mehr geeignet, der Matte zu entweichen als die Fasern, und es entspricht der Erfindung, auch diese pulverförmigen Teilchen für den Prozess zu sammeln und ihm wieder zuzuführen.
Die bei 10 und 12 zugesetzten Fasern und die bei 14 zugesetzten Bindemittel werden dann dem pneumatischen Fördersystem bei 20 zugeführt, in wel chem vorzugsweise ein Luftstrom konstanter Stärke die Förderung der zugesetzten Teile übernimmt. Das Gemisch wird dann einer weiteren Verteilerstufe 22 zugeführt, in welcher eventuell Zusammenballungen, Flocken von Fasern usw. in die einzelnen Fasern zer teilt werden. Dieser Verteiler 22 kann eine Mühle sein, es kann aber auch eine perforierte Platte sein, durch welche die Fasern getrieben werden.
Von dem Verteiler 22 gelangt das Gemisch in den Raum 23, vorzugsweise eine grosse Kammer, in welcher eine Expansion stattfindet und aus welcher die Fasern auf einen bewegten Träger zur Matten bildung niederfallen und hier ein loses Vlies bilden. Dabei werden durch einen kontinuierlichen Saugstrom sämtliche schwebenden Teilchen abgesogen. Der be wegte Schirm, auf dem sich die Matte bildet, wird zweckmässig in mechanische Vibrationen versetzt, um einen Siebeffekt auf die Matte auszuüben. Das abge- siebte Material wird natürlich von dem Saugstrom miterfasst.
Der Raum 23 mag aber auch weiter die Mischung mit verschiedenem Druck gegen den kontinuierlich bewegten perforierten Schirm, den Träger der Matte, führen, so dass sich die Matte unter Druck bildet. Die Hauptmasse der Fasern wird sich dabei auf dem perforierten Träger niederschlagen und die Matte bilden, und ein kleiner Teil der Mischung wird als schwebfähiger Bestandteil verlorengehen, wenn er nicht durch den Saugstrom von unten erfasst und erfindungsgemäss für die Mattenbildung zurückgewon nen würde.
Die Matte bildet sich im Raum 24 und der Mattenträger, vorzugsweise ein luftdurchlässiges Förderband, fördert die Matte weiter nach 26, wo eine Erwärmung stattfinden kann, falls wärmehär tende Harze verwendet sind, und wo eine vorläufige Pressung stattfinden kann, um die Matte standfest zu machen. Die Unterdruckzone dagegen ist mit 25 be- zeichnet. Hier wird durch eine geeignete Luftpumpe ein Unterdruck erzeugt, der sämtliche schwebfähigen Teile aus dem Vliesbildungsraum 24 absaugt und sie den Zuführungsleitungen wieder zuführt.
Vorher muss dieser Saugstrom in einer geeigneten Vorrichtung getrennt werden, das heisst der Luftstrom von den Teilchen. In Fig. 1 sind drei Methoden ange deutet, um die mitgeführten festen Teilchen von dem Luftstrom zu trennen und sie dem System wieder zuzuführen. Mit 30 ist ein geeigneter Luftfilter be zeichnet, in welchem der Luftstrom 25 von den mitgeführten Teilchen befreit wird, so dass ein konti nuierlicher Luftstrom durch die Leitung 31 abgeleitet wird, während ein kontinuierlicher Strom, der die mitgeführten festen Teilchen enthält, bei 32 dem pneumatischen Fördersystem 20 zugeführt wird.
Bei der zweiten Methode wird der die abgesaug ten Teilchen mitführende Luftstrom 25 tangential einem Zyklon 35 zugeführt. Durch die Zentrifugal kraft werden die Teilchen an die Peripherie geschleu dert, während sich im mittleren Teil der gereinigte Luftstrom befindet und durch die Leitung 36 über die Drosselklappe 37 in die Atmosphäre abgeleitet wird. Die so abgetrennten festen Teilchen setzen sich bei 38 ab, und werden von hier über 21 der Zulei tung 20 zur Mattenbildung wieder zugeführt.
Bei der dritten Methode wird der mit den Teil chen versetzte Luftstrom 25 wieder tangential einem Zyklon 43 zugeführt, und hier werden in der ge schilderten Weise die Teilchen abgeschieden, die sich am Boden sammeln und die durch die Förder- schnecke 45 der Stufe 20 zugeführt werden, während die Luft über die Drosselklappe 42 und die Leitung 41 in die Atmosphäre abgeführt wird. Durch die Drosselklappen ist es dabei möglich, die Druckver hältnisse im Zyklon und den Ableitungen zu regu lieren.
Naturgemäss werden in dem sich bildenden Vlies um so mehr diese schwebfähigen Teilchen zurück gehalten, um so dicker das Vlies an der betreffenden Stelle ist. Es ist auf diese Weise möglich, nahezu sämtliche schwebfähigen Teilchen für die Matten bildung zu retten, wobei im kontinuierlichen voll automatischen Arbeitsgang sich fortlaufend eine Matte bildet, die sich durch hohe Gleichmässigkeit auszeichnet und die auch die Bestandteile in dem gewünschten Verhältnis enthält.
Die Fig. 2 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel, wie die Erfindung zu verwirklichen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Teilchen dem Matten bildungsraum mit über Atmosphärendruck liegendem Druck zugeführt, während unter dem Mattenträger Unterdruck herrschen muss.
Bei 50 wird das Rohmaterial zugeführt, beispiels weise Holzstückchen, Holzbrei oder dergleichen und gelangt von hier in die Stufe 51, in der die Zer- faserung durch einen geeigneten Defibrator erfolgt, falls das erforderlich ist. In der Stufe 52 befinden sich dann nur die Fasern in trockener Form und werden von hier aus durch die Stufe 53 in einem konstanten Gewichtsverhältnis auf das Förderband 54 gefördert und gelangen von hier durch die Öff nung 55 in die Saugleitung 56.
Die Saugleitung 56 führt zum Gebläse 57, so dass das Luftfasergemisch über die Leitung 58, die Krümmung 59, in die sich allmählich verbreiternde Leitung 60 gefördert wird. Der Raum 60 hat vorzugsweise rechteckigen Quer schnitt und mündet am Ende in eine halbkreiszylin- derförmige Schale oder einen Kopf 62, der mit Per forationen 63 versehen ist, so dass hier die Fasern austreten können, und zwar unter dem im Raum 60 herrschenden Luftdruck.
In dem Verteilerkopf 62 ist ein Schaufelrad 65 mit Schaufeln 66 angeordnet, wobei die Schaufeln 66 bei der Rotation die halb- kreiszylinderförmige Wand 62 bestreichen und dabei eventuell Zusammenballungen von Fasern, Flocken und dergleichen auflösen. Zu diesem Zweck be stehen die Enden der Schauffeln 66 aus Gummi oder dergleichen.
Der Saugleitung 56 werden durch das Förder band 86 gleichfalls Bindemittel 85, wie beispielsweise wärmehärtende Harze durch die Öffnung 87 zuge führt, so dass die aus den Perforationen 63 des Verteilerkopfes 62 heraustretenden Fasern mit den Bindemitteln versehen sind. Diese Fasern fallen auf das Förderband 61 und bilden hier die Matte 73. Auf diese Weise bildet sich kontinuierlich eine Matte, die auf dem Förderband 61 vorgeschoben und durch die Walzen 91, 92 zusammengepresst wird, so dass die Matte standfest wird und als solche gestapelt werden kann. Sie kann auch sofort einer Heisspressung zuge führt und zu einer Hartplatte gepresst werden.
Unter dem Förderband 61 im Raum unterhalb des Verteilerkopfes 62 ist eine Kammer 68 angeord net, die mit der Saugpumpe 69 verbunden ist, so dass in der Kammer 68 ständig ein Unterdruck vorhan den ist, der sämtliche schwebfähigen Teilchen aus dem Mattenbiidungsraum absaugt. Dieser Mattenbildungs- raum ist durch eine Stirnwand 71 und Seitenwände soweit als möglich abgedeckt, damit Teilchen nicht entweichen können.
Die aus dem Vliesbildungsraum abgesaugten Teil chen werden dann über die Leitung 75 in einen Zyklon 76 geleitet, und zwar tangential, so dass sich die mitgeführten Teilchen durch die Zentrifugalkraft im Zyklon in den Wandpartien verdichten, während der mittlere Teil frei von Teilchen ist, und hier die gereinigte Luft durch die Leitung 77 über die Drossel klappe 78 ins Freie geleitet wird. Die im Zyklon 76 abgeschiedenen Teilchen fallen dann nach Abschei- dung der Luft nach unten und gelangen über die Lei tung 80 wieder in die Zuführungsleitung 56 und kön nen so erneut der Mattenbildung zugeführt werden.
In diesem Verfahren werden also die feinen, schwebfähigen Bestandteile von dem Saugstrom er fasst und dem Prozess wieder zugeführt, ähnlich so wie es mit dem sog. weissen Wasser bei den Papier maschinen der Fall ist. Darüberhinaus werden hier aber auch die anderen Bestandteile, insbesondere die Bindemittel, beispielsweise die wärmehärtenden Harze, restlos der Matte zugeführt, auch wenn sie in Pulverform verwendet werden. Auch diese Binde- mittelteilchen werden von dem Saugstrom erfasst, im Zyklon abgeschieden und der Mattenbildung wieder zugeführt.
Aus dem Verteilerkopf 62 treten die schwereren Partikel zuerst aus und nachher erst die schweb fähigen kleinsten Bestandteilchen. Wenn das Schaufel rad 65 in Pfeilrichtung rotiert, so werden die schwere ren Bestandteile mehr nach der linken Seite gefördert, so dass auf der rechten Seite sich mehr schweb fähige Bestandteile befinden. Diese flüchtigen Be standteile befinden sich hierbei also gerade über dem dünnsten Teil des sich bildenden Vlieses 73 und haben hier wenig Chancen, sich in der Matte nieder zuschlagen als im linken Teil, in welchem die Matte bereits dicker ist. Es ist daher vorteilhaft, das Schau felrad in eine Richtung entgegengesetzt dem darge stellten Pfeil rotieren zu lassen.
Wenn das Schaufelrad in dem dargestellten Sinne rotiert, wird die erste Lage, die sich auf dem Band 61 bildet, feineres Gefüge haben und die oberen Lagen ein gröberes; um zu vermeiden, dass diese Oberfläche aus zu groben Teilen besteht, ist auf der linken Seite des Verteilerkopfes 62 noch eine Unter druckkammer 98 angeordnet, die die gröbsten Teile absaugt und über das Gebläse 100 der Zufuhrleitung 56 wieder zuführt. In dem dargestellten Ausführungs beispiel mündet die Leitung 101 in die erste Stufe 50, der das Rohmaterial zugeführt wird.
Falls diese Absaugung der groben Teile durch die Kammer 98 nicht ständig in Betrieb ist, ist es zweckmässig, die Pumpe 100 dann und wann einzuschalten, um An sammlungen von groben Teilchen in der Kammer 98 abzusaugen.
Die verdichtete Matte wird über die Rolle 94 dem Förderband 96, 97 übergeben und von ihm weiter befördert, entweder zur Heisspressung oder zur Stapelung.