DE10301495A1

DE10301495A1 - Getrocknete, vereinzelte, vernetzte Cellulose-Pulpe-Fasern

Info

Publication number: DE10301495A1
Application number: DE2003101495
Authority: DE
Inventors: Michael J Yancey; Brian Wester; Michael D Vrbanac; Ramon Charles Dezutter
Original assignee: Weyerhaeuser Co
Current assignee: Weyerhaeuser Co
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2003-10-23
Also published as: SE0300069L; FR2834727A1; GB2385607A; NO20030195D0; NO20030195L; GB0300861D0; FI20030065A; US20030192659A1; SE0300069D0; JP2004036069A; FI20030065A0; NZ523544A; AU2003200036A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt bereit ein getrocknetes Produkt mit vereinzelten, vernetzten Cellulose-Pulpe-Fasern sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung vereinzelter, vernetzter und getrockneter Fasern. In Übereinstimmung mit dem Verfahren wird eine Zufuhr-Pulpe, die einen Vernetzer enthält, einem Düsen-Trockner zugeführt. Der Düsen-Trockner vereinzelt und trocknet die Zufuhr-Pulpe. Die vereinzelten und getrockneten Fasern werden aus dem Düsen-Trockner gewonnen. Die Zufuhr-Pulpe kann darüber hinaus mit einer Behandlungs-Substanz behandelt werden. Der Düsen-Trockner kann bei negativem Druck gehalten werden. Die Produkt-Fasern können eine niedrige Knoten-Zahl, einen niedrigen Mengenwert der Feinbestandteile sowie verbesserte Werte der Verschlingung, der Kräuselung und der Knäuelung aufweisen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann einschließen: eine Vorbehandlungs-Station zum Zuführen der Behandlungs-Substanz, eine für Pulpe ausgelegte Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung, eine für Pulpe und Schaum-Suspensionen ausgelegte Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung und/oder eine Faser-Trenn-Station, die einen Vakuum Förderer aufweist.

Description

Querverweis auf eine verwandte Anmeldung

Die vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-in-Part-Anmeldung der früheren, noch anhängigen Anmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/998,143, eingereicht am 30. Oktober 2001.

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein getrocknetes, vereinzeltes, vernetztes Cellulose- Pulpe-Faser-Produkt, das unter Verwendung eines Düsen-Trockners zum Trocknen der Pulpe hergestellt wurde.

Hinterrund der Erfindung

Getrocknete, vereinzelte Cellulose-Pulpe-Fasern sind für viele Produkte von absorbierenden Gegenständen für die persönliche Hygiene bis zu Verstärkern in Beton wünschenswert. Derzeit wird in dem am weitesten verbreiteten Verfahren zur Herstellung vereinzelter Fasern ein Zylinder bzw. eine Rolle aus herkömmlichen Pulpe-Fasern in einer Hammermühle zu vereinzelten Fasern zerkleinert. Dieses Verfahren ist energie- und zeitaufwendig, da es viele Schritte und Teile einer Bearbeitungsapparatur erfordert. Jedes Teil der Verarbeitungsapparatur erfordert eine signifikante Kapitalausgabe und nimmt wertvollen Fabrikboden-Raum in Anspruch. Weiter führt das derzeitig angewendete Hammermühlen-Zerkleinerungsverfahren oft zu Fasern mit unerwünschten physikalischen Eigenschaften wie beispielweise niedrigen Verschlingungs-, Kräusel- und Knäuel-Werten.
Diese trockene vereinzelte Pulpe enthält auch Faserknoten, die manchmal als "Nits" oder "Knollen" bezeichnet werden. Knoten sind Faser-Klumpen, die stark aneinander haften bleiben, wie dann ersichtlich ist, wenn man eine kleine Pulpe-Menge in einen Becher mit klarem Wasser gibt und das Wasser rührt, um die Fasern zu mischen. Die meisten Fasern mischen sich im Wasser als vereinzelte Fasern; es bleiben jedoch Faser- Klumpen, die deutlich sichtbar sind. Die Faser-Klumpen oder Knoten sind unerwünschte Nebenprodukte des Hammermühlen-Zerkleinerungsverfahrens. Die Menge an Knoten in einer Pulpe, die mittels einer Hammermühle behandelt wurde, kann dadurch quantifiziert werden, dass man ein Screening-System mit akustischer Energie verwendet, das als Mittel dazu eingesetzt wird, die Fasern in Mengen von Knoten, Gutstoffen bzw. Wertstoffen und Feinbestandteilen zu klassifizieren. Es ist wünschenswert, geringe Mengen an Knoten und Feinbestandteilen und hohe Mengen an Gutstoffen zu haben, wobei die Gutstoffe die vereinzelten Fasern sind.
Das kanadische Patent Nr. 993,618 (Estes, 1976) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines flauschigen Polsters oder Form-Teils niedriger Dichte aus einzelnen Fasern, die erhebliche Verschlingung und Verkettung aufweisen und so eine verbesserte Form- Festigkeit und höhere Bulk-Dichte liefern. In Übereinstimmung mit dem Verfahren wird feuchte Pulpe während der Trocknungsstufe in einzelne Fasern separiert. Das Verfahren macht Gebrauch von einer Fluidstrahl-Trocknungsanlage, die Luft-Düsen oder Dampf-Düsen zum Separieren der Fasern einsetzt. Die Fasern werden auf einem perforierten Sieb bei Austritt aus dem Strahl-Trockner abgelegt. Das Verfahren des kanadischen Patents führt zur Herstellung einer Matte aus verketteten Fasern.
Vernetzte Fasern werden herkömmlicherweise dadurch hergestellt, dass man eine bereits getrocknete Rolle aus herkömmlichen Pulpe-Fasern bzw. Zellstoff-Fasern vor dem Behandeln in einer Hammermühle mit einer ein Vernetzungsmittel enthaltenden Lösung befeuchtet. Die mit der Hammermühle behandelte, einen Vernetzer enthaltende Pulpe wird anschließend durch einen Schnelltrockner geführt und weiter in einem Ofen erhitzt, um den Vernetzungsschritt abzuschließen. Diese vernetzte Pulpe hat einen Knoten-Gehalt, der über 15% liegt. Es ist wünschenswert, eine geringere Menge an Knoten in der vernetzten Pulpe zu haben. Auch dieses herkömmliche Verfahren ist energieaufwändig und daher teuer, da die Pulpe getrocknet wird, bevor sie gewalzt wird, anschließend in feuchter Form mit einem Vernetzer in einer Hammermühle behandelt wird und danach erneut getrocknet wird.
Schnelltrockner-Systeme wurden zum direkten Trocknen entwässerter, bis dahin nie getrockneter Pulpe verwendet. Die Verwendung von Schnelltrocknern zum direkten Trocknen entwässerter, bis dahin niemals getrockneter Pulpe führt jedoch zu einer getrockneten Pulpe mit einer hohen Menge an Knoten. Typische Knoten-Mengen beim Schnelltrocknen vorher nie getrockneter Pulpen liegen bei 30 bis 40%. Vernetzer enthaltende Pulpe, die auf diese Weise getrocknet wird, führt ebenfalls zu einem Knoten- Gehalt, der diesem Wert ähnlich ist oder ihn übersteigt. Ein Überblick über einen handelsüblichen Schnelltrockner, den Flakt Flash Drier, und einen typischen Anlagenaufbau für einen Schnelltrockner liefern Larsson und Lindstrom, 1996 ("Recent Developments in Pulp Drying", O. Larsson; B. Lindstrom, The World of Pulp and Paper Week, Sth International Conference on New Available Techniques, 4.-7. Juni 1996, Stockholm, Schweden).

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt bereit ein Produkt aus getrockneten, vereinzelten, vernetzten Cellulose-Pulpe-Fasern sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung vereinzelter, vernetzter und getrockneter Fasern, die einen relativ niedrigen Knoten- Gehalt haben. In Übereinstimmung mit dem Verfahren werden feuchte Cellulose-Pulpe, die einen Vernetzer enthält, und Luft in einen Düsen-Trockner eingeführt. Die Pulpe wird in den Düsen-Trockner unter Bildung vereinzelter Cellulose-Pulpe-Fasern getrocknet. Die Pulpe wird aus dem Düsen-Trockner entfernt und von der Luft getrennt. Das Verfahren kann an verschiedenen Arten von zugeführter Pulpe und an weiterbehandelter zugeführter Pulpe angewendet werden. Das durch das Verfahren ausgebildete Produkt hat vorteilhafte Eigenschaften wie beispielweise eine niedrige Knotenzahl, einen niedrigen Wert der Feinstoff-Menge sowie verbesserte Werte der Verschlingung, der Kräuselung und der Knäuelung. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann einschließen eine Vorbehandlungs-Station zum Zuführen einer Behandlungs- Substanz, eine Pulpe-Zuführ-Vorrichtung, die nur für Pulpe vorgesehen ist, eine Pulpe- Zuführ-Vorrichtung, die für Suspensionen aus Pulpe in Schaum vorgesehen ist, und/oder eine Faser-Abtrenn-Station mit einem Vakuum-Förderer. In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren kann die feuchte Pulpe, die eine Vernetzer- Behandlungssubstanz enthält, weiter mit einer Behandlungs-Substanz behandelt werden, bevor sie zur Verringerung des Knoten-Gehalts der Pulpe-Fasern getrocknet wird. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen vereinzelter Pulpe-Fasern durch Einführen feuchter Pulpe und Luft in einen Düsen-Trockner über eine Dreh-Luftschleuse ein. Die Dreh-Luftschleuse weist Schaufeln und ein Gehäuse auf, wobei die Enden der Schaufeln von dem Gehäuse um eine Entfernung beabstandet wird, die ausreichend ist, um zu verhindern, dass feuchte Fasern die Luftschleuse verstopfen. Das Verfahren schließt das Herstellen vereinzelter Pulpe-Fasern durch Abziehen der Fasern von dem Düsen- Trockner in einem Luftstrom mit einer Geschwindigkeit ein, die ausreichend ist, um zu verhindern, dass sich die Fasern ineinander verschlingen oder miteinander verknoten. Das Verfahren schließt auch die Herstellung vereinzelter Pulpe-Fasern durch Abziehen der Pulpe-Fasern aus einem Auslass aus dem Lufttrockner unter Teil-Vakuum ein.
Das Pulpe-Produkt schließt vereinzelte, vernetzte und in einem Düsen-Trockner getrocknete Fasern mit einer Knotenzahl ein, die gleich ist oder geringer ist als vorzugsweise 15%, noch mehr bevorzugt 10%, noch weiter bevorzugt 5% und am meisten bevorzugt 2%. Das Produkt kann weiter mit einer Behandlungssubstanz behandelt werden, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus einem oberflächenaktiven Mittel (Tensid) und einem teilchenförmigen Mineralstoff. Das Produkt aus vereinzelten, vernetzten und in einem Düsen-Trockner getrockneten Fasern kann eingearbeitet werden in Beton, in einen absorbierenden Gegenstand, in ein Kunststoff-Produkt, in ein Papier- Produkt oder in ein Filter-Produkt.
Das Trocknungs-System für das Verarbeiten der Pulpe zu vereinzelten, vernetzten und getrockneten Fasern schließt ein: einen Düsen-Trockner, eine Pulpe-Zufuhr-Station, eine Luft-Zufuhr-Station, eine Abstrom-Leitung und eine Faser-Trennstation. Der Düsen-Trockner weist eine Strahl-Leitung, einen Verteiler zur Aufnahme von Luft in die Strahl-Leitung, eine Pulpe-Aufnahmeeinrichtung zum Zuführen von Pulpe in die Strahl- Leitung und einen Faser-Auslass zum Entfernen vereinzelter und getrockneter Fasern, Abluft und Feinstoffen aus der Strahl-Leitung auf. Die Pulpe-Zufuhr-Station ist verbunden mit einer Pulpe-Aufnahme-Einrichtung zum Zuleiten von zuzuführender Pulpe in die Pulpe-Aufnahme-Einrichtung. Die Pulpe-Zufuhr-Station schließt eine Vorratseinrichtung für die Zufuhr einer Behandlungssubstanz zum Zuleiten einer Behandlungssubstanz zu der Pulpe ein. Die Luft-Zufuhr-Station ist mit einem Verteiler verbunden, um Luft zu dem Verteiler zu liefern. Die Abluft-Strom-Leitung ist mit dem Faser- Auslass verbunden, um die Fasern, die Abluft und die Feinbestandteile von der Strahl- Leitung zu transportieren. Die Faser-Trennstation ist mit der Abluft-Strom-Leitung zum Trennen der Fasern von der Abluft verbunden.
Die vorliegende Erfindung stellt so bereit ein Produkt aus einer getrockneten vereinzelten, vernetzten Cellulose-Pulpe-Faser sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren, die es ermöglichen, vereinzelte, vernetzte und getrocknete Fasern herzustellen. Das Verfahren kann feuchte Pulpe direkt von einer Pulpe-Mühle aufnehmen und ein vereinzeltes Produkt aus der bis dahin nie getrockneten Pulpe durch Anwendung des Trocknungsverfahrens liefern, das die Pulpe direkt vereinzelt. Dieses Verfahren bildet vereinzelte, vernetzte Fasern mit größeren Werten der Verschlingung, Kräuselung und Einzel- Knäuelung als in einer Hammermühle behandelte Fasern aus. Ein weiterer Vorteil ist das Vermögen der vorliegenden Erfindung, vernetzte Fasern herzustellen, die einen geringen Wert der Faser-Verschlingung, einen geringen Knoten-Gehalt und einen geringen Feinstoff-Gehalt aufweisen. Andere Vorteile sind die weiteren, zusätzlich zum Vernetzen ablaufenden Behandlungsschritte, die an der Pulpe durchgeführt werden können und die schwierig oder unmöglich an einer Rolle aus getrockneter Pulpe durchzuführen sind. Behandlungsschritte können an der bis dahin niemals getrockneten Pulpe durchgeführt werden, die die Menge an Knoten verringern, die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen und/oder Fasern liefern, die gewünschte charakteristische Eigenschaften aufweisen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die vorangehend angegebenen Aspekte und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch bereitwilliger erkannt, da diese besser verstanden werden wird unter Hinweis auf die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren, worin
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Trocknungssystems ist, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Trocknungssystems der vorliegenden Erfindung mit einer Querschnittsansicht eines Düsen-Trockners und einer Faser- Trennvorrichtung ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Pulpe-Zuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Rotors der Pulpe- Zuführvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine seitliche Ansicht eines mechanischen Mischers und des Düsen- Trockners des Trocknungssystems der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 6 eine Explosionsansicht des mechanischen Mischers der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Faser-Trennstation der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Faser-Trennstation der vorliegenden Erfindung von unten ist;
Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Faser-Trennstation der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 10 ein schematisches Diagramm eines absorbierenden Gegenstandes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 11 ein schematisches Diagramm eines Beton- oder Kunststoff-Produkts der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 12 ein schematisches Diagramm eines Papier- oder Filter-Produkts der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 13 ein schematisches Diagramm des Trocknungssystems der vorliegenden Erfindung einschließlich einer Härtungsstation ist; und
Fig. 14 ein schematisches Diagramm des Trocknungssystems der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Härtungs-Ofens ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung sieht Verfahren und eine Vorrichtung für das Trocknen, Behandeln und Vereinzeln von Zellstoff-Pulpe in einzelne Fasern mit einem geringeren Gehalt an verschlungenen Fasern, Knoten oder Knollen vor. Der Begriff "getrocknet", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen in bezug auf Fasern verwendet wird, ist ein Begriff dieses technischen Gebiets, der allgemein eine Gewichtsprozent-Menge von Wasser zwischen 2% und 10% anzeigt, kann sich jedoch auch auf einen Wert beziehen, der oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs liegt. Der Begriff "Luft", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, ist nicht auf reine Luft beschränkt, sondern kann jedes Gas einschließen, das mit der vorliegenden Erfindung konsistent ist. Der Begriff "Konsistenz", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet den Prozentwert des Feststoffgehalts einer Flüssigkeit oder Feststoff-Mischung. Die speziellen Beispiele, die weiter unten angegeben werden, sind gerichtet auf das Trocknen, die Behandlung und das Vereinzeln von Cellulose-Pulpe-Fasern. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch geeignet ist zur Verwendung bei der Behandlung anderer Typen natürlicher Fasern und/oder synthetischer Fasern.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Trocknungs-System, das einen Düsen-Trockner aufweist, der dafür angelegt ist, feuchte Cellulose-Pulpe direkt aus einer Pulpe-Mühle zu einem Produkt aus vereinzelten Fasern zu trocknen. Es wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Ein Trocknungs-System 10, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, schließt einen Düsen-Trockner 20, eine Pulpe-Zufuhr-Station 40, eine Luft-Zufuhr-Station 90, eine Faser-Trenn-Station 100 und eine Faser- Gewinnungs-Station 160 ein.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 ist in Fließverbindung mit dem Düsen-Trockner 20 verbunden. Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 nimmt zugeführte Pulpe in einem Pulpe-Zufuhr- Vorrat 40 auf und liefert eine Zufuhr-Pulpe an den Düsen-Trockner 20 über eine Pulpe- Zufuhr-Leitung 44. Die Luft-Zufuhr-Station 90 ist in Fließverbindung mit dem Düsen- Trockner 20 verbunden. Die Luft-Zufuhr-Station 90 nimmt Zufuhr-Luft von einem Luft-Zufuhr-Vorrat 92 auf und liefert Zufuhr-Luft über eine Luft-Zufuhr-Leitung 94 an den Düsen-Trockner 20. Der Düsen-Trockner 20 ist in Fließverbindung mit der Faser- Trenn-Station 100 über eine Ablass-Strom-Leitung 30 verbunden. Der Düsen-Trockner 20 bläst Abluft, im wesentlichen getrocknete und vereinzelte Fasern und Feinbestandteile an die Faser-Trenn-Station 100 über die Abstrom-Leitung 30 ab. Die Faser-Trenn- Station 100 ist in Fließverbindung mit der Faser-Gewinnungs-Station 160 verbunden. Die Faser-Trenn-Station 100 trennt die Abluft von den Fasern und kann auch einen Teil der Feinstoffe von den Fasern abtrennen. Die Fasern von der Faser-Trenn-Station 100 werden an die Faser-Gewinnungs-Station 160 geleitet.
In einer bevorzugten Ausführungsform schließt die Vorrichtung auch eine Station 170 zum Entfernen der Feinbestandteile und eine Geräuschreduktions-Station 180 ein. Die Faser-Trenn-Station 100 ist in Fließverbindung mit der Station 170 zum Entfernen der Feinbestandteile über die Feinbestandteile-Leitung 172 verbunden. Die Faser-Trenn- Station liefert Abluft und Feinbestandteile an die Station 170 zum Entfernen der Feinbestandteile über die Feinbestandteile-Leitung 172. Die Station 170 zum Entfernen der Feinbestandteile entfernt die Feinbestandteile von der Abluft und führt die Abluft über die Luft-Leitung 182 zurück an die Luft-Zufuhr-Station 90. Die Geräuschreduktions- Station 180 ist vorzugsweise in eine Luft-Leitung 182 eingebaut und verringert die Geräusche, die durch das Trocknungs-System 10 erzeugt werden.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Düsen-Trockner 20 schließt eine Loop- Leitung oder eine Ring-Leitung 22, einen Pulpe-Einlass 24, einen Verteiler 26 und einen Faser-Auslass 28 ein. Es versteht sich, dass der Begriff "Düsen-Trockner", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, jede beliebige Vorrichtung bedeutet, die das Einströmen von Luft in die Ring-Leitung 22 beschleunigt und das gleichzeitige Trocknen und Vereinzeln einer Substanz ermöglicht, die durch die Leitung 22 strömt. Der Pulpe-Einlass ist mit der Leitung 22 zum Einleiten von Zufuhr-Pulpe in die Leitung 22 verbunden. Der Verteiler 26 ist mit der Düsen- Trockner-Leitung 22 verbunden und liefert so Zufuhr-Luft über die Luft-Zufuhr- Leitung 94 in die Leitung 22 über eine Reihe von Düsen, die so gerichtet sind, dass sie ein Strömen innerhalb der Leitung 22 induzieren. Der Faser-Auslass 28 ist mit der Leitung 22 verbunden und sorgt so für ein Ablassen eines Stroms von Abluft, von Fasern und von Feinbestandteilen aus der Leitung 22.
Die Leitung 22 ist vorzugsweise in einer geschlossenen Schleife angelegt. Die Loop- Leitung 22 kann verschiedene Formen annehmen, wie beispielweise kreisförmig, länglich-rechwinklig, "D"-förmig, quadratisch oder eine andere ähnliche Form. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass dann, wenn feuchte Fasern in die Ring-Leitung 22 eintreten, eine Trennung durch Zentrifugation stattfindet, so dass feuchtere Fasern/Fasern mit höherer Dichte entlang der Außenkante des Loops bzw. der Schleife im Kreislauf geführt werden, während sich trocknere Fasern/Fasern mit geringerer Dichte in Richtung auf den Innenteil der Schleife bewegen. Luft und getrocknetes Produkt treten aus einem Faser-Auslass 28 aus, der entlang des Innenteils der Schleife angeordnet ist. Ein geeigneter Düsen-Trockner 20 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Trockner Fluid Energy Aljet Model 4 Thermajet, X0870L, hergestellt von der Firma Fluid Energy Processing and Equipment Company. Alternativ dazu kann die Düsen-Trockner-Leitung 22 in einer von einer geschlossenen Schleife verschiedenen Form vorliegen. Beispielweise könnte die Leitung 22 gerade sein. In dieser Ausführungsform können die Fasern am Ende der Leitung 22 gewonnen werden.
Das Trocknungs-System 20 schließt weiter eine Ausström-Leitung 30 ein, die mit dem Faser-Auslass 28 des Düsen-Trockners 20 verbunden ist und der Faser-Trenn-Station 100 zugeordnet ist. Die Ausström-Leitung 30 leitet einen Strom aus Abluft, Fasern und Feinbestandteilen zu der Faser-Trenn-Station 100. Die Ausström-Leitung kann ein erstes Gebläse 32 zum Fördern von Material einschließen. Das erste Gebläse 32 zum Fördern von Material verhindert, dass sich Fasern und Feinbestandteile von der Abluft absetzen, wenn sich die Geschwindigkeit der Abluft in der Leitung 30 verlangsamt. Jedoch kann das erste Gebläse 32 zum Fördern von Material nicht erforderlich sein, wenn die Geschwindigkeit der Abluft die Fasern in Suspension hält. Der Durchmesser der Ablass-Strom-Leitung kann die Geschwindigkeit der Abluft beeinflussen. Es ist wünschenswert, zu verhindern, dass sich die Fasern von der Abluft absetzen. Wenn sich Fasern von der Abluft absetzen, haben die Fasern eine erhöhte Tendenz dazu, zu verknoten oder sich miteinander zu verschlingen.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 kann eine erste Entwässerungsvorrichtung 46 einschließen. Die erste Entwässerungsvorrichtung 46 ist in Fließverbindung mit der Pulpe-Zufuhr- Einrichtung 42 und mit der Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 verbunden. Die Pulpe-Zufuhr- Vorratseinrichtung 42 fördert Zufuhr-Pulpe direkt von der Faserleitung einer Pulpe- Mühle zu der ersten Entwässerungsvorrichtung 46. Die erste Entwässerungsvorrichtung 46 entwässert die Zufuhr-Pulpe von der Pulpe-Zufuhr-Einrichtung 42 und liefert Zufuhr-Pulpe über die Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 zu dem Düsen-Trockner 20. Die erste Entwässerungsvorrichtung 46 schließt Vorrichtungen wie beispielweise eine Schneckenpresse, eine Bandpresse, eine kontinuierliche Zentrifuge, eine chargenweise arbeitende Zentrifuge, eine Doppelwalzenpresse oder eine andere ähnliche Vorrichtung ein, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Die Zufuhr-Pulpe von dem Pulpe-Zufuhr-Vorrat 42 hat typischerweise einen hohen Gehalt an Fluid, beispielweise eine Konsistenz von 0,01 bis 10% und noch typischer eine Konsistenz von 3 bis 10%, obwohl Werte der Konsistenz bis hinauf zu 12% bis 15% angewendet werden können. Die Zufuhr-Pulpe kann gebleichte Pulpe, ungebleichte Pulpe, mechanische Pulpe, chemische Pulpe, Chemie-Zellstoff (dissolving grade pulp), einmal getrocknete und erneut aufgeschlemmte Pulpe oder irgendeine andere geeignete. Pulpe sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine große Menge dieses Fluids durch die erste Entwässerungsvorrichtung 46 entfernt werden. Typischerweise entfernt die erste Entwässerungsvorrichtung 46 eine Teilmenge des Fluids von der zugeführten Pulpe und erhöht die Konsistenz der Zufuhr-Pulpe auf 10 bis 55%, bevor die zugeführte Pulpe durch den Düsen-Trockner 20 getrocknet wird. Vorzugsweise ist die Konsistenz der Zufuhr-Pulpe 30 bis 50%. Die teilweise entwässerte Zufuhr-Pulpe wird zu dem Düsen-Trockner 20 über die Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 transportiert.
Die Zufuhr-Pulpe kann ein gepresstes feuchtes Gewebe aus Pulpe mit einem Basis- Gewicht eines erheblichen Betrages sein, um eine ausreichende Steifheit zu liefern, um das Gewebe in eine Schredder-Vorrichtung einzuführen. Das Basisgewicht kann typischerweise im Bereich von 500 bis 1.500 gsm liegen. Das feuchte Gewebe aus Zufuhr- Pulpe kann in eine Schredder-Vorrichtung wie beispielweise einen schnell umlaufenden Satz von Walzen, die vorstehende Stifte enthalten, die das Gewebe in kleine Stücke aus Pulpe zerreißen, ein Gebläse zur Förderung von Material oder in eine ähnliche Vorrichtung eingeführt werden.
Die Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 kann ein Rohr, ein Trichter oder eine andere Förder- Vorrichtung sein. Zusätzlich kann die erste Entwässerungsvorrichtung 46 selbst als Förder-Vorrichtung dienen. Beispielweise kann die erste Entwässerungsvorrichtung 46 eine Schneckenpresse sein, die verwendet werden könnte, um gleichzeitig die Zufuhr-Pulpe zu entwässern und zu dem Düsen-Trockner 20 zu transportieren. Eine geeignete Pulpe- Zufuhr-Leitung 44 der Pulpe-Zufuhr-Station 40 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine wellenlose Schrauben-Förder-Einrichtung, die entworfen und hergestellt wird von der Firma Martin Sprocket and Gear, Inc., Martin Conveyor Division. Die wellenlose Schnecken-Förder-Vorrichtung weist eine wellenlose Schnecke auf, die feuchte Pulpe über eine Neigung zuführt, die in Richtung auf den Pulpe- Einlass 24 des Düsen-Trockners 20 ansteigt. Die wellenlose Schnecken-Förder- Einrichtung hat einen Trichter am unteren Ende des Förderers, um die Zufuhr-Pulpe an die richtige Stelle zu bringen.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 kann einen Vorrat 48 zur Zufuhr einer Behandlungssubstanz zum Einarbeiten einer Behandlungs-Substanz in die Zufuhr-Pulpe einschließen. Der Zufuhr-Vorrat 48 für eine Behandlungssubstanz kann in Fließverbindung mit dem Pulpe-Zufuhr-Vorrat 42, der Pulpe-Zufuhr-Leitung 44, der ersten Entwässerungs- Station 46 oder jeder anderen Stelle entlang der Pulpe-Zufuhr-Station 40 verbunden sein.
Der Zufuhr-Vorrat 48 für eine Behandlungssubstanz kann die Behandlungssubstanz mit jeder Vorrichtung zuleiten, die in diesem technischen Bereich bekannt ist. Beispielweise kann der Zufuhr-Vorrat 48 für eine Behandlungssubstanz die Behandlungssubstanz mit einer Leitung, einem Sprühsystem, einer Mischvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen zuleiten. In den Fällen, in denen die Zufuhr-Pulpe ein gepresstes feuchtes Gewebe aus Pulpe ist, kann die Behandlungssubstanz auf die Zufuhr-Pulpe mittels eines Sprühsystems, eines Walzenbeschichtungssystems oder einer Kombination aus Sprühsystem und Walzenbeschichtungssystem aufgebracht werden.
Viele Behandlungssubstanzen, die auf die Zufuhr-Pulpe vor dem Trocknen und Vereinzeln durch den Düsen-Trockner 20 aufgebracht werden können, sind nicht dafür geeignet, in das traditionelle Verfahren zur Herstellung getrockneter vereinzelter Fasern einbezogen zu werden. Das traditionelle Verfahren ist in seinem Vermögen zur Behandlung der Fasern beschränkt, da sie in Form eines Gewebes vorliegen. In dieser Gewebe- Form muss eine Behandlung der Fasern dadurch durchgeführt werden, dass man das Gewebe durch ein Bad laufen lässt oder das Gewebe besprüht. Die vorliegende Erfindung ist nicht in dieser Weise beschränkt, da Behandlungssubstanzen direkt der Pulpe zugeleitet werden können. Beispielweise können die Fasern der Zufuhr-Pulpe im Rahmen der vorliegenden Erfindung in einem Schaum suspendiert werden, bevor sie durch den Düsen-Trockner 20 getrocknet werden, oder viskose Lösungen können mit der Zufuhr-Pulpe gemischt werden. Keines dieser ausgewählten Behandlungsverfahren wäre in dem traditionellen Bad-Behandlungsschritt praktisch anwendbar. Die Aufbringung dieser Behandlungssubstanzen, die viskose Lösungen sind, kann nicht mit einer traditionellen Pulpe-Vorrichtung erreicht werden. Zusätzlich begrenzen die rauen Bedingungen des Behandlungsverfahrens in einer Hammermühle die praktische Brauchbarkeit der Fasern, da sie bestimmte Verbindungen zurückhalten, die als Behandlungssubstanzen verwendet werden können. Beispielweise würde ein Beschichten der Fasern mit einem teilchenförmigen Mineralstoff wie beispielweise Ton zu einem niedrigen Wert des Beibehaltens des Tons bei der Behandlung in einer Hammermühle führen. Jedoch kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Erhaltung des Wertes signifikant höher sein aufgrund der Tatsache, dass die Vereinzelung mit Luft und weniger mit mechanischen Mitteln durchgeführt wird. Weiter ist die Menge an oberflächenaktivem Mittel, das zur Behandlung von Pulpe auf einer traditionellen Pulpe-Vorrichtung verwendet wird, aufgrund des nachteiligen Einflusses auf die Verfahrensschritte begrenzt; bei der vorliegenden Erfindung gibt es jedoch eine solche Begrenzung nicht. In traditionellen Pulpe-Maschinen senkt ein oberflächenaktives Mittel die Festigkeit des Pulpe-Gewebes. Wenn genügend Festigkeit verlorengeht, liegt das Pulpe-Gewebe unter normaler Spannung, wie sie auf einer traditionellen Pulpe-Vorrichtung erfahrungsgemäß auftritt. Die Behandlungssubstanz, die dem Vorrat 48 für eine Behandlungssubstanz zugeleitet wird, kann einschließen: oberflächenaktive Mittel bzw. Tenside, Vernetzer, hydrophobe Materialien, teilchenförmige Mineralstoffe, Superweichmacher, Wasserreduktionsmittel, Schäume, andere Materialien zur Erlangung spezieller Fasereigenschaften für die End- Verwendung und Kombinationen von Behandlungssubstanzen, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Der Begriff "oberflächenaktives Mittel" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Öl-in-Wasser-Emulsionen, oberflächenaktive Mittel, wie sie offenbart sind in der US-Patentanmeldung Nr. 08/509, 401 (Graefet al.); in dem US-Patent Nr. 3,554,863 (Hervey et al.); in dem US-Patent Nr. 6,074,524 (Wu et al.); in dem US- Patent Nr. 6,159,335 (Owens et al.); und in dem kanadischen Patent Nr. 947,915 (Angel et al.); alle genannten Druckschriften werden durch die Inbezugnahme ausdrücklich in die Offenbarung der vorliegenden Beschreibung übernommen. Oberflächenaktive Mittel bzw. Tenside verleihen Pulpe-Fasern wünschenswerte Eigenschaften wie beispielweise eine Verringerung der Bindung einer Faser an der anderen, eine Verbesserung des Absorptionsvermögens oder eine Verringerung der Reibung fertiger Gewebe. Oberflächenaktive Mittel werden bei der Herstellung von Geweben und Handtüchern verwendet und werden extensiv in der Textilindustrie für zahlreiche Verbesserungen verwendet. Die Klassen von oberflächenaktiven Mitteln schließen anionische, kationische, nichtionische oder ampholytische/zwitterionische oberflächenaktive Materialien ein. Beispiele anionischer oberflächenaktiver Mittel schließen ein: Natriumstearat, Natriumoleat, Natriumdodecylsulfat, Natriumdodencylbenzolsulfonat, Polyethersulfat, Phosphat, Polyetherester und Sulfosuccinat. Beispiele kationischer oberflächenaktiver Mittel schließen ein: Dodecylaminhydrochlorid, Hexadecyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethylammoniumbromid und Cetylpyridiniumbromid. Eine Klasse von Tensiden ist die Klasse kationischer Tenside, die auf quaternären Ammoniumverbindungen basieren, die Gruppen des Fettsäure-Typs enthalten. Beispiele von nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln schließen Polyethylenoxide, Sorbitanester, Polyoxyethylensorbitanester und Alkylarylpolyether-Alkohole ein. Ein Beispiel eines ampholytischen oder zwitterionischen oberflächenaktiven Mittels ist Dodecylbetain. Beispiele im Handel erhältlicher oberflächenaktiver Mittel sind das Produkt Berolcell 587K der Firma EKA Chemicals Inc., das ein kationisches oberflächenaktives Mittel ist, und das Produkt Softener CWW der Firma Process Chemicals, LLC., das ein kationisches oberflächenaktives Mittel ist, das als Garn-Schmiermittel verwendet wird.
Der Begriff "Vernetzer" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf irgendeines einer Anzahl von Vernetzungsmitteln und Vernetzungskatalysatoren. Nachfolgend findet sich eine beispielhafte Liste nützlicher Vernetzungsmittel und Vernetzungskatalysatoren. Jedes der nachfolgend angegebenen Patente wird durch die Inbezugnahme in seiner Gesamtheit ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung einbezogen.
Geeignete Vernetzungsmittel auf Harnstoff-Basis schließen ein: substituierte Harnstoffe wie beispielsweise methylolierte Harnstoffe, methylolierte cyclische Hamstoffe, methylolierte cyclische Harnstoffe mit niederen Alkylgruppen, methylolierte cyclische Harnstoffe mit zwei Hydroxygruppen, cyclische Harnstoffe mit zwei Hydroxygruppen und mit Niederalkyl-Gruppen substituierte cyclische Harnstoffe. Spezielle Vernetzungsmittel auf Harnstoff-Basis schließen ein: Dimethyldihydroxyharnstoff (DMDHU, 1,3-Dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinon), Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff (DMDHEU, 1,3-Dihydroxymethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinon), Dimethylolharnstoff (DMU, Bis[N-hydroxymethyl-]harnstoff), Dihydroxyethylenharnstoff (DHEU, 4,5-Dihydroxy-2-imidazolidinon), Diemethylolethylenharnstoff (DMEU, 1,3- Dihydroxymethyl-2- imidazolidinon) und Dimethyldihydroxyethylenharnstoff (DDI, 4,5-Dihydroxy-1,3-dimethyl-2-imidazolidinon).
Geeignete Vernetzungsmittel schließen ein: Dialdehyde wie beispielweise C₂ bis C₈- Dialdehyde (z. B. Glyoxal), C₂ bis C₈-Dialdehyd-Säureanaloge mit wenigstens einer Aldehyd-Gruppe und Oligomere dieser Aldehyd- und Dialdehyd-Säure-Analoge, wie sie beschrieben sind in den US-Patenten Nr. 4,822,453; 4,888,093; 4,889,595; 4,889,596; 4,889,597; und 4,898,642. Andere geeignete Dialdehyd-Vernetzungsmittel schließen die diejenigen ein, die in den US-Patenten Nr. 4,853,086; 4,900,324 und 5,843,061 beschrieben sind.
Andere geeignete Vernetzungsmittel schließen Aldehyd-Produkte und Formaldehyd- Additionsprodukte auf Harnstoff-Basis ein. Verwiesen wird beispielsweise auf die US- Patente Nr. 3,224,926; 3,241,533; 3,932,209; 4,035,147; 3,756,913; 4,689,118; 4,822,453; 3,440,135; 4,935,022; 3,819,470 und 3,658,613.
Geeignete Vernetzungsmittel schließen Glyoxal-Adukte von Harnstoffen, wie sie beispielweise in dem US-Patent Nr. 4,968,774 beschrieben sind, und Adukte von Glyoxal an cyclische Hamstoffe ein, wie sie beschrieben sind in den US-Patenten Nr. 4,285,690; 4,332,586; 4,396,391; 4,455,416 und 4,505,712.
Andere geeignete Vernetzungsmittel schließen Carbonsäure-Vernetzungsmittel wie beispielweise Polycarbonsäuren ein. Polycarbonsäure-Vernetzungsmittel (z. B. Citronensäure, Propantricarbonsäure und Butantetracarbonsäure) und - Katalysatoren sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 3,526,048; 4,820,307; 4,936,865; 4,975,209 und 5,221,285. Die Verwendung von C₂ bis C₉-Polycarbonsäuren, die wenigstens drei Carboxylgruppen enthalten (z. B. Citronensäure und Oxydibernsteinsäure), als Vernetzungsmittel ist beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,137,537; 5,183,707; 5,190,536; 5,562,740 und 5,873,979.
Polymere Polycarbonsäuren sind ebenfalls geeignete Vernetzungsmittel. Geeignete polymere Polycarbonsäure-Vernetzungsmittel sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 4,391,878; 4,420,368; 4,431,481; 5,049,235; 5,160,789; 5,442,899; 5,698,074; 5,496,476; 5,496,477; 5,728,771; 5,705,475 und 5,981,739. Polyacrylsäure und verwandte Copolymere als Vernetzungsmittel sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,549,791 und 5,998,511. Polymaleinsäure-Vernetzungsmittel sind beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,998,511.
Spezielle geeignete Polycarbonsäure-Vernetzungsmittel schließen ein: Citronensäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Tartrat-Monobemsteinsäure, Maleinsäure, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polymaleinsäure, ein Copolymer aus Polymethylvinylether und Maleat, ein Copolymer aus Polymethylvinylether und Itaconat, Acrylsäure-Copolymere und Maleinsäure- Copolymere.
Andere geeignete Vernetzungsmittel sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,225,047; 5,366,591; 5,556,976; 5,536,369; 6,300,259 und in der US-Patentanmeldung Nr. 08/509,401 (Graef et al.).
Geeignete Katalysatoren können saure Salze wie beispielweise Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Aluminiumchlorid, Magnesiumchloride, Magnesiumnitrat und Alkalimetall-Salze Phosphor enthaltender Säuren einschließen. In einer Ausführungsform ist der Vernetzungs-Katalysator Natriumhypophosphit. Mischungen oder Blends von Vernetzungsmitteln und Vernetzungs-Katalysatoren können ebenfalls verwendet werden. Das Vernetzungsmittel wird auf die Cellulose-Fasern in einer Menge aufgebracht, die ausreichend ist, um ein Vernetzen zwischen den Fasern zu bewirken. Die vorzugsweise auf die Cellulose-Fasern aufgebrachte Menge kann im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern. Höhere Konzentrationen können angewendet werden, können jedoch nicht praktisch brauchbar in einer Produktions-Umgebung sein. In einer Ausführungsform wird das Vernetzungsmittel in einer Menge im Bereich von etwa 4 bis etwa 6 Gew.-% aufgebracht, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern.
Der Begriff "hydrophobes Material" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Latex, Schlichte-Mittel, wie sie zur Pulpe-Behandlung verwendet werden, wie beispielweise ein Alkylketen-Dimer oder Alkenylbernsteinsäureanhydrid, Kolophonium-Harz und synthetische Kolophonium-Harze, Wachse, Öle oder andere Chemikalien, die mit der Faser reagieren und die Oberfläche hydrophob machen. Der Begriff "teilchenförmige Mineralien" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Ton, calcinierten Ton, Calciumcarbonat, Calciumsulfät, Zinkoxid, Talkum, Titanoxid, Siliciumoxide, Flugasche, Natriumaluminosilicate und andere Mineralien. Der Begriff "Superweichmacher" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Polymere, die Sulfonsäure-Gruppen enthalten, modifizierte Lignosulfonate, sulfonierte Melamin-Formaldehyd-Kondensate, sulfonierte Naphthalin-Formaldehyd-Kondensate und Polycarboxylat-Derivate. Ein Beispiel eines im Handel erhältlichen Superweichmachers schließt das Produkt Boral SP der Firma Boral Materials Technology ein, ein sulfoniertes Naphthalin-Formaldehyd- Kondensat. Der Begriff "Schaum" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Schäumungsmittel, geschäumtes Material und Schäume, wie sie offenbart sind in der US- Patentanmeldung Nr. 09/569,380 (Graefet al.), und diese werden durch die Inbezugnahme auf die Patentanmeldung ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung übernommen. Der Begriff "Wasser reduzierendes Mittel" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf wasserlösliche Haftmittel und Weichmacher. Ein Beispiel eines im Handel erhältlichen, Wasser reduzierenden Mittels ist Methylcellulose.
Der Zufuhr-Vorrat für eine Behandlungssubstanz kann auch mehr als eine Behandlungssubstanz liefern und kann Behandlungssubstanzen in jeder Zahl von Schritten oder Stufen liefern. Beispielweise kann die Behandlungssubstanz Bindemittel-Moleküle und Teilchen einschließen, wobei die Bindemittel-Moleküle zuerst auf die Fasern aufgebracht werden und die Teilchen dann den mit einem Bindemittel-Molekül beschichteten Fasern zugesetzt werden, wodurch die Teilchen an die Fasern gebunden werden (wie dies offenbart ist in dem US-Patent Nr. 5,641,561 (Hansen et al.)), das durch die Inbezugnahme ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung übernommen wird. Andere Faser-Behandlungs-Substanzen und -Verfahren, wie sie in diesem technischen Bereich bekannt sind, können angewendet werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Pulpe-Zufuhr-Station 40 so angepasst werden, dass das in dem Pulpe-Zufuhr-Vorrat 42 enthaltene Wasser gegen eine Lösungsmittel-Behandlungs-Substanz ausgetauscht wird. Der Begriff "Lösungsmittel" schließt ein, ist jedoch nicht beschränkt auf Alkohole, Ketone, Ether, Alkane, aromatische Stoffe, Aldehyde und andere Klassen organischer Materialien. Das verwendete Lösungsmittel kann bei der Faser-Trenn-Station 100 zurückgewonnen werden.
Zusätzliche Behandlungs-Substanzen können zugesetzt werden, um eine in-situ-Fällung hervorzurufen. Wenn eine in-situ-Fällung wünschenswert ist, wird eine erste mineralische Behandlungssubstanz der Pulpe zugesetzt, danach wird eine zweite Behandlungssubstanz der Pulpe zugesetzt. Die erste und zweite Behandlungssubstanz reagieren unter Bildung einer Niederschlags-Behandlungssubstanz. Beispielweise kann gelöstes Calciumhydroxid als erste Behandlungssubstanz verwendet werden, und gelöstes Natriumbicarbonat kann als zweite Behandlungssubstanz verwendet werden. Das Calciumhydroxid und das Natriumbicarbonat reagieren unter Fällung von Calciumcarbonat. Andere Fällungs-Behandlungssubstanzen können zur Behandlung der Pulpe gebildet werden, die einschließen, jedoch nicht beschränkt sind auf Calciumaluminiumsilicate, Calciumaluminiumcarbonate, Calciumaluminiumphosphate oder andere mineralische Niederschläge.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 kann eine zweite Entwässerungsvorrichtung 50 einschließen. Die zweite Entwässerungsvorrichtung 50 wird in die Pulpe-Zufuhr-Leitung 44eingebaut und steht so in Fließverbindung mit der ersten Entwässerungsvorrichtung 46. Die zweite Entwässerungsvorrichtung 50 kann einschließen, ist jedoch nicht beschränkt auf Vorrichtungen wie beispielweise eine Schneckenpresse, eine Bandpresse, eine kontinuierliche Zentrifuge, eine im Chargenverfahren arbeitende Zentrifuge, eine Doppelwalzenpresse oder eine andere ähnliche Vorrichtung. Wie die erste Entwässerungsvorrichtung 46 entfernt die zweite Entwässerungsvorrichtung 50 eine Teilmenge des Fluids, so dass die zugeführte Pulpe eine Konsistenz von 10 bis 55% aufweist, vorzugsweise von 30 bis 50%, bevor die Zufuhr-Pulpe durch den Düsen-Trockner 20 getrocknet wird. Die teilweise entwässerte Zufuhr-Pulpe wird dann durch die Pulpe- Zufuhr-Leitung 44 zu dem Düsen-Trockner 20 transportiert. Alternativ dazu kann die zweite Entwässerungsvorrichtung 50 selbst als Beförderungsvorrichtung dienen. Beispielweise könnte eine Schneckenpresse dazu verwendet werden, gleichzeitig zu entwässern und die Zufuhr-Pulpe zu dem Düsen-Trockner 20 zu transportieren.
Die zweite Entwässerungsvorrichtung 50 entwässert die behandelte Zufuhr-Pulpe weiter und entfernt möglicherweise eine Teilmenge der Behandlungssubstanzen von der Pulpe. Um eine Teilmenge der abgetrennten Behandlungssubstanz zurückzugewinnen, kann eine Recycling-Leitung 52 für Behandlungsmittel in Fließverbindung zwischen der zweiten Entwässerungsvorrichtung 50, der ersten Entwässerungsvorrichtung 46 und/oder dem Zufuhr-Vorrat 48 für ein Behandlungsmittel verbunden werden. Die Einarbeitung der Behandlungssubstanz in die Pulpe kann bewirkt werden durch die Bewegung, die von der ersten und/oder zweiten Entwässerungsvorrichtung 46 bzw. 50 geliefert wird.
Alternativ dazu kann die Pulpe-Zufuhr-Station 40 eine Haltetank-Vorrichtung 54 einschließen. Die Haltetank-Vorrichtung kann in die Recycling-Leitung 52 eingebaut sein und steht so in Fließverbindung mit der zweiten Entwässerungsvorrichtung. Die Haltetank-Vorrichtung 54 dient als Reservoir zur Speicherung abgetrennter Behandlungssubstanz von der zweiten Entwässerungsvorrichtung 50 und leitet die gespeicherte abgetrennte Behandlungssubstanz an die erste Entwässerungsvorrichtung 46 und/oder an den Zufuhr-Vorrat 48 für die Behandlungssubstanz.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 kann ein zweites Gebläse 56 zur Förderung von Material einschließen, das in Fließverbindung in die Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 eingesetzt ist. Nach dem Entwässern kann die Zufuhr-Pulpe durch das zweite Gebläse 56 zum Fördern von Material laufen, wodurch größere Stücke von Zufuhr-Pulpe in im wesentlichen einheitliche Stücke zerrissen werden, und zwar vor dem Einführen in den Düsen-Trockner 20. Das zweite Gebläse 56 zur Förderung von Material kann jede beliebige Entstipper- Vorrichtung sein, die einschließt, nicht jedoch beschränkt ist auf ein Reiß-Gebläse, ein Stift-Fluffer, ein Gebläse zum Fördern von Material oder ein Schredder.
Die Pulpe-Zufuhr-Station 40 schließt weiter eine Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 60 ein, die in Fließverbindung mit der Pulpe-Zufuhr-Leitung 40 und dem Pulpe-Einlass 24 des Düsen-Trockners 20 verbunden ist. Die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 60 ist eine Vorrichtung zum Herantransportieren feuchter Pulpe, die eine geregelte, kontinuierliche konsistente Zuleitung von Zufuhr-Pulpe mit einer gewünschten Zufuhrgeschwindigkeit zum Pulpe- Einlass 24 des Düsen-Trockners 20 erzeugen kann. Die Zufuhr-Pulpe wurde vorher entwässert und in einigen Fällen behandelt. Die Zufuhrgeschwindigkeit der Zufuhr- Pulpe ist eine Prozessvariable, die einen direkten Einfluss auf die Luft-Temperatur des Verfahrens, den Luft-Druck des Verfahrens und das Faser-Erscheinungsbild des Endprodukts sowie die Zahl der Faser-Knoten im Endprodukt hat. Die Pulpe-Zufuhr- Vorrichtung 60 ist eine Vorrichtung, die Atmosphärenluft aus einer Umgebung mit höherem oder niedrigerem Druck im Innern des Düsen-Trockners 20 trennt und/oder Umgebungstemperatur von einer Umgebung mit höherer Temperatur innerhalb des Düsen- Trockners 20 trennt. Die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 60 ermöglicht, dass ein kontinuierlicher Einlauf von Zufuhr-Pulpe zu dem Düsen-Trockner 20 hindurchtritt, wobei eine minimale Fließmenge der Atmosphärenluft in den Düsen-Trockner 20 eintritt. Sie ist eine positive Luftschleusen-Verdrängungsvorrichtung.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 60 kann eine Rotations-Luftschleuse 62 sein, die einen Rotor 64 mit Rotorblättern 66 aufweist, der drehbar innerhalb eines Rotor-Gehäuses 68 montiert ist. Eine geeignete Rotations- Luftschleuse 62 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung aus nichtrostendem Stahl mit der Bezeichnung "Rotary Air Look Feeder, Modell Nr. PAV-6C der Firma Prater Industries, die ein Rotorgehäuse und einen CLSD, SS, PAV-6-Rotor mit sechs Rotorblättern aufweist. Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Rotorblätter der Firma Prater Industries wurden vom Hersteller mit einem Ende 69 geliefert, das einen Standard-Abstand zwischen dem Ende jeden Rotorblatts und dem Rotor-Gehäuse 68 von weniger als 0,010 in aufwies. Dieser Standard-Abstand verursacht, dass sich die zugeführte Pulpe zwischen den Rotorblättern 66 und dem Gehäuse 68 festsetzt. Daher wurde der Rotary Air Look Feeder so modifiziert, dass er eine Vorderkante 69a aufweist, die an der Pulpe einen Scher-Vorgang durchführt, und ein hinteres Profil aufweist, das verhindert, dass sich die Pulpe zwischen dem Ende 69 und dem Gehäuse 68 in Form miteinander verknäulter Bündel aufrollt. Das Profil des Endes 69 kann entweder flach oder auf der Hinterseite und radial auf der Innenseite abgeschrägt sein. Diese Modifikation ermöglicht es, dass die Zufuhr-Pulpe durch die Pulpe- Zufuhr-Vorrichtung 60 hindurchläuft, ohne die Fasern zu beschädigen oder die Pulpe- Zufuhr-Vorrichtung 60 zu verstopfen und den Luft-Verlust zu minimieren. Es wurde gefunden, dass ein Abstand von 0,030 in (inch) zwischen der Vorderkante jeder Schaufel 66 und dem Rotor-Gehäuse 68 und ein Abstand von 0,050 in (inch) an der radialen Mittellinie jeder Schaufel 66 ein Verstopfen, Zusammenrollen oder einen Luftverlust um den Rotor 64 minimierte. Ein Abstand zwischen dem Rotor und dem Gehäuse von 0,010 bis 0,050 in (inch) sollte wirksam sein zum Minimieren eines Verstopfens des Rotors, eines Zusammenrollens der Fasern und eines Luft-Verlustes um den Rotor 64.
Es wird nun auf die Fig. 2, 5 und 6 Bezug genommen. Eine Schaum-Zufuhr- Einrichtung 70 kann anstelle der Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 60 verwendet werden. Die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 erzeugt eine regulierte, kontinuierlich konsistente Zufuhrmenge an geschäumter Zufuhr-Pulpe in einer gewünschten Zufuhrgeschwindigkeit zu dem Pulpe-Einlass 24 des Düsen-Trockners 20. Die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 mischt ein oberflächenaktives Mittel oder Tensid und Luft mit Pulpe und speist direkt eine geschäumte Pulpe-Mischung in den Düsen-Trockner 20 ein. Die Schaum-Zufuhr- Einrichtung 70 ist ein mechanischer Mischer, der eine Zufuhr-Menge Pulpe aufnimmt, eine Tensid-Behandlungssubstanz und Luft der Pulpe zusetzt und mechanisch das Tensid bewegt und so die Pulpe-Fasern in einem Schaum-Medium suspendiert. Die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 schließt einen Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers, einen Pulpe-Einspeise-Einlass 72, einen Tensid-Einspeise-Einlass 73, einen Luft-Einspeise-Einlass 74 und eine Schaum-Auslass-Leitung 75 ein. Der Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers kann irgendein geeigneter mechanischer Mischer sein, wie er in diesem technischen Gebiet bekannt ist. Der Pulpe-Einspeise-Einlass 72 steht in Fließverbindung zwischen der Pulpe-Zufuhr-Leitung 44 und dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers. Der Pulpe-Einspeise-Einlass 72 liefert eine Einspeise-Menge Pulpe an den Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers. Der Tensid-Einspeise- Einlass 73 steht in Fließverbindung zwischen dem Zufuhr-Vorrat 48 der Behandlungssubstanz und dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers und ist in enger Nähe zu dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 angeordnet. Der Tensid-Einspeise-Einlass 73 liefert eine Tensid-Behandlungssubstanz an den Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers. Der Luft-Einspeise-Einlass 74 steht in Fließverbindung zwischen einem Druckluft- Vorrat 79 und dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers und ist in enger Nähe zu dem Tensid-Einspeise-Einlass 73 angeordnet. Der Luft-Einspeise-Einlass 74 liefert Zufuhr-Luft an den Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers. Die Schaum-Auslass- Leitung 75 steht in Fließverbindung zwischen den Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers und dem Pulpe-Einlass 24 des Düsen-Trockners 20. Die Schaum-Auslass- Leitung 75 trägt die in Schaum suspendierten Pulpe-Fasern von dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers aus und leitet sie zu dem Pulpe-Einlass 24 des Düsen- Trockners 20. Um den Strom der in Schaum suspendierten Pulpe-Fasern von der Schaum-Auslass-Leitung 75 zu optimieren, können der Durchmesser der Schaum-Auslass-Leitung 75, die Form der Leitung, der Auslass der Leitung, die Länge, die in den Düsen-Trockner 20 eingeführt ist, und/oder der Einführ-Winkel in den Düsen-Trockner 20 eingestellt werden. Die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 kann eine Schneckenpumpe oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung sein, wie sie in diesem technischen Bereich bekannt ist.
Alternativ dazu kann eine Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 65 Pulpe dem Pulpe-Einspeise- Einlass 72 der Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 zuführen. Die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 65 kann in den Fällen verwendet werden, in denen die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 selbst einen regulierten, kontinuierlich konsistenten Zustrom an Zufuhr-Pulpe zu dem Düsen-Trockner 20 nicht erzeugen kann. Die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung 65 kann eine positive Verdrängungspumpe oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung sein, wie sie in diesem technischen Bereich bekannt ist. Die Schaum-Auslass-Leitung 75 kann gegenüber dem Pulpe-Einlass 24 des Düsen-Trockners 20 mittels einer Pulpe-Einlass- Abdichtung 76 abgedichtet sein. Die Pulpe-Einlass-Abdichtung 76 kann mit einer Nebenluft-Leitung 77 versehen sein; die mit der Pulpe-Einlass-Abdichtung 76 verbunden ist und von der Düsen-Leitung 22 in die Umgebungsluft verläuft. Die Nebenluft- Leitung 77 stellt einen beschränkten Weg zwischen der Düsen-Leitung 22 und der Umgebungsluft dar. Die Leitung kann mit einem herkömmlichen Luft-Ventil zur Einstellung der Ablass-Menge versehen sein. Ohne an eine Theorie gebunden werden zu wollen, wird angenommen, dass die Nebenluft-Leitung 77 für einen begrenzten Druckablass an die Düsen-Leitung 22 sorgt und instabile Betriebsbedingungen innerhalb der Düsen-Leitung 22 verhindert.
Gegebenenfalls schließt die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 eine Einspeise-Öffnung 78 für eine Behandlungssubstanz ein, die in Fließverbindung zwischen dem Zufuhr-Vorrat 48 für die Behandlungssubstanz und dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers steht. Der Einspeise-Einlass 78 für eine Behandlungssubstanz kann dem Hauptkörper 71 des mechanischen Mischers eine zusätzliche Behandlungssubstanz zuleiten. Der Einspeise-Einlass 78 für die Behandlungssubstanz kann an irgendeiner Stelle entlang des Hauptkörpers 71 des mechanischen Mischers angeordnet sein.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen. Eine geeignete Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein umgestalteter und modifizierter mechanischer Mischer von der Firma E.T. Oakes Corporation (Oakes- Mischer) zum Erzeugen einer Pulpe-Schaum-Suspension, die in den Düsen-Trockner eingespeist werden kann. Die Schaum-Zufuhr-Einrichtung 70 schließt einen vorderen Stator 80 oder Ständer, einen hinteren Stator oder Ständer 82, einen Schäumungsrotor 84 und eine von einem Motor 87 (gezeigt in Fig. 5) angetriebene Antriebswelle 86 ein.
Der vordere Stator 80 ist mit dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 verbunden und definiert eine kreisförmige Ebene um den Pulpe-Einspeise-Einlass 72. Der vordere Stator 80 weist zahlreiche kreisförmige Reihen von Zähnen 81 auf, die sich im rechten Winkel zu der Kreisebene des vorderen Stators 80 erstrecken. Diese zahlreichen kreisförmigen Reihen von Zähnen 81 sind voneinander beabstandet, wobei die Abstände Kanäle zwischen den Reihen der Zähne 81 bilden. Der hintere Stator 82 ist mit der Schaum- Auslass-Leitung 75 verbunden und definiert eine kreisförmige Ebene um die Schaum- Auslass-Leitung 75. Der hintere Stator 82 weist zahlreiche kreisförmige Reihen von Zähnen 83 auf, die sich im rechten Winkel von der Kreisebene des hinteren Stators 82 erstrecken. Diese zahlreichen kreisförmigen Reihen von Zähnen 83 sind voneinander beabstandet, wobei die Abstände Kanäle zwischen den Reihen der Zähne 83 bilden. Der Schäumungs-Rotor 84 definiert eine kreisförmige Ebene und weist mehrere kreisförmige Reihen von Zähnen 85 auf, die sich im rechten Winkel von beiden Seiten des Schäumungs-Rotors 84 erstrecken. Ein Satz von kreisförmigen Reihen von Zähnen 85 des Schäumungsrotors 84 passen in die Kanäle, die durch die kreisförmigen Reihen von Zähnen 81 des vorderen Stators 80 gebildet werden. In gleicher Weise passt der andere Satz der kreisförmigen Reihen von Zähnen 85 des Schäumungs-Rotors 84 in die Kanäle, die durch die Reihen von Zähnen 83 des hinteren Stators 82 gebildet werden. Dies ermöglicht es, dass der Schäumungsrotor 84 rotierend sowohl dem vorderen Stator 80 als auch dem hinteren Stator 82 zugeordnet ist. Der vordere Stator 80 und der hintere Stator 82 sind miteinander über den Schäumungsrotor 84 verbunden, und der Schäumungsrotor 84 ist rotierend dem vorderen Stator 80 und dem hinteren Stator 82 zugeordnet. Die Antriebswelle 86 ist mit dem Zentrum des Schäumungsrotors 84 verbunden und läuft von dem Schäumungsrotor 84 über die Schaumleitung 75 zum Motor 87 (in Fig. 5 gezeigt).
Es wird nun auf die beiden Fig. 5 und 6 Bezug genommen. Sobald eine Pulpe- Einspeisung von dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 zu dem vorderen Stator 80 geleitet wird, kommt die Pulpe-Einspeisung in Kontakt mit den stationären Zähnen 81 des vorderen Stators und den rotierenden Zähnen 85 des Schäumungs-Rotors 84. Die Pulpe wird aus dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 entlang der Oberfläche des vorderen Stators 80 um den rotierenden Schäumungs-Rotor 84 entlang der Oberfläche des hinteren Stators 82 aus der Schaum-Auslass-Leitung 75 geleitet. Während die Pulpe in Kontakt mit dem vorderen Stator 80 ist, wird die Tensid-Behandlungssubstanz von dem Tensid- Einspeise-Einlass 73 zwangsweise in Kontakt mit den Pulpe-Zufuhr-Vorder-Stator- Zähnen 180 und den Zähnen 85 des Schäumungsrotors gebracht. Die Zufuhr-Luft wird ebenfalls zwangsweise von dem Luft-Einspeise-Einlass 84 in Kontakt mit den Pulpe- Zufuhr-Vorder-Stator-Zähnen 81 und den Zähnen 85 des Schäumungsrotors gebracht. Der Schäumungs-Rotor 84 mischt die Pulpe-Zufuhr, das Tensid und Luft miteinander. Das mechanische Bewegen des Schäumungs-Rotors 84 sorgt dafür, dass die Pulpe- Zufuhr-Fasern in dem Schaum suspendiert werden. Die geschäumte Pulpe-Zufuhr kann dann direkt über die Schaum-Auslass-Leitung 75 in den Düsen-Trockner 20 gespeist werden. Die Konsistenz der geschäumten Zufuhr-Pulpe kann 30% oder weniger sein.
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen. Gegebenenfalls ist die Antriebswelle 86 mit dem Zentrum des Schäumungsrotors 84 über einen Schlangen-Kopf oder Auger-Kopf 88 verbunden. Der Auger-Kopf 88 hat allgemein konische Form und kann einen Vorsprung 89 von der Oberfläche der konischen Oberfläche des Auger-Kopfes 88 aufweisen. Der Auger-Kopf 88 dient dazu, die Pulpe-Zufuhr von dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 in Richtung auf die rotierenden Zähne 85 des Schäumungsrotors 84 voranzutreiben. Der Vorsprung 89 dient dazu, die Pulpe-Zufuhr aufzubrechen und das Mischen der Pulpe-Zufuhr mit der Tensid-Behandlungssubstanz zu verstärken.
Der Oakes-Mischer wurde dadurch modifiziert, dass man die Schaum-Auslass-Leitung 75 an dem Orginial-Einlass des Oakes-Mischers anbrachte. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird ausgeführt, dass gefunden wurde, daß ein verbessertes Mischen erreicht wird, wenn der Pulpe-Einspeise-Einlass 72 einen größeren Durchmesser aufweist als die Schaum-Auslass-Leitung 75. Der Original-Auslass des Oakes-Mischers wurde vergrößert und so die Strömungsgeschwindigkeit von Zufuhr-Pulpe zu dem Pulpe-Einspeise-Einlass 72 erhöht, um die Zufuhr-Pulpe in Kontakt mit den Zähnen 85 des Rotors 84 zu bringen. Der Oakes-Mischer wurde ursprünglich mit einer Mutter ausgerüstet geliefert, um die Antriebswelle 86 mit dem Zentrum des Schäumungs-Rotors zu verbinden. Diese wurde durch den oben beschriebenen Auger-Kopf 88 ersetzt. Darüber hinaus wurden einige Reihen von Zähnen (81, 83 und 85) von dem Oakes-Mischer entfernt und so das Mischen verbessert und der Durchsatz erhöht.
Es wird erneut auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Luft-Zufuhr-Station 90 kann eine Luft-Pumpe 96 und eine Luft-Heizung 98 einschließen. Die Luft-Pumpe 96 erhält Zufuhr-Luft über den Luft-Zufuhr-Vorrat 92 und ist in Fließverbindung mit der Luft- Zufuhr-Leitung 94 verbunden. Die Luft-Heizung 98 ist in die Luft-Zufuhr-Leitung 94 eingesetzt und steht in Fließverbindung mit der Luft-Pumpe 96 und über die Luft- Zufuhr-Leitung 94 mit dem Verteiler 26 des Düsen-Trockners 20.
Die Luft-Pumpe 96 kann eine positive Verdrängungs-Luft-Pumpe mit hohem Volumen sein, die die Zufuhr-Luft bei einem positiven Luftdruck und in einem festgesetzten Volumen an die Luftheizung 98 leitet. Eine geeignete Luft-Pumpe zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein "universal rotary lobe blower system (Modell Nr. 45 URAI) der Firma Roots-Dresser mit einem Einlaß-Geräuschdämpfer (Typ CCF-4) mit einem Papierelement, einem Ablaß-Geräuschdämpfer des Typs Universal SD-4, einer Filtrationseinheit und einem elektrischen Antriebsmotor mit 15 hp. Die Strömungsgeschwindigkeit kann 300 SCFM sein. Der bereitgestellte Druck kann 5 psig sein. Die Pumpengeschwindigkeit kann bei 3176 Upm liegen. Der Antriebsmotor kann mit einer Geschwindigkeit von 1800 Upm laufen. Die Luft-Pumpe 96 kann einen Druckbereich von 0 bis 15 psig haben, und sie kann mit einem Druckausgleichventil ausgestattet sein, das auf 6 psig eingestellt ist. Der Lufterhitzer 98 erhitzt die Zufuhr- Luft und leitet die Zufuhr-Luft an den Verteiler 26 des Düsen-Trockners 20. Der Verteiler 26 kann die Zufuhr-Luft tangential in die Schleife der Leitung 22 des Düsen- Trockners 20 mit dem Ziel einleiten, eine Turbulenz zum Zerfasern und Trocknen der Zufuhr-Pulpe innerhalb des Düsen-Trockners 20 zu schaffen.
Der Luftheizer 98 kann ein Heizer des Durchfluß-Typs sein, der so gesteuert wird, dass er die Temperatur der den Düsen-Trockner-Verteilungsdüsen 26 zugeführten Luft reguliert, die in die Leitung 22 einlaufen. Der Luftheizer 98 kann ein elektrischer Heizer, ein Gasheizer oder irgendeine andere Form von Heizer sein. Ein geeigneter Luftheizer 98 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein "Electric Immersion Heater, Modell Nr. 700-96BD2459" der Firma Watlow Electric, der von einer Wechselspannung von 480 Volt Gebrauch macht und einen Druckwert von 150 psig bei 1.050°F aufweist. Der Luftheizer 98 setzt zum Über-Temperatur-Schutz ein Thermoelement des Typs K und eine Steuerungseinheit der Firma Watlow, Reihe 92, ein. Die Prozeßtemperatur-Regulationseinheit des Luftheizers 98 setzt Thermoelemente des Typs J und eine Autotuning-Kontrolleinheit der Firma Watlow, Reihe 965, ein. Die Luft-Temperatur des Prozesses ist eine Prozeß-Variable, die einen direkten Einfluß auf das Erscheinungsbild des Faser-Endprodukts, auf die Faser-Knotenzahl des Endprodukts und den Gehalt an Feinbestandteilen hat.
Bei Austreten aus dem Düsen-Trockner 20 können die Abluft, die Fasern und die Feinbestandteile entlang der Abstrom-Leitung 30 transportiert werden und so mittels der Faser-Trenn-Station 100 zurückgewonnen werden. Die Faser-Trenn-Station 100 kann ein Vakuum-Förderer 110 sein, der gleitend der Abstrom-Leitung 30 durch einen Stoffauflaufkasten 140 zugeordnet ist. Der Vakuum-Förderer 110 schließt ein Sieb 112, eine erste Walze 118, eine zweite Walze 120, eine Primärgebläse-Vakuumbox 122, ein Primärgebläse 128, eine Sekundärgebläse-Vakuumbox 130 und ein Sekundärgebläse 134 ein.
Das Sieb 112 des Vakuumförderers 110 ist eine poröse Transportband-Vorrichtung, bei der die Abluft und die Feinbestandteile durch das Sieb 112 hindurchtreten, während das Durchströmen von Fasern durch das Sieb 112 verhindert wird. Das Sieb 112 ist eine kontinuierlich umlaufende Bandschleife, die im Drehen umlaufbar mit der ersten Walze 118 und der zweiten Walze 120 verbunden ist. Das Sieb 112 zeigt damit einen oberen Abschnitt des Siebs 113 mit einer oberen Siebfläche 114 und einer unteren Fläche 116 und einen unteren Abschnitt 117 des Siebs. Die Abstrom-Leitung 30 von dem Düsen- Trockner 20 ist gleitend dem Vakuumförderer 110 über den Stoffauflaufkasten 140 zugeordnet, so dass die Abstrom-Leitung 30 in Fließverbindung mit der oberen Fläche 114 des Siebs 112 steht. Die Abstrom-Leitung 30 liefert Fasern, Feinbestandteile und Abluft zu der oberen Fläche 114. Das Sieb 112 läßt die Abluft durch die obere Fläche 114 hindurchtreten, während es die Fasern auf der oberen Fläche 114 zurückhält. Eine Teilmenge der Feinbestandteile kann durch das Sieb 112 hindurchtreten. Alternativ dazu kann das Sieb 112 die Feinbestandteile dadurch sammeln, dass diese in den Fasern eingefangen werden, da die Fasern unter der Abstrom-Leitung 30 auf dem fortlaufenden Transportsieb 112 zurückgehalten werden. Dieses Einfangen von Feinbestandteilen kann zu einem Wert des Gehalts an Feinbestandteilen und einem Wert der Opazität führen, der ein anschließendes Entfernen der Feinbestandteile an der Station 170 zum Entfernen der Feinbestandteile nicht erfordert. Das umlaufende Sieb 112 transportiert die Fasern von der Abstrom-Leitung 30 in Richtung auf die Faser-Gewinnungs-Station 160, so dass ein Strömen von Fasern von einer Stelle stromaufwärts zu einer Stelle stromabwärts definiert wird.
Es wird nun auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Die Primärgebläse-Vakuumbox 122 ist eine Sammelkammer, die das Durchtreten von Abluft und Feinbestandteilen von der Abstromleitung 30 durch das Sieb zu dem Primärgebläse 128 erlaubt. Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen. Die Primärgebläse-Vakuumbox 122 hat einen Einlaß 124 und einen Auslaß 126. Der Einlaß 124 der Primärgebläse-Vakuumbox ist unterhalb des oberen Abschnitts 113 des Siebs 112 angeordnet und ist gleitend der unteren Fläche 116 des Siebs 112 direkt unter dem Stoffauflaufkasten 140 zugeordnet und ist damit in Fließverbindung mit der Abstrom-Leitung 30 über den Stoffauflaufkasten 140 und das Sieb 112. Der Einlaß zu der Primärgebläse-Vakuumbox 122 ist hinsichtlich seiner Größe passend zu dem Stoffauflaufkasten 140 und ermöglicht es, dass sich der Stoffauflaufkasten 140 gegenüber der Öffnung der Leitung der Primärgebläse-Vakuumbox 122 abdichtet, während es dem Sieb 112 möglich ist, frei zwischen diesen hindurchzutreten, ohne zuzulassen, dass Seitenluft das Vakuum beeinträchtigt, das durch das Primärgebläse 128 erzeugt wird.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Das Primärgebläse 128 des Vakuumförderers 110 ist in Fließverbindung mit dem Primärgebläse-Vakuumbox-Auslaß 126 und der Leitung 172 für die Feinbestandteile verbunden. Das Primärgebläse 128 zieht Abluft von der Abstrom-Leitung 30 durch den Stoffauflaufkasten 140, durch die obere Fläche 114 des Siebs 112, durch die Primärgebläse-Vakuumbox 112 und in das Primärgebläse 128 zum Ausstoßen zu der Leitung 172 für Feinbestandteile. Die Primärgebläse- Vakuumbox 112 ermöglicht es, dass das Primärgebläse 128 genügend Vakuum an dem Düsen-Trockner 120 erzeugt, um die Fasern von dem Düsen-Trockner 20 zu dem Sieb 112 zu transportieren. Das poröse Sieb 112 des Förderers hält eine Teilmenge der Fasern zurück, so dass diese nicht durch das Primärgebläse 128 treten. Das poröse Sieb 112 des Förderers fördert die Fasern weg von der Abstromleitung 30 und hin zu der zweiten Walze 120, indem das Sieb um die erste und die zweite Walze 118 und 120 umläuft. Die Fasern bilden so auf der oberen Fläche 114 des Siebs eine Matte.
Das Vakuum oder der negative Druck ist in der vorliegenden Beschreibung als der Null- Druck definiert. Der Null-Druck ist ein innerer positiver oder negativer Druck innerhalb des Düsen-Trockners 20, der im Zentrifugen-Teil des Prozeßluft-Stroms nahe dem Pulpe-Einlaß 24 und zwischen dem Pulpe-Einlaß 24 und dem Faserauslaß 28 des Düsen- Trockners 20 gemessen wird. Der Null-Druck ist eine Prozeß-Steuerungsvariable, die einen direkten Einfluß auf den Durchsatz des Düsen-Trockners 20 und die Knotenzahl der Fasern hat. Die Hauptvariablen, die den Null-Druck beeinflussen, sind die folgenden: das durch das Primärgebläse I28 an dem Düsen-Trockner 20 erzeugte Vakuum, die Zufuhrgeschwindigkeit der Zufuhr-Pulpe in dem Düsen-Trockner 20, der Flüssigkeitsgehalt der Zufuhr-Pulpe, Nicht-Einheitlichkeit der Pulpe-Größe und -Form, die Geschwindigkeit und Maschengröße des Siebs 112, der Typ Pulpe und die Behandlung der Pulpe, Dämpfer-Einstellungen an dem Primärgebläse 128 und die Temperatur der dem Düsen-Trockner 20 am Verteiler 26 zugeführten Prozeßluft. Die Geschwindigkeit des Siebs 112 ist eine Prozeß-Steuerungsvariable, die direkten Einfluß auf den Null-Druck hat. Die Geschwindigkeit, mit der das Sieb 112 die Fasern von der Abstrom-Leitung 30 transportiert, bestimmt die Dicke der Matte aus zurückgehaltenen Fasern, die an der Oberfläche 114 des Siebs 112 gebildet wird. Die Dicke der Matte aus zurückgehaltenen Fasern kann das Volumen der Abluft einengen, die durch das System strömt, so dass sie den Null-Druck beeinflußt. Der Null-Druck des Düsen-Trockners 20 wird vorzugsweise bei einem Druck von 0 bis -10 in (inch) Wasser gehalten.
Das Primärgebläse 128 kann ein für hohe Volumina geeignetes Abluftgebläse, geeignet für Arbeiten bei hoher Temperatur, mit seitlicher Ansaugöffnung sein. Ein geeignetes Primärgebläse 128 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein Materialförder-Gebläse aus Stahl mit seitlicher Ansaugöffnung, geeignet für Arbeiten bei hoher Temperatur, mit einem 10 hp-Motor bei 460 V Wechselstrom-Spannung und kann mit luftdichten Dichtungen an die Primärgebläse-Vakuumbox angeschlossen werden. Ein einstellbarer Dämpfer an der Abluft-Seite steuert den Wert des Luftstroms durch das Primärgebläse 128, der direkten Einfluß auf den Nulldruck des Düsen- Trockners 20 hat und daher das Erscheinungsbild des Faser-Endprodukts und die Knotenzahl beeinflußt.
Es wird wieder auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Die Vakuumbox 130 des Sekundärgebläses ist eine Sammelkammer, die es ermöglicht, dass das Sekundärgebläse 134 Luft durch das Sieb 112 zieht und so für einen Ansaugdruck an der oberen Fläche 114 des Siebs 112 sorgt. Es wird auf Fig. 7 Bezug genommen. Die Sekundärgebläse- Vakuumbox 130 weist einen Einlaß 131 und einen Auslaß 132 auf. Der Sekundär- Vakuumbox-Einlaß 130 ist gleitend der unteren Fläche 116 des Siebs 112 zugeordnet und ist unter dem oberen Abschnitt 113 des Siebs 112 stromabwärts von der Primärgebläse-Vakuumbox 122 angeordnet. Der Einlaß zu der Sekundärgebläse-Vakuumbox 130 ist gerade stromabwärts des Endes des Stoffauflaufkastens 140 angeordnet. Der Sekundär-Vakuumbox-Auslaß 132 steht in Fließverbindung mit dem Sekundärgebläse 134.
Es versteht sich, dass trotz der Tatsache, dass der Vakuum-Förderer 110 in der Weise beschrieben wurde, dass er ein Primärgebläse 128 und ein Sekundärgebläse 134 aufweist, eine einzige Gebläse-Vorrichtung mit Dämpfern sowohl als Primärgebläse 128 als auch als Sekundärgebläse 134 dienen kann, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Gebläse-Vakuumboxen 112 und 130 können eine wabenförmige Ablenkplatte aufweisen, um die Aufnahme von Frischluft durch die Faser-Matte auf dem oberen Abschnitt 113 des Siebs zu verteilen.
Es wird nun erneut auf Fig. 2 Bezug genommen. Das Sekundärgebläse 134 des Vakuumförderers 110 ist in Fließverbindung zwischen dem Sekundärgebläse-Vakuumbox- Auslaß 132 und der Leitung 172 für die Feinbestandteile eingebunden. Das Sekundärgebläse 134 liefert ein Vakuum, das an den zurückgehaltenen Fasern zieht, die auf der oberen Fläche 114 transportiert werden. Das Sekundärgebläse 134 zieht Luft durch das Sieb 112, durch die Sekundärgebläse-Vakuumbox 130 und zu dem Sekundärgebläse 134 zum Ausstoß in die Leitung 172 für die Feinbestandteile. Das poröse Förderer-Sieb 112 verhindert, dass die Fasern durch das Sekundärgebläse 134 hindurchtreten. Das Sekundärgebläse 134 hält die Fasern auf dem Sieb 112 zurück, während das Sieb 112 in Bewegung ist, und unterstützt die Extraktion und den Transport der Fasern durch Schaffen eines Vakuums, das stark genug ist, um zu verhindern, dass das Primärgebläse 128 die Fasern zurück in den Stoffauflaufkasten 140 zieht. Ohne das Sekundärvakuum 134 zum Halten der Fasern am Ort auf dem Sieb 112 kann das durch das Primärgebläse 128 in dem Stoffauflaufkasten 140 erzeugte Vakuum die Fasern zurück in den Stoffauflaufkasten 140 ziehen. Ohne das Sekundärvakuum 134 kann das Ergebnis eine schwankende Faserdicke innerhalb des Stoffauflaufkastens 140 sein, das eine Schwankung des Nulldrucks hervorruft, die zu einer nicht-einheitlichen Abscheidung von Fasern, zu einer inkonsistenten Faser-Trennung im Endprodukt oder zu einem Abschalten des Verfahrens führt, da Fasern in dem Stoffauflaufkasten 140 bleiben und diesen verstopfen.
Das Sekundärgebläse 134 kann ein mit niedriger Geschwindigkeit arbeitendes Abluft- Gebläse mit seitlicher Ansaugöffnung sein. Ein geeignetes Sekundärgebläse 134 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein Gebläse, das von der Firma Buffalo mit einem R-hp-Motor bei 110 Volt Wechselspannung hergestellt wird. Es weist variable Geschwindigkeiten auf und kann mit luftdichten Dichtungen an der Sekundärgebläse-Vakuumbox 130 angeschlossen werden.
Es wird nun auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Der Vakuum-Förderer 110 schließt eine Stützkonstruktion 135 ein. Die Stützkonstruktion 135 stellt eine Oberfläche bereit, um das sich bewegende Sieb 112 zu tragen. Die Stützkonstruktion ist in der Weise gezeigt, dass sie sich zwischen der ersten Walze 118 und der zweiten Walze 120erstreckt und diese trägt, und zwar entlang derselben Ebene wie diejenige der unteren Fläche 116 des Siebs. Die Öffnungen der Vakuumboxen sind in der Oberfläche 135 der Stützkonstruktion angeordnet. Es versteht sich, dass trotz der Tatsache, dass die Stützkonstruktion als einzelner Gegenstand gezeigt wird, die Stützkonstruktion 135 viele getrennte Stützkonstruktionen umfassen kann, die nicht einander zugeordnet sind.
Der Vakuum-Förderer 110 kann gegebenenfalls eine Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 einschließen. Die Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 entfernt irgendwelche restliche Fasern von dem Sieb 112, bevor das Sieb 112 neue Fasern von der Abstrom-Leitung 30 aufnimmt. Die Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 kann an irgendeiner Stelle entlang dem Sieb 112 angeordnet sein, die hinter der Stelle liegt, an der die Fasern entfernt wurden. In einer Ausführungsform ist die Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 ein Vakuum-Verteiler, der gleitend der oberen Fläche 114 des Siebs 112 zugeordnet ist, und zwar stromaufwärts des Stoffauflaufkastens 140. Eine geeignete Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung mit der Bezeichnung Shop Vacuum der Firma Sears, zusammen mit einem unmodifizierten Vakuum-Anschluß. Alternativ dazu kann das Primärgebläse 128 als Vakuum-Quelle für die Sieb-Vakuum-Einrichtung 137 verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine Luft-Zufuhr-Einrichtung auf einer Seite des Siebs 112 gegenüber der Sieb- Vakuum-Einrichtung 137 angeordnet sein und Luft durch das Sieb 112 in die Sieb- Vakuum-Einrichtung 137 blasen.
Der Vakuum-Förderer 110 kann gegebenenfalls eine Trennvorrichtung 138 einschlie- Ben. Die Trennvorrichtung des Vakuumförderers 110 kann eine dünne physikalische Barriere sein, die über die obere Fläche 114 des Siebs 112 oberhalb des stromabseitigen Endes der Sekundärvakuumbox 130 läuft und dieser gleitend zugeordnet ist. Die Trennvorrichtung 138 dient dazu, die zurückgehaltenen Fasern von der oberen Fläche 114 des Siebs 112 zu lösen, so dass die Fasern leicht von dem Sieb 112 entfernt werden können, beispielsweise durch Schwerkraft, und zwar an der dem hinteren Ende des Vakuumförderers 110 benachbarten Walze 120. Die Trennvorrichtung 138 kann auch die Fasern von dem Sieb 112 entfernen und diese erneut auf dem Sieb 112 ablegen. Die Fasern können dann an der Faser-Gewinnungs-Station 160 in Form einer Bulk-Masse gewonnen werden, die zum Versenden an einen Kunden in Ballen gepreßt werden kann. Eine geeignete Trennvorrichtung 138 zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine aus einer Teflon-Platte hergestellte Klinge mit einer Dicke von 0,030 in und einer Breite von 2 in, die in einem Winkel von 45° quer über das Sieb 112 am stromabseitigen Ende der Sekundärgebläse-Vakuumbox 130 angeordnet ist und an beiden Enden der Trennvorrichtung 138 an der Stützkonstruktion 135 befestigt ist.
Alternativ dazu kann die Trennvorrichtung 138 eine Vorrichtung zum Blasen von Gas sein, die im Betrieb dem Sieb 112 zugeordnet ist und unter dem Sieb 112 auf der Seite stromabwärts der Sekundärvakuumbox 130 angeordnet ist. Die Gasblas-Trennvorrichtung 138 bläst Gas durch das Sieb 112 nach oben und trennt so die Fasern von dem Sieb.
Die Faser-Trenn-Station 100 schließt einen Stoffauflaufkasten 140 ein, der mit dem Ende der Abstrom-Leitung 30 verbunden ist und gleitend die Abstrom-Leitung dem Sieb 112 zuordnet. Der Stoffauflaufkasten 140 ist eine Vorrichtung, in der die Trennung von mitgerissenen Fasern und Abluft erfolgt. In einer Ausführungsform weist der Stoffauflaufkasten 140 eine vakuumdichte Dichtung gegenüber der oberen Fläche 114 des Siebs 112 auf, wo die Abluft und die Feinbestandteile entfernt werden. Die Fasern werden auf dem sich bewegenden Sieb abgefangen, und die Abluft und die Feinbestandteile treten durch die Matte aus Fasern und durch das Sieb 112 hindurch.
Es wird nun Bezug auf Fig. 9 genommen. Der Stoffauflaufkasten 140 schließt ein Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens, eine Außenzufuhr-Walze 145 und eine Dichtung 146 in Form einer dynamischen Lippe ein. Das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens steht in Fließverbindung zwischen der Abstrom-Leitung 30 und der oberen Fläche 114 des Siebs 112. Die Außenzufuhr-Walze 145 des Stoffauflaufkastens 140 ist am stromabseitigen Ende des Gehäuses 142 des Stoffauflaufkastens angeordnet (auch bezeichnet als "Auslaßseite" des Gehäuses 142 des Stoffauflaufkastens). Die Außenzufuhr-Walze 145 des Stoffauflaufkastens 140 ist umlaufend und beweglich mit dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens verbunden und rollend der oberen Fläche 114 des Siebs 112zugeordnet. Die Dichtung 146 in Form einer dynamischen Lippe ist oberhalb der Außenzufuhr-Walze 145 am stromabwärts gelegenen Ende des Gehäuses 142 des Kastens angeordnet. Die Dichtung 146 in Form einer dynamischen Lippe ist gelenkig an dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens angebracht und gleitend mit der Außenzufuhr-Walze 145 zugeordnet.
Der Stoffauflaufkasten 140 kann aus einem Material mit geringer Reibung bestehen, wo Teile, die sich bewegen, in Kontakt miteinander sind. Beispielsweise kann das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens aus Teflon bestehen, wo das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens mit dem Sieb 112 in Kontakt kommt. Zusätzlich kann das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens aus Teflon an der Stelle bestehen, wo das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens in Kontakt mit der Außenzufuhr-Walze 145 kommt.
Das Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens schließt vorzugsweise vertikal orientierte Schlitze 143 ein. Die Achsbolzen der Außenzufuhr-Walze 145 sind in den Schlitzen 143 angeordnet. Die Schlitze 143 ermöglichen es, dass sich die Außenzufuhr-Walze 145 auf- und abbewegt, so dass sie sich auf die variable Dicke der Fasern auf dem Sieb 112 einstellt.
Die Außenzufuhr-Walze 145 ist am stromabseitigen Ende des Stoffauflaufkastens 140 angeordnet und liefert eine Kraft zum Ziehen der Fasern entlang des Siebs 112 und aus dem Stoffauflaufkasten 140 heraus. Die Außenzufuhr-Walze 145 kann andererseits ein Band oder ein Rotor oder eine andere ähnliche Vorrichtung sein. Die Außenzufuhr- Walze 145 kann durch irgendeine herkömmliche Antriebseinrichtung angetrieben werden. Die untere Fläche der Außenzufuhr-Walze 145 stellt eine zusätzliche Kraft zum Ziehen der Fasern entlang des Siebes 112 und aus der Abstromleitung 30 heraus dar. Die Außenzufuhr-Walze 145 kann aus mit Teflon beschichtetem Stahl bestehen.
Die Dichtung 146 in Form einer dynamischen Lippe ermöglicht es, dass der Stoffauflaufkasten 140 eine vakuumdichte Abdichtung gegenüber der oberen Fläche 114 des Siebs 112 aufrechterhält. Die Dichtung 146 in Form der dynamischen Lippe dichtet die Außenzufuhr-Walze 145 gegenüber dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens ab. Diese Anordnung ermöglicht es, dass sich die Außenzufuhr-Walze 146 dreht und vertikal läuft und so eine nicht-einheitliche Faserdicke an der Stelle der äußeren Zufuhr zu dem Stoffauflaufkasten 140 kompensiert, ohne Seitenluft von einem Bereich um die Außenzufuhr-Walze 145 her einzuziehen. Die Dichtung in Form einer dynamischen Lippe kann aus einem nicht-flexiblen Teil 147 hergestellt sein, das mit einem flexiblen Teil 149 über einen Dreh-Abschnitt 148 verbunden ist. Der Drehabschnitt 148 ist drehbar mit dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens verbunden. Das nicht-flexible Teil 147 bewegt sich auf und ab als Reaktion auf die Bewegung der Außenzufuhr-Walze 145. Das flexible Teil 149 ermöglicht es, daß sich der nicht-flexible Abschnitt bewegt, wobei eine Vakuumdichtung gegenüber dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens beibehalten wird. Das nicht-flexible Teil 147 und das flexible Teil 149 können aus Teflon mit unterschiedlichen Dicken gebildet sein.
Gegebenenfalls kann der Stoffauflaufkasten 140 weiter ein Paar Antriebsräder 150 zum Antreiben der Außenzufuhr-Walze einschließen. Die Antriebsräder 150 sind umlaufend mit dem stromaufseitigen Ende des Gehäuses 142 des Stoffauflaufkastens verbunden, stehen in Antriebsverbindung mit der Außenzufuhr-Walze 145 und stehen auch in mechanischer Verbindung mit dem Sieb 112. Die Antriebsräder drehen sich in Reaktion auf die Bewegung des Siebs 112 und übertragen die Bewegung auf die Außenzufuhr- Walze 145, so dass sich die Außenzufuhr-Walze 145 dreht. Die Antriebsräder 150 treiben die Außenzufuhr-Walze 145 unter Verwendung einer Kopplungsvorrichtung 151 an. Die Kopplungsvorrichtung 151 kann eine Kettenkupplung oder irgendeine andere Vorrichtung sein, die in der Lage ist, mechanisch die Antriebsräder 150 der Außenantriebs-Walze 145 zuzuordnen und diese in die gleiche Richtung zu drehen. Es ist bevorzugt, dass die Antriebsräder 150 mit der Außenzufuhr-Walze 145 in einem Verhältnis 1 : 1 verbunden sind und es so ermöglicht wird, dass sich die Oberfläche der Außenzufuhr-Walze 145 mit derselben Geschwindigkeit dreht wie das Sieb 112.
Der Stoffauflaufkasten 140 kann auch eine Struktur 154 zur Anpassung der Höhe einschließen. Die Struktur 154 zur Anpassung der Höhe ist mit dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens und mit der Stützkonstruktion 135 verbunden. Die Struktur 154 zur Anpassung der Höhe macht es möglich, dass der Raum zwischen dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens und dem Sieb 112 angepaßt wird. Die Struktur 154 zur Höhenanpassung schließt einen Rahmen 155, eine Anpassungsmutter 156 und einen Anpassungsbolzen 157 ein. Der Rahmen 155 ist mit dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens verbunden. Der Anpassungsbolzen 157 ist mit der Stützkonstruktion 135 verbunden. Die Anpassungsmutter 156 ist einstellbar mit dem Anpassungsbolzen 157 verbunden und ist auch mit dem Rahmen 155 verbunden. Wenn die Anpassungsmutter 156 entlang dem Anpassungsbolzen 157 eingestellt wird, wirkt die Anpassungsmutter 156 auf den Rahmen 155 und vergrößert oder verkleinert den Raum zwischen dem Gehäuse 142 des Stoffauflaufkastens und dem Sieb 112.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Faser-Trenn-Station 100 ein Zyklon, Filtersack oder eine andere ähnliche Vorrichtung zum gemeinsamen Entfernen von Feinbestandteilen und Fasern von der Abluft sein. Die Faser-Trenn-Station 100 kann dann die abgetrennte Abluft zurück zu der Luft-Zufuhr-Station 90 führen. In dieser Ausführungsform kann die Feinstoff-Entfernungsstation 170 stromaufwärts entlang der Leitung 30 angeordnet sein und so die Feinbestandteile von den Fasern vor dem Zeitpunkt entfernen, zu dem die Fasern an der Faser-Trenn-Station 100 gewonnen werden.
Es wird erneut auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Station 170 des Trocknungssystems 10 zum Entfernen von Feinbestandteilen nimmt Abluft und Feinbestandteile von der Faser-Trenn-Station 100 auf. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 ist in Fließverbindung mit der Feinbestandteile-Leitung 172 und der Luft-Leitung 182 verbunden. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation nimmt Feinbestandteile und Abluft von der Feinbestandteile-Leitung 172 auf, entfernt wenigstens eine Teilmenge der Feinbestandteile und läßt die Abluft an die Luft-Leitung 182 ab. Die Feinbestandteile- Entfernungsstation 170 kann dann die Abluft zurück zur Luft-Zufuhr-Station 90 führen. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 kann ein Zyklon, ein Filtersack oder eine andere ähnliche Vorrichtung sein.
Alternativ ist die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 mit der Abstrom-Leitung 30 zwischen dem Düsen-Trockner 20 und der Faser-Trenn-Station 100 verbunden. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 kann in dieser Ausführungsform einen Zyklon einschließen, der ähnlich demjenigen ist, wie er als Staubsammler für Sägemehl in Sägewerken verwendet wird. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 nimmt Abluft, Feinbestandteile und Fasern von dem Düsen-Trockner auf, entfernt wenigstens eine Teilmenge der Feinbestandteile und sendet die von dem Düsen-Trockner 20 kommenden Fasern zu der Faser-Trenn-Station 100. Die Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 gemäß dieser Ausführungsform kann weiter einen zweiten Zyklon, Filtersack oder eine andere ähnliche Vorrichtung einschließen, die an den Auslässen des Primärgebläses 128 und Sekundärgebläses 134 angeordnet ist. Dieser zweite Zyklon kann auch die abfiltrierte Feinbestandteile umfassende Abluft von dem ersten Zyklon aufnehmen. Die Geräuschdämpfungs-Station 180 des Trocknungssystems 10 ist in die Luftleitung 182 eingebaut und steht in Fließverbindung mit der Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 über die Luftleitung 182. Die Geräuschdämpfungs-Station 180 erbringt eine Dämpfung der durch das Trocknungs-System 10 erzeugten Geräusche. Die Geräuschdämpfungs-Station 180 nimmt Abluft von der Feinbestandteile-Entfernungsstation 170 über die Luftleitung 182 auf, absorbiert kinetische Energie von der Abluft und gibt die Abluft über die Luftleitung 182 ab. Die abgegebene Abluft kann in die Atmosphäre entlassen oder der Luft-Zufuhr-Station 90 im Kreislauf-Recycling zugeführt werden.
Alternativ ist die Geräuschdämpfungs-Station 180 direkt an die Primär- und Sekundär- Gebläse 128 bzw. 134 angeschlossen. Die Geräuschdämpfungs-Station 180 kann ein Zyklon sein, der mit einer Verbindung zu der Abluft-Leitung von dem Primärgebläse 128 versehen ist. Die Abluft von dem Primärgebläse 128 wird in die Einlaß-Seite des Zyklons abgelassen, und die Zyklon-Auslaß-Öffnungen sind unabhängig voneinander zur Atmosphäre entlüftet. Die Abluft von dem Sekundärgebläse 134 kann zu dem Zyklon oder zu den Zyklon-Auslaß-Öffnungen geleitet werden. Zusätzlich kann auch die Feinbestandteile-Entfernungs-Station 170 als Geräuschdämpfungs-Station dienen.
Es wird nun auf Fig. 13 Bezug genommen. Um vernetzte Fasern zu erzeugen, kann das Trocknungs-System 10 gegebenenfalls eine Härtungsstation 310 einschließen. Die Härtungsstation 310 nimmt Fasern von der Faser-Trenn-Station 100 auf. Die mit einem Vernetzer behandelten Fasern werden in der Härtungsstation 310 gehärtet. Gegebenenfalls werden die einen Vernetzer enthaltenden Fasern direkt zu der Faser- Gewinnungsstation 160 entlang dem Strömungsweg 158 geschickt, jedoch nur dann, wenn der Vernetzer in dem Düsen-Trockner 20 in ausreichender Weise gehärtet wurde. Jedoch kann ein vollständiges Vernetzen in dem Düsen-Trockner nicht in der relativ kurzen Zeit erreicht werden, in der die Fasern herkömmlicherweise durch den Trockner hindurchlaufen. In einer Ausführungsform schließt die Härtungsstation 310 einen Härtungsofen 320 ein, der beim Betrieb der Fasern-Trenn-Station 100 in der Weise zugeordnet ist, dass er Fasern von der Faser-Trenn-Station 100 aufnimmt. Der Härtungsofen 320 ist in Fließverbindung mit der Faser-Gewinnungs-Station 160 verbunden. Die Fasern von der Faser-Trenn-Station 100 werden dem Härtungsofen 320 zugeführt, der Härtungsofen 320 härtet die mit einem Vernetzer behandelten Fasern, und die gehärteten Fasern werden der Faser-Gewinnungs-Station 160 zugeleitet.
Es wird nun auf Fig. 14 Bezug genommen. Die Härtungsstation 310 schließt alternativ einen Schnelltrockner 340 zusätzlich zu dem Härtungsofen 320 ein. Der Schnelltrockner 340 ist im Betrieb der Faser-Trenn-Station 100 zugeordnet und nimmt mit Vernetzer behandelte Faser von der Faser-Trenn-Station 100 auf. Der Schnelltrockner 340 trocknet weiter die mit einem Vernetzer behandelten Fasern. Der Härtungsofen 320 ist im Betrieb dem Schnelltrockner 340 zugeordnet und nimmt die weiter getrockneten Fasern von dem Schnelltrockner 340 auf. Der Härtungsofen 320 ist auch in Fließverbindung mit der Faser-Gewinnungs-Station 160 verbunden. Die Fasern von dem Schnelltrockner 340 werden dem Härtungsofen 320 zugeleitet, der Härtungsofen 320 härtet die weiter getrockneten Fasern, und die gehärteten Fasern werden der Faser-Gewinnungs-Station 160 zugeleitet.
Es versteht sich, dass trotz der Tatsache, dass die Faser-Gewinnungs-Station 160 und die Härtungsstation 310 als voneinander getrennte Vorrichtungen beschrieben wurden, die Faser-Gewinnungs-Station 160 und die Härtungsstation 310 eine einheitliche Vorrichtung sein können. Beispielsweise kann der Vakuum-Förderer 310 so ausgestattet sein, dass das Sieb 112 durch einen Härtungsofen 320 hindurchtritt.
Das Trocknungs-System 10, wie es oben beschrieben wurde, bildet vereinzelte und getrocknete Fasern aus. Das Verfahren nimmt feuchte Pulpe direkt von der Pulpe-Mühle auf und führt zur Produktion eines vereinzelten Produktes aus der vorher nie getrockneten Pulpe durch Anwendung eines Trocknungsverfahrens, das die Pulpe direkt vereinzelt. Dies vermeidet die Zwischenschritte des Pulpe-Trocknens, das Handhaben der Pulpe-Rollen und Walzen und das Behandeln in einer Hammermühle in einem traditionellen Verfahren. Das Trocknungs-System 10 führt zur Herstellung von Fasern mit einem niedrigen Gehalt an Knoten und Feinbestandteilen. Diese Fasern haben auch physikalische charakteristische Eigenschaften wie Verschlingung, Kräuselung und individuelle Knäuelung, die besser ausgeprägt sind als bei Fasern, die durch eine Hammermühle-Behandlung behandelt wurden. Das Trocknungs-System 10 kann auch zur Herstellung von Fasern führen, die mit einer Behandlungssubstanz behandelt wurden. Die Behandlungsschritte, die an der Pulpe durchgeführt werden können, können schwierig oder unmöglich an einer Rolle aus getrockneter Pulpe durchzuführen sein. Es können solche Behandlungsschritte an der Pulpe durchgeführt werden, die die Menge an Knoten verringern, die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen und/oder Fasern ausbilden, die gewünschte charakteristische Eigenschaften aufweisen.
In den Fällen, in denen die Fasern mit einem Vernetzer behandelt wurden, ist es bevorzugt, dass die getrockneten, vernetzten und vereinzelten Fasern, die in dem Trocknungs- System 10 hergestellt wurden, eine Knotenzahl haben, die gleich oder geringer ist als 15%, noch mehr bevorzugt gleich oder geringer als 10%, noch mehr bevorzugt gleich oder geringer als 5% und am meisten bevorzugt gleich oder geringer als 2%. In den Fällen, in denen die Fasern mit einer zusätzlichen Behandlungssubstanz behandelt wurden, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus einem Tensid oder einem teilchenförmigen Mineral-Material, haben die Fasern eine Knotenzahl, die gleich oder geringer ist als 15%, noch mehr bevorzugt gleich oder geringer als 10%, weiter bevorzugt gleich oder geringer als 5% und am meisten bevorzugt gleich oder geringer als 2%. Es ist bevorzugt, dass die getrockneten, vernetzten und vereinzelten Fasern, die in dem Trocknungs-System 10 hergestellt wurden, einen Wert der Feinbestandteile aufweisen, der gleich oder geringer ist als 21%, noch mehr bevorzugt gleich oder geringer ist als 15%, und am meisten bevorzugt gleich oder geringer ist als 13%. In den Fällen, in denen die vernetzten Fasern weiter mit einer Behandlungssubstanz in Form eines Tensids behandelt wurden, haben die Fasern einen Zahlenwert des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 21%, vorzugsweise gleich oder geringer als 15% und noch mehr bevorzugt gleich oder geringer als 13%. In den Fällen, in denen die vernetzten Fasern weiter mit einer Behandlungssubstanz in Form eines teilchenförmigen Mineralien-Materials behandelt wurden, haben die Fasern einen Zahlenwert des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 21%.
Es ist bevorzugt, dass die getrockneten, vernetzten und vereinzelten Fasern, die in dem Trocknungs-System 10 hergestellt wurden, niedrige Zahlenwerte des Knotengehalts, hohe Zahlenwerte des Gehalts an Wertstoffen und geringe Zahlenwerte des Gehalts an Feinbestandteilen aufweisen. Die vernetzten Fasern haben eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%, vorzugsweise eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 13%, noch mehr bevorzugt eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 85% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%, und am meisten bevorzugt eine Knotenzahl gleich oder geringer als 2%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%. In den Fällen, in denen die vernetzten Fasern weiter mit einer Behandlungssubstanz in Form eines Tensids behandelt wurden, haben die Fasern eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%; vorzugsweise eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 13%; noch mehr bevorzugt eine Knotenzahl gleich oder geringer als 5%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 85% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%; und am meisten bevorzugt eine Knotenzahl gleich oder geringer als 2%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 80% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 15%. In den Fällen, in denen die vernetzten Fasern zusätzlich mit einer Behandlungssubstanz in Form eines teilchenförmigen Mineralien-Materials behandelt wurden, haben die Fasern eine Knotenzahl gleich oder geringer als 2%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 77% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 21%; und vorzugsweise eine Knotenzahl gleich oder geringer als 1,6%, eine Zahl des Gehalts an Wertstoffen gleich oder größer als 77% und eine Zahl des Gehalts an Feinbestandteilen gleich oder geringer als 21%.
Es ist bevorzugt, dass die getrockneten, vernetzten und vereinzelten Fasern, die in dem Trocknungs-System 10 hergestellt wurden, eine Dichte im Bereich von 15 bis 100 kg/m³ aufweisen, noch mehr bevorzugt eine Dichte im Bereich von 25 bis 70 kg/m³ und am meisten bevorzugt eine Dichte im Bereich von 30 bis 60 kg/m³. Diese Fasern können später in eine noch kompaktere Form verpreßt werden, wenn dies erwünscht ist.
Die getrockneten, vernetzten und vereinzelten Fasern, die in dem Trocknungs-System 10 hergestellt wurden, können in jeder beliebigen Zahl von Endprodukten verwendet werden, die einschließen, jedoch nicht beschränkt sind, auf absorbierende Artikel, Beton-Produkte, Kunststoff-Produkte, Filter-Produkte und Papier-Produkte. Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Der absorbierende Gegenstand 210 schließt einen durchlässigen oberen Abschnitt 212, einen undurchlässigen unteren Abschnitt 214 und eine absorbierende Schicht 216 ein, die zwischen dem durchlässigen oberen Abschnitt 212 und dem undurchlässigen unteren Abschnitt 214 angeordnet ist. Die absorbierende Schicht 216 schließt vereinzelte und getrocknete Fasern 218 ein. Es versteht sich, daß der Begriff "absorbierender Gegenstand", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, einschließt, jedoch nicht beschränkt ist auf Windeln, Tampons, Sanitärunterlagen, Inkontinenz-Schutzeinrichtungen, Bandagen sowie Tupfer für Fleisch und Geflügel.
Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen. Das Beton-Produkt 220 schließt eine Beton-Matrix 226 ein, die darin vereinzelte und getrocknete Fasern 228 eingearbeitet aufweist. Es versteht sich, daß der Begriff "Beton-Produkte", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, einschließt, jedoch nicht beschränkt ist auf Zement, Beton, Mörtel, vorgegossenes Material, Zementprodukte mit hoher Festigkeit, extrudierte Zementprodukte, Gipsprodukte und anderes zementartiges Material. Es versteht sich, dass zwar Fig. 11 als Beton-Produkt 220 veranschaulicht wurde, Fig. 11 jedoch auch ein Kunststoff-Produkt 220 zeigen kann, das eine Kunststoff-Matrix 226 einschließt, die darin vereinzelte und getrocknete Fasern 228 eingearbeitet aufweist. Es versteht sich, daß der Begriff "Kunststoffprodukte", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, einschließt, jedoch nicht beschränkt ist auf Kunststoff-Materialien und Kautschuke.
Es wird nun auf Fig. 12 Bezug genommen. Das Papier-Produkt 230 schließt ein Papier-Blatt 236 ein, das darin vereinzelte und getrocknete Fasern 238 eingearbeitet aufweist. Es versteht sich, daß der Begriff "Papier-Produkte", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, einschließt, jedoch nicht beschränkt ist auf Papier und Pappe. Es versteht sich, daß zwar Fig. 12 als Papier- Produkt 230 veranschaulicht wurde, Fig. 12 jedoch auch ein Filter-Produkt 230 zeigen kann, das darin vereinzelte und getrocknete Fasern 238 eingearbeitet aufweist.

Beispiele

Bei der Verarbeitung von Pulpe in trockene, vereinzelte Fasern, wie sie in den nachfolgenden Beispielen verwendet werden, wurden verschiedene Prozeß-Bedingungen bewertet. Die Wirkungen der Schwankungen der Temperatur des Düsen-Trockners, der Zufuhrgeschwindigkeit, der Behandlungsanwendung, der Typen von Pulpe, der Zufuhrgeschwindigkeit und der Vortrocknungs-Entwässerungs-Verfahrensschritte wurden in den nachfolgenden Beispielen erforscht.
Solange nichts anderes angegeben ist, sieht die Vorrichtung, die für die nachfolgenden Beispiele verwendet wird, wie folgt aus: Pulpe wurde unter Verwendung eines Düsen- Trockners des Typs Fluid Energy Aljet, Modell 4 Thermajet, X0870L getrocknet und in Fasern vereinzelt. Keine Änderungen wurden an der Vorrichtung des Typs Modell 4 Thermajet durchgeführt. Die Pulpe wurde dem Düsen-Trockner in einigen unterschiedlichen Vorrichtungen zugeführt. Für große Versuche wurde eine wellenlose Schnecken- Förder-Vorrichtung verwendet, wie sie von der Firma Martin Sprocket and Gear, Inc., Martin Conveyor Division, hergestellt wurde. Sie verfügte über einen Trichter am unteren Ende des Förderers zum Ablegen der feuchten Pulpe und förderte die feuchte Pulpe in einer Neigung nach oben, die in Richtung auf die Pulpe-Zufuhr-Vorrichtung an dem Düsen-Trockner anstieg. Für Versuche mit geringen Pulpe-Mengen wurde ein Förderer, der von der Firma Weyerhaeuser entworfen und hergestellt worden war, mit einer Zufuhr-Einrichtung des Trichter-Typs zum Zuführen der feuchten Pulpe verwendet. Zum Zuführen von Fasern, die in einem Schaum-Medium suspendiert waren, wurde ein von der Firma Weyerhaeuser umgestalteter und modifizierter Oakes-Mischer verwendet, um geschäumte Pulpe direkt in den Düsen-Trockner einzuspeisen.
In den Beispielen 1 bis 9 war die verwendete Zufuhr-Pulpe ein gepreßtes feuchtes Gewebe aus Pulpe mit einem Basis-Gewicht eines erheblichen Betrags, um so eine ausreichende Steifheit bereitzustellen, um das Gewebe der Shredder-Vorrichtung zuführen zu können. Das feuchte Gewebe wurde in einer Pilot-Papiermaschine hergestellt, die ein daran befestigtes Sprühsystem aufwies, um ein Behandeln des feuchten Gewebes vor dem Pressen zu ermöglichen. Ein Basis-Gewicht von 500 bis 1500 gsm arbeitete - wie gefunden wurde - in passender Weise. Das Gewebe wurde der Shredder-Vorrichtung über einen Walzenspalt von umlaufenden und gegenläufig laufenden Walzen und in einen schnell umlaufenden Satz von Walzen zugeführt, die vorstehende Stifte enthielten, die das Gewebe in kleine Pulpe-Stücke zerrissen.
Die Zufuhr-Pulpe wurde dem Düsen-Trockner unter Verwendung der Vorrichtung "Rotary Air Lock Feeder", Modell Nr. PAV-6C der Firma Prater Industries aus nichtrostendem Stahl zugeleitet, die ein Rotor-Gehäuse und einen CLSD,SS,PAV-6-Rotor mit sechs Rotorblättern aufwies. Der neu eingepaßte Rotor war ein handelsüblicher, modifizierter, sechs Rotorblätter aufweisender Rotor mit geschlossenem Ende, dessen Durchmesser verringert wurde, um einen größeren Abstand zwischen dem Rotorblatt und dem Rotorgehäuse zu erlauben, so dass feuchte Pulpe durch die Zufuhr-Einrichtung hindurchgeführt werden konnte, ohne die Fasern zu beschädigen oder den Rotor zu verstopfen.
Die Zufuhr-Luft wurde dem Düsen-Trockner über eine Luft-Pumpe des Typs Universal Rotary lobe blower der Firma Roots-Dresser mit Schalldämpfer und Filtrationseinrichtung zugeführt. Die Modell-Nr. war 45 URAI. Die Strömungsgeschwindigkeit betrug 300 SCFM. Der bereitgestellte Druck war 5 psig. Die Pumpengeschwindigkeit betrug 3176 Upm. Der Antriebsmotor war ein elektrischer Motor der Firma Lincoln mit 15 hp, der bei 1800 Upm lief. Die Luft-Pumpe hatte einen Einlaß-Schalldämpfer des Typs CC- F-4 mit einem Papier-Element und einem Ablaß-Schalldämpfer des Typs Universal SD- 4. Die Anordnung hatte einen Überdruck-Bereich von 0 bis 15 psig, und sie wurde mit einem Überdruck-Sicherheitsventil ausgestattet, das auf 6 psig eingestellt worden war. Die Zufuhr-Luft wurde mit einem Electric Immersion Air Heater der Firma Watlow, Modell-Nr. 700-96BD2459 beheizt. Die Luft-Aufheiz-Vorrichtung machte Gebrauch von einer Leitungsspannung von 480 V (Wechselstrom) und hatte einen Nenndruck von 150 psig bei 1050°F. Der Übertemperatur-Schutz machte Gebrauch von einem Thermoelement des Typs K und einer Steuereinrichtung der Firma Watlow, Serie 92. Die Prozeßtemperatur-Regulationseinrichtung machte Gebrauch von Thermoelementen des Typs J und einer Autotuning-Steuerungseinrichtung der Firma Watlow, Serie 965.
Ein Material-Förder-Gebläse (MHF) wurde in dem Durchgang zwischen dem Düsen- Trockner und dem Vakuum-Förderer angeordnet. Das MHF wurde in den Beispielen 1 bis 8 verwendet, wurde jedoch nicht in den Beispielen 9 bis 24 verwendet.
Die Abluft, Fasern und Feinbestandteile wurden einem handelsüblich aufgebauten Vakuum-Förderer über einen Stoffauflaufkasten zugeführt, der gegenüber dem Sieb des Förderers abgedichtet war. Eine Sears Shop Vakuum-Einrichtung mit einem nichtmodifizierten Vakuum-Anschluß wurde als Sieb-Vakuum-Einrichtung verwendet. Das Primärgebläse war ein Material-Förder-Gebläse mit seitlichem Anschluß, arbeitend bei hoher Temperatur, aus Stahl, mit luftdichten Abdichtungen gegenüber der Primärgebläse-Vakuumbox. Das Primärgebläse hatte einen Motor mit 10 hp mit einer Leitungsspannung von 460 V (Wechselspannung). Ein einstellbarer Dämpfer an der Abluft-Seite steuerte die Menge an Luftstrom durch das Gebläse, was einen direkten Einfluß auf den Nulldruck-Wert des Düsen-Trockners hatte, der ein Vakuum von -1 bis -5 in (inches) Wasser erzeugte. Die Abluft von dem Primärgebläse wurde in einen Zyklon abgelassen, der derzeit dem Zweck der Geräuschdämpfung dient. Das Sekundärgebläse wurde von der Firma Buffalo hergestellt und hatte einen Motor mit R hp mit einer Leitungsspannung von 110 V (Wechselspannung). Das Sekundärgebläse hatte variable Geschwindigkeiten und war mit luftdichten Dichtungen mit der Sekundärgebläse-Vakuumbox verbunden. Das Sekundärgebläse blies zur Abluftseite des Zyklons ab. Die Trennvorrichtung bestand aus einer 0,030 in (inch) dicken, 2 in (inch) breiten Teflon-Platte, die in einem Winkel von 45° quer über dem Sieb des Förderers am stromabseitigen Ende der Sekundärgebläse-Vakuumbox angeordnet war.
In den nachfolgenden Beispielen wurden "Schallknoten" (sonic knots) durch das folgende Verfahren zur Klassierung trockener, flauschiger Pulpe in drei Fraktionen auf der Grundlage der Maschengröße des Siebs getestet. Die erste Fraktion oder Teilmenge sind die Knoten, und diese ist definiert als das Material, das von einem Maschensieb der Nr. 12 eingefangen wird. Die zweite Teilmenge oder Fraktion sind die Gutstoffe oder vereinzelten Fasern, und diese sind als das Material definiert, das ein Maschensieb der Nr. 12 passiert, jedoch von einem Maschensieb der Nummer 60 eingefangen wird. Die dritte Fraktion ist diejenige der Feinbestandteile, und sie ist definiert als das Material, das durch ein Maschensieb mit der Nr. 12 und ein Maschensieb mit der Nummer 60 hindurchtritt. Die Trennung wird bewirkt durch einen Lautsprecher erzeugte Schallwellen, die über eine vorher gewogene Probe flauschiger Pulpe ausgesendet werden, die auf einem Maschensieb der Nr. 5 angeordnet ist, das sich nahe dem oberen Ende einer Trenn-Säule befindet, auf der der Lautsprecher ganz oben angeordnet ist. Nach einer vorher eingestellten Zeitspanne wird jede Fraktion von der Trennsäule entfernt und gewogen und so die Gewichtsfraktionen der Knoten, Wertstoffe/vereinzelten Fasern und Feinbestandteile erhalten.

Beispiel 1

Vereinzelte getrocknete Fasern von Douglas-Tanne und behandelte getrocknete Fasern von Southern-Kiefer wurden hergestellt durch Erzeugen feuchter Rollen aus Pulpe auf einer Pilot-Papiermaschine und Einführen der feuchten Rollen in die oben beschriebene Shredder-Vorrichtung und das oben beschriebene Trocknersystem von Hand. Einige unbehandelte (wie sie waren), gebleichte Rollen aus Southern-Kiefer- und Douglas- Tannen-Fasern wurden getrocknet. Weitere Rollen aus Southern-Kiefer wurden behandelt und dann getrocknet. Die Behandlungen in den getrennten Durchläufen der Behandlung der Zufuhr-Pulpe von Southern-Kiefer waren wie folgt: 1. Citronensäure; 2. Glyoxal; 3. Ton; 4. hydrophober Latex und Flugasche; 5. hydrophober Latex, Flugasche und Superweichmacher; 6. Glyoxal, hydrophober Latex, Flugasche und Superweichmacher; 7. Glyoxal, hydrophober Latex, Flugasche, Methylcellulose und Superweichmacher; 9. Ton; 10. Flugasche. Die Zufuhrgeschwindigkeit der Pulpe betrug 25 bis 111 g/min OD (Ofentrocknung). Der Feststoff-Gehalt in den Rollen vor dem Trocknen betrug etwa 28%. Die Auslaß-Temperatur des Trockners lag im Bereich von 180°C bis 200°C. Die Einlaß-Temperatur wurde so verändert, daß man die Auslaß-Temperatur beibehalten konnte. Tabelle 1 stellt summarisch die Durchläufe und Behandlungsschritte zusammen. Die mit Ton und Flugasche behandelte Pulpe schien am besten in Fasern umwandelbar zu sein. Die mit Methylcellulose behandelte Pulpe war schwierig zu behandeln und in Fasern zu überführen. Die anderen Durchläufe ergaben, daß das Material in ähnlicher Weise wie unbehandelte Pulpe in Fasern umgewandelt zu werden schien. Schallknoten wurden an diesen Proben nicht gemessen. Tabelle 1 Faserbehandlung

Beispiel 2

Ungebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Fasern wurden hergestellt durch Behandeln feuchter Walzen aus ungebleichter Pulpe von Douglas-Tanne (DF) auf einer Pilot-Papiermaschine und Zuführen der feuchten Rollen in die oben beschriebene Shredder-Vorrichtung und das oben beschriebene Trockner-System von Hand. Die getrockneten Fasern wurden gewonnen und auf Schallknoten getestet; die Werte lagen bei 5% bei einer Zufuhrgeschwindigkeit (in Upm des Zufuhr-Walzen-Motors zum Shredder) und bei 15% bei einer höheren Zufuhrgeschwindigkeit. Die Auslaß- Temperatur wurde bei beiden Durchläufen bei 180°C gehalten. Der Gehalt an Feinbestandteilen betrug etwa 11% bei der niedrigen Zufuhrgeschwindigkeit und 12% bei der höheren Zufuhrgeschwindigkeit. Der Gehalt an Wertstoffen betrug 83% bei der niedrigeren Zufuhrgeschwindigkeit und 74% bei der höheren Zufuhrgeschwindigkeit. Tabelle 2 stellt die Daten tabellarisch zusammen. Tabelle 2 Einflüsse der Variation der Zufuhrgeschwindigkeit auf den Gehalt in unbehandelten Probe-Rollen

Beispiel 3

Gebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faser-Proben wurden hergestellt durch Zubereiten feuchter Rollen aus gebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne auf einer Pilot-Papiermaschine und Zuführen der feuchten Rollen in die oben beschriebene Shredder-Vorrichtung und das oben beschriebene Trockner-System von Hand. Die getrockneten Fasern wurden gewonnen und zur Bestimmung der Auswirkung der Auslaß- Temperatur und Zufuhrgeschwindigkeit auf die Menge an Schallknoten und auch die Auswirkung der Faserfestigkeit getestet, gemessen mittels Null-Zugfestigkeit (zero span tensile strength; ZST) im feuchten Zustand. Die Zahl "t86%" gibt einen Wert zum Einstellen des unteren und oberen Grenzwerts des Fehlerbereichs für die ZST- Resultatwerte an. Es gab keine statistisch signifikante Änderung der Faser-Festigkeit. Es wurde gefunden, daß eine höhere Zufuhrgeschwindigkeit zu einer höheren Menge an Knoten führte und daß eine höhere Auslaß-Temperatur zu mehr Knoten führte. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3 Düsen-Trockner-Durchläufe, die die Auswirkung der Temperatur und Zufuhrgeschwindigkeit auf die Zahl der Knoten und den ZST-Wert zeigen

Beispiel 4

Gebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faser-Proben von Douglas- Tanne wurden hergestellt durch Eindicken eines feuchten Vlieses und Entwässern unter Verwendung einer Zentrifuge und anschließendes Zuführen der Pulpe auf einen Band- Förderer in das oben beschriebene Trockner-System von Hand. Die getrockneten Fasern wurden gewonnen und zur Bestimmung der Auswirkung verschiedener Verfahren zur Herstellung feuchter Pulpe getestet. Die Feuchte-Pulpe-Herstellungsverfahren schlossen Verfahren zur Herstellung von zentrifugierter, zentrifugierter und Stift-geflauschter sowie zentrifugierter und befeuchteter Pulpe ein. Die Werte der Schallknoten wurden getestet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt, aus der geschlossen werden kann, dass einfaches Zentrifugieren die niedrigste Zahl von Schallknoten bei 14,2% liefert. Tabelle 4 Durchläufe in einem Düsen-Trockner, die die Auswirkung der Pulpe- Herstellungsverfahren auf den Zahlenwert der Schallknoten zeigen

Beispiel 5

Mit Flugasche behandelte und unbehandelte, gebleichte, vereinzelte, getrocknete Faser- Proben von Douglas-Tanne wurden hergestellt durch Einweichen feuchter Vliese und Entwässern unter Verwendung einer Zentrifuge und anschließendes Zuführen der Pulpe auf einen Band-Förderer in das oben beschriebene Trockner-System von Hand. Die Flugasche enthaltende Pulpe wurde hergestellt wurde durch Zusetzen von 20 Gew.-% Flugasche mit hohem Molekulargewicht als anionisches Rückhalte-Hilfsmittel zu der Einweich-Pulpe vor dem Zentrifugieren. Die getrockneten Fasern wurden gewonnen und zur Bestimmung der Auswirkung der Einlaß-Temperatur und des Flugasche- Gehalts auf die Menge an Schallknoten getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt, aus der ersichtlich ist, daß eine Flugasche-Behandlung dramatisch die Zahl der Knoten von einem hohem Wert von 20% zu einem niedrigen Wert von 1 Gew.-% verringert. Auch ist aus diesen Durchläufen ersichtlich, dass eine erhöhte Einlaß- Temperatur und Auslaß-Temperatur leicht die Knotenzahl verringern. Tabelle 5 Pulpe aus vereinzelten Fasern von Douglas-Tanne mit und ohne Flugasche

Beispiel 6

Vereinzelte, getrocknete Fasern wurden hergestellt aus niemals getrockneter, ungebleichter, von einer Doppelwalzen-Presse in einer handelsüblichen Mühle nach dem Entflocken entnommenen Pulpe. Die Pulpe wurde wie von der Mühle erhalten weiterverarbeitet, und es wurden an ihr keine weiteren Behandlungsschritte vorgenommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengestellt, die zeigt, daß die Knotenzahl im Bereich von 0,75 bis 2,37% lag. Eine Erhöhung der Auslaß-Temperatur bei Senken der Zufuhrgeschwindigkeit führte zu einer leichten Senkung der Knotenzahl. Eine Erhöhung der Einlaß-Temperatur bei Erhöhung der Zufuhrgeschwindigkeit erhöhte die Knotenzahl geringfügig. Ein Waschen, Zentrifugieren und Flauschigmachen erhöhte die Knotenzahl leicht. Ein erneutes Erhitzen der Pulpe schien keine Auswirkung zu haben. Die "Kappa"-Zahl ist ein Maß der Menge an Lignin, das in der Pulpe nach dem Pulpen zurückbleibt, und wird quantitativ bestimmt durch die Tappi-Standard- Testverfahren, Test Nr. T-236. Tabelle 6 Unbehandelte zentrifugierte, ungebleichte Faser-Proben von Douglas- Tanne aus der Doppelwalzen-Presse Auswirkung der Kappa-#-, der Pulpe- Temperatur und der Probe-Herstellung

Beispiel 7

Gebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faser-Proben wurden hergestellt durch Zubereiten feuchter Rollen aus gebleichter Faser-Pulpe von der Douglas-Tanne auf einer Pilot-Papiermaschine und Zuführen der feuchten Rollen in die wie oben beschriebene Shredder-Vorrichtung und das oben beschriebene Trockner-System von Hand. Die Zahl der Knoten für dieses System war hoch und lag bei 34%, was anzeigt, daß ein direktes Zuführen der Pulpe besser ist als das Ausbilden eines feuchten Gewebes und das Shreddern des Gewebes während des Zuführens.

Beispiel 8

Gebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faser-Proben wurden hergestellt durch Stift-Flauschen vorher niemals getrockneter Pulpe von der Southern-Kiefer und Zuführen der Pulpe durch Einbringen in ein Schaum-Zuführ-System, in das Wasser und ein Tensid eingeführt wurden, und Mischen mit der feuchten Pulpe, was eine förderbare Mischung lieferte, die dem Düsen-Trockner-System zugeführt werden kann. Die Knotenzahl betrug weniger als 2%, jedoch stieg die Menge an Feinbestandteilen bis auf fast 20% an, verglichen mit den vorangehenden Durchläufen.

Beispiel 9

Eine ungebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faser-Probe wurde hergestellt durch Behandeln der Pulpe, wie sie von einer Mühle erhalten worden war, in dem oben beschriebenen Trocknungs-System ohne das materialfördernde Gebläse zwischen dem Trockner und dem Vakuum-Förderer. Im Vergleich zu vorangehenden Durchläufen stieg die Knotenzahl leicht von 1,8% bis 3,5% für dieselben Temperaturen an.

Beispiel 10

Eine ungebleichte und unbehandelte, vereinzelte, getrocknete Faserprobe wurde hergestellt durch Behandlung der von einer Mühle erhaltenen Pulpe in dem oben beschriebenen Trocknungs-System ohne das materialfördernde Gebläse zwischen dem Trockner und dem Vakuumförderer. Im Vergleich zu vorangehenden Durchläufen stieg die Knotenzahl leicht von 1,3% auf 2,6% für dieselben Temperaturen an. Eine gebleichte Kontroll-Probe hatte einen geringen Anstieg der Knotenzahl von 20,4 auf 21,9%.

Beispiel 11

Gebleichte Edelzellstoff-Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungssystems getrocknet. Die Pulpe hatte etwa 10% Knoten. Der Feuchtigkeitsgehalt war geringer als 2%, was typischerweise zu niedrig ist. Löse-Tests zeigten, daß die Fasern etwa dieselben Eigenschaften hatten wie bei typischer Pulpe mit kommerzieller Handelsqualität.

Beispiel 12

Gebleichte, vereinzelte Fasern wurden hergestellt mit dem oben beschriebenen Trocknungs-System, um die Auswirkungen des Entwässerungs-Prozesses auf die Knotenzahl zu vergleichen. Mit einer Schraubenpresse bearbeitete Pulpe wurde mit Pulpe, die zentrifugiert worden war, und mit zur Kontrolle herangezogener, zentrifugierter Pulpe in Form eines feuchten Vlieses verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 angegeben, die zeigt, daß Zentrifugieren eine geringere Knotenmenge liefert. Tabelle 12 Durchläufe zur Bestimmung von Unterschieden zwischen mit einer Schnecken-Presse behandeltem Schlamm, zentrifugiertem Feucht-Vlies-Schlamm und zentrifugiertem Schlamm An der Presse wurden zwei Werte des Federdrucks angewendet

Beispiel 13

Vernetzte, gebleichte, vereinzelte Fasern wurden mit dem oben beschriebenen Trocknungs-System hergestellt und so das Vermögen des Trockners bestimmt, vernetzte behandelte Pulpe zu verarbeiten. Wie bei anderen Pulpe-Qualitätsstufen ist eine geringe Knotenmenge wünschenswert bei vernetzter Pulpe. Zwei Durchläufe wurden bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt, wie dies in Tabelle 13 gezeigt ist. Polyacrylsäure (PAA XL) wurde der Pulpe in einer Menge von etwa 5 Gew.-%, bezogen auf die Pulpe, zugesetzt. Ein Nachhärten wurde durchgeführt, um die Reaktion zum Abschluß zu bringen. Die Daten zeigen, dass die höhere Temperatur in dem Düsen-Trockner den Wert der Schallknoten leicht senkte und auch den Wert der in der Feuchte auftretenden Knoten senkte. Die Nachhärtezeit erhöhte die Menge an feuchten Knoten und kann auch die Zahl der Schallknoten erhöht haben. Der Wert der Schallknoten liegt erheblich höher als bei unbehandelter Pulpe, was zeigt, daß die Polyacrylsäure-Behandlung die Knotenzahl erhöht. Ein erneutes Befeuchten der vernetzten Pulpe und Trocknen in einem Ofen zeigten, daß die Pulpe sich nicht an sich selbst band, was ein Vernetzen der Pulpe anzeigt. Tabelle 13 Mit fünf Prozent Polyacrylsäure behandelte Pulpe

Beispiel 14

Mit Ton und Flugasche behandelte, vereinzelte Fasern wurden mit dem oben beschriebenen Trocknungs-System hergestellt, um die Auswirkung auf die Schallknoten-Zahl zu bestimmen. Der Ton und die Flugasche wurden in Mengen von 0 Gew.-%, 1 Gew.-% und 10 Gew.-% zugesetzt. Die Proben mit einem Mineralienanteil von 10 Gew.-% weisen weniger Knoten auf. Die Flugasche enthaltenden Fasern hatten niedrigere Knotenzahlen als die tonenthaltenden Fasern bei derselben Dosierung. Die Proben mit einem Mineraliengehalt von 1 Gew.-% scheinen nicht sehr verschieden von den Kontroll- Proben zu sein. Tabelle 14 liefert eine Zusammenfassung der Daten. Tabelle 14 Durchläufe zum Bestimmen der Auswirkung von Ton und Flugasche auf die Knotenzahl

Beispiel 15

Vereinzelte Fasern wurden hergestellt unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs-Systems, und zwar aus gebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne. Die Pulpe wurde hergestellt durch Zentrifugieren und anschließendes Durchlaufenlassen der Pulpe durch das kalte Trockner-System zum Auseinanderbrechen der feuchten Pulpe- Klumpen und anschließendes Zuführen der auseinandergerissenen Pulpe zu dem Trockner-System, das - wie normal - heiß war. Der Zweck ist, die Effizienz des Trocknungssystems zur Herstellung von Pulpe für ein Vereinzeln zu bestimmen. Die Auswirkung der Auslaß-Temperatur auf den Vereinzelungsschritt wurde ebenfalls getestet. Die Auslaß-Temperatur wurde dadurch geändert, daß man die Zufuhrgeschwindigkeit änderte. Bei derselben Auslaß-Temperatur reduzierte der erst bei kalter und anschließend bei heißer Temperatur erfolgende Durchlauf durch den Trockner die Knotenzahl um die Hälfte. Eine Erhöhung der Auslaß-Temperatur verringert die Knotenzahl signifikant. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt. Tabelle 15 Durchläufe durch den Düsen-Trockner zur Bestimmung der Wirkung des Durchlaufens der Fasern durch das Trockner-System ohne Hitze und anschließendes Durchlaufenlassen derselben Fasern durch das bei Hitze befindliche System

Beispiel 16

Vereinzelte Fasern wurden hergestellt unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs-Systems von ungebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne. Die Pulpe wurde hergestellt durch Zentrifugieren in einer chargenweise arbeitenden Zentrifuge. Die Knotenzahl lag im Bereich von 2% bis 5% über eine Zeitdauer von einigen Stunden, was eine gute Stabilität des Systems anzeigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 gezeigt, worin die Angabe "run ave" das Mittel aller sechs Durchläufe (46a bis 46f) bedeutet. Tabelle 16 Düsen-Trockner-Durchläufe zur Bestimmung der System-Stabilität

Beispiel 17

Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus gebleichter und ungebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne und gebleichter Pulpe von der Southern-Kiefer hergestellt. Die Pulpe wurde hergestellt durch Zentrifugieren in einer chargenweise arbeitenden Zentrifuge. Ein Material- Förder-Gebläse wurde verwendet, um die Pulpe auseinanderzureißen, bevor sie getrocknet wurde. Dampfwärme wurde zur Herstellung ausgewählter Pulpen verwendet. Verschiedene Auslaß-Temperaturen wurden ebenfalls angewendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17 gezeigt. Ein Dampferhitzen der Pulpe vor dem Trocknen verringerte die Knotenzahl. Eine höhere Auslaß-Temperatur verringerte die Knotenzahl. Ungebleichte Pulpe hatte die geringsten Knoten-Mengen. Tabelle 17 Durchläufe zum Vergleichen gebleichter und ungebleichter, vereinzelter Fasern von der Douglas-Tanne und gebleichter, vereinzelter Fasern von der Southern-Kiefer, sowie Dampfbehandlung

Beispiel 18

Vereinzelte Fasern wurden hergestellt unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungssystems aus gebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne und gebleichter Pulpe von der Southern-Kiefer. Die Pulpe wurde hergestellt durch Zentrifugieren in einer chargenweise arbeitenden Zentrifuge. Ein materialförderndes Gebläse wurde zum Auseinanderbrechen der Pulpe vor dem Trocknen verwendet. An vereinzelten Proben wurde ein Durchlauf der Pulpe durch das Düsen-Trocknersystem unter ausgeschalteter Hitze durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 18 gezeigt. Der Schallknoten-Wert lag im Bereich von 1,87 bis 10,07. Das Durchlaufenlassen der Pulpe durch das System mit ausgeschalteter Hitze vor dem Trocknen der Pulpe reduzierte die Knotenzahl. Tabelle 18 Gebleichte Pulpe von der Douglas-Tanne und der Southern-Kiefer ohne Behandlung, jedoch mit ausgewählter Entfaserung

Beispiel 19

Vereinzelte Fasern wurden hergestellt unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs-Systems aus gebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne, die mit 0,1% Natriumdodecylsulfat behandelt worden war. Die Pulpe wurde hergestellt durch Zentrifugieren in einer chargenweise arbeitenden Zentrifuge nach der Behandlung. Ein Duchlaufenlassen der Pulpe durch das Düsen-Trockner-System mit abgeschalteter Hitze wurde an den Beispielen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 19 gezeigt. Der Schallknoten-Wert lag im Bereich von 0,73 bis 2,27%, was anzeigt, daß die Behandlung mit einem Tensid signifikant die Schallknoten-Zahl verringert. Tabelle 19 Durchläufe an gebleichter Pulpe von der Douglas-Tanne, behandelt mit 0,1% Natriumdodecylsulfat

Beispiel 20

Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus gebleichter Southern-Kiefer (B-SP) mit und ohne Latex-Behandlung und von ungebleichter und gebleichter Pulpe aus Douglas-Tanne (U-DF bzw. B-DF) hergestellt. Die Pulpe aus gebleichter Southern-Kiefer wurde hergestellt durch Zentrifugieren der eingeweichten Pulpe, Durchlaufenlassen durch ein Material-Förder-Gebläse und anschließendes Durchlaufenlassen durch den Düsen-Trockner mit abgeschalteter Hitze vor dem Trocknen. Die ungebleichte Pulpe aus Douglas-Tanne wurde nur nach dem Einweichen zentrifugiert. Die mit Latex behandelten, gebleichten Pulpen aus Southern-Kiefer wurden hergestellt durch Durchlaufenlassen der Pulpen durch das Düsen-Trockner-System mit abgeschalteter Hitze nach der Behandlung und Zentrifugieren. Die gebleichte Kontroll-Pulpe aus Douglas-Tanne wurde nur nach dem Einweichen zentrifugiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 20 gezeigt. Die Schallknoten- Zahlen waren niedrig bei der gebleichten Pulpe aus Southern-Kiefer, was anzeigt, daß die mechanischen Behandlungsschritte die Knotenzahl reduzieren. Die Pulpe aus ungebleichter Douglas-Tanne hatte den niedrigsten Knoten-Wert, das anzeigt, daß sie sich in diesem System gut verfasern läßt. Die mit Latex behandelten Pulpen hatten ebenfalls niedrige Knoten-Werte, was zeigt, daß der Latex die Knotenzahl reduzieren kann oder ihre Erzeugung nicht zu beeinflussen braucht. Die gebleichte Kontroll-Pulpe aus Douglas-Tanne hatte niedrige Knoten-Werte, was eine Verbesserung in dem Trockner- System anzeigt. Die mit Latex behandelten Pulpen waren hydrophob. Tabelle 20 Vereinzelte Pulpen aus Southern-Kiefer und Douglas-Tanne nach Durchlauf durch den Trockner ohne Hitze

Beispiel 21

Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus gebleichter Pulpe aus Douglas-Tanne hergestellt. Die Pulpen wurden hergestellt durch ausschließliches Zentrifugieren, Zentrifugieren und Durchlaufenlassen durch ein Material-Förder-Gebläse, Zentrifugieren und Durchlaufenlassen durch den Trockner mit abgeschalteter Hitze vor dem Trocknen oder Zusetzen eines chemischen Tensids vor dem Zentrifugieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 21 gezeigt. Pulpe, die zentrifugiert oder zentrifugiert und in dem Material-Förder-Gebläse behandelt worden war, hatte etwa die gleiche Zahl von Schallknoten, nämlich bei einem Wert von 15%. Das Durchlaufenlassen zentrifugierter Pulpe durch das System ohne Hitze verringerte die Knotenzahl auf etwa 10%. Die Behandlung mit einem Tensid verringerte die Knotenzahl auf etwa 3%. Die Ergebnisse wurden in nachfolgenden Durchläufen bestätigt. Die Förderer-Geschwindigkeit betrug 7 ft/min. und der Null-Druck lag bei -3,5 bis -4 in (inches) Wasser. Tabelle 21 Vereinzelte, gebleichte Palpe aus Douglas-Tanne im Vergleich von Pulpe-Herstellung mit mechanischer Faserung zur Behandlung mit dem chemischen Tensid Berol 587k
Beispiel 22 Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus gebleichter Pulpe von Douglas-Tannen und Pulpe von der Southern-Kiefer mit und ohne Behandlung mit Polyacrylsäure-Vernetzer, Tensid und Ton hergestellt. Die Pulpen wurden hergestellt durch ausschließliches Zentrifugieren oder Zentrifugieren und Durchlaufenlassen durch ein Material-Förder-Gebläse (MHF) vor dem Trocknen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 22 angegeben. Die Kontroll-Pulpe aus Douglas- Tanne hatte einen Knoten-Wert von 9%. Die Pulpe aus Southern-Kiefer mit Tensid hatte einen Knoten-Wert von 2%, was die vorteilhaften Eigenschaften des Tensids bestätigt. Die Pulpe nach Behandlung nur mit Polyacrylsäure erhöhte die Knotenzahl auf 15%. Das Zusetzen eines Tensids oder von Ton zu der mit Polyacrylsäure behandelten Pulpe verringerte die Knotenzahl unter 2%, was die vorteilhaften Eigenschaften des Tensids und des Tons zur Verringerung der Knotenzahl demonstriert. Die Einlaß- Temperatur betrug 240°C, und die Auslaß-Temperatur betrug 165°C. Der Null-Druck lag bei -3,5 in (inches) Wasser, und die Förderer-Geschwindigkeit betrug 6,0 ft/min. Tabelle 22 Vereinzelte, gebleichte Pulpe aus Douglas-Tanne (Kontrolle) und aus Southern-Kiefer mit und ohne Behandlung mit Polyacrylsäure, Tensid und Ton

Beispiel 23

Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus zwei verschiedenen gebleichten Pulpen aus Douglas-Tanne mit ausgewählten Mengen von Berol 587k-Tensid auf einer der Pulpen hergestellt. Eine Charge der Pulpe wurde mit löslichem Eisen behandelt. Die Pulpen wurden hergestellt nur durch Zentrifugieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 23 angegeben. Das Tensid arbeitet am besten bei einem Dosierungswert von 1%. Das Eisen verringerte die Zahl der Knoten signifikant, erhöhte jedoch auch die Menge an Feinbestandteilen auf einen hohen Wert. Die Zufuhrgeschwindigkeit kann einen Einfluß auf die im Zusammenhang mit dem Tensid erhaltenen Ergebnisse gehabt haben. Höhere Zufuhrgeschwindigkeiten scheinen die Knoten-Zahl zu erhöhen. Die Einlaß-Temperatur betrug 240°C, und die Auslaß-Temperatur betrug 160°C. Die Förder-Geschwindigkeit betrug 6 ft/min. und der Null-Druck betrug -3,5 in (inches) Wasser. Tabelle 23 Durchläufe zur Bestimmung der minimalen Menge an Tensid, die benötigt wird, um den Knoten-Gehalt unter 2% zu senken (Verwendung der gebleichten KKT von Kamloops)

Beispiel 24

Vereinzelte Fasern wurden unter Verwendung des oben beschriebenen Trocknungs- Systems aus gebleichter Pulpe von Douglas-Tanne hergestellt, die unter Verwendung einer Schnecken-Presse entwässert worden war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 24 gezeigt. Die Menge an Knoten ist ausreichend niedrig, verglichen mit vorangehenden Durchläufen, um zu zeigen, daß ein Entwässern mit einer Schneckenpresse eine annehmbare Option zum Entfernen eines Überschusses an Wasser vor dem Trocknen der Pulpe mit dem Düsen-Trocknersystem ist. Tabelle 24 Vereinzelte gebleichte Pulpe aus Douglas-Tanne, hergestellt aus Pulpe, die mit einer Schnecken-Presse entwässert worden war

Beispiele 25 bis 29

Die in den Beispielen 25 bis 29 verwendeten Pulpen waren alle nie zuvor getrocknete Pulpen mit einer Konsistenz von etwa 10%, die direkt von der Pulpe-Mühle in mit Kunststoff ausgekleideten Faser-Trommeln verschickt wurden. Die Verfahrensweise zur Herstellung und Behandlung der Pulpe mit vernetzenden Chemikalien schlossen die folgenden Schritte ein: (a) Zentrifugieren der nie zuvor getrockneten Pulpe auf eine einheitliche Konsistenz von etwa 34%; (b) Behandeln der Pulpe mit vernetzenden Chemikalien in einem großen Hobart-Mischer bei einer Konsistenz von etwa 5%; (c) Zentrifugieren der behandelten Pulpe auf eine Konsistenz von etwa 36% (höherer Wert nur aufgrund zurückgehaltener chemischer Feststoffe); und (d) Entklumpen der zentrifugierten, behandelten Pulpe in dem Hobart-Mischer unter Erhalt einer einheitlichen Teilchengröße.
In allen Beispielen wurde das oben beschriebene Düsen-Trockner-System zum Vereinzeln und Trocknen der Fasern verwendet. Nach Durchlaufenlassen durch den Düsen- Trockner wurden die trockenen, vereinzelten Fasern zuerst gewonnen und anschließend in einem Ofen gehärtet. Ein Vernetzen wurde nur teilweise in dem Düsen-Trockner bewirkt. Das Vernetzen wurde vervollständigt durch Härten der behandelten Fasern für einige Minuten bei einer erhöhten Temperatur in einem Härtungsofen.
Das Testen der vernetzten Fasern schließt oft Ultraschall-Fraktionierung zur Bestimmung der Prozentmenge an Knoten, Wertstoffen und Feinbestandteilen ein, wie dies oben beschrieben wurde.
Die primären Attribute der vernetzten Fasern sind eine hohe Bulk-Dichte und die Beibehaltung der Bulk-Dichte bei Feuchtwerden. Der FAQ-Test wird zur Messung sowohl der Feucht-Bulk-Werte als auch der Trocken-Bulk-Werte verwendet. Der Wert "Erneute Sättigung (resaturation) des Bulk-Wertes bei 0,6 kPa" ist üblicherweise das Testergebnis, das am meisten von Interesse ist und das der Wert ist, der verwendet wird, wenn FAQ-Ergebnisse in den Beispielen aufgelistet werden. Die FAQ-Werte für im Handel erhältliche vernetzte Fasern liegen typischerweise im Bereich von 13,5 bis 19,0 cc/g, wobei höhere Werte bevorzugt sind.

Beispiel 25

In diesem Beispiel wurde gebleichte, nie zuvor getrocknete Pulpe aus Southern-Kiefer verwendet. Der Vernetzer war DMDHEU. Die Zeit der Härtung nach der Behandlung im Düsen-Trockner betrug etwa 5 min bei 170°C. Tabelle 25 Vereinzelte Pulpe, vernetzt mit DMDHEU

Beispiel 26

In diesem Beispiel wurde gebleichte, nie zuvor getrocknete Pulpe aus Southern-Kiefer verwendet. Der Vernetzer war Citronensäure. Die Zeit der Härtung nach der Behandlung im Trockner betrug etwa 5 min bei 170°C. Tabelle 26 Vereinzelte Pulpe, vernetzt mit Citronensäure

Beispiel 27

In diesem Beispiel wurde gebleichte, nie zuvor getrocknete Pulpe aus Southern-Kiefer verwendet. Der Vernetzer war Äpfelsäure. Die Zeit der Härtung nach der Behandlung im Trockner betrug etwa 20 min bei 185°C. Tabelle 27 Vereinzelte Pulpe, vernetzt mit Äpfelsäure

Beispiel 28

In diesem Beispiel wurde ungebleichte, nie zuvor getrocknete Pulpe aus Southern- Kiefer verwendet. Der Vernetzer war Äpfelsäure. Die Zeit der Härtung nach der Behandlung im Trockner betrug etwa 4 min bei 200°C. Tabelle 28 Vereinzelte Pulpe, vernetzt mit Äpfelsäure

Beispiel 29

In diesem Beispiel wurde ungebleichte, nie zuvor getrocknete Pulpe aus Southern- Kiefer verwendet. Der Vernetzer war Äpfelsäure. Die Zeit der Härtung nach der Behandlung im Trockner betrug 4 min bei 200°C. Tabelle 29 Vereinzelte Pulpe, vernetzt mit Äpfelsäure
Zwar wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben; es versteht sich jedoch, dass verschiedene Änderungen der Erfindung durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die Ausführungsformen der Erfindung, für die ein ausschließliches Eigentum oder Privileg beansprucht wird, sind wie folgt definiert:

Claims

1. Pulpe-Produkt, umfassend vereinzelte, vernetzte und Luftstrom-getrocknete Fasern, wobei das Produkt eine Knotenzahl gleich oder geringer als 15% aufweist.

2. Produkt nach Anspruch 1, worin die Knotenzahl gleich oder geringer als 10% ist.

3. Produkt nach Anspruch 1, worin die Knotenzahl gleich oder geringer als 5% ist.

4. Produkt nach Anspruch 1, worin die Knotenzahl gleich oder geringer als 2% ist.

5. Produkt nach Anspruch 1, worin die Fasern eine zusätzliche Behandlungs-Substanz aufweisen, die den Fasern zugeordnet ist, und die Behandlungs-Substanz gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus oberflächenaktiven Mitteln und teilchenförmigen Mineralstoffen während des Luftstrom-Trocknens.

6. Produkt nach Anspruch 5, worin die Behandlungs-Substanz Ton ist.

7. Produkt nach Anspruch 5, worin die Behandlungs-Substanz Flugasche ist.

8. Produkt nach Anspruch 1, worin die Fasern mit einem Vernetzer vernetzt sind, der gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyacrylsäure, Glyoxal, Äpfelsäure und Weinsäure.

9. Produkt nach Anspruch 1, gemischt mit Beton-Produkten.

10. Produkt nach Anspruch 1, eingearbeitet in einen absorbierenden Gegenstand.

11. Produkt nach Anspruch 1, eingearbeitet in ein Kunststoff-Produkt.

12. Produkt nach Anspruch 1, eingearbeitet in ein Papier-Produkt.

13. Produkt nach Anspruch 1, eingearbeitet in ein Filter-Produkt.