CN1270549A - 纤维涂胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维涂胶方法,其中在具有低于100%纤维湿度的纤维上涂胶,并且,接着通过在一个纤维/空气流中的涡旋使涂胶后形成的纤维聚结解散。该涂胶纤维适于制造木质材料,尤其是纤维板及型件。本发明还涉及实施该方法的一个设备及控制涂胶的方法。

Description

纤维涂胶方法

本发明涉及一种纤维涂胶方法，其中在具有低于100％纤维湿度的纤维上涂胶，并且，接着使涂胶后存在的纤维聚结解散。本发明还涉及用于实施该方法的一种设备及一种控制纤维涂胶的方法。

以下将所有的具有木质纤维素的纤维称为纤维，它们尤其用于木质材料的制造。通常的纤维是由锯木屑或一年生植物、由棕榈或草根据RMP(精机械制浆)，TMP(热机械制浆)或CTMP(化学热机械制浆)方法制造的这些纤维，但由化学纤维分解产生的纤维也包括在内。涂胶的纤维可有利地被用来制造木质材料；它们首先适于制造纤维板。作为一个典型的例子，但远不是唯一的例子，涂胶的木质纤维素纤维应用于制造MDF板(中密度纤维板)。

制造木质材料所使用的纤维可由液体湿润的锯木屑制造。在涂胶以前，纤维必需被干燥到低于100％、最好1至10％的纤维湿度(相对于绝对干燥纤维量的水量)上，以保证持久的涂胶，并避免所谓的蒸气炸口、即通过蒸气产生的木质材料纤维结构中的裂口和紊乱，该纤维结构是在粘合期间产生的。与锯木屑纤维化后出现的液体浸润的纤维相反，在下面将具有纤维湿度低于100％的纤维称为“干燥纤维”。但特别优选的是涉及其纤维湿度在1至10％之间的纤维。

为了由纤维制造木质材料，将对纤维添加相对于绝对干燥纤维量5至30％之间的胶。作为胶使用各种人造树脂，通常例如酚甲醛、密胺甲醛，如无需防水涂胶时，可使用尿素甲醛。以下，作为胶是指所有的自然胶及人造树脂，它们被用于涂在具有木质纤维素的纤维上，以制造木质材料。

在制造中密度纤维板(MDF)时，进行所谓的“吹风管”(“blow-line”)涂胶。其中纤维在匀料机中高温及高压地制造后直接地在所谓的“吹风管”中与胶相混合。通过在吹风管中喷入胶进行涂胶。吹风管位于匀料机及纤维干燥机之间。由于匀料机及纤维干燥机之间的压力差，仍处于潮湿及很热的纤维将以200至450m/s以上的速度通过吹风管。通过这时在吹风管中形成的湍流发生喷入的胶与纤维的混合，并由此进行涂胶。该过程在几分之一秒中进行。被涂胶的纤维在吹风管的端部到达纤维干燥器。在那里它们被干燥到所需湿度，并接着被压制成板材或型材。

该涂胶方法现在被使用在所有的MDF厂中。它可在技术上简单地进行，但带来两个主要的缺点。一个是，在干燥时胶中的甲醛游离在纤维的表面。随着干燥机排气它将到达大气中。因此就需要昂贵的设施，如废气净化机、电过滤器等，用来净化MDF纤维干燥机的排出气体或者这些设施由相应的环保部门规定。废气净化设备的购置及运行的费用很高。

另一个缺点是，在干燥过程中胶已部分地硬化或浸入纤维内并由此不能提供纤维的连接。通常纤维湿度(纤维湿度表示相对于绝对干燥的纤维量的水量)从超过100％被干燥到约10％。这样硬化的胶不能用于纤维连接，在某种程度上已经损失。结果是，约20％的胶在干燥后不再有效。因为胶贵于纤维，这种损失是一个可观的成本因素。

为替代上述湿法涂胶，纤维压制板工业界尝试用胶混合器的使用大型机器的技术进行MDF纤维的干法涂胶。对于干法涂胶需使用木屑混合器，它在压制板生产中用于木屑涂胶。该混合器的结构包括一个通常立置的可转滚筒，该滚筒被一个中心轴穿过。该轴上设有胶的出孔。必要时，装有使木屑到滚筒中或轴上的推进装置。在此情况下，木屑混合器的能耗是很大的。

另外的干法涂胶方法被描述在US专利文献2,658,847及DD专利文献78881中。在涂胶前总是将纤维分散，并通过胶的喷射涂胶，这些纤维无需另外处理可直接用来加工木质材料。在此情况下试图尽可能地避免纤维聚结的形成。然而，如实践中所表明的，这不能完全地被避免。

在德国公开文献1653223中提出，干法涂胶纤维在继续处理前通过扯辊机再使其散开。该方法不能被证明是可靠的，因为涂胶纤维被扯辊所牵，扯辊不仅使纤维散开，而且通过作用的机械力又产生了新的聚结。

干法涂胶主要在胶分布差及纤维聚结的形成上不能成功。它引起了纤维板表面的不一致及板粗密度上的不均匀结构。由纤维聚结引起的粗密度波动可能导致现代的连续压制设备的压板损坏。

本发明的任务在于，提出一种纤维涂胶的方法，其中可最少量地使用胶。本发明的任务还在于，提供一种实施该方法的设备，借助它能用尽可能少的胶及能耗最佳地涂胶。最后，本发明的任务在于，提出一种控制涂胶的方法，借助它可在最佳条件下进行涂胶。

上述的任务被这样解决，即，使纤维聚结在一个纤维/空气流中形成涡旋，以通过涡旋致使纤维聚结解散。迄今所有措施集中于尝试在具有低于100％纤维湿度的纤维上涂胶，并且这样进行涂胶，以不形成纤维聚结。然而，此外，根据本发明的方法也致力于此，使纤维涂胶和纤维聚结解散的步骤之间相分开。

该方法与专业人员的成见相反地提出，保证相对干燥的纤维均匀地涂胶，及可以不伤害纤维即不损失纤维强度地使纤维聚结散开。使用根据独立权利要求的方法尤其可实现，干燥纤维、即具有的纤维湿度低于100％、最好在10％及1％之间的纤维被涂胶，及又使涂胶时形成的纤维聚结解散，这时在一个纤维/空气流中通过涡旋运动使纤维聚结解散。该措施的特殊优点在于，干燥的涂胶纤维在出现的纤维聚结解散后可直接地输送去生产木质材料。这里可避免纤维干燥时胶硬化引起的胶损耗。

涂胶纤维的输送及随后输送去解散纤维聚结的方式和方法可任意地进行。可以机械地输送纤维，例如通过螺旋输送机可调节地进行。然而，特别有利的是，纤维在一个空气流-以下称为纤维/空气流中被输送。这种输送方式可特别简单及成本合理地实现。去除了昂贵的输送装置且纤维/空气流可简单地控制。在该说明书中“空气”首先是指环境空气，但该名称也包括所有用于输送纤维及需要时处理纤维的其它气体。

该方法的一个优选构型在于：纤维在涂胶前被干燥。在此情况下，将根据涂胶后接着制造产品的要求使纤维湿度最好被干燥到低于20％或低于10％的值上，也可干燥到低于5％至低于1％的湿度上。在干燥时，如需要可考虑，通过涂胶使纤维更新湿度。

纤维聚结的解散可这样优选地实现，即，将在纤维/空气流中输送的纤维及纤维聚结置于一个湍流的、分离的、含强涡旋的流动中。在湍流中形成的涡旋将剪力作用于纤维及纤维聚结，其力如此大，即能使纤维聚结又分散成单个纤维，并使纤维本身保持无损。因为胶比纤维彼此间更牢地附着在纤维表面上，被分散的纤维始终具有均匀的涂胶。通过涂胶后纤维聚结的分散可达到：提供为加工所需的特别均匀一致的涂胶纤维材料，这是均匀及无干扰地生产纤维板的前提。

为了产生使纤维聚结解散的湍流，一些本身由木屑及纤维制造或加工业所公知的设备部分尤其适用。根据本发明将这样运用匀料机、纤维分散机或磨机，即与其原始使用目的不同，纤维及纤维聚结在经过匀料机或磨机时不被机械地加工-例如被磨成更高的磨料等级，而是仅在湍流中涡旋运动并在此情况下被分散，即“疏松”开来。

在解散纤维聚结时匀料机譬如以板距大于0.2mm，最好大于1.0mm运行。在此开距时不会产生研磨，但纤维/空气流在匀料机的两板间被完全置于湍急的、分离的、含强涡旋的的流动中。匀料机和磨机作为特别高耗能的装置，因此，出于成本原因不应再重新附加使用在纤维制造中本身已被使用的这些设备。但这种理由是可被反驳的，因为匀料机或磨机在这里不做磨作业。这种装置可以说是空载运行。用于解散纤维聚结的能耗可设想是很小的，因此使用这种装置不会形成附加成本。

根据生产设备的负荷及参数也可使用简单的装置来使纤维/空气流涡旋转动。在纤维涂胶装置的出口或在随后的纤维/空气流管道中设置一个转子或叶轮可使纤维/空气流足够地被加速和/或产生涡旋，由此使纤维聚结散开。

可直接考虑，纤维以较高的纤维湿度用上述方法涂胶及需要时被散开，以便接着被干燥和继续加工。但特别优选的是，对已干燥的纤维涂胶并当纤维聚结解散后直接地输送到一个成型站，用于制造木质材料产品。按照这种方法步骤顺序能保证经济地使用能源及胶，以致与传统的方法步骤顺序相比可达到成本的显著节省。

纤维在涂胶及纤维聚结解散后将被继续加工。也可以在送到涂胶及制造产品以前设置中间储存器，以使得在涂胶前或解散纤维聚结后纤维被收集起来。

如刚才所述，纤维以200m/s至450m/s以上的速度在吹风管中涂胶并接着被干燥。明确的是，不但由于干燥程序的不可估计性而且由于涂胶条件本身仅能大约地调节，故总是供给的胶过量，这引起成本的增加。因此，根据本发明的方法特别有利的是，可作到在低的速度下涂胶，于是胶便能精确及节省地定剂量供给。在涂胶时纤维的速度总是低于150m/s、更好是低于50m/s。并尤其优选为，下降速度在0.1至10m/s之间的范围中。在这样低的下降速度下，将具有足够的时间，使纤维最佳地涂胶，该速度则可通过纤维/空气流的相应控制来调节。

被认为特别有利的是，纤维在一个纤维/空气流中随着重力以自然下降速度下降。但也可以，纤维被一定的反向流截断或引导到譬如一个螺旋路径上通过涂胶区，以便使在涂胶区中的逗留时间增加，或以便对涂胶后的纤维作后继加工的预处理。

根据本发明方法的其它有利构型同样与涂胶时纤维的低速度相关。根据本发明，在涂胶期间纤维环境中气氛、尤其是温度及空气湿度，以对于涂胶及避免胶的硬化最为有利的方式被调整。该措施也对经济地使用胶作出了贡献。温度及空气湿度作为环境气氛的关键参数，可以通过附加具有预定湿度的温控空气被简单地调节。

如果必要，涂胶可在惰性或保护气体的气氛中进行，例如用于当氧气气氛对胶不利的场合。

由于涂胶时纤维的速度低可以作到，涂胶和/或纤维聚结散开期间使纤维的湿度在一定限界内有目的地调节。例如可以使过干燥纤维微加湿或者使由于涂了含水多的胶而具有大湿度的纤维通过干燥又被最佳地调节，以便继续加工。

根据本发明的方法可以在下述设备中特别简单且成本合理地实施。该用于对具有其纤维湿度低于100％的纤维涂胶的设备在最简单的构型上包括：一个塔，该塔具有一个进料口及一个出料口；及用于涂胶的装置和设在塔的出料口上的解散纤维聚结的装置。用于涂胶的装置设在塔中或塔壁中。

塔可具有任意的横截面，但最好是圆柱形。进料口及出料口各设在塔的相反端上，最好是在端面区域上。进料口可作为纤维输入塔中用的简单开口构成，但也可作为可关闭的开口或闸门构成，例如用于通过进料口的开或关控制输入塔的纤维量或在塔中保持确定气氛状态的场合。出料口能以与入料口相同的方式作为开口构成，它譬如与一个管子相连接，并可构成开口或闸门。用于纤维聚结解散的装置或是直接与出料口连接或是通过连接通路、例如一个管子与出料口连接。

纤维通过入料口到达塔中。塔最好以塔的纵轴线垂直竖立，但也可以倾斜或横卧地设置。纤维可被机械地或-优选采用-在一个纤维/空气流中被输入塔中并通过塔输送。垂直竖立的塔是特别有利的，纤维将随着重力，无需附加的能量通过进行涂胶的涂胶区在塔中下降。该种塔被证明对涂胶是特别适用的，因为它具有足够大的容量，可实现一定的通过量，该通过量例如可供一次纤维板生产使用。此外，塔易于设立且可直接地接受用于涂胶、用于输送空气或使纤维涡旋运动的所有装置，这些装置在一定情况下对实施本发明是需要的。

以上已详细描述过的解散纤维聚结的装置设在塔的出料口上。在纤维涂胶后，尤其当在塔的出料口上设置匀料机或磨机时，纤维将通过吸气被吸入，该吸气是由匀料机或磨机中的转子在纤维/空气流加速时产生的。因此通常不需要在塔与匀料机或磨机之间设置专门的输送装置。

安装在塔中或塔上的涂胶装置可优选地作为喷嘴构成，它们通过输送管道与储料容器相连接。喷嘴极适合于使胶化为细雾并涂到大量的通过塔输送的纤维上。喷嘴可用最简单的、最便宜的并由此最有利的实施方式设置到塔壁上。塔和胶的喷嘴彼此这样地调整，即喷嘴不用使胶喷到对面的塔壁上，但另一方面却要保证使纤维完全涂胶。喷嘴的构造可自由选择，它们可以是圆环形、螺旋形或以其它合适的方式制造。在其中安装纤维涂胶喷嘴的塔区域被称为涂胶区。胶的喷入可用空气流气动进行或不用空气通过借助静态压力来喷射。

根据该设备的一个优选构型，除涂胶装置外，在塔中或塔壁中还设有输入空气或其它气体的装置。该输入空气或其它气体的装置在最简单情况下是相应输入管道的口。但该输入空气或其它气体的装置的优选形式也是作为喷嘴构成。这些喷嘴可分布地设在涂胶区中和/或涂胶区外。它们可用于不同的目的。借助输入空气，例如可控制或影响纤维/空气流和/或纤维速度。空气可被冷却、加热或干燥，由此通过输入空气的装置可调节塔中、尤其是涂胶区中或其后面的气氛。如上所述，通常将空气导入塔中。但如果对于特殊应用需要惰性气体或保护气体气氛时，这可借助导入气体的装置任何时间来进行。同样可以，以此方式将与胶一起作用的气态反应成分输入塔中。并且也可将对最终木质材料产品有用的添加物、如杀菌剂由这里输入。

最后，在塔中或塔壁上可设置使纤维涡旋和/或输送纤维的装置。该装置可作为导板、转子、隔板或类似件构成。因为纤维的输送速度及涡旋运动对涂胶质量及均匀度起决定性作用，所以通常这种产生涡旋的装置结构是使涂胶结果大为改善的一种措施。

上述用于涂胶、输入空气及产生涡旋和/或输送纤维的装置最好安装在塔壁上或塔壁中。这样在结构上较简单并从维护的观点看比使用装在塔内部的此类装置更合理。但如果强调在塔内设置这种装置的理由、如位置的原因，这种设置也是完全可能的。特别优选的是，用于涂胶、输入空气及产生涡旋和/或输送纤维的装置被构造成可调节的。如果使用喷嘴，则它也应可调节，以便在装入后还可进行喷锥的最佳调整，由此避免死角。此外，当纤维在塔中的通过量要改变或使用另种胶时，也可能需要进行调整的改变。喷锥及通过量应根据所述原因变化。

实施根据本发明方法的塔最好直立地设置，具有上方的入料口及塔下端的出料口。借助该结构可利用重力在纤维/空气流中输送纤维并由此使能耗减至最小程度。视现有生产设备的结构及方位而定，也可能需要塔倾斜或横卧即水平设置。如果塔不是直立，则要照顾到使纤维/空气流大约经过塔的中央，必需尽可能地避免沉积在壁上，以避免塔的“增长”。然而，这可以通过相应地设置喷嘴以简单的方式实现。

在最简单的实施形式中，塔为圆柱形或近似圆柱形。但优选的是，塔至少区段地被构成锥形。尤其在涂胶区后的出料口区域中塔被构成锥形，以便通过横截面的缩小引起纤维/空气流速度的提高，由此支持涡旋及湍流的形成。但也可以，塔整个地构成锥形或两个截锥这样地组合成塔，即塔的最大横截面位于入料口及出料口之间。通过塔的形状可使纤维的涡旋及输送速度有效地受到影响。

用于解散纤维聚结的装置可优选地作为匀料机或磨机构成。这些本身公知的设备部分是共同的，它们至少具有一个转子，即快速转动的部件。通过匀料机或磨机的几何结构可保证，从入料口经涂胶区到出料口并通过匀料机或磨机运动的纤维/空气流在确定输送区段上以确定方式被置于含涡旋的湍流中，而不引起纤维的机械损坏。因此，纤维聚结的解散体现了很好的保护，因为在涡旋及湍流产生时，在纤维/空气流中加入附加的空气。

纤维聚结的解散是通过在纤维/空气流中的涡旋来实现的。而含涡旋的湍流最好通过纤维/空气流的加速来实现。在此情况下，纤维/空气流的速度相对提高约25％就够了，其前提是，纤维/空气流在加速时可产生尽可能强的涡旋。速度较大的提高，例如提高约50％、100％或200％或更高也是同样适合的，纤维聚结将通过纤维/空气流中的涡旋被排除。有利的是，纤维/空气流短时地涡旋运动就够了。对于使纤维聚结重新分散成涂胶的单纤维，数秒或几分之一秒的涡旋就够了。

当纤维/空气流从涂胶期间的约10m/s加速到约25m/s并形成涡旋时，在涂胶时形成的纤维聚结将又被涡旋消除。通过将纤维/空气流加速到约160m/s可获得同样效果，而不会损伤纤维。通过在约150m/s速度下涂胶形成的纤维聚结，通过将纤维/空气流加速到约200m/s来散开，而不会损伤纤维。

为了用尽可能小的能耗使纤维/空气流处于全涡旋中，被证实有利的是，在用于解散纤维聚结的装置区域中设有筛，导板或隔板。借助这些措施可使已经减小的用于纤维聚结解散的能耗进一步降低，及此外可保证纤维聚结的完全散开。

根据一个优选实施形式，用于解散纤维聚结的装置的功率是可调节的。如较前面所述，为了使纤维/空气流尽可能完全处于湍流中，虽然仅需要较小的驱动功率，但也可以，当其通过量波动时，需使匀料机、磨机或叶轮或转子的功率适配。

本发明一个特别优选的构型在于，在解散纤维聚结后使纤维导入或经过一个筛分机，在这里使剩余的空气从纤维/空气流中分离，该空气是在产生湍流时接收的。通过接入一个筛分机，纤维/空气流的容积可再减小到显著小的程度。剩余空气最好通过设在筛分机及输入空气及其它气体的装置之间的管道被引导到循环路径中。明确的是，虽然可将剩余空气简单地排放到周围环境中，但有利的是，特别是由于合理的能量平衡的原因，至少部分地使循环路径封闭。尤其是，当不但加入空气而且加入其它气体时，使循环路径封闭，以节省净化装置，否则当将剩余空气排到周围环境中时需安装净化装置。

根据该纤维涂胶设备的一个特别优选构型，在设在筛分机及输入空气到塔中的装置之间的管道中或该管道上，设有用于当剩余空气再输入塔以前调节剩余空气的温度和/或空气湿度的装置。如果需要的话，也可使用净化装置，它将去除导入循环路径的空气中的不希望有的物质。当涂胶区中或塔中的气氛总地根据确定的预定值控制时，上述用于调节温度和/或湿度的装置，即冷却或加热装置或空气加湿或除湿装置被证实是有利的。

作为本发明的、用于解决其任务使纤维经济地涂胶并避免过多的材料和/或能量使用的一个独立部分，以下将描述一个控制纤维涂胶的方法，其中根据待涂胶的纤维量和/或每纤维量待涂的胶量单个地、成组地或整体地这样调节涂胶的装置，即总是按每时间单位或相应待涂胶纤维量的每重量单位将预定量的胶输入到塔中。与现有技术相反，根据这里推荐的方法可以对纤维涂胶施加影响及相应详细地控制反应条件。由此可使胶及能量的使用最佳化及使纤维涂胶的均匀性合乎目的地得以改善。

也可这样地达到涂胶的改善，即这样地调节输入空气到塔中的装置和使纤维涡旋的装置：保持纤维/空气流的预定涡旋运动和/或预定路径及预定速度。借助该措施使纤维/空气流通过塔的路径在涂胶区上这样地调整，即，使喷入的胶尽可能完全地沉积在纤维表面。

如果附加地检测每时间单位输入塔中的纤维量和/或纤维湿度并根据这些值调节塔中或涂胶区中的温度和/或空气湿度，则纤维涂胶就能最佳地被调节到符合产品的要求-这根据现有技术是不可能的，尤其当譬如将纤维压制成MDF板时的压制要求。

根据该方法的一个有利构型，对作为涂胶及胶硬化时纤维性能的重要反应参数的、纤维进入塔中时的温度或纤维周围的温度同样进行测量并用于控制。

当可以在塔中对温度及空气湿度、空气或其它气体的增补量、传输速度和上述其它参数进行整体调节时，已经应当被看作是一种进步。根据本发明的一个特别优选的构型，此外对塔的确定区域或区间分别调节最佳流动分布和/或气氛分布。因此，例如可以在入料口区域(进料区)通过对纤维/空气流输入温控的空气将纤维温度调节到对涂胶最佳的温度上。在涂胶区中，可对空气湿度及温度，也可对纤维/空气流的路径及速度譬如这样地预给定，即，使涂胶无损耗及形成最少纤维聚结地进行。在出料口区域中，可通过温度及空气湿度的调节这样地调节涂了胶的纤维的纤维湿度，即，使纤维的压制能无故障地进行。为了调节这种湿度分布，可对输入胶或空气或其它气体的装置或对传送纤维或使其涡旋的装置个别地或成组地控制。

为使涂胶最佳化还提出，根据塔中空气湿度来调节待涂在纤维上的胶的稠度。因为纤维湿度对于压制是一个关键量，及因为涂胶将对纤维带来附加湿度，胶的稠度的精确调节意味着使涂胶纤维符合压制的一种改善的控制。

以下将通过附图1至3的例子来详细说明本发明的实施例。附图为：

图1：一个纤维涂胶设备的概要纵截面图；

图2a-d：通过图1中设备的涂胶区的横截面图；

图2e：通过图1中设备的涂胶区的纵向段；

图3a-c：各种塔型的概要纵截面图；

图4：在纤维涂胶设备中的纤维入口的概要示图。

图1表示对含木质纤维素的纤维涂胶的一个设备2。一个塔4是该设备2的核心部件。该塔4由高级合金钢制成，并当需要时，其内部涂有聚四氟乙稀或具有防粘作用的类似材料的涂层。该涂层可避免涂胶纤维粘附在塔壁6上。塔4约10米高及具有约1.5米的直径；它基本构成圆柱形。在塔4的壁6中安装有涂胶喷嘴8，它们的喷锥(Spruehkegel)可被调节。涂胶喷嘴8通过管道10与一个储胶罐12相连接。在塔4的壁6中还装有空气喷嘴14。空气喷嘴14同样具有可调节的喷锥。通过空气喷嘴14喷入的空气经由管道16输入。

在塔4的上端面设有一个简单的进料口18，它既不可被关闭，且在其通路中也不可改变。也可应用进料口的其它实施形式。通过该进料口18将纤维湿度低于100％的纤维输入到塔4中。纤维最好从一个储料容器或从一个干燥器输入。

在塔4的另一端面上设有一个出料口20。该出料口20使塔4与一个匀料机22相连接。出料口20的壁24朝着匀料机22构成锥形。该出料口20约与匀料机盘26的中心相通。锥形出料口20通过横截面的缩小引起流速的显著增高并由此促使湍流的形成，及通过加速产生纤维/空气流的涡流。

匀料机22具有两个成型盘26，其中一个盘是静止的(定子)，及另一盘以约每分钟4000转旋转(转子)。这两个盘布置成彼此相隔约1.5mm。在该盘距离上转子约为空转运行，它不承受任何研磨工作，因为定子及转子之间的通路过大。匀料机22产生湍流，它引起纤维聚结的解散。匀料机22也由高级合金钢制造并在需要时譬如用聚四氟乙稀涂层，以使得涂胶纤维不粘附在盘26或匀料机22的其它部分上。

在匀料机22的后面是一个筛分机28，它与匀料机22通过一个管道30相连接。在筛分机28中纤维将与剩余的空气相分离。剩余的空气由筛分机28经管道16及空气喷嘴14返回到塔4中。涂胶的纤维由筛分机28被输送到储料容器或成型站或压机以制造木质材料。

在图1中表示出的设备2特别适合实施根据本发明的、对纤维湿度低于100％的含木质纤维素的纤维涂胶的方法。纤维通常譬如通过RMP、TMP或CTMP方法由木屑来制造。木屑的纤维化是在高纤维湿度下进行的，其含水量相对绝对干燥纤维量超过100％、通常超过200％。接着，纤维被干燥及然后直接由干燥机或由储料容器送来涂胶。

纤维将在一个纤维/空气流中通过入料口18输入塔4中。纤维在空气流中或在其它合适气流中的运动是简单、节能及低成本的。从入料口18到出料口20定向流动的空气流最好由匀料机22产生，它持续地吸入纤维/空气流。作为另一方式或是对匀料机22的补充，纤维/空气流也可由空气喷嘴14产生。该纤维/空气流的速度比上述吹风管方法中的速度小很多。该纤维/空气流具有的速度低于150m/s，最好低于50m/s。在该实施例中将假定，纤维/空气流以一个速度运动通过塔4及涂胶区“B”，该速度当然也相应于降落速度。在纤维/空气流中纤维运动到涂胶区“B”内，图1中该区被标以影线。涂胶区“B”是塔4中其塔壁6上装有涂胶喷嘴8的区域。在涂胶区“B”中对纤维喷射相对于绝对干燥纤维量10至20％的胶。胶被匀细分布地喷入并几乎完全地落在纤维表面上。

为了使胶的损失达到最少，设在涂胶区“B”中涂胶喷嘴8之间的空气喷嘴14相对纤维/空气流这样地定向，即，使纤维尽可能均匀地承受涂胶喷嘴8的喷锥。在此情况下，空气喷嘴14的喷锥也完全迎着纤维/空气流的主运动方向定向。

使用这里所述的设备对纤维涂胶可使不希望有的纤维聚结的形成减至最小。迄今公知的纤维干法涂胶的方法使用相对小容积的木屑混合器及机械输送设备，它们虽然适合木屑涂胶，但根本不能用于纤维涂胶。纤维具有完全不同的外部尺寸，每重量单位大得多的表面积及与此相应的小堆积密度，但没有公称刚度。

尽管改善了涂胶，还会形成纤维聚结，它在随后的方法步骤中被解散。为此目的，纤维/空气流及其中含有的纤维聚结被输送到出料口20并从那里进入匀料机22。出料口20被构成锥形，它向着匀料机22缩小的横截面引起纤维/空气流速度的持续上升，由此使纤维/空气流的湍流及涡流增大。在经过匀料机22时，其转子以每分钟约4000转的速度运行，纤维/空气流的速度将被提高到约50m/s，纤维/空气流完全地处于湍流中。在该分离的含涡流的湍流中纤维的聚结被散开，而不会伤害纤维。匀料机22的盘26的盘间距离约为1.5mm，这样的距离不会对涂胶纤维发生研磨。这里转子的转速及盘距作为大概的数目来理解。有关技术人员可选择相应的调整值，使得在尽可能小的能耗时达到所需效果、即纤维聚结的解散。

现在被涂胶并散开的纤维在纤维/空气流中被从匀料机22输送到筛分机28。在这里，产生湍流时吸入的剩余空气又被分离。该筛分机如所述的设备部分(塔4，匀料机22)那样，也由高级合金钢制成并在需要时涂层。这也同样适用于输送纤维/空气流的管道。

筛分机28是一个用于分离剩余气体或空气量的公知部件。剩余空气通过管道16至少部分地返回到塔4中。来自筛分机28的纤维或输入储料容器或输送到成型站，在成型站中譬如形成板坯，它在随后的压机中再被压成纤维板或型件。

优化及改善该方法实施的另外措施可在图1的设备上进行。空气喷嘴18譬如可以不仅控制纤维/空气流，而且可用于使纤维形成涡旋，这些空气喷嘴可整体地、成组地或单个地用于喷入气体，这将影响纤维或胶的反应性，需要时，喷入的气体也可是胶的一个成分。

在图1中未示出塔4中使纤维涡旋的装置。应该指出，在塔4中，塔4的壁6上可设有譬如隔板、导向板等这样的装置，以保证最佳地引导纤维/空气流。

可有利地以这样的方式控制涂胶，即喷入的胶量总是根据塔4中被涂胶的纤维量来定剂量。为此，根据每时间单位待涂胶的纤维量使涂胶喷嘴8的通过量增大或减小。

合乎要求的是，纤维的湿度在涂胶前、中或后可被改变，以使纤维及需要时使胶能尽可能好地调节到适合随后的压制。根据本发明的方法提供了一种可能性，即预先确定塔4中的气氛，尤其是温度和/或空气湿度，以便有目的地影响纤维湿度。例如，可以通过喷入潮湿空气使从入料口18到进入涂胶区“B”的过干燥纤维重新湿润，或未足够干燥的纤维可通过喷入干燥空气继续进行干燥。通过在涂胶区中调节确定的温度及空气湿度来避免胶的提前硬化或胶浸入纤维。因此对于涂胶温度约为20至80℃，但通常为约20至40℃，空气湿度约为40至95％最为合适。空气湿度本身也可低于40％，但必需采取措施，以防止纤维带静电。带静电的纤维将倾向于附在塔壁上，它们将不再继续被携带在纤维/空气流中。在此情况下，可使用所有技术中所使用的胶、包括PMDI-异氰酸酯在内，来用于纤维涂胶。

在涂胶时接受的剩余液体在涂胶后可通过再干燥至少部分地去除，它通过设在涂胶区“B”及出料口20之间的空气喷嘴14喷入干燥的空气来进行。

根据本发明，这样的气氛分布可直接地通过配置空气喷嘴14及涂胶喷嘴8、通过检测塔4中涂胶的纤维量及需要时纤维湿度、和通过根据纤维量及纤维湿度调节喷嘴8及14来调节。此外，有利的是，附加地测量在进入塔4时的纤维温度并根据纤维温度及纤维湿度来调节塔4中的温度及需要时调节空气湿度。特别优选的是，根据未涂胶或涂过胶的纤维状态来调节塔4中涂胶区“B”前、中及后的气氛。

为了使喷入塔内的空气按要求地干燥或加湿及使空气加热或冷却，合乎要求的是，在使筛分机28与空气喷嘴14相连接的管道16中设置相应的干燥器或空气加湿器、加热或冷却装置。设在管道16中的装置及空气喷嘴14可分开地调节或可使用可编程的控制单元，后者设有或连接着测量位置及传感器，用于测量塔4中的纤维温度及需要时其湿度和/或空气温度和/或空气湿度。涂胶被自动地控制。对于一个专用设备控制的预先规定可由技术人员简单地掌握，因为一方面对于胶处理气氛的预给定值可由制造者推荐，另一方面，因为纤维/空气流的参数、即温度、空气湿度及速度可容易地在公知技术的预定边界中调节。

图2a至e表示通过塔4的横截面，其中具有设在塔4的壁6中的涂胶喷嘴8及空气喷嘴14。喷嘴8，14可设置在分开的平面内，如图2a中所示，或也可设在一个平面内，如图2b中所示。喷嘴8，14可径向地喷入塔4(见图2a，b)，或喷锥可在塔4中以一个角度α或一个角度β定向，如图2c-e所示。角度α及β相对塔4的纵轴线“A”分别在0°至90°之间。

图3a至c表示除图1中的构型外，塔4的其它变型，其中可对纤维湿度低于100％的纤维涂胶。图3a表示从入料口18至出料口20锥形地缩小的塔4。这里出料口20及塔4相交地过渡，因为塔4的锥形可实现到纤维聚结分散装置的理想过渡。通过从入料口18至出料口20塔4的持续缩小可支持纤维的有效加速及涡旋。图3b表示从入料口18至出料口20锥形地扩大的塔4。其优点在于，这里纤维/空气流通过涂胶区“B”具有特别长的路径，以使涂胶能很好地控制。图3c表示一个塔4，在其上区段最好从入料口18至涂胶区“B”的终点锥形地扩大，及从涂胶区“B”的终点到出料口20锥形地缩小。这样的结构虽然造价高，但可结合以上借助图3a及图3b所述塔形的优点。塔4的尺寸可各根据塔形、单位时间的纤维通过量及待调节气氛分布上的预给定值而有大的变化。高度为5至25m及直径为0.75并最好为3.5至6m被证明是完全符合要求的。

图4表示具有另一种实施形式的入料口19的塔4的上区段32。该上区段32的横截面具有从入料口19到塔4的截锥形。在该上区段32中设有分配锥34，以使得通过入料口19进入的纤维/空气流产生圆环形的分布并进入塔4中。

在塔4中，在分配锥34的下面设有一个孔筛36，它覆盖了塔4的横截面。孔径为约0.5至5cm之间，最好在0.8至3cm之间。在分配锥34中或其下面固定有用于分配装置40的驱动器38，这里，旋转的分配装置40作为具有多个臂的括刀42构成，它使通过入料口19及塔4上区段进入的纤维/空气流被分配在塔的整个横截面上。因此，纤维在塔4中在大的横截面上均匀分布地下降到涂胶区中。

Claims (33)

1.一种纤维涂胶方法，其中在具有低于100％纤维湿度的纤维上涂胶，并在其中接着使涂胶后存在的纤维聚结解散，其特征在于：使纤维聚结在一个纤维/空气流中形成涡旋，以通过涡旋致使纤维聚结解散。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：纤维在涂胶前被干燥到低于100％的纤维湿度上，最好被干燥到10％至1％之间的纤维湿度上。

3.根据权利要求1或2至少一项的方法，其特征在于：在涂胶后为解散纤维聚结使纤维聚结通过一个匀料机，一个转子或一个磨机。

4.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在纤维聚结解散后纤维被输送到一个成型站，用于制造木质材料产品。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于：在纤维聚结解散前或后纤维被输送到一个中间储存器。

6.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在这样的纤维上涂胶，这些纤维在一个纤维/空气流中以低于150m/s、更好是低于50m/s并尤其是低于10m/s的速度运动，

7.根据权利要求6的方法，其特征在于：在这样的纤维上涂胶，这些纤维垂直地或在一个螺旋形轨道上运动。

8.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在涂胶期间调节纤维环境中的预定气氛。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于：在涂胶期间调节纤维环境中的温度和/或空气湿度。

10.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在涂胶和/或解散纤维聚结期间改变纤维的湿度。

11.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在涂胶后为解散纤维聚结使纤维/空气流的速度提高至少25％。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于：在涂胶后为解散纤维聚结使纤维/空气流的速度提高至少100％。

13.实施根据权利要求1的方法的设备，具有：一个塔(4)，它具有一个进料口(18，19)及一个出料口(20)；用于涂胶的装置(8)，它们设在塔(4)中或在塔壁(6)中；以及一个通过在纤维/空气流中产生湍流来解散纤维聚结的装置(22)，它设在塔的出料口(20)上。

14.根据权利要求13的设备，其特征在于：用于涂胶的装置(8)作为喷嘴构成。

15.根据权利要求13的设备，其特征在于：在塔(4)中或塔壁(6)中设有输入空气或另外气体的装置(14)。

16.根据权利要求15的设备，其特征在于：向塔中输入空气或另外气体的装置(14)作为喷嘴构成，它们设在塔(4)中或塔壁(6)中。

17.根据权利要求13的设备，其特征在于：在塔(4)中或塔壁(6)上设有使纤维涡旋和/或输送纤维的装置。

18.根据权利要求13至17中一项的设备，其特征在于：用于涂胶的装置(8)，输入空气或另外气体的装置(14)和/或使纤维涡旋和/或输送纤维的装置，尤其是喷嘴，被构造成可调节的。

19.根据权利要求13的设备，其特征在于：塔(4)被垂直、倾斜或横卧地设置。

20.根据权利要求13的设备，其特征在于：塔(14)至少区段地被构成锥形。

21.根据权利要求13的设备，其特征在于：用于解散纤维聚结的装置(22)具有一个转子。

22.根据权利要求13的设备，其特征在于：用于解散纤维聚结的装置(22)具有筛，挡板或类似件。

23.根据权利要求13，21或22的设备，其特征在于：用于解散纤维聚结的装置(22)的功率是可调节的。

24.根据权利要求13的设备，其特征在于：与用于解散纤维聚结的装置(22)相连设有一个筛分机(28)，纤维/空气流中的纤维通过它，并在该筛分机中使剩余的空气从纤维/空气流中分离。

25.根据权利要求24的设备，其特征在于：在筛分机(28)及输入空气到塔(4)的装置(14)之间设有管道(16)，通过这些管道使从纤维/空气流中分离出的空气至少部分地返回到塔(4)中。

26.根据权利要求25的设备，其特征在于：在设在筛分机(28)及输入空气到塔(4)中的装置(14)之间的管道(16)中或其上，设有用于调节温度的装置和/或用于调节空气湿度的装置。

27.在根据权利要求13至26中一项或多项的设备中对具有低于100％纤维湿度的纤维的涂胶进行控制的方法，其中根据待涂胶的纤维量和/或每纤维量待涂的胶量单个地、成组地或整体地这样调节涂胶的装置，使该装置总是按每时间单位将预定量的胶输入到塔中。

28.根据权利要求27的对纤维涂胶进行控制的方法，其特征在于：这样地调节输入空气到塔中的装置和使纤维涡旋的装置，即保持纤维的预定涡旋运动和/或纤维/空气流的预定路径。

29.根据权利要求27或28的对纤维涂胶进行控制的方法，其特征在于：其中，测量每单位时间输入塔中的纤维量及纤维湿度，并且，根据纤维湿度及纤维量调节塔中的温度和/或空气湿度。

30.根据权利要求29的对纤维涂胶进行控制的方法，其中，附加地检测输入塔中纤维的温度并对于调节塔中的温度和/或空气湿度时考虑输入塔中纤维的温度。

31.根据权利要求27至30中一项的对纤维涂胶进行控制的方法，其特征在于：在塔中，在入料口及出料口之间调节温度和/或空气湿度的分布。

32.根据权利要求27至30中一项的对纤维涂胶进行控制的方法，其特征在于：根据纤维湿度和/或待涂胶纤维的温度来调节待涂在纤维上的胶的稠度和/或温度。

33.根据权利要求27至32中一项的对纤维涂胶进行控制的方法，其特征在于：根据塔中的空气湿度调节待涂在纤维上的胶的稠度。

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