DE1955237A1

DE1955237A1 - Verfahren zum Loesen von Fasern aus fasrigem Material und Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens

Info

Publication number: DE1955237A1
Application number: DE19691955237
Authority: DE
Inventors: Brewster Charles A; Plummer Charles H
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1967-05-08
Filing date: 1969-11-03
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE1955237C3; AU440763B2; US3475791A; AU6332769A; DE1955237B2; GB1231847A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen von Fasern aus fasrigem Material, Aufrechterhalten des Zustande von Einzelfasern und Ablegen der Fasern in einer gleichmäßigen Lage aus losem, fasrigen Material.

Insbesondere betrifft die Erfindung das Lösen von Holzpulpefasern unter Verwendung von Mahlscheiben und das Ablegen auf einem Sieb oder ähnlichem porösen Material, während die Luft so abgeleitet wird, daß sie die Ablage der Fasern nicht stört und eine gleichmäßige Verteilung der Einzelfasern möglich ist.

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Zwei der Hauptvorteile von Holzpulpefasern sind ihre' • sehr hohe Absorptionsfähigkeit und ihre niedrigen Einige der Hauptnachteile jedoch bestehen in der-kurzen ^:''ι Länge,' ihre sehr schwierige Behandlung und Verarbeitung^ ■;? > wobei sie sehr leicht dazu tendieren, sich zusanimeiizubal·^-· len und harte Knoten oder Ansammlungen zu bilden und^f daß·■·■' sie bei einer Naßverarbeitung dünne, mehr papierartige ' als fäserärtige Materialbahnen bilden.

ψ Wegen ihrer hohen Absorptionsfähigkeit sind Holzpulpefasern sehr lange als lose fasrige Masse oder Vliese ^: als absorbierende Medien verwendet worden, doch in den meisten dieser Fälle sind die Vliese mittels Watte, leichtgewichtigen Geweben oder ähnlichen Materialien abgedeckt worden, um die Holzpulpe zu stabilisieren und vor Streuung zu bewahren. Diese Abdeckung stört die Gleichmäßigkeit und ist nachteilig, wenn eine solche überflüssig wird, wenn ein Verfilzen oder ein Zusammenballen der Fasern vertretbar ist. Auch wegen ihrer niedrigen Kosten erscheinen Holzpulpefasern als Basisbestandteile einer Materialbahn am vorteilhaftesten¹, jedoch werden Holzpulpefasern in Wasser oder anderen Flüssigkeiten verarbeitet, welche ein Papiererzeugnis schaffen, welchem Faltenwurffähigkeit j Griffigkeit und Geschmeidigkeit für viele Verwendungszwecke fehlen. Es wurde daher nach einem Weg gesucht, um Holzpulpefasern ohne Wasser zu verarbeiten, so daß sie weieh bleiben, Geschmeidigkeit und Faltenwurffähigkeit und'andere gewünschte Eigenschaften beibehalten, um dadurch- weitere Anwendungsbereiche für Holzpulpefasern zu erschließen.

Das ursprüngliche Holzpulpematerial aus gepreßten Holzpulpefasern weist einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa

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3 bis 6 Gew.-$ auf. Beim Verarbeiten derartiger Holzpulpefasern gemäß der vorliegenden Erfindung wird maximal eine zusätzliche Feuchtigkeit von etwa TQ Gew.-J^ zugesetzt. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt der Fasern während der gesamten Verarbeitung wird unterhalb von 16 % und über 3 $ beibehalten. Der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt der Fasern liegt zwischen 12 und 15 Gew.-'$. Dieser geringe Feuchtigkeitsgehalt verursacht statische Probleme, erhöht die Feuergefahr und den Faserbruch usw. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt, etwa über 20 bis 30 j6, erschwert das Separieren der Fasern und fördert die Möglichkeit der Zusammenballungen nach dem Lösen.

Nach dem vorliegenden Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Holzpulpefasern in Luft verarbeitet werden, so daß sie in loser fasriger Form gesammelt werden können» Das Verfahren und die Vorrichtung schließen im wesentlichen dae Brechen der Fasern aus und erlauben ein wirtschaftliches Lösen der Fasern und Ablegen in einer gleichmäßigen, losen, fasrigen Lage mit sehr wenigen, falls überhaupt, Zusammenballungen oder Knoten. Daher kann das erfindungsgemäße gewonnene Material seine lose, fasrige Form beibehalten und als Materialbahn verwendet werden, oder es kann mit; Gaze oder ähnlichem Material verbunden werden, um durch höhere Reißfestigkeit und als Gewebe verwendet zu werden, oder es kann allein für sich selbst als verbessertes Absorbierungemittel verwendet werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden Holzpulpestücke dem Zentrum eines Paars von sich gegen-

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läufig drehenden. Scheiben zugeführt und nach außen zwischen diese Scheiben zu deren Peripherie geleitet. Die Flächen der Scheiben sind ao konstruiert, daß sie die Stücke in einzelne Fasern verlegen und die einzelnen Fasern von der Kante der Peripherie der Scheiben durch mechanische und die Kraft eines Luftstrom« aus dem Bereich zwischen den Scheiben entfernt werden. Im wesentlichen werden die Fasern sofort nach dem Verlassen im wesentlichen rechtwinklig durch Luft abgeführt und in Il diesem Luftstrom gesammelt· Die Fasern werden in einem turbulenten Luftstrom separiert gehalten und in dieser Weise einem Ablagemechaniamus zugeführt. Die Fasern sind im wesentlichen gleichmäßig innerhalb des Luftstroms verteilt. Die Geschwindigkeit des Luftstrome wird ohne eine wesentliche Störung der Förderbahn der Fasern reduziert und die Fasern werden im wesentlichen sofort auf einer Ablage gesammelt, während die Luft durch diese Ablagevorrichtung hindurchtreten kann.

Ee ist von Bedeutung, daß die Beschickung der Scheiben gleichmäßig ist. Di· Holzpulpestücke sollen nicht nur gleichmäßig zugeführt werden, sondern sollen im wesent-F liehen auch gleichmäßige Größe aufweisen sowie eine gleichmäßige Dichte innerhalb des Stückes und einen im wesentlichen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt. Die Stücke •ollen auch nicht ausgefasert sein und es ist vorteilhaft, wenn die Stücke eine von der Konstruktion des das der Fasern ausführenden Mechanismus bestimmte Größe aufweisen. Sie sollen nicht so groß sein, daß dieser Mechanismus verstopft werden kann und nicht so klein, daß die Fasern überwiegend als zu kurz entstehen.

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Die Holzstücke, welche der Vorrichtung .zugeführt werden, weisen eine Dichte von etwa 0,k g/cnr bis 0,7 g/cnr auf, vorzugsweise von 0,55 bis 0,65 g/cm · Zu hohe oder zu niedrige Dichte verursacht eine sehr schwierige Trennung der einzelnen Fasern und führt oft zu übermäßigem Faserbruch.

Um eine gleichmäßige Lage von losen Holzpulpefasern zu erreichen, muß der Faserstrom kontinuierlich und gleichmäßig sein. Diese Gleichmäßigkeit ist selbstverständlich durch eine kontinuierliche gleichmäßige Zuführung gewährleistet, diese kann jedoch unerwarteterweise gestört werden, wenn Stücke zugeführt werden, welche geöffnete oder teilweise geöffnete Bündel von Fasern, statt einer Vielzahl von Fasern enthalten.

Die Vorrichtung zum Lösen der Fasern besteht aus einem Paar von gegenläufig umlaufenden Scheiben, die einander zugekehrt sind, wobei die Materialstücke durch eine Zuführung in der Nähe des Zentrums einer der Scheiben in den Bereich zwischen diesen beiden erfolgt und wobei diese Materialstücke auswärts in mehr oder weniger radialen Richtungen, zwischen diesen Scheiben gefördert werden. Die einzelnen Fasern werden an der Peripherie der Scheiben abgegeben. Die Vorrichtung weist durch Luft wirksame Kräfte quer über die Peripherie der Scheiben und im wesentlichen in einem rechten Winkel zur auswärts verlaufenden radialen Strömung der Fasern auf, die an der Peripherie der Scheiben frei werden. Dies wird durch das Einkapseln der Scheiben mittels geeignetem Metall oder andersartigem Gehäuse erreicht, welches an einer Seite eine im wesent-

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üchen mit der äußeren Peripherie der Scheiben ausgerichtete Öffnung aufweist und an der anderen Seite einen Auslaß und durch das Anordnen eines Differenzdruckes vom Einlaß zum Auslaß.

Wenn das Faserluftgemisch aus dem Bereich der Peripherie der Scheiben entfernt ist, wird es durch einen geeigneten Schacht gesammelt und gefördert, wobei die Luftfasermischung in turbulenter Weise einer Sammelvorrichtung zugeführt wird. Die Luftfasermischung kann durch Anbringung von Prall-

P blechen innerhalb des Schachtes im turbulenten Zustand erhalten bleiben. Flexible, gewellte Röhren, in welchen die gesamte Wandfläche gleichmäßig gewellt ist, haben sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen. Die Ablageeinrichtung besteht im wesentlichen aus einer luftdurchlässigen Fläche, z. B. eine Siebtrommel oder ein Förderer, auf welche die Luftfasermischung gerichtet wird, wobei der Luft ausreichende Öffnung für ihren Abzug zur Verfügung steht, wobei die Fasern ausgesiebt werden und zurückbleiben. Es ist von Bedeutung, daß beim Fördern der Fasern zur Ablageeinrichtung die Geschwindigkeit im wesentlichen konstant gehalten wird ^: und daher die Fördereinrichtung einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Weiter ist es von Wichtigkeit; daß zwecks Aufrechterhaltung des Einzelzustands der Fasern die Konzentration derselben im Luftstrom gering ist. Der geringste Wert von Luft, welcher für die Förderung von 0,45 kg Holzpulpefasern erforderlich ist, beträgt etwa 5 m (150 ft ). Für diese Menge von Fasern wird eine Luftmenge von etwa 8. bis 12 m^J Luft bevorzugt. Es können viel größere Luftmengen verwendet werden, doch je mehr Luft verwendet wird, um so mehr Energie ist erforderlich, um die Fasermenge zu fördern und je weniger wirtschaftlich

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wird die Anlage.

Um ein Vlies von irgendwelcher Stärke zu bilden, muß die Luftmenge, welche durch die Ablageeinrichtung durchtritt, sehr groß sein und bei einer im Querschnitt gleichbleibenden Förderleistung wird sich nur eine unzureichend offene Fläche in der Ablageeinrichtung ergeben, durch welche die gesamte Luft leicht hindurchtreten und dabei die Fasern ablegen kann. Dabei wird die Luft von der Ablageeinrichtung abgewiesen und stört dabei die Verteilung der Fasern auf der Ablageeinrichtung. ■

Das vorliegende Verfahren erlaubt das kontinuierliche Sammeln von Fasern aus einem verbesserten- Luftfaserstrom mittels des Vergrößern des Förderquerechnitts in der Fördervorrichtung, ohne die Faserverteilung zu stören. Dies wird durch das Fördern eines Luftfasergemisches in einem Schacht erreicht, der einen rechteckigen Querschnitt hat und zu einer luftdurchlässigen Ablage führt, wobei ein Abwinkein oder Divergieren der vorderen und hinteren Kanten dee Schachtes um einen Betrag von etwa 50° bis 80 aus den parallelen Ebenen vorgesehen ist. Die vordere Kante wird um etwa das 1,4- bis 3,5-fache der Abwinklung der hinteren Kante abgewinkelt. Dieser Betrag der Abwinklu^ muß kleiner sein äs das Dreifache der Entfernung zwischen der vorderen und hinteren Kante am Punkt, an dem die Abwinkelung beginnt. Es wird angenommen, daß die vorbeschriebenen Einschränkungen der Masseenergie der Fasern erlauben, unter Beibehaltung des vorhergehenden Förderquerschnitts die Fasern mit turbulenter hoher Geschwindigkeit auf der Ablageeinrichtung abzulegen, so daß die Fasern auf der Ablage-

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einrichtung in gleicher Richtung und in einem Strom gleicher Abmessungen auftreffen und ein Teil der Luft, ohne einen wesentlichen Faseranteil, im hinteren und vorderen Bereich der Ablageeinrichtung, auf welcher die Fasern abgelegt werden, durch die Fasern hindurchtreten kann, ohne die Faserlage zu zerstören oder zu beeinträchtigen»

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, daß unterhalb der Ablageeinrichtung ein Vakuum erzeugt wird, um die Fasern festzulegen, wobei die überschüssige Luft in die erweiterte Öffnung eintreten und entfernt werden kann, ohne daß die Fasern in ihrer Lage gestört werden, vorausgesetzt, daß die Öffnung in Übereinstimmung mit den oben erwähnten Einschränkungen konstruiert ist.

Das große Volumen von Luft «tit hoher relativer Geschwindigkeit bringt die Fasern in die Lage, sobald diese gebildet wird. Die Ablage der Fasern verursacht ein Ineinandergreifen derselben, wobei eine gleichmäßige, integrale Materialbahn gebildet wird, welche für weitere Verarbeitung leicht gehandhabt werden kann.

In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert, woraus sich weitere Vorteile erkennen lassen· Es zeigern

Fig. 1 eine Ansicht eines bevorzugten Aueführungsbeispiels der Vorrichtung zum Lösen, Auseinanderführen und Sammeln der Fasern nach dem erfindungs-

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mäßen Verfahren}

Pig· 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Teil der Vorrichtung, in dem das Trennen der einzelnen Fasern durchgeführt wird|

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 durch den in Fig. 2 dargestellten Vorrichtungeteil;

Fig. k einen Tei!schnitt durch den zum Sammeln der Fasern vorgesehenen Teil der Vorrichtung und

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. k.

Die in Fig, 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Trichter 10 zum Zuführen von Holzstücken oder Holzbreifasern in ähnlicher Form vor, weiche getrennt werden sollen. Dieser Trichter 10 führt durch eine Öffnung 11, zwischen ein Paar von gegenläufig umlaufenden Scheiben 12 und 13· Obwohl es vorgezogen wird, die Scheiben gegenläufig umlaufen zu lassen, kann auch eine Relativbewegung mittels einer feststehenden und einer rotierenden Scheibe erfolgen. Die durch die rotierenden Scheiben entstehende Kraft fördert die gelösten Fasern über die Oberflächen der Scheiben zu deren äußeren Peripherie 14, wo sie in den durch das Gehäuse 16 abgeschlossenen Zwischenraum 15 gelangen. Das Gehäuse hat eine kreisförmige Öffnung 17, die sich in etwa mit dem äußeren Umfang der Scheiben deckt und ist mit einer Ansaugleitung 18 eines Gebläses 19 zum Erzeugen eines Unterdrücke im Gehäuse 16 verbunden. Im Betrieb wird Luft durch die kreisförmige Öffnung 17 in das Gehäuse, quer zu den zwischen den rotierenden Scheiben austretenden Fasern ge-

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saugt, wobei die Fasern mitgerissen und in die Ansaug-" leitung 18 geführt werden. Das Luftfasergemisch wird durch das Gebläse zum Ablageteile der Vorrichtung geblasen. Dabei führt die Förderung durch einen mit gewellten Wänden versehenen Schacht 23» wodurch der gesamte Luftfaserstrom in einem Zustand hoher Turbulenz gehalten wird und dadurch ein Zusammenballen der Fasern während dieser Förderung unterbunden wird. Der Ablageteile der Vorrichtung besteht aus einem Ablagemechanismus 24, der in geeigneter Weise mit einem Übergangsstück 25 mit dem Schacht 23 verbunden ist. Der Ablagemechanismus Zh besteht aus einer umlaufenden perforierten Trommel 271 deren Mantel über einen ortsfesten "Vakuums chlit ζ 28 hinwegläuft» Dieser Vakuumschlitz ist fluchtend mit der Leitung 25 angeordnet und die Trommel 27 läuft in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung um.

Die Querschnittsform des Schachtes 23 ist kreisförmig. Beim Überwechseln der Förderstrecke in das Übergangsstück 25 wechselt diese Kreisform in einen rechteckigen Querschnitt über, die bis zum Punkt B beibehalten wird. An diesem Punkt B kann sich die Form abermals bis zum Punkt C verändern, um die erforderliche Breite für die Faserablage zu erhalten. So können z. B. zwei Seiten der quadratischen Leitung zusammengeführt werden, während die sich gegenüberliegenden Seiten divergieren, um eine breitere Lage von Fasern auf der Trommel ablegen zu können, wobei die Querschnittsfläche konstant bleibt. Es ist von Bedeutung, daß beim Wechsel der Querschnittsformen die Luftgeschwindigkeit bei mindestens 1000 m/min erhalten bleibt.

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Am Funkt C, unmittelbar vor der Mantelfläche der Trommel, wird die Querschnittsfläche in einer bestimmten Weise erweitert, um eine Entspannung der Förderluft zu erlauben und einen ausreichenden Bereich zum Hindurch treten derselben durch den Trommelmantel zu haben, ohne daß der Faserstrom gestört wird. Um dies zu erreichen, muß die Erweiterung der Querschnittsfläche in Richtung der Trommelrotation oder der Bewegung der Ablagemittel in einem größeren Umfang erfolgen, als in der entgegengesetzten Richtung, vorzugsweise soll diese Erweiterung etwa das Zweifache in der Bewegungsrichtung betragen, als in der entgegengesetzten Richtung. Die Entspannung soll über eine Länge erfolgen, die gewährleistet, daß dadurch kein Ablenken der Faserbewegung erfolgt und die außen bewegten Fasern ausreichende Energie behalten, um geradlinig der Ablagefläche zugeführt zu werden. Diese Entfernung soll weniger als 20 cm, vorzugsweise 15 cm oder weniger betragen·

Die Faserlage wird vom Ablagemechanismus durch einen Schaber 30 abgehoben und auf einem geeigneten Förderer 31 abgelegt und der Weiterverarbeitung zugeführt. Zum Abheben der Faserlage kann auch Luff verwendet werden·

In den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen ist eine vergrößerte Darstellung der Scheiben-Trennvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Zwei Wellen 35 und 36 sind axial ausgerichtet und in einem kurzen Abstand zueinander angeordnet. An den Wellen befinden sich Scheiben 37 und 38, die einander zugekehrt sind. Mittels Schrauben kO sind die Scheiben auf der jeweils zugeordneten Welle befestigt. Die hintere

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Scheibe 38 ist voll und weist eine glatte Oberfläche 41 bis etwa zur Hälfte des Radius auf» Der restliche äußere Teil der Scheibenpberflache ist mit Nuten 42 ausgestattet. Die genaue Ausgestaltung und Abmessungen der Nuten hängen' von der Art der zu gewinnenden Fasern ab sowie von der Produktionsgeschwindigkeit, der Feuchtigkeit, der Art des Mahlens und dem gewünschten Grad der Abtriebskraft, welche auf die Fasern ausgeübt werden soll. Die vordere Scheibe 37 weist gleichmäßig voneinander angeordnete Öffnungen 44 auf, die um die Nabe der Scheibe 37 herum ange- » ordnet sind und sich fast bis zur Hälfte des Scheibenradius nach außen erstrecken. Durch diese Öffnungen wird das zu Verarbeitende Material in den Spalt zwischen den beiden Scheiben eingeführt. Geeignete Holzstücke, welche verarbeitet werden sollen, weisen bei rechteckiger Form eine Seitenlänge von 6 bis 13 mm auf und haben sich als besonders vorteilhaft für die Zuführung erwiesen. Das äußere Teil 43 der Oberfläche der vorderen Scheibe weist ebenfalls Nuten auf, welche den Nuten der hinteren Scheibe zugeordnet sind. Diese Nuten weisen eine geeignete Form auf, die ebenfalls von der Art des zu verarbeitenden Holzes und der auf dieses ausgeübten Kraft abhängt. Die beiden Scheiben werden von einem geeigneten Gehäuse 45 aus Metall oder Ψ ähnlichem Material umgeben* Eine Öffnung 46 im Gehäuse deckt sich mit der Form und den Abmessungen einer Öffnung in der vorderen Scheibe. Diese Gehäuseöffnung 46 läßt die durch den Trichter 47 zugeführten Holzstücke mittels Schwerkraft oder unter Luftdruck durch die Öffnungen in der vorderen Scheibe zwischen beide Scheiben gelangen. Die Abtriebskräfte der Scheiben zwingen die Holzstücke zwischen die mit Nuten versehenen Oberflächen der Schei-

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ben_t wobei das dazwischenliegend· Holz in seine einseinen Fasern zerlegt wird« Die»· Fasern treten an der Peripherie der Scheiben aus deren Bereich aus.

Das Gehäuse weist eine öffnung auf, die ah eine Sauganlage angeschlossen ist· Diese öffnung ist so angeordnet, daß sie außerhalb des Bereichs liegt, in dem die Fasern zwischen den Scheiben heraustreten. Sine weitere kreisförmige Öffnung 5t ist an der Vorderseite des Gehäuses vorgesehen, ujt Luft quer xur Peripherie der Scheiben anzusaugen, Die#· Öffnung »oll ein« Größe und Form aufweisen, weiche ei|i gleichmäßiges Ansaugen der Luft Über die gesamte Peripherie der Scheiben gewährleistet. Wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, ist die öffnung am Punkt A schmal und am weitesten an der diesem Punkt A gegenüberliegenden Stelle· Von dieser Stelle aus verjüngt sich die Breite der öffnung fortlaufend bis asu« Punkt A (siehe Fig. 3)·

Wenn im Betrieb der Vorrichtung die Sinze!fasern zwischen dem Raun zwischen den Scheiben an deren Peripherie austreten, verläuft der Luftstrom im wesentlichen senkrecht zur Austrittsrichtung der Fasern, wobei diese sofort aus dem Auetrittsbereich abgeführt werden und wodurch eine Bildung von Faserausaemenballungen unterbunden wird,

Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 3 ist au beachten, daß die Luftableitung nicht in den Bereich ist, in dem die Fasern zwischen den Scheiben auetreten und der Lufteinlaß «uß im wesentlichen senkrecht stur Richtung der von den Scheiben kammenden Fasern verlaufen·

Sobald die Verteilung der einzelnen Fasern im Luftstrom

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erfolgt ist, muß diese beibehalten werden, bis die Fasern in gewünschter Anordnung abgelegt werden, z. B, als eine lose, unverbundene Lage von Fasern, Die Förderung ""' der Luft-Fasern-Dispersion und das Verhindern der Zusammenballungen innerhalb derselben soll durch einen Förderer mit einer glatten Oberfläche erfolgen· Diese Oberfläche soll nicht nur glatt sein, sondern muß auch eine Form aufweisen, in der die Dispersion mit Turbulenzen im Luftfaserstrom über den gesamten Förderquerschnitt des P Förderers aufrechterhalten bleibt· Eine gewellte, gezackte oder sinusförmige Wandfläche läßt die turbulente Dispersion über die gesamte Förderlänge in ihrem Zustand· Überraschenderweise entstehen in einem solchen gewellten Schacht keine Zusammenballungen von Fasern, sondern sie bleiben einzeln und können als sehr gleichmäßige Lage, ohne Knotenbildung, abgelegt werden.

Der Unterdruck im Gehäuse, welches die Scheiben umgibt, kann etwa 30 bis 35 ^cm Wassersäule betragen· Die kreisförmige. Gehäuseöffnung 51 soll eine Breite von etwa 18 mm aufweisen»

Xn der Trennanlage wird die Anordnung der Scheiben und der Typ derselben von der Art der zu verarbeitenden'Faser und deren Menge abhängen· Falls gewünscht, können die Fasern oberflächenbehandelt werden, um ihre Verarbeitung zu erleichtern· Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß beim Mahlen der Holzstückchen ein Schmiermittel, z. B. Oleylimidazolin-Salz verwendet wird. Es scheint, daß ein solches Mittel die Wirkungen eines Weichmachers, eines

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Schraiermittels und eines antistatischen Mittels ausübt. Derartige Schmiermittel sind insbesondere von Bedeutung, wenn leichtgewichtige Lagen aus Cellulosefasern gebildet werden sollen, wobei die Faserverteilung kritisch ist. Anstelle der Verwendung eines antistatischen Mittels kann die Statik auch durch Aufrechterhaltung der gewünschten Feuchtigkeit in der Luft-Faserdispersion unterbunden werden. Es wird angenommen, daß die Wirbelströme, welche sich an der Peripherie der Scheiben bilden, durch das im wesentlichen quer zum Scheibenspalt erfolgende Hindurchführen der Luft weitgehend reduziert werden und die Fasern einzeln gehalten werden, statt in den Wirbelströmen Anhäufungen zu bilden.

Anstelle der Saugluft, wie es vorstehend beschrieben ist, kann auch Druckluft verwendet werden und anstelle die Faser-Luftdispersion von den Scheiben aus nach unten abzuleiten, können diese auch nach oben oder in anderer Richtung abgefördert werden.

Beim Beschicken der Scheiben ist es von Wichtigkeit, daß das zugeführte Material die Öffnungen zwischen den Scheiben nicht verstopfte Wie aus Fig. "2 zu erkennen ist, ist aus diesem Grunde die Wandung 52 so gerichtet, daß die vom Trichter herkommenden Holzfaserblöcke aufwärts und gegen die hintere Scheibe geführt werden, um ein Verstopfen sowohl in der Öffnung wie auch zwischen den Scheiben zu verhindern. "

Die Geschwindigkeit der Luft-Faserdispersion kann zwischen 2000 bis 2650 m/min betragen, so daß beim Erreichen der Ab-

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lagevorrichtung ein beachtliches Volumen von Luft, wenn dieses nicht gleichmäßig abgeleitet wird, die Faserlage beim Ablegen zerstören wird.

In den Fig. k und 5 ist eine verbesserte Ablagevorrichtung gezeigt. Die; in Schleierform von gewünschter Breite zugeführten Fasern werden von einer perforierten, sich bewegenden Oberfläche 60, z. B. einer perforierten Trommel oder eines perforierten Förderbandes, gesammelt. Unterhalb der Ablagefläche ist eine Saugleitung 61 zum Ab-

|jk leiten der Luft angeordnet. Die durch die Ablagefläche

ausgefilterten Fasern bilden eine Faserlage 62. Die Stärke der Lage hängt von der Geschwindigkeit der Ablageflä- ' ehe und der Konzentration der Fasern in der Dispersion ab. Der Zuführschacht 63 weist eine im wesentlichen gleichbleibende Größe der Querschnittsfläche auf. Diese Querschnittsfläche 6h ist im wesentlichen kreisförmig oder rechteckig und erweitert sich in einer Richtung, und verjüngt sich in der anderen Richtung, um eine Lage von gewünschter Breite zu bilden, während die Größe der Querschnittsfläche unverändert bleibt. Falls z. B. ein Schacht 64 mit einem quadratischen Querschnitt und einer Seitenlänge von 15 cm verwendet wird, konvergieren die sich gegenüberliegenden Sei-

P ten 65 und 66, während die anderen Seiten 67 und 68 divergieren, wobei die Größe der Querschnittsfläche beibehalten wird, bis die Breite der Lage 30 cm erreicht hat, falls dieses die gewünschte Breite der Lage ist, während die andere Abmessung etwa 7»5 cm beträgt. Beim Divergieren der Seiten ist zu beachten, daß diese in einem Gesamtwinkel von zweimal Obgleich weniger als 20 , vorzugsweise weniger als 15°, divergieren, um Turbulenzen und Häufungen der

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Fasern zu verhin-dern, Die Seiten sollen gleichmäßig divergieren, so daß an jeder Seite eine Abweichung von der vertikalen von etwa 7 bis 10 im Winkel ch gegeben ist.

Sobald die Form des Kanals bei E und innerhalb von 20 cm in Abstand von der Ablagefläche erreicht ist, verlaufen die Vorderseite 70 und die Rückseite 71 in abgewinkelter Richtung, um eine größere Fläche für den Abzug der Förderluft zu schaffen. Die Vorderfläche soll dabei um mindestens das Doppelte abgewinkelt werden, als es bei der hinteren der Fall ist. Diese Abmessung gestattet der Luft sich auszudehnen und über die gesamte Fläche F des Ablagemechanismus abzuziehen, während die in den Fasern befindliche Bewegungsenergie diese veranlaßt, ihre Bewegungsrichtung beizubehalten und sich gleichmäßig ablegen zu lassen.

Wie aus Fig. k zu erkennen ist, soll der vordere Winkel B weniger als 55 , vorzugsweise weniger als 45 betragen, während der hintere Winkel weniger als 30 und vorzugsweise wendiger als 20 betragen soll. Der Abstand vom Beginn der Ausdehnung bzw· der Abwinkelung B in Richtung auf die Ablagefläche muß weniger als 20 cm sein, vorzugsweise etwa 15 cm. Die hintere Wand der Über'gabekammer, die im beschriebenen Bereich gebildet wird, soll eine Abwinkelung von etwa 15 bis 25° von der vertikalen in einer negativen Richtung aufweisen, während die vordere Wand etwa 35° bia 55° in einer positiven Richtung von der vertikalen aufweisen soll, wobei die gesamte Ausdehnung weniger als 80 beträgt, um die Vorteile gemäß der vorliegenden

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Erfindung erreichen zu können. Falls damit noch nicht 'ausreichende Fläche für den Abzug der Förderluft gegeben ist, während die Fasern aus dieser ausgefiltert werden, wird die Faserablage enorm gestört. Falls eine zu große Abzugsfläche vorgesehen ist, wird die Geschwindigkeit des Luft-Fasergemischs reduziert und die Fasern neigen dazu, sich zusammenzuballen und ungleichmäßige Teile innerhalb der Lage zu formen.

Um die Klarheit der Zeichnungen zu fördern, wurden einige als selbstverständlxch zugehörig zu bezeichnende Einzelteile fortgelassen, z. B. das erforderliche Gebläse zum Erzeugen eines Vakuums im Schütz 28» die verschiedenen Dichtungen, welche innerhalb der gesamten Vorrichtung zwecks Unterbindens des Austretens von Fasern erforderlich sind usw.

Obwohl sich die vorstehende Beschreibung und Zeichnungen

auf

nur ein dargestelltes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehen, ist es selbstverständlich, daß alle Abweichungen konstruktiver Art entsprechend den sich anschließenden Patentansprüchen in den Schutzbe-P reich der Erfindung fallen.

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Claims

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Pa tentan sprüche

M.yVerfahren zum Lösen von Holzpulpefasern für die Herstellung von Materialbahnen aus Holzfasern, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen trockene Holzrstücke dem Zentrum eines Paares von rotierenden Scheiben zugeführt und radial auswärts zur Peripherie der Scheiben weitergeleitet werden, wobei die Holzstücke in einzelne Fasern zerlegt und von der Peripherie der Scheiben aus abgegeben werden und daß ein Luftstrom im wesentlichen quer zu dieser Peripherie erzeugt wird und die Einzelfasern, diese in ihrem separaten Zustand erhaltend, abfördert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom im wesentlichen gleichmäßig senkrecht zu den Scheiben über die Peripherie derselben strömt.

3. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern durch einen- turbulenten Luftstrom unmittelbar von den Scheiben abgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzstückchen einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis 6 Gew.-$6 aufweisen und die Einzelfasern einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 16 Gew. -$_e

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Luftstrom im wesentlichen gleichmäßig und . quer zur gesamten Peripherie der Scheiben diese umströmt, um die Fasern unmittelbar von der Peripherie der Scheiben abzunehmen und daß die abgenommenen Fasern unmittelbar von den Scheiben durch einen turbulenten Luftstrom weitergefördert werden.

6. Verfahren zum Bilden einer losen offenen Lage von kurzen Fasern aus einer Faser-Luftdispersion, wobei die Fasern eine Länge von 6 ram oder weniger haben, dadurch

fe gekennzeichnet, daß die Faser-Luftdispersion unter Auf-

reunterhaltung einer konstanten Geschwindigkeit durch einen Förderschacht geführt wird und daß die Geschwindigkeit durch Vergrößern des Querschnitts des Förderschachts reduziert wird, wobei der Förderquerschnitt des Luftstroms vergrößert wird, ohne den Förderquerschnitt des Faserstroms zu vergrößern und im wesentlichen unmittelbar darauf dieser in seiner Geschwindigkeit reduzierte Strom einer luftdurchlässigen Fläche zugeführt wird, wobei die Luft durch diese Fläche hindurchtritt, während die Fasern auf dieser Fläche, in Form einer gleichmäßigen Lage von kurzen Fasern, abgelegt werden.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fasern einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 16 und mehr als 3 Gew.-<ft aufweisen.

8. Verfahren zum kontinuierlichen Bilden einer losen offenen Lage von kurzen Fasern aus einer Luft-Faserdispersion, wobei die Fasern eine Länge von 6 mm oder weniger haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Faserdispersion mit

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einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit zu einer kontinuierlich bewegten luftdurchlässigen Ablagefläche geführt wird, daß unmittelbar im Bereich der Ablagefläche die Geschwindigkeit mittels Erweiterns des Strömungsquerschnitts des Luftstroms reduziert wird, ohne daß der Strömungsquerschnitt des Faserstroms vergrößert wird und die Vergrößerung des Strömungsquerschnitts des Luftstroms in der Bewegungsrichtung der Ablagefläche größer ist als in der entgegengesetzten Richtung und daß der in seiner Geschwindigkeit reduzierte Luftstrom durch die Ablagefläche hindurchgeführt wird, während die Fasern in Form einer gleichmäßigen Lage von kurzen Fasern auf der Ablagefläche gesammelt werden.

9. Verfahren zum Lösen von Holzpulpefasern und Sammeln derselben in Form einer losen offenen Lage, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen trockene Holzpulpestücke dem Zentrum eines Paares von gegenläufig umlaufenden Scheiben zugeführt werden, daß die Holzstücke zwischen den Scheiben radial auswärts geführt werden, wobei sie in ihre einzelnen Fasern zerlegt werden und die Fasern an der Peripherie der Scheiben austreten, daß ein Luftstrom quer zur Peripherie der Scheiben und im wesentlichen senkrecht zur Peripherie geführt wird, um die austretenden Fasern, in Form einer Dispersion von Einzelfasern in Luft, mitzunehmen, daß diese Luft-Faserdispersion unter einer im wesentlichen gleichbleibenden turbulenten Geschwindigkeit zu einer sich bewegenden luftdurchlässigen Ablagefläche geführt wird, daß die Geschwindigkeit unmittelbar im Bereich der Ablagefläche

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durch ein Erweitern des Strömungsquerschnitts der Luft reduziert wird, ohne daß die Strötnungsquerschnittsflache des Faserstroms vergrößert wird, wobei die Vergrößerung der Strömungsquerschnittsfläche des Luftstroms in der Richtung der Bewegung der Ablagefläche größer ist als in der entgegengesetzten Richtung und daß der in seiner Geschwindigkeit reduzierte Luftstrom durch die Ablagefläche hindurchgeführt wird, während die Fasern in Form einer gleichmäßigen Lage von Holzpulpefasern auf der Ablagefläche gesammelt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die HolzpulpeStückchen einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis 6 Gew.-^ und die Lage der Holzpulpefasern einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 16 Gew.-^ aufweisen.

11. Verfahren nach Anspruch-9» dadurch gekennzeichnet, daß die HolzpulpeStückchen den Scheiben in einer im wesentlichen gleichbleibenden Menge zugeführt werden und im wesentlichen gleichmäßige Größe sowie

»einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis 6 Gew.-^o und eine Dichte von etwa 0,55 t>is 0,65 g/cm aufweisen.

12. Vorrichtung zum Lösen von Fasern aus fasrigem Material, welches eine Länge von 6 mm oder weniger hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von gegenläufig umlaufenden Scheiben (12,13)ι deren Seiten sich zugewandt sind, eine Aufnahme bilden, daß zum Zuführen des fasrigen

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Materials zum Zentrum der oder zwischen die Scheiben zwecks auswärtsgerichteter radialer Bewegung und Abgabe an der Peripherie zwischen den Scheiben und in das Gehäuse geeignete Einrichtungen (47,46,44) vorgesehen sind, und daß ein Luft stromerzeuger (-19) zum Bilden eines Luftstroms vorgesehen ist, der quer und im wesentlichen senkrecht zur Peripherie der Scheiben verläuft.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Einlaß- und einen Auslaßanschluß (51,5O) hat, wobei der Auslaß außerhalb der Fluchtlinie der Peripherie der Scheiben (12,13) angeordnet und mit einem Sauglufterzeuger (19) zum Ansaugen von Luft und Pasern aus dem Gehäuse (16) in Verbindung steht und daß der Einlaß senkrecht zur Peripherie der Scheiben ausgerichtet ist, wobei die eingesaugte Luft quer über die Peripherie der Scheiben verläuft.

14. Vorrichtung zum Lösen von Fasern, welche eine Länge von 6 mm oder weniger aufweisen und zum Ansammeln dieser Fasern in Form einer losen offenen Lage, gekennzeichnet durch ein Paar von gegenläufig umlaufenden, sich zugekehrt angeordneten Scheiben (12,13)» welche in einem Gehäuse (16),45) angeordnet sind, Einrichtungen zum Zuführen (47,46,44) von zu verarbeitenden fasrigen Material in das Zentrum der bzw. zwischen die Scheiben (12,13) für eine auswärtsgerichtete radiale Bewegung und den an der Peripherie der Scheiben erfolgenden Austritt in das Gehäuse (16),45), sowie Einrichtungen (19) zum Erzeugen eines Luftstroms quer

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zur Peripherie der Scheiben und im wesentlichen senkrecht dazu, und Einrichtungen (50,18) zum Abführen der Fasern und Luft aus dem Gehäuse und zum Fördern der Luft und der Fasern als Luft-Faserdispersion, einen in seinem Querschnitt gleichbleibenden Förderschacht (23) zum Aufrechterhalten einer turbulenten Geschwindigkeit der Luft-Faserdispersion, eine luftdurchlässige bewegte Ablagefläche (6o) angrenzend am Ende des Förderschachts (23) zum Ansammeln der Fasern in Form einer Lage und zum Ableiten

P der Luft, wobei der Förderschacht (23) mit der Ablagefläche (6o) durch ein Übergangsstück (25) mit sich vergrößerndem Querschnitt verbunden ist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) einen Einlaß- (51) und einen Auslaßanschluß (50) aufweist, wobei der Auslaß außerhalb der Fluchtlinie der Peripherie der Scheiben (12,13) angeordnet und mit Einrichtungen (19) zum Erzeugen eines Luftstroms verbunden rL.st und der Einlaß in senkrechter Richtung mit der Peripherie der Scheiben fluchtet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderschacht (23) ein gewelltes, flexibles Rohr ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (25) einen sich vergrößernden rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei - ' ■ . zwei sich gegenüberliegende Seiten im wesentlichen parallel

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und vertikal mit den Selten der sich bewegenden Oberfläche fluchten, während die beiden anderen sich gegenüberliegenden Seiten (70,71) voneinander in einem Gesamtwinkel von 50 bis 80 divergieren, wobei die vordere Kante (70) etwa 1,4 bis* 3,5 mal so weit abgewinkelt ist, als die hintere Kante (71) und diese Kanten sich über die Breite der bewegten Ablagefläche erstrecken.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Länge, über welche sich die Querschnittsfläche des Übergangsstücks (25) erweitert, weniger als 20cm beträgt,

19· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (25) einen sich vergrössernden rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei zwei sich gegenüberliegende Seiten im wesentlichen parallel und vertikal mit den Seiten der bewegten Ablagefläche (6o) ausgerichtet sind, während die andern beiden sich gegenüberliegenden Seiten (70,71) voneinander divergieren, wobei die vordere Kante des Übergangsstücks in Richtung der Bewegung der Ablagefläche (6o) um etwa 35° bis 55° und die hintere Kante um etwa 15° bis 25° gegen die Bewegungsrichtung der Ablagefläche abgewinkelt sind, wobei sich die Kanten quer über die Breite der bewegten Ablagefläche erstrecken und die Länge, über welche sich die Erweiterung der Querschnittsfläche des Übergangeβtücks ergibt, weniger als 20 era beträgt.

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20. Vorrichtung zum Lösen von Fasern, welche eine Länge von 6 mm oder weniger aufweisen sowie zum Sammeln dieser Fasern in Form einer losen offenen Lage, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von gegenläufig umlaufenden sich zugekehrten Scheiben (12,13) vorgesehen und von einem Gehäuse (16) umgeben sind, wobei das Gehäuse einen Lufteinlaß (51) und einen Luftauslaß (50) aufweist und daß Einrichtungen (47,46,44) zum Zuführen von zu verarbeitendem fasrigen Material zum Zentrum der oder zwischen die Scheiben für eine auswärtsgerichtete radiale Bewegung und eine Abgabe derselben von der Peripherie der Scheiben in das Gehäuse vorgesehen sind, wobei der Lufteinlaß (51) im wesentlichen senkrecht zur Peripherie der Scheiben (l2,13) fluchtend angeordnet ist, und daß der Luftauslaß (50) außerhalb der Fluchtlinie der Peripherie der Scheiben liegt, wobei der Luftauslaß mit der Saugseite eines Gebläses (19) und die Druckseite des Gebläses mit einer bewegbaren luftdurchlässigen Ablagefläche (60), über einen flexiblen, gewellten Förderschacht (26), in Verbindung steht, dessen eines Ende direkt mit der Druckseite des Gebläses und dessen anderes Ende mit einem Übergangsstück (25) verbunden ist, welch letztere direkt über der bewegten Ablage— fläche angeordnet ist, wobei das Übergangsstück einen rechteckigen, sich erweiternden Querschnitt aufweist, wobei sich zwei gegenüberliegende Seiten des Übergangsstücks im wesentlichen parallel und vertikal mit den Seiten der Ablagefläche fluchten und die beiden anderen sich gegenüberliegenden Seiten voneinander diver-

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gieren, wobei die vordere Kante des Übergangsstücks um etwa 35 bis 55 in Richtung der Bewegung der Ablagefläche und die hintere Kante um etwa 15 bis 25 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Ablagefläche abgewinkelt ist, wobei die Kanten sich über die gesamte Breite der Ablagefläche erstrecken und die Länge, über welche sich die Querschnittsfläche des Übergangsstücks erweitert, weniger als 20 cm ist.

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