DE1461092A1

DE1461092A1 - Verfahren zur Herstellung von aus Endlosfasern bestehenden Flaechengebilden auf der Papiermaschine

Info

Publication number: DE1461092A1
Application number: DE19641461092
Authority: DE
Inventors: Berger Dipl-Ing Dieter; Opderbeck Dr Phil-Chem Fritz; Ploetz Dr Theodor; Ludwig Wilken
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1963-12-20
Filing date: 1964-12-07
Publication date: 1969-02-27
Also published as: CH502469A; CH503837A; FI43672B; NL6414689A; DK115373B; BE657343A; SE319376B; CH1605064A4; LU47620A1; GB1084777A; US3293116A

Description

Anmelden feldmühle *kti«ag«s«llaobaft, > 3KlggeX&ogJg-Ob»gkaaneli Sifr

Anlag· na? Eingab« vom 3fr»Ιο»1968

Verfahren zur Herstellung von aus Endlosfasern bestehenden Plächengebilden auf der Papiermaschine.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von aus Endlosfasern bestehenden Flächengebilden auf der Papiermaschine.

Nach oinem älteren Vorschlag zur Herstellung flächiger Fasergebilde auf dem Sieb einer Papiermaschine wird aus endlosen !Fasern ein Vlies gebildet, die dem Sieb vor und/ oder in dor BIa ;tbildungszone zugeführt werden. Dabei werden nach einer bevorzugten Ausführungsform die Endlosfasern dem Stoffauflauf mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, die größer ist, als.die Geschwindigkeit des Siebes. Infolge dieses Geschwindigkeitsunterschiedes legen sich die endlosen Fasern^*? Ablage auf dem Sieb ab. Zur Erzielung einer breiten Palette von gewünschten Eigenschaften können zusätzlich den endlosen Fasern noch Pasern endlicher Länge zugeneigt werden.

Erfindung betrifft nunmehr eine Weiterbildung des Ver fahrens zur Herstellung eines Vlieses aus endlosen 3?asern and eine dafür goeignete Vorrichtung.

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■Erfindungsgemäß v/erden die aus Endlosfasern bestehenden llächengebilde auf der Papiermaschine dadurch hergestellt, dnß ffiiii&aerbemü ein Sta?ang von parallel angeordneten und nicht varzwirnten endlosen Einzelf asem in einen, von einem schnell fließenden Wasserstrom durchsetzten Zuführkanal eingeführt wird, wobei das freie Ende des Zuführkanales unterhalb der Wasseroberfläche mündet.

In dem von einem schnell fließenden Wasserstrom durchsetzten Zuführkanal, wird der aus parallel angeordneten und nicht verzwirnten endlosen Einzelfasern bestehende Strang in seine einzelnen Pasern aufgelöst. Durch die Anordnung der Mündung des Zuführkanales unterhalb der Wasseroberfläche im Stoff-' auflauf iüt ein unerwünschtes Mitreißen von Luftblasen zu vermeiden, die sich auf die Vliesbildung nachteilig auswirken.

Vorteilhaft wird dabei die Gc3chwindigkeit, .mit welcher die Endlosfasern den Zuführkanal Zugeleitet werden, erheblich ^XO8er gewählt, eis die Geschrindigkeit des Siebes und/ oder des Stoffwassers in dem aen Zuführkanal umgebenden Stoffauflauf. Dadurch werden nach dem Verlassen des Zuführkanales die einzelnen Endlosfaaern abgebremst und legen sich in einer Schl-feagenform auf dem Papiermaschinensieb ab.

Mittels einer Regulierung der Geschwindigkeit des Wasserstromes im Zuführkanal läßt sich die Auflösung des Paserstranges beeinflussen und es kann damit die Abzugsgeschwindigkeit des Endlosfaserstrangos geregelt werden. Zweckmäßigorweise wird dabei der Wasserstrom im Zuführkanal drallfrei gehalten, um zu vermeiden, daß der aus parallel angeordneten und nur geringfügig vorzwirnton oder vollständig unverzwirnten tfndlosfasern bestehende .Faserstrang sich vordril.lt und damit; eiLo. Auflösung des Stranges in Einzelfasorn erschwert. Eine

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drallfrei« führung des schnell fließenden Wasserstromes innerhalb, 4©s Jtaführka&slee läßt sieh vorteilhaft durok die Anwendung eine.s, .Zuführkanales mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt oder bei Anwendung eines rohrförmigen Zuführkanales durch zusätzlichen Einbau von Strömungsführungsmitteln, wie Leitblechen., in den rohrförmigen Zuführkanal erzielen.

Zur sicheren Verhinderung der Mitführung von Luftblasen durch den Endlosfaserstrang erfolgt auch die Einführung des Faserstranges in den Zuführkanal zweckmäßig unter Wasser. Eine besonders, günstige Ausführungsform eines Zuführkanales zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestelrc darin, daß der im Stoffnuflauf eingebaute Zuführkanal sich zu seinem freien Ende hin, das unterhalb der Wasseroberfläche im Stoffauflauf mündet, verbreitert. Dabei nimmt der Zuführkanal in seiner Höhe zum freien Ende hin zweckmäßig ab, s"o daß. sich eine schlitzförmige Mündungsöffnung ergibt. Der sich verbreiternde Teil des Zuführkanales kann als Düse, insbesondere 'jedoch, als Diffusor ausgebildet sein, d.h., der Mündungsquerschnitt ist größer als der Eintrittsquerschnitt. Vorteilhafterweise vergrößert sich die Breite dos Zuführkanales zu seinem freien Ende "hin gleichmäßig. Infolge des sich verbreiternden Zuführkanales bewirkt der den Zuführkanal schnell durchfließende Wasserstrom eine Auflösung des zugeführten Stranges in ein sich über die ganze Breite des Kanals erstreckendes Band voneinander getrennter Endlosfasern.

Besonders günstig ist es, wenn im Anschluß an die gleichmäßige Verbreiterung des Zuführkanales dieser in der Mündungszone nochmals beträchtlich erweitert wird. Dadurch wird das Band von Einzelfasern noch besser vergleichmäßigt und weiter . auseinandergezogen.

Bb :Jlk*fc sich gezeigt, daß zur Ausbildung eines über seine ge-■ ii'ajnt§)^:Br*iite gleichmäßigen Vlieses--die schlitzförmige Mündungs-

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Öffnung des Zuführkanales zweckmäßig in der Mitte größer ist als an den'seitlichen Eändern dos Zuführkanales.

Der gesamte Zuführkanal ist vorteilhaft im Stoffauflauf allseitig verstellbar und schwenkbar eingebaut, so daß die Vliesbildung vielseitig beeinflußt werden kann und zwar beispielsweise durch Änderung des Abstandes,zwischen Mündung des Zuführkanales und Sieb oder durch Variation des Winkels zwischen Zuführ kanal und Sieb.

Zxireckmäßig erfolgt die Zuführung des Faser stranges kurz vor der Verbreiterung des Zuführkanales. Um die gleichmäßige Auflösung des Stranges zu erleichtern, ist dabei der Stutzen, durch den dor Strang in den Zuführkanal· eingeleitet wird,~ im. spitzen Winkel zur Strömungsrichtung im Zuführkanal angeordnet un'd zweckmäßig am Zuführkanal verstellbar und schwenkbar, so daß der spitze Winkel tfepäi&dert werden kann. Gleichzeitig ist eine Verstellung .xial zum Stutzen vorteilhaft, da durch entsprechende Einstellung des Stutzens der vom schnell fließenden Wasserstron im Zuführkanal auf den Strang ausgeübt* Zug zu, regeln und das Ausmaß der Verteilung der Einzelfasern zu beeinflussen .ist.

Es ist zwar bei Papieren bekannt, diese durch einzelne Fäden zu verstärken oder fälschungssicher zu machen; jedoch unterscheidet sich demgegenüber der Anmeldegogenstand ganz grundsätzlich dadurch, daß hier die Endlosfasern als solche vliesbildend sind.

Ln der Beschreibung dieser Erfindung ist in Anlehnung an die üblichen Bezeichnungen der Papiermachertechnik der Begriff . ^fcoffwasser verwendet worden, das zur Vliesbildung auf der ■■'apiormaschine unbedingt erforderlich und auch beim Anmeldei'vo^mstand für eine zufriedenstellende Vliesbildung notwendig

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Das "Stoffwasser" kann dabei frei von Kurzfasern sein. Zur Eraiölung besonderer Eigenschaften und Varianten der erlindungsgemäß erhaltenen Flächengebilde kann das Stoffwasser aber auch Kurzfasern enthalten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung sind den Zeichnungen und der nachstehenden -BeSchreibung zu entnehmen, die in sehematischer Darstellungsweise eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigen.

Fig. I stellt einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach* der Erfindung dar.

. II zeigt die Draufsicht zu

Der dargestellte Ausschnitt aus einer Papiermaschine besteht im wesentlichen aus dem Stoffauflauf 1 und dem Sieb 2. Hinter dem in. Bereich des Stoffauflaufos 1 geneigt -angeordneten Sieb 2 befinden sich übereinander angeordnete Saugkasten 3 T.it; voneinander unabhängigen und regelbaren Unterdrückern, die· der Entwässerung des sich auf dem Sieb 2 bildenden Fi-JLchongebildes dienen.

Irr. ntoff auf lauf 1, unterhalb der freien Oberfläche des dem Scoffauflauf durch die Leitung 5 zugeführten Stoffwassers 4, das als reines Verdünnungswasser odor als kurzfasorhaltige Suspension verwendet werden kann, 'ist ein waagerecht eingebauter Tind in dieser Ebene verschiebbarer Zuführkanal angeordnet/, der aus einem Rohr 6 und dem Diffusor 7 besteht» Der Querschnitt dieses Diffusors 7 vergrößert sich gleichmäßig Die zu seinem freien Ende hin, das der geneigten Siebzone 5n;:iiti;elbar benachbart ist. Gleichzeitig verjüngt sich auch ii:; Höhe dos Diffusors 7· Dadurch bildet sich eine schlitzför.-migo Mndungsöffnung, dio zweckmäßig in der Mitte der &r&iif> höher ist, als an den seitlichen Random. Nach einer

besorgtere vorteilhaften Ausgestaltung wird die Mündungiib'ff- ■■■■■■·<·'■■*<■;* ^ORte^

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nung derart ausgebildet, daß der Querschnitt veränderbar ist.

Die Hündungsöffnung 11 ist parallel zum Sieb abgeschrägt, so daß gegebenenfalls die Mündungsöffnung 11 auch dicht an die geneigte Siebzone herangeführt werden kann.

Auf der Oberseite des Diffusors 7, wo dieser anschließend an das Ende des Rohres 6 noch auf einen kurzen Abschnitt S einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist, ist ein'Stutzen 9 im spitzen Winkel zur Strömungsrichtung im Zufuhrkanal geneigt und zu seiner Längsachse verstellbar angeordnet. Durch den Sturzen 9 wird ein Strang von parallel angeordneten und υ."η-verzwirnten Endlosfasern in den Diffusor 7 des Züführkanales eingeführt, den ein schnell fließender Wasserstrom durchfließt, Dieser schnell fließende Wasserstrom übt auf den in der einen noch gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Abschnitt zugeführten Endlosfaserstrang einen Zug aus, wodurch diesermit genommen wird. Infolge der Vergrößerung des Querschnitts des Zuführkanäles in Strömungsrichtung verkleinert sich die Strömungsgeschwindigkeit, die ein gleichmäßiges Verteilen dor " einzelnen Endlosfasern über die ganze Breite des Diffusors 7 bewirkt. Nach dem Austritt der im wesentlichen in einer Ebene über die Mündungsoffnungsbreite vereinzelten Endlosfasern werden diese durch das den Zuführkanal umgebende Stoffwasser 4-im stoffauflauf 1'abgebremst. Durch diese Geschwindigkeitsänderung der vereinzelten Endlosfasern legen diese sich in

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3chl±«cenform und Verwirren miteinander. Dios wird noch dadurch verstärkt, daß das Sieb eine geringere Geschwindigkeit hat gegenüber der Zuführgeschwindigkeit der Endlosfasern.

Duv Stutzen 9 mündet in den einen gleichbleibenden Querschnitt aufv/eisenden Abschnitt 8 des Zuführkanäles und ist in soinor Acftse verschiebbar, so daß sich die auf den Paserstrang einwirkenden Zugkräfte und die Verteilung dor Einaelfa^crji reguliert werden können. Im Stutzen 9 wird oino Wasser ?ulu3.o Io aufrecht* orhalton,. so daß boi dor Einführung dor

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ein Mitreißen von Luft vermieden wird. Dabei "bleibt im allgemeinen durch die Ausgestaltung des Zuführkanales und die Wasserführung während des Betriebes die Wassersäule Io durch den Rückstau aufrecht erhalten. Ein weiterer Vorteil der im 'Stutzen 9 vorhandenen Wassersäule Io liegt darin, daß "bereits an dieser Stelle eine Auflockerung des Jaser- ' stranges bewirkt wird.

Der Zuführkanal kann im Stoffauflauf 1 in waagerechter Ebene verschoben werden. Auf diese Weise erfolgt eine Veränderung des Abstandes der Diffusormündung 11 von der geneigten Siebpartie und somit eine Beeinflussung der Schlingenbildung vor der Blattbildungszone. Weitere Beeinflussungsmöglichkeiten der Vliesbildung ergeben sich durch. Änderung der Wassergeschwindigkeit, im Zuführkanal, durch Regulierung der Geschwindigkeit des Stoffwassers im Stoffauflauf· und des Siebes, durch Neigung des Zuführkanales und Variation des Unterdruckes'in den Saugkasten.

B.ei_ der Herstellung breiter 3?lächengebilde kann es zweckmäßig sein, mehrere Zuführungskanäle nebeneinander anzuordnen. Dabei ist es zur Erzielung eines gleichmäßigen Vlieses vorteilhaft, zwischen den einzelnen Mündungsöffnungen 11 einen gewissen Abstand vorzusehen, um au vermeiden, daß sich die aus den einzelnen Mündungsöffnungen 11 austretenden, sich in Schlingenform legenden Endlosfasern gegenseitig ungünstig beeinflussen. Um trotzdem eine genügende Uberdeckung der von den Einzelzuführkanälen gebildeten Vliesiagen zu erzielen, v/ird - in der Höhe leicht versetzt dazu - jeweils ein Zuführkanal auf Lücke gesetzt. Bei dieser Anordnung überdocken sich zweckmaßigorweise die Seitenränder der einzelnen Mündungsöffnungen 11 geringfügig. Die Mündungsöffnungen 11 sind dabei do ausgebildet, daß im Bereich der Überdeckung eine geringere Anzahl von ']?asorn zur Ablagerung kommen, als. im nichtübordcckton Toil,

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so daß sich, über die ganze Breite des Stoffauflaufes ein gleichmäßig starkes Vlies "bildet.

Die auf dem Sieb gebildete und entwässerte Vliesbahn wird anschließend getrocknet und den üblichen nachbehandlungsstufen zugeführt. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit ,und Beeinflussung der Eigenschaften des Faservlieses aus Endlosfasern können bei der Herstellung oder bei der Nachbehandlung übliche Zusatzstoffe Anwendung finden.

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Claims

Anmelder ι Feldmühle Akfciengeselleoiiaft,

Düsseldorf-Qberkaaael. grita~Yoafold«->Platz

Patentansprüche.

Il J ■.-^rrlchtuns sum Herstellen von Paserstoff bahnen aus ..lindestens :eimetn atrang von parallel angeordneten, nicht verzwirnten endlosen Fasern bzw. Fäden.bestehend aus einem St off auf lauf und einem endlosen Sieb, insbesondere einem im Boreich der Blattb'ildunrjszone schriic;-„;.; stellten Sieb, dadurch Gekonnzeichnot, daß in der« .juv-jCrauflaufii-oin. üicli in Ströuiun^srlchtuni.; orweltcrnuor ZufUhrkanal (Ij)) für die endlosen Fasern bzw. Fäden dos FaserctranceG mündet.

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Π. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gelee nnze-lehnet, daß eier ZufUhrkanal (12) einen im wesentlichen rechteckigen .uorschnitt aufweist.

Z>. Yürrlchtuni^ nacii Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, c·aß kurz vor der Vcrbreiterunc des Zuführkanals (IjJ) ltn :j.litzen V/inkel zur ütrornunc.ürlchtun^ im Zuführkanal ..^ndcGtens ein Stutzen (9) zur Einführung des otran iiuü Undlosfasern angeordnet ist.

■',-. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, ν. :ii3 der Gtutzen (9) zur Einleitung des lindlosfacerstran^es (12) zo irr, Zuführkanal (15). angeordnet ist, daß die Einführung Cy^ Faserstrances (12) unter V/assor erfolgt.

tuni; nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ,^ekonnzoichnot, daß der Stutzen (9) zur Einleitung des Endlos-

(12) verstellbar und schwenkbar gelagert' ist.

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6. Vorrichtung nach einem derAnsprüche 1 bis 5* dadurch

gokennzeichnet, daß innerhalb des Zuführkanals (13) Leit-

flachen für den '//asserstrom (lo) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (15) im Stoffauflauft)

. allseitig verstellbar und schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (13) unmittelbar an seinem freien Ende (11) zusätzlich stark erweitert ist,

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhte Hohe der Mündung des Zuführkanals (15) in der Mitte am größten ist.

10·. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mehrere, nebeneinander angeordnete und in der Höhe gegeneinander versetzte Einzelzuführkanäle, deren Mündungen (11) sich teilweise überdecken.

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