DE1950612C3

DE1950612C3 - Verfahren zur Herstellung eines Glasstapelfaservlieses nach dem Naßvliesverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchfuhrung

Info

Publication number: DE1950612C3
Application number: DE1950612A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Glaswerk Schuller 6980 Wertheim GmbH
Current assignee: Glaswerk Schuller 6980 Wertheim GmbH
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1969-10-08
Publication date: 1979-06-28
Also published as: US3758375A; GB1331482A; DE1950612A1; DE1950612B2; SE357353B

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Glasstapelfaservlieses aus einer Fasersuspension nach dem Naßvliesverfahren, wobei die Stapelfasern in einen Flüssigkeitsstrom eingebracht werden, der in einen Behälter mit der Fasersuspension mündet, von dem aus die Suspension, der Vliesbildung zugeführt wird.

Ein ähnliches Verfuhren unter Verwendung vorn z. B, Viskosestapelfasefn ist durch die GB-PS 7 50 066 bekanntgeworden, bei dem in eine aufwärts gerichtete,, sich über den oberen Rand eines Stoffauflaufs erstreckende Rinne ein Fasern gelöst enthaltender Flüssigkeitsstrom geleitet wird, der sich dann in den Stoffauflauf hinein ergießt Dabei läßt man die Fasern in die Rinne in einem Abschnitt auf deren unterstem Niveau frei schwebend fallen und mischt diese mit der Flüssigkeit durch eine in Förderrichtung vor dem Fasereinfall liegende Düse. Dadurch wird zwar ein zunächst mit hoher Geschwindigkeit fließender Faser-Flüssigkeits-Strom erzeugt, jedoch verliert dieser auf seinem Wege aufwärts in der Rinne bis zur Abgabestelle bereits einen großen Teil seiner Energie, die zwischen der Abgabestelle und der Suspensionsoberfläche im Stoffauflauf durch die bei der Abgabe eintretende Expansion noch weiter abnimmt

Abgesehen davon, daß bereits bei der Anlieferung der Fasern, also auf dem Wege zur Flüssigkeit batzenartige Verfilzung auftreten können, ist die Energie beim Aui'treffen der Fasern auf die Suspensionsoberfläche nur noch gering, um in die Wasseroberfläche einzutauchen. Je länger und/oder dünner die Faser ist, desto mehr besteht daher die Gefahr, daß sie sich bereits auf der Wasseroberfläche kringelartig ablegt und sich so mit anderen Batzen oder Flocken oder Wolken verfilzt, wobei auch die Oberfiächeribeschaffenheit der Faser eine Rolle spielen kann.

Es ist zwar durch die US-PS 30 21255 bekannt, Glasfasern frei schwebend in einen Flüssigkeitsstrom einzubringen und das so entstehende Faser-Flüssigkeits-Gemisch über ein Fallrohr von oben direkt in den Stoffauflauf einzubringen, wodurch in gewissem Umfang die Fasern mit der sie transportierenden Flüssigkeit unter die Oberfläche der im Stoffauflauf stehenden Flüssigkeit gedrückt werden. Dabei hängt aber der Grad des Eintauchens von der Höhe des Fallrohres oder -Schachtes ab, und nur bei ziemlich großer Höhe, die baulich nachteilig ist, wird ein ausreichendes Maß erzielt. Durch andere bekannte Maßnahmen kann man zwar die Batzenbildung weitgehend ausschalten, aber hierzu werden mechanische Mittel, wie z. B. schnell umlaufende Rührwerkt; in einem besonderen Stofflöser oder Mahlwerke verwendet, wodurch erfahrungsgemäß die iiingeren Fasern zerschlagen und gekürzt werden. Es ist aber eine Tatsache, daß viele Verarbeiter Vliese aus längeren Fasern bevorzugen, da diese bessere Eigenschaften aufweisen, insbesondere weniger knick- und bruchempfindlich sind und somit auch eine höhere Festigkeit haben.

Außerdem ist man für eine wirtschaftliche Herstellung hochwertiger Vliesbahnen nach dem Naßvliesverfahren auf eine hohe Produktionsgeschwindigkeit angewiesen. Diese wird aber nur erzielt, wenn man eine sehr hohe Wasserumwälzung oder eine möglichst hohe Stoffdichte einhält. Da im Falle einer niedrigeren Stoffdichte und hohen Leistung abnormal große Wassermengen umgewälzt werden müssen, wird man immer bestrebt sein, mit einer möglichst hohen Stoffdichte zu arbeiten.

Demnach war es Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren zur Herstellung dünner Glasstapelfaservliese mittels einer Aufschwemmung der Fasern im Wasser bei einer möglichst hohen Stoffdichte eine batzenfreie Faserverteilung zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fasern einzeln, iri einem Luftstrom suspendiert, iii einen Raum oberhalb der Fiüssigkeitsoberfläche im Suspensionsbehalter angeliefert werden, wo sie Von einem Flüssigkehsstrom erfaßt werden, der dem Luftstrom gegenüber eine erhöhte Geschwindigkeit und gegenüber der im Suspensionsbehälter enthaltenen Flüssigkeit einen

geringeren Querschnitt aufweist und die Fasern unter die Oberfläche der im Behälter befindlichen Suspensionsflüssigkeit drückt Die Flüssigkeit ist in der Regel Wasser, dem jedoch u. U. auch bereits Bindemittel oder sonstige Zusätze beigemischt sein können. S

In der Zeichnung ist das Verfahren nach der Erfindung schematisch veranschaulicht. Es stellt dar

F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch den die Faser-Wasser-Suspension einer Faservlies-Erzeugungsanlage erzeugenden Teil,

Fig.2 eine Draufsicht nach dem SchnittII-II gemäß Fig. 1.

Mit 1 ist ein Kanal mit beliebigem, z.B. rundem Querschnitt bezeichnet, in dem ein Faser-Luftstrom 2 in Richtung auf einen allgemein mit 3 bezeichneten, die '5 Faseraufschwemmung 4 enthaltenden Suspensionsbehälter geführt wird und der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 in diesem Behälter mündet. Der Behälter 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schachtförmig ausgeführt und kann einen beliebigen, z. B. rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Der schachtförmige Suspensionsbehäiter 3 ist übf:r einen Kanal 6 mit dem Stoifauflauf 7 verbunden, der in einem nicht dargestellten B.attbildner endet. D;r Kanal 6 erweitert sich, wie aus F i g. 2 hervorgeht, zweckmäßig von der Breite des Suspensionsbehälter 3 zur Breite des Stoffauflaufes diffusorartig.

Der Faser-Luftstrom 2 und insbesondere die in ihm enthaltenen Fasern können auf beliebige Weise erzeugt werden. Das Verfahren nach der Erfindung wurde jedoch im Hinblick auf die Anlieferung einer großen Fasermenge konzipiert, so daß sich für die Faserherstellung alle entsprechenden rationellen Verfahren anbieten. Damit sind andere Möglichkeiten der Faserherstellung, z. B. in Abschnitte gleicher Länge gehackte Stücke von mittels des Trommelverfahrens erzeugter Strangwolle verwertbar.

Durch eine im Winkel zu dem den Faser-Luftstrom zuführenden Kanal 1 angeordnete Flüssigkeitsdruckleitung 8 wird erfindungsgemäß mit hohem Druck und damit hoher Geschwindigkeit eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gedrückt, die nach Verlassen der Druckleitung 8 in einem den Strom 2 schneidenden Strahl 9 unter Verdrängung des Luftanteiles die Fasern mitreißt, beschleunigt und dabei druckvoll in die für die Faseraufschwemmung 4 verwendete Flüssigkeit bis unter deren Oberfläche einbringt. Dadurch wird den Fasern die Möglichkeit genommen, sich bereits oberhalb des Spiegels der Faseraufschwemmung 4 batzenartig aneinanderzuhängen bzw. zu verfilzen. Es hat sich gezeigt, daß dann auf der Oberfläche der Faseraufschwemmung 4 im schachtförmigen Behälter 3 die vor allem bisher durch die starke Bremswirkung der Flüssigkeitsoberfläche auf die angelieferten Fasern erzeugte Verfilzunj und Batzenbildung unterbleibt. Zudem wurde erkannt, daß die Fasern, wenn sie erst einmal tief genug in die Aufschwemmung 4 eingebracht worden sind, infolge der starken Ve-dünnung, insbesondere dann, wenn die Faseraufschwemmung 4 im schachtförmigen Behälter 3 in sich bewegt wird, nicht mehr zur batzenartigen Yerfilzung neigen. Dabei wird es oft zweckmäßig sein, nicht nur die Faseraufschwemmung 4 im schachtförmigen Behälter 3 in sich zu bewegen, sondern im besonderen Maße auch deren Oberfläche. Dies wird an sich schon dadurch bewirkt, daß der bzw, die Wasserstrahlen 9 entsprechend auf die Flüssigkeitsoberfläche einwirken. Zudem können geeig* nete, an sich bekannte Mittel Verwendung finden, wodurch eine zusätzliche Energie zur Bewegung der Wasseroberfläche zugeführt wird. Hierzu können beispielsweise an sich bekannte Rührwerke und/oder Pumpen in Anwendung gelangen, die im Rahmen des Mischprozesses auch die Flüssigkeitsoberfläche 5 mit gleicher oder höherer Geschwindigkeit als die angelieferten Fasern bewegen.

Da es vorkommen kann, daß sich einzelne Fasern an der Innenwandung des Behälters 3 festhängen bzw. durch den scharfen Strahl in dem äußersten oberen Bereich des Strahlkegels an der Wand nach oben verschoben werden können, wird diese Wand fortlaufend freigespült. Hierzu kann man sich z. B. in einfacher Weise einer aus einem Wasserbehälter 10 auslaufenden Wasserwand 11 bedienen, welche für die Fortschwemmung der sich eventuell ansammelnden Fasern sorgt.

Zur Einstellung und Aufrechterhaltung der gewünschten bzw. für die Vliesbildung erforde!liehen Stoffdichte kann ebenfalls die Wasserwand II durch Regelung ihrer Stärke herangezogen werden. Dabei genügt es meist, sie drucklos, d. h. ohne Anwendung zusä* · liehen Druckes in die Faseraufschwemrnung 4 eintreten ^u lassen. Ferner besteht über eine Zuleitung 12 die Möglichkeit, der Faseraufschwemmung 4 beispielsweise aus dem Kreislauf entnommenes, zusätzliches Wasser oder anderes bereits aufgeschwemmtes Fasermaterial anderer Art und Beschaffenheit, z. B. organische und/oder anorganische Fasern mit anderen Längen und/oder Dicken zuzuführen. Das Verdünnungsverhältnis bzw. die Stoffdichte in der Faseraufschwemmung 4 -,ollte immer so eingestellt sein, daß jede Faser sich einzeln im Wasser bewegen kann.

Es ist auch möglich und insbesondere bei der Verarbeitung einer großen Fasermenge je Zeiteinheit und im Hinblick auf das erstrebte Ziel zweckmäßig, mit mehreren Flüssigkeitsdruckleitungen zu arbeiten, deren Strahlen alle den Faser-Luftstrom 2 schneiden und aufeinander zu gerichtet sind. So kann z. B. außer der Druckleitung 8 eine weitere, nur durch ihre strichpunktierte Mittelachse angedeutete zweite Flüssigkeitsdurckleitung 8a vorgesehen sein. In diesem Falle kann nati .lieh auch die Fanerzuführung, z. B. in Gestalt des Kanals 1, so liegen, daO sie mittig auf den Zusammenlauf des von mehreren Druckleitungen gebildeten gmeinsamen Strahls mündet.

Über den Kanal 6 und den Stoffauflaur' 7 gelangt die Wasser-Faser-Suspension in einen nicht dargestellten und allgemein gebräuchlichen Blattbildner, in dem die Fasern an einer die Ablagefläche begrenzenden Auflauflippe auf eine Ablagefläche, z. B. einem siebförmigen Transportband, abgelegt bzw. aufgeschwemmt werden. Das Transportband läuft dabei in bekannter Weise über Entwässerunfjskammern, welche die für die Suspension verwendete Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, weitgehend der aufgeschwemmten Faserschicht entziehen. Diese Flüssigkeit wird im Kreislauf über die Faseraufschwemmung: 4 dem Stoffauflauf 7 wieder zugeführt.

Das Verfahren nach der Erfindung kann mit Vorteil auch dazu verwendet werden, der Faseraufschwemmung 4 im Behälter 3i nicht bereits aufgeschwemmtes, sondern »trockenes«, in einem Luftstrom geführtes Fasermaterial andeüiif Art, z. B. anderer Länge und/oder Dicke zuzuilllhren. Auch auf diese Weise kann die Struktur des herzustellenden Produktes, beispielsweise seine Porosität, Griffigkeit, Saugfähigkeit, Biegsamkeit oder sein Glüwicht je m² beeinflußt werden. Hierzu kann beispielsweise gegenüber dem einen

Faser-Luflstforri zuführenden Kanal 1 ein weiterer, die Fasern anderer Art im Luftstrom suspendiert führender Kanal münden, dessen in den freien Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 austretende Fasern von dem Strahl der Druckleitung 8 Und bzw. oder 8a erfaßt wurden. Damit sind aber selbstverständlich die im Rahmen der Erfindung liegenden Möglichkeiten, Fasern verschiedener Art in der Aufschwemmung zusammenzuführen nicht erschöpft. Nur beispielsweise sei erwähffl, daß üeT zweite Kanal für die Zuführung des Faser-Luftstromes auch unterhalb des dargestellten Kanals 1 münden kann.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Glasstapelfaservlieses aus einer Fasersuspension nach dem Naßvliesverfahren, wobei die Stapelfasern in einen Flüssigkeitsstrom eingebracht werden, der in einen Behälter mit der Fasersuspension mündet, von dem aus die Suspension der Vliesbildung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einzeln, in einem Luftstrom suspendiert, in einen Raum oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche im Suspensionsbehälter angeliefert werden, wo sie von einem Flüssigkeitsstrom erfaßt werden, der dem Faserluftstrom gegenüber eine erhöhte Geschwindigkeit und gegenüber der im Suspensionsbehälter enthaltenen Flüssigkeit einen geringeren Querschnitt aufweist und die Fasern unter die Oberfläche der im Behälter befindlichen Suspensionsflüssigkeiu drückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fiüssigkeitsströme jeweiiii verschiedener Strahlrichtung auf den Faserluftstronv, einwirken.

3. Verfahren nach den Asprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom oder die; Flüssigkeitsströme mehrere Fajern verschiedener und bzw. oder gleicher Art führende Luftströme schneiden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurcli gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsoberfläche mil gleicher oder höherer Geschwindigkeit als dis: angelieferten Fasern bewegt wir-¹.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben d^r di? Fasern mit hohe; Geschwindigkeit niederschlagenden Flüssigkeit die Stoffdichte im Behälter durch im Rahmen de:s Mischungsprozesse!; annähernd drucklos zugeführte Flüssigkeit geregelt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren.¹·, nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, mit einem eine Faseraufschwem mung aufnehmenden Suspensionsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (5) im Behälter ein Raum angeordnet ist, in der ein oder mehrere, einen Faser-Luftstrom (2) zuführende Kanäle (1) münden, und daß in diese Kanäle (1) oder ebenfalls in den Raum oberhalb des; Spiegels (5) eine oder mehrere Flüssigkeitsdruckleitungen (8), die in Richtung auf den Spiegel (5) gerichtet sind, münden.