DE1904858B2

DE1904858B2 - Vorrichtung zum Herstellen von Matten od.dgl. aus faserförmigen Teilchen

Info

Publication number: DE1904858B2
Application number: DE19691904858
Authority: DE
Inventors: Donald Edwin Wiegand
Original assignee: Conwed Corp
Current assignee: Conwed Corp
Priority date: 1968-02-01
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1972-04-06
Also published as: BE727766A; FR2001154A1; LU57877A1; NL6901560A; DE1904858C3; DE1904858A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Matten od. dgl. aus faserförmtgen Teilchen mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms mit darin schwebenden faserförmigen Teilchen, an die ein Ausblasrohr angeschlossen ist. dem eine Sprühdüse zum Befeuchten der schwebenden Fasern mit einem flüssigen Bindemitte) mit im wesentlichen in Blasrichtung weisender Düsenöffnung und mit Abstand in Blasrichtung eine Auffangfläche zum Sammeln der ausgeblasenen befeuchteten Teilchen zugeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der USA.-Patcntschrift 2 646 381 bereits bekannt. Dort wird der die Fasern enthaltende Luftstrom in waagerechter Richtung in eine langgestreckte Kammer ausgeblasen, in der die Fasern auf eine den Kainmerboden bildende Sammclfiächc herabfallen, die von einem in Ausblasrichtung umlaufenden Fördergurt gebildet wird. Die Sprühdüse, durch die da?, flüssige Bindemittel in einem sich leicht autweitenden Strahl ausgesprüht und auf die Fasern aufgebracht wird, ist nahe unterhalb des Ausblasrohrs angeordnet, aus dem der Luftstrom mit den Fasern austritt. Der aus zerstäubten Bindemitteltröpfchen gebildete Sprühstrahl dringt in den Luft-Faserstrom an einer Stelle ein. an der die Fasern bereits mit einer breiten Streuung unter der Schwcrkraftwirkung auf die Sammelfläche herabfallen.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ergibt sich der Nachteil, daß die Fasern nicht gleichmäßig mit der Bindcmittelflüssigkek besprüht werden, da die Fasern, die am weitesten von der Sprühdüse entfernt herabfallen, in geringerem Maße vom Sprühstrahl bzw. den Bindemittcltröpfchen beaufschlagt werden, &ü die Tröpfchendichtc in größerer Entfernung von der "^fülldüse geringer isl und im übrigen die Sprührniticil.-ößfehen bereits weitgehend von den näher zur Sprühdose herabfallenden Fagern aufgefangen werden. Die Ungleichmäßigkeit in der Besprühvmg der Fasern, die nut einer ungenügenden Mischung der Fasern und des Bindemittels gleichbedeutend ist, s führt zu einer Qualitätseinbuße des fertigen Erzeugnisses bzw, der verfilzten Fasermatte, Es besteht außerdem die Gefahr, daß die Fasern, deren gleichförmiges Herabfallen auf die Sammelfläche durch den Sprühstrahl gestört wird, sich zu Klumpen verbinden, so daß ein feines, gleichmäßiges Erzeugnis nicht erzielt wird. Schließlich läßt es sich auch nicht vermeiden, daß einzelne Bindernitteltröpfchen nicht mit einer Faser zusammentreffen und dementsprechend erfolgt bei der bekannten Vorrichtung das Ausblasen des Faserluftstroms sowie das Ausblasen des Bindemittels innerhalb einer umgrenzten Kammer. An den Kammerwänden können sich jedoch die Bindemitteltröpfchen und auch die befeuchteten klebrigen Fasern festsetzen, so daß es einer häufigen Reinigung bedarf und zudem die Gefahr besteht, daß währenj der Mattenherstellung von den Kammerwänden sich lösendes Material herabfällt und die ErzeugnisOjUalität verschlechtert.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe

as zugrunde, die bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß bei einfacher und wartungsfreier Ausbildung ein Erzeugnis von höherer Qualität erhalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr eine Einschnürung mit einer anschließenden Erweiterung aufweist und die Sprühdüse mit ihrer Düsenöffnung in Blasrichtung vor der Stelle engster Einschnürung in der Mittelachse des Blasrohres mündet, wobei Düsen zur Erzeugung eines im wesentlichen in Blasrichtung am Innenurnfang des Blasrohrs im Einsprühbereich strömenden Luftvorhangs vorgesehen sind.

Aus der britischen Patentschrift 1 036 770 ist zwar bereits bekannt, längs einer vorgegebenen Bahn vorbewegte Stapelfasern von innen her zu befeuchten, indem eine Düse in der Bahnachse und in Bewegungsrichtung weisend angeordnet wird. Aus der Düse wird jedoch kein klebriges Bindemittel gesprüht und auch die Stapelfasern werden nicht in einem Luftstrom schwebend vorbewegt, sie sind vielmehr in einem Horband angeordnet, das bei seiner Vorwärtsbewegung in Querrichtung um die Düse herum

so rohrförmig eingerollt wird. Die bekannte Vorrichtung ist zur Herstellung von Matten od. dgl. nicht geeignet.

Aus der ISA.-Patentschrift 3 100 32H ist es ferner auch bereits bekannt. Düsen zur Erzeugung eines Blasluftvorhangs vorzusehen, der auf eine S unelfläche aufgebrachte Fasern führt und deren iewegungsraum begrenzt. Diese Blasluftvorhänge werden jedoch nicht an der Innenwand eines Blasrohrs erzeugt, in dem ein flüssiges Bindemittel ausgesprüht

So wird, das gegebenenfalls auf die Blasrohrinnenwand auftreten könnte und dort mit Fasern einen störenden Ansatz bilden könnte.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt, wie sich gezeigt hat, zu einem Erzeugnis von großer Feinheit und Gleichmäßigkeit. Sie ist das Ergebnis einer gleichmäßigen Benetzung der Fasern mit Bindemittel unter Vermeidung von Faserzusammenballungen und Klttmpenbildungen. Als we-

für diese gute Mischung von Fasern und Bindemittel wird angesehen, daß der sich mit einem spitzen öffnungswinkel erweiternde Sprühstrahl dort auf den Faser-Luftstrom trifft, wo dieser infolge der Einschnürung des Blasrohrs eine Kontraktion erfährt, die mit einer örtlichen Geschwindigkeitserhöhung verbunden ist. Da sich also die Bahnen der Bindemitteltröpfchen und der Fasern kreuzen, weil die Fasern konvergierend zur Ausblasachse strömen, während die Bindemitteltröpfchen sich, im Sprühstrahl divergierend bewegen, wird das Aufbringen der Bindemitteltröpfchen auf die einzelnen Fasern verbessert. Außerdem wird an der kritischen Einsprühstelle infolge der Einschnürung eine erhöhte Ausblasgeschwindigkeit de^r Teilchen erhalten, so daß diese noch weniger durch das Bei-prühen ausgelenkt und zum gegenseitigen Vckleben und damit zur Klumpenbildung veranlaßt werden. Die Rückführung des Faserluftstroms nach dem Besprühen in einen divergierenden Strom ist von Vorteil, weil dadurch die Gefahr eines Zusammentreffens der Fasern auf dem Weg zur Sammelfläche herabgesetzt wird. Schließlich wird durch den Luftvorhang an der Innenwand des Blasrohrs sichergestellt, daß die Fasern eine vorgeschriebene Bewegungsbahn einhalten, jo daß Umgrenzungswände für eine Ausblaskammer nicht erforderlich sind und weder hier noch innerhalb des Blasrohrs sich klebriges Bindemittel und Fasern absetzen können. Dementsprechend werden Klumpenbildungen oder girlandenähnliche Zusammenballungen vermieden, weiche die Eigenschaften des Erzeugnisses nachteilig beeinflussen würden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend *n Hand e^;ner schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Abgeben eines Stroms von in Luft verteilten Fasern mit hoher Geschwindigkeit, wobei eine den Strom umgrenzende Einrichtung zum Kombinieren der I.uftdispersion mit einem flüssigen Sprühmittel und zum Abgeben und Ablagern vorgesehen ist;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1.

In F i c. 1 ist eine bekannte Schlagwalze 10 mit einer Leitung 12 verbunden, die vom Auslaß eines Ciebläses i4 ausgeht, das mittels eines Motors 16 angetrieben ist und eine Leitung 18 /um Ansaugen von Luft und zugeführten Fasern oder fascrfrirmigem Material aufweist, beispielsweise von einer Faserzuführung 20.

Die Schlagwalze 10 weist einen Läufer mit einer Mehrzahl von Platten 22 auf. an die schwingende Schläger 24 angelcnkt sind. Im Betrieb laufen die Sch¹.ige "¹J blicht am t'mfang26 des Gehäuse·- \orbei. von ' ·> ein Teil von einer perforierten Pliiii 28 gebildet ' .lurch die die vereinzelten Fasern in einen Lufistrc ' iHsieben «erden.

Im B π der Sehlagwalzc 10 unter der perforierten l'l.r ¹S ist der ϊ inlaß 34 eines Blasrohrs 3d ango'ird '-'s sich iMch unten zu einer Fii'-hminin·! 38 "iirt. \on der aus es sich über eine kurze Strecke mem Auslaß 40 leicht crweiteit Wie

nachfoli ' beschriebt ti. wird eine Sprüliflii· Mukeit in den I --trom innerhalb des Blasrohres .Vi eingeführt.

Diiiv ί \us!aß40 tritt eine Mischung an-· 1 uft. Fasern ' I lüssjakeit aus. wobei letztere ζιπ-ι rroßjn IV' ' ι vollständig von den Fasern g-ir.

wird. Der austretende Materialstrom kann auf an sich bekannte Weise aufgefangen werden, wozu auch ein durchlöchertes Glied gehört, durch das die Luft unter Zurücklassung der in Form einer Matte 46 auf dem Glied abgelagerten Fasern durchtreten kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel läuft ein Siebförderband 42 über einen Saugkasten 44 zwischen dem Saugkasten und dem Auslaß 40 in einem Abstand vom Auslaß 40, der durch die Verhältnisse des abgegebenen Stroms bestimmt ist. Der Abstand ist so gewählt, daß die Fasern hinreichend Zeit haben, die Sprühteilchen aufzufangen, so daß die Ablagerung von den Sprühteilchen direkt auf der Matte 46 vermieden wird.

Gemäß F i g. 2 nimmt das Blasrohr 36 den Strom von der Schlagwalze 10 auf, iu 1 wegen der sich verjüngenden Einschnürung 38 schnLrt das Blasrohr 36 den Querschnitt des Stroms ein und erhöht seine Geschwindigkeit. Wie in der eingangs genannten USA.-Patentschrift 2 646 3Sl dargelegt ist, führt die Reibung eines sich bewegenden Stroms einer Faser-Luftdispersion an den Leitungswänden zu einer Bremsung und bewirkt eine gewisse Klumpenbildung der Fasern. Die wachsende Geschwindigkeit der sich bewegenden Fasern, die durch die Verjüngung des Blasrohres 36 hervorgerufen wird, hilft mit, die Klumpenbildung dadurch herabzusetzen, daß die Fasern stromabwärts schneller als die Fasern stromaufwärts bewegt werden, wodurch eine feine Verteilung aufrechterhalten wird. Um die Ausbildung von girlandcnartigen Gehängen auszuschließen, sind die Innenwände des Blasrohres36 durch einen LuftvorhangSl vom Luft-Faserstrom getrennt. Der Luf.vorhang 51 wird durch mehrere Luftströme oder Luftstrahle erzeugt, indem Druckluft über Schlitze in den Spitzen der Düsen 50 eingeleitet werden. Die Luftstrahle sind so im Abstand zueinander angeordnet, daß sie zusammenlaufen und einen kontinuierlichen Luftvorhang 51 um den Innenumfang der Wände des Blasrohres 36 bilden. Der Luftvorhang 51 dient also dazu, den Luft-Faserstrom zu umgrenzen und das flüssige Sprühmittel innerhalb des Luft-Faserstroms einzuschließen.

In der Nähe der Einschnürung 38 bzw. im Bereich größter Geschwindigkeit gibt eine Sprühdüse 52 durch ihre Düsenöffnung 54 flüssiges Sprühmittel 56 al das z. B. von einer Stärkelösung gebildet wird, um ein Bindemittel in der Matte 46 vorzusehen. Das flüssige Spriilntiittel 56 expandiert normalerweise oder dehnt sich nach außen aus. wenn es aus der Düse 54 austritt. Dabei trifft es auf den Luft-Faserstrom und ve'Tiischt sich mit dem Luft-Fascrscrom, um I liissigkeitsteilchen. die vorzugsweise ein Bindemittel umfassen, auf den Fasern im Luft-Faserstro

abzulagern. Die unterschiedlichen Geschwindigkeit',
der beiden sich bewegenden Ströme (Luft-Faserstir
und Sprühflüssigkeitsstrahl) und die Tatsache, d
der eine expandiert oder sich nach außen ausdeh
im wesentlichen an dem Punkt, wo der andere si

zusammenzieht, erhöhen die Mischung der zw
Ströme und die Ablagerung der Sprühtlüssi?kcitste
dien mit größerer Gleichförmigkeit auf den Faso
Fine stromlinienförmige Sprühdüse ist gezeigt, ι
sich zur DüsenöfTnung 54 hin verjüngt, und dailtii

wird der Reibungskontakt mit den Fasern herab·,
setzt. Wie bereits erwähnt, dehnt sich das abgetnK·
Spriihmiüel in der bei 56 gezeigten Weise nach .nil¹·
in den sich zusammenziehenden Strom aus, und ti

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5 ^w 6

terhalb der Einschnürung 38 erweitern sich der Fa- Spfühflüssigkeitsstrahl nach außen zu deli Fasern hin

serstrom und der Sprühstrahl zusammen und mischen ausdehnt, Wodurch eine gieidhförfriägere Mischung

sich weiter, erhalten wird. Das Blasrohr käflri natürlich eiiie be-

Def Einlaß 34 des Blasrohres erstreckt sich seit- liebige Querschnittsfofffi äUfweisehj beispielsweise

Hch über die perforierte Platte 28 hinaus und bildet S fund oder rechteckigj wobei did rechteckige Form

eine offene Verbindung mit der Atmosphäre,- von der bevorzugt Wird. > \

LnEt in das Blasrohr 36 eingesogeri wird, Jede beliebige Zahl von Mattehsöften kann in der

Fs sei daran erinnert, daß die relative Querschnitts- vorgenannten Weise aus beliebigen der verschiedenen fläche des Blasrohres 36 im Hinblick auf den mit der eingangs genannten Fasern und mit jeder beliebigen. Düse 52 erzeugten Sprühstrahl begrenzt ist und not- io Zahl von geeigneten Bindemitteln hergestellt werden, wendigerweise durch das Ausmaß der Ausdehnung Ein Beispiel ist die Herstellung von unterlagcnähndes Sprühmittels 56. die relativen Geschwindigkeiten lichem Polster- und Papiermaterial für die Möbel- und Stärken des Sprühflüssigkeitsstrahls und des Luft- polsterung, das feine Sulfitfasern und zwischen b und Faserstroms und andere ähnliche Betrachtungen be- 8 Gewichtsprozent Stärke in der zum Schluß gestimmt werden müssen. Ist beispielsweise das Blas- 15 trockneten Matte enthält. Andere geeignete Matten rohr 36 zu groß, so wird das Sprühmittel 56 das ver- für die Geräusch- und Wärmedämmung" für die Vereinzelte Material oder die Fasern im Bereich der packung u. dgl. können in entsprechender Weise heräußeren Begrenzung des Luft-Faserstroms nicht er- gestellt werden, und es können bautafelähnliche reichen und daher diese äußersten Fasern nicht in Materialien aus der Matte durch nachfolgendes Presausreichender Weise mit Flüssigkeit versorgen. Ist 20 sen und weitere Vorgänge erzeugt werden. Bei beumgekehrt das Gehäuse 36 im Hinblick auf die Aus- stimmten Kombinationen von individuellem Material dehnung der ausgewählten Sprühflüssigkeit zu klein. und Bindemitteln kann es erwünscht sein, ein 'rokso wird in diesem Fall der Sprühstrahl dazu neigen. kenes Bindemittel oder andere Zuschlagstoffe 'lern die Innenseite des Blasrohres mit Flüssigkeit (ein- Luft-Faierstrom beizumengen und das Sprühmiuel schließlich einem vorhandenen Bindemittel) zu be- 25 als Wasser oder andere Aktivierungsflüssiskei' für feuch'en und Klumpen oder Gehänge zu erzeugen. die trockenen Beimengungen zu verwenden Aher-Bei richtiger Dimensionierung unter Berücksichtigung nativ kann die Flüssigkeit beispielsweise Wasser, nur beider Extremfälle jedoch, wird die Anwendung der wegen ihrer Wirkung auf die Verfilzung des Er/etiginneren Besprühung eher als die seitliche äußere Be- nisses verwendet werden, beispielsweise zum Besprühung Klumpenbildung und Gehängebildung her- 30 feuchten des Gewebes für verschiedene Zwecke, oder absetzen oder ausschließen, da die Sprühflüssigkeit zur Färbung, als pilztötendes Mittel, ^uτ Erreichung den Luft-Faserstrom durchdringen muß, bevor sie von Feuerfestigkeit u. dgl.

auf die Blasrohrwände auftreffen kann. Ein solches Es sei erwähnt, daß die Strömungsrichtungen des

Auftreffen der Sprühflüssigkeit auf die Innenseite der Sprühflüssigkeitsstrahls und des Luft-Faserstroms

Blasrohrwände wird durch die einschließende Wir- 35 nicht geradlinig verlaufen, wie es in den Zeichnungen

kung des Luftvorhangs 51 verhindert, der in der vor- nur der einfachen Darstellung wegen gezeigt ist. fat-

beschriebenen Weise von den Düsen 50 erzeugt wird. sächlich ergibt sich eine gewisse Krümmung der

Da ferner der Luft-Faserstrom sich im Bereich nahe Strömungsrichtungen des Sprühmittels und des Luft-

der sich ausdehnenden Sprühflüssigkeit zusammen- Faserstroms, die durch das Verschmelzen und die

zieht, konvergiert der Luft-Faserstrom zum Sprüh- 40 gegenseitige Wirkung des Sprühstrahls und des Stroms

flüssigkeitsstrahl an dem Punkt, an dem sich der aufeinander hervorgerufen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Hersteilen von Matten. ' od. dgl, aus faserförmigen Teilchen mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms mit darin schwebenden faserförmigen Teilchen, an die ein Ausblasrohr angeschlossen ist, dem eine Sprühdüse zum Befeuchten der schwebenden Fasern mit einem flüssigen Bindemittel mit im wesentlichen in Blasrichtung weisender Düsenöffnung und mit Abstand in Blasrichtung eine Auffangfläche zum Sammeln der ausgeblasenen befeuchteten Teilchen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr (36) eine Einschnürung (3S) mit einer anschließenden Eiweiterung aufweist und die Sprühdüse (52j mit ihrer Düsenöffnung (54) in Blasrichtung vor der Stelle engster Einschnürung in der Mittelachse des Blasrohres mündet, wobei Düsen (50) zur Erzeugung eines im wesentlichen in Blasrichtung am Innenumfang des Blasrohres im Einsprühbereich strömenden Luftvorhangs (51) vorgesehen sind.