Einrichtung zur Herstellung von Matten aus lignocellulosehaltigen Fasern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Her stellung von Matten aus lignocellulosehaltigen Fa sern mit einem Verteilerkopf, der eine im Quer schnitt etwa halbkreisförmige, mit Perforationen ver sehene Abschlusshaube aufweist.
In derartigen Ein richtungen werden die in bekannter Weise gewon nenen Fasern durch einen Luft- oder Gasstrom dem Verteilerkopf zugeführt und durch den Luftstrom, der überatmosphärendruck besitzt, durch die Per foration getrieben, wodurch sie vereinzelt werden und so als Einzelfasern auf das darunter angebrachte Förderband fallen und hier sich abscheiden und zu einer Matte verfilzen.
Diese Wirkung wird im Ver teilerkopf noch durch einen Agitator unterstützt, beispielsweise ein rotierendes Schaufelrad, das die Masse der Fasern in Bewegung hält, so dass sie in gleichmässigem flockigem Zustand sich im Ver teilerkopf befinden und so geeignet sind, unter der Wirkung des Luftdrucks und des Schaufelrades ver einzelt aus den Perforationen herauszutreten und gleichmässig auf das Förderband herabzuregnen.
Diese Wirkung wird weiterhin dadurch verstärkt, dass unterhalb des tragenden Förderbandes eine Un terdruckbox angeordnet ist, so dass die Fasern, die aus dem vertikal zu dem Förderband angeordneten Verteilerkopf kommen, mit grosser Geschwindigkeit tief in die sich bildende Matte eindringen, so dass eine gute Verfilzung und eine grosse Festigkeit der Matte entsteht. Auf diese Weise entsteht eine kon tinuierliche Matte, die fortschreitend unter dem Ver teilerkopf dicker wird, bis sie am Ende die ge wünschte Stärke erhält.
Um eine gute Verfilzung der Fasern in der Matte zu erhalten, ist es zweckmässig, den Unter druck in der Unterdruckbox grösser zu halten, als der Überdruck im Verteilerkopf beträgt. Das be dingt jedoch einen zusätzlichen Luftstrom in der Niederschlagsregion, der durch den Pfeil 25 wieder gegeben ist und der den Luftstrom im Niederschlags raum verstärkt. Dieser Luftstrom erzeugt Strömungen in der Niederschlagsregion des Faserstroms und be wirkt, dass die feinen Fasern gegen das andere Ende der Niederschlagsregion getragen werden und hier sich absetzen.
Die dabei entstehende Matte zeigt eine Verteilung der gröberen Teilchen der Fasern von der Oberfläche zur Unterseite derart, dass die Oberfläche einen höheren Grad von groben Teilchen aufweist und somit die Matte auf der Oberfläche eine weniger glatte und gleichmässige Struktur er hält, als von der Verteilung der gröberen Teilchen im Faserstrom erwartet werden kann.
Bei .der Herstellung von dichten, heissgepressten Artikeln aus den so hergestellten luftdurchlässigen Matten erhalten diese Artikel eine ziemlich ungleich mässige rauhe Oberfläche, während es erwünscht ist, dass die Oberfläche möglichst glatt und gleichmässig ist. Das gilt besonders bei solchen Artikeln, deren Oberfläche mit einer dekorativen Kunststoffschicht oder dergleichen versehen wird, wobei starke Fasern oder Faserbündel auf der Mattenoberfläche durch eine solche dekorative Kunststoffschicht hindurch scheinen würden.
Die vorliegende Erfindung vermeidet nicht nur die Schwierigkeiten, die durch eine muhe Ober fläche entstehen, sondern sie bewirkt auch Ober flächen, die glatter sind, als es von der Verteilung der feinen und groben Fasern im Verteilerkopf er wartet werden kann, d. h. die reicher sind an feinen Fasern als das Innere der Platte.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen in der Ab schlusshaube aus Lochgruppen verschiedener Grösse bestehen und die Lochgruppe mit kleineren Löchern an einer Seite der Hauptgruppe angeordnet ist. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 die neue Vorrichtung im Vertikalschnitt, Fig. 2 die gleiche Vorrichtung, jedoch mit meh reren hintereinander angeordneten Verteilköpfen, Fig. 3 ein Muster der Verteilung der verschieden grossen Perforationen, Fig. 4 eine besondere Ausführungsform des Ver teilerkopfes im Vertikalschnitt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ober halb des Förderbandes 10 mit den beiden Walzen 11, 12 in vertikaler Lage der Verteilerkopf 15 an geordnet. Unter dem die Matte tragenden Trum des Förderbandes 10 ist eine Unterdruckbox 13 vor gesehen, die mittels der Leitung 14 an einer Vacuum- pumpe angeschlossen ist.
Dem Verteilerkopf 15 werden die lignocellulose- haltigen Fasern durch einen Luftstrom kontinuierlich zugeführt, so dass im Verteilerkopf immer ein Druck herrscht, der höher ist als eine Atmosphäre. Der Verteilerkopf 15 ist durch eine Haube 16 abge schlossen, die die Form eines halbkreisförmigen Querschnittes besitzt.
Auf einem Bogen bzw. in einer Ausdehnung von etwa 100 ist diese Haube mit Löchern 17 versehen, durch welche die Fasern im wesentlichen einzeln nach aussen treten und auf das tragende Trum 10 des Förderbandes fallen. Auf beiden Seiten dieser Löcherregion 17 ist je eine weitere Region von Löchern 18 vorgesehen, die kleiner sind als die Löcher 17.
Wenn das Ausgangsmaterial, also im wesentlichen Holz, im wesentlichen bis zu den letzten Einzelfasern zerfasert wird, mögen die Löcher 17 eine Grösse von etwa 8 mm im Durchmesser haben, während die Löcher 18 etwa 3 mm im Durchmesser dann betragen. Je zahlreicher die Löcher, um so grösser ist naturgemäss die Kapazität des Systems, so dass grosse Variationsmöglichkeiten hier bestehen.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der An ordnung von Löchern bzw. Perforationen in der Haube 16 wiedergegeben. Bei diesem Ausführungs beispiel sind neunzehn Reihen von Löchern 17 mit 8 mm Durchmesser in Längsrichtung der Haube 16 angeordnet, wobei die Löcher der aufeinanderfolgen den Reihen auf Lücke angeordnet sind. Neben diesen Lochreihen 17 sind in einem Abstand von etwa 76 mm 12 Reihen von Löchern 18 mit 3 mm im Durchmesser angebracht, die gleichfalls auf Lücke angeordnet sind. Die Anordnungen der Löcher kön nen naturgemäss in weiten Grenzen variiert werden.
Im Verteilerkopf ist ein umlaufendes Schaufel rad 19 mit Schaufeln 20 angebracht, wobei diese Schaufeln an den Enden mit Nylonbürsten 30 ver sehen sind, mit welchen sie an der Haube und ihren Löchern entlangstreichen. Auf diese Weise hält das Schaufelrad die im Verteilerkopf befindliche Masse von Fasern in Bewegung und verhindert Zusammen ballungen bzw. löst Zusammenballungen auf und unterstützt das Austreiben der Fasern aus den Per forationen. Das Schaufelrad läuft zweckmässig mit hoher Geschwindigkeit um, beispielsweise von<B>175</B> bis 600 pro Min.
Die Umlaufsrichtung des Schaufel rads kann verschieden sein, je nach den Beschaffen heiten der Matte, die hergestellt werden soll. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 läuft das Schau felrad entgegengesetzt der Förderrichtung des tra genden Trums 10 um.
Die Niederschlagsregion 21 ist durch Wände 22 und 23 begrenzt, desgleichen durch die rückwärtige Wand 24, um Wirbeleffekte der Luftströme auf die sich bildende Matte 32 zu vermeiden.
Wie bereits erwähnt, bewegt sich ein schwanken der Luftstrom 25 von vorn nach hinten in der Niederschlagsregion. Bei der Anordnung zweier Ar ten von Löcher verschiedener Grösse in der Ab schlusshaube, wobei die kleineren Lochreihen 18 vor und oberhalb den grösseren Löchern 17 in der Ab schlusshaube 16 angeordnet sind, werden einige der feinen Fasern 26 von der Hauptmasse der Fasern getrennt, und ihre Bahn wird trotz des schwankenden Luftstroms 25 in der Niederschlagszone so :sein, dass sie sich nicht mit dem Hauptstrom 27 der Fasern in der Matte niederschlagen, sondern sie werden sich auf der Hauptmasse 27 absetzen und damit die Oberfläche der Matte bilden.
Ein eingehendes Studium der Teilchengrössen verteilung der Fasern in den verschiedenen Lagen einer Matte, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dar gestellt ist, zeigte die prozentuale Verteilung, be stimmt durch das Gewicht der Fasern, die sich bei verschiedenen Lochgrössen im Niederschlagschirm niederschlagen.
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<I>Maschenweite</I> <SEP> (Tyler-Siebtabelle, <SEP> DIN <SEP> 1171)
<tb> +8 <SEP> +34 <SEP> +50 <SEP> +80 <SEP> -80
<tb> Originalfaser
<tb> 13,6 <SEP> 44,6 <SEP> 20,0 <SEP> 3,2 <SEP> 18,6
<tb> <B>1/3</B> <SEP> der <SEP> Oberfläche <SEP> der <SEP> Matte <SEP> 6,8 <SEP> 40,6 <SEP> 23,0 <SEP> 5,0 <SEP> 24,6
<tb> <B>2/3</B> <SEP> der <SEP> Bodenfläche <SEP> der <SEP> Matte <SEP> 14,8 <SEP> 43,6 <SEP> 20,0 <SEP> 4,2 <SEP> 17,4 Die grosse Verbesserung in der Gleichförmigkeit der Mattenoberfläche wird dadurch veranschaulicht, dass in den +8- und +34-Fraktionen des oberen Drittels der Matte ein Anwachsen der feinen Fraktion festzustellen ist,
dass hier der Prozentsatz der feinen Fasern wesentlich grösser ist, als es im Verteiler kopf der Fall ist.
Wie bereits erwähnt, können die einzelnen Grössen der Apparatur weitgehend variiert werden. Die Zahl der verschiedenen Lochgrössen braucht nicht auf zwei begrenzt zu sein, es können auch mehr verschiedene Lochgrössen Anwendung finden, die dann eine entsprechende Veränderung der Mat- tenbildung bewirken. Der Raum zwischen den Loch reihen verschiedener Grösse kann gleichfalls ver ändert werden, je nach Luftstromgeschwindigkeit, Grösse der Niederschlagsregion und den gewünschten Mattencharakteristiken.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind drei Verteilerköpfe nebeneinander angeordnet. Mit einer derartigen Anordnung von mehreren Verteiler köpfen nebeneinander ist es möglich, sowohl die Oberfläche als auch die Unterseite der Matte mit feinen Fasern anzureichen, um hier glatte Flächen zu erreichen. Das wird dadurch erreicht, dass in der Abschlusshaube 28 des ersten Verteilerkopfes die Löcher mit einem Satz kleinerer Löcher 29 beginnen und sich daran die Normallöcher 17 an schliessen.
Naturgemäss muss hier das Schaufelrad entgegengesetzt, also im Sinne des Uhrzeigers, um laufen, so dass jetzt die feineren Fasern durch die Lochreihe 29 austreten und damit die unterste Lage der Matte bilden.
Der mittlere Verteilerkopf kann hier Löcher gleicher Grösse aufweisen, während beim letzten Ver teilerkopf wie bei Fig. 1 der Satz kleiner Löcher wieder am Ende der Lochreihen angebracht ist, so dass die hier austretenden feineren Fasern die Oberfläche der Matte bilden.
Naturgemäss kann man auch mit einem Ver teilerkopf eine solche Drei-Schichten-Matte erhalten, und zwar dadurch, dass man am Anfang und am Ende die kleineren Lochreihen anbringt. Diese Aus führung wird man vorzugsweise bei der Herstellung von dünnen Matten wählen.
In Fällen, wo grosse Mengen Fasern aus dem Verteilerkopf ausgestreut werden müssen, wo also viele Löcher angebracht werden müssen, ist es zweck mässig, den Raum zwischen den Lochreihen ver schiedener Grösse zu verkleinern oder ganz ver schwinden zu lassen, dafür aber an der Trennlinie der beiden Locharten eine Scheidewand 31 im Nie derschlagsraum anzuordnen, wie Fig. 4 zeigt. Da durch werden die feineren Fasern auch in der Nieder- schlagsregion getrennt, gleiten auf der Scheidewand 31 auf die Matte und bilden hier die Oberfläche der Matte.
Die Länge der Scheidewand 31 ist so zu wählen, dass der Luftstrom durch die kleineren Löcher 18 des Verteilerkopfes die feinen Fasern 26 über die Scheidewand in die Oberfläche der Matte treibt.
Device for the production of mats from lignocellulosic fibers The invention relates to a device for the production of mats from lignocellulosic fibers with a distributor head which has an approximately semicircular cross-section, provided with perforations.
In such a directions, the fibers won in a known manner are fed to the distributor head by an air or gas flow and driven by the air flow, which has above atmospheric pressure, through the perforation, whereby they are separated and so fall as individual fibers on the conveyor belt below and here separate and felt into a mat.
This effect is supported in the distributor head by an agitator, for example a rotating paddle wheel that keeps the bulk of the fibers in motion so that they are in an even, flaky state in the distributor head and are therefore suitable for the action of air pressure and the The paddle wheel can step out of the perforations and rain evenly down onto the conveyor belt.
This effect is further enhanced by the fact that a sub-pressure box is arranged below the load-bearing conveyor belt, so that the fibers coming from the distributor head arranged vertically to the conveyor belt penetrate deeply into the forming mat at high speed, so that good felting and the mat becomes very firm. This creates a continuous mat that becomes thicker and thicker under the distributor head until it is of the desired thickness at the end.
In order to obtain good felting of the fibers in the mat, it is advisable to keep the negative pressure in the negative pressure box greater than the positive pressure in the distributor head. However, this requires an additional air flow in the precipitation region, which is given by the arrow 25 and which increases the air flow in the precipitation area. This air flow creates currents in the precipitation region of the fiber stream and causes the fine fibers to be carried towards the other end of the precipitation region and settle here.
The resulting mat shows a distribution of the coarser particles of the fibers from the surface to the bottom in such a way that the surface has a higher degree of coarse particles and thus the mat on the surface has a less smooth and even structure than the distribution of the coarser particles can be expected in the fiber stream.
In the production of dense, hot-pressed articles from the air-permeable mats produced in this way, these articles have a fairly uneven, rough surface, while it is desirable that the surface is as smooth and uniform as possible. This applies particularly to articles whose surface is provided with a decorative plastic layer or the like, with strong fibers or fiber bundles on the mat surface would shine through such a decorative plastic layer.
The present invention not only avoids the difficulties caused by a rough upper surface, but it also causes surfaces that are smoother than can be expected from the distribution of fine and coarse fibers in the distributor head, i.e. H. which are richer in fine fibers than the interior of the plate.
The device according to the invention is characterized in that the perforations in the end cap consist of groups of holes of different sizes and the group of holes with smaller holes is arranged on one side of the main group. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings.
They show: Fig. 1 the new device in vertical section, Fig. 2 the same device, but with several distribution heads arranged one behind the other, Fig. 3 a pattern of the distribution of the different sized perforations, Fig. 4 a special embodiment of the United divider head in vertical section .
In the embodiment of Fig. 1 is above half of the conveyor belt 10 with the two rollers 11, 12 in the vertical position of the distributor head 15 to be ordered. Under the strand of the conveyor belt 10 carrying the mat, a vacuum box 13 is seen, which is connected to a vacuum pump by means of the line 14.
The lignocellulose-containing fibers are continuously supplied to the distributor head 15 by an air stream, so that there is always a pressure in the distributor head which is higher than one atmosphere. The distributor head 15 is closed abge by a hood 16 which has the shape of a semicircular cross section.
On an arc or in an area of about 100 this hood is provided with holes 17 through which the fibers emerge essentially individually and fall onto the supporting strand 10 of the conveyor belt. A further region of holes 18, which are smaller than the holes 17, is provided on both sides of this hole region 17.
If the starting material, that is to say essentially wood, is essentially shredded down to the last individual fibers, the holes 17 may have a size of about 8 mm in diameter, while the holes 18 are then about 3 mm in diameter. The more numerous the holes, the greater the capacity of the system, of course, so that there are great possibilities for variation.
In Fig. 3 an embodiment of the arrangement of holes or perforations in the hood 16 is shown. In this embodiment, for example, nineteen rows of holes 17 with 8 mm diameter are arranged in the longitudinal direction of the hood 16, the holes of the successive rows being arranged with gaps. In addition to these rows of holes 17, 12 rows of holes 18 with a diameter of 3 mm are made at a distance of about 76 mm, which are also arranged with gaps. The arrangement of the holes can of course be varied within wide limits.
In the distributor head a rotating blade wheel 19 is attached with blades 20, these blades are seen at the ends with nylon brushes 30 ver, with which they brush along the hood and their holes. In this way, the paddle wheel keeps the mass of fibers located in the distributor head in motion and prevents clumps or loosens clumps and supports the expulsion of the fibers from the perforations. The paddle wheel expediently rotates at high speed, for example from <B> 175 </B> to 600 per minute.
The direction of rotation of the paddle wheel can be different, depending on the properties of the mat that is to be produced. In the embodiment of FIG. 1, the blade wheel runs opposite to the conveying direction of the tra lowing run 10 to.
The precipitation region 21 is delimited by walls 22 and 23, and likewise by the rear wall 24, in order to avoid eddy effects of the air currents on the mat 32 which is being formed.
As already mentioned, the air flow 25 fluctuates from front to back in the precipitation region. When arranging two types of holes of different sizes in the end cap, with the smaller rows of holes 18 in front of and above the larger holes 17 in the end cap 16, some of the fine fibers 26 are separated from the bulk of the fibers, and their In spite of the fluctuating air flow 25 in the precipitation zone, the web will be such that it will not be precipitated with the main flow 27 of fibers in the mat, but will instead be deposited on the main mass 27 and thus form the surface of the mat.
A detailed study of the particle size distribution of the fibers in the different layers of a mat, as shown for example in Fig. 1, showed the percentage distribution, determined by the weight of the fibers, which are reflected in the precipitation screen at different hole sizes.
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<I> Mesh size </I> <SEP> (Tyler sieve table, <SEP> DIN <SEP> 1171)
<tb> +8 <SEP> +34 <SEP> +50 <SEP> +80 <SEP> -80
<tb> original fiber
<tb> 13.6 <SEP> 44.6 <SEP> 20.0 <SEP> 3.2 <SEP> 18.6
<tb> <B> 1/3 </B> <SEP> of the <SEP> surface <SEP> of the <SEP> mat <SEP> 6.8 <SEP> 40.6 <SEP> 23.0 <SEP> 5.0 <SEP> 24.6
<tb> <B> 2/3 </B> <SEP> of the <SEP> floor area <SEP> of the <SEP> mat <SEP> 14.8 <SEP> 43.6 <SEP> 20.0 <SEP> 4,2 <SEP> 17,4 The great improvement in the uniformity of the mat surface is illustrated by the fact that in the + 8 and + 34 fractions of the upper third of the mat an increase in the fine fraction can be observed,
that here the percentage of fine fibers is much greater than is the case in the distributor head.
As already mentioned, the individual sizes of the apparatus can be varied to a large extent. The number of different hole sizes need not be limited to two; more different hole sizes can also be used, which then cause a corresponding change in mat formation. The space between the rows of holes of different sizes can also be changed, depending on the airflow speed, the size of the precipitation region and the desired mat characteristics.
In the embodiment of FIG. 2, three distributor heads are arranged side by side. With such an arrangement of several distributor heads side by side, it is possible to enrich both the surface and the underside of the mat with fine fibers in order to achieve smooth surfaces here. This is achieved in that the holes in the cover 28 of the first distributor head begin with a set of smaller holes 29 and the normal holes 17 adjoin them.
Naturally, the paddle wheel must run in the opposite direction, i.e. in the clockwise direction, so that the finer fibers now exit through the row of holes 29 and thus form the bottom layer of the mat.
The middle distributor head can have holes of the same size here, while the last Ver divider head as in Fig. 1, the set of small holes is attached again at the end of the rows of holes so that the exiting fine fibers form the surface of the mat.
Naturally, such a three-layer mat can also be obtained with a distributor head, namely by making the smaller rows of holes at the beginning and at the end. This execution will be chosen preferably in the production of thin mats.
In cases where large amounts of fibers have to be scattered out of the distributor head, where many holes have to be made, it is advisable to reduce the space between the rows of holes of different sizes or to let them disappear completely, but at the dividing line of the two hole types to arrange a partition 31 in the Nie derschlagraum, as shown in FIG. As a result, the finer fibers are also separated in the precipitation region, slide on the partition 31 onto the mat and here form the surface of the mat.
The length of the partition 31 is to be selected so that the air flow through the smaller holes 18 of the distributor head drives the fine fibers 26 over the partition into the surface of the mat.