DE1967174C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bilden einer losen offenen Faserlage - Google Patents

Description

Wegen ihrer hohen Absorptionsfähigkeit und ihrer niedrigen Kosten sind Holzpulpefasern sehr lange als Gründlage für Vliese od. dgl, verwendet worden. Einige der Hauptnachteile der Holzpujpefasern bestehen jedoch in der kurzen Länge_f ihrer sehr schwierigen Behandlung und Verarbeitung, wobei sie sehr leicht dazu tendieren, sich zusammenzuballen und harte Knoten oder Ansammlungen zu bilden, und daß sie bei der Naßverarbeitung nur dünne, mehr papierartige als faserartige Materialbahnen bilden.

Vliese aus Holzpulpefasern sind zur Verbesserung der äußeren Eigenschaften häufig mit leichgewichtigen Geweben oder ähnlichen Materialien abgedeckt worden, um die Holzpulpe zu stabilisieren und vor Sueuung

ίο zu bewahren. Diese Abdeckung stört die Gleichmäßigkeit

Wegen der nachteiligen Eigenschaften der unter Naßverarbeitung hergestellten Materialbahnen hat man nach Wegen gesucht, die Holzpulpefasern ohne Wasser ru verarbeiten, um die Weichheit, Geschmeidigkeit und Faltenwurffähigkeit aus ihr hergestellter Materialbahnen zu verbessern.

Für das Lösen von Holzpulpefasern aus Holzpulpestückchen, wobei die Holzpulpefasern im wesentlichen ihren ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt beibehalten können, sind schon verschiedene Verfahren angegeben worden. Eines dieser Verfahren sieht vor, die Holzpulpefasern mit Hilfe von Mahlscheiben aus den Holzpulpestückchen zu lösen und sie mit einem Luftstrom von den Mahlscheiben abzufordern.

Aus dieser Luftströmung sind die Fasern nun wieder abzutrennen. Dazu i'-t aus der DE-OS 19 08 704 ein Verfahren zum Bilden einer losen, offenen Faserlage aus kurzen, von einer Luftströmung durch einen Förderschacht mit sich im Endbereich erweiterndem Querschnitt herbeigeführten Einzelfasern auf einer luftdurchlässigen Ablagefläche bekannt, das den Ausgangspunkt der Erfindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildet.

Das bekannte Verfahren verwendet einen Förderschacht, der stromaufwärts vor dem sich erweiternden Endbereich als Wirbelkammer ausgebildet ist in welcher Staub und Fasern voneinander getrennt werden sollen. Diese Wirbelkammer verläu.¹' in Richtung auf den Endbereich konvergierend. An der engsten Stelle schließt sich unmittelbar der wieder divergierende Endbereich an. Diese Konstruktion bedingt es. daß die Fasern vornehmlich im Randbereich der Engstelle diese passieren und daher in dem divergierenden Bereich des Förderschachtes d> Fasern, über den Querschnitt der Trägergasströmung gesehen, ungleichmäßig verteilt sind.

Diese ungleicnmäßige Verteilung bleibt während des gesamten Durchströ/nens durch den divergierenden Endbereich aufrechterhalten. Ein unter der Ablagefläche herrschender starker Unterdruck trägt dazu bei. daß die gesamte Strömung zusammen mit den in ihr im Randbereich konzentrierten Fasern divergiert.
Aus der DD-PS 23 787 ist eine Anlage zur Faservliesbildung von Iigno-zellulosehaltigem Material bekannt, bei welchem die von einem Dampfstrom getragenen Fasern durch einen Förderschacht geleitet werden, der sich verbreitert und am Ende durch /wei sich dicht gegenüberstehende Walzen abgeschlossen ist.

die eine Separationseinrichtung bilden. Unter dieser befindet sich eine dampfdurchlässige kontinuierlich bewegte Ablagefläche, Auch hier ist die Fäserablage ungleichmäßig. Es muß eine über der Ablagefläche angeordnete Bürstenwalze für eine gleichmäßige Stärke

des abgelegten Vlieses sorgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs anzugeben^ mit dessen Hilfe aus kurzen, von einer

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Luftströmung herbeigeführten Holzpuipefasern eine lose offene Faserlage gebildet werden kann, die schon beim Ablegen der Fasern eine gleichmäßige Stärke aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung soll nachfolgend näher erläutert werden.

Die Holzpulpefasern v/erden im Luftstrom aus dem Bereich der Mahlscheiben entfernt In einem turbulenten Luftstrom werden die Fasern separiert gehalten und in dieser Weise einem Ablagemechanismus zugeführt Die Fasern sind im wesentlichen gleichmäßig innerhalb des Luftstroms verteilt Die Geschwindigkeit des Luftstroms wird ohne eine wesentliche Störung der Förderbahn der Fasern reduziert und die Fasern werden im wesentlichen sofort danach auf einer Ablage crpggrnrnf-jt während die Luft durch diese Abi2°e hindurchtreten kann.

Es ist wichtig, daß das Rohmaterial, aus welchem die Holzpulpefasern gewonnen werden, eine gleichmäßige Feuchtigkeit aufweisen. Auch sollten die Hoizstückchen, aus welchen die Fasern herausgelöst werden, eine bestimmte, möglichst gleichmäßige Größe aufweisen. Günstig ist, wenn die Holzstücke, aus denen die Fasern herausgelöst werden, eine Dichte von etwa 0,4 g/cm³ bis 0.7 g/cm³ aufweisen, vorzugsweise zwischen 0,55 bis 0,65 g/cm³. Um eine gleichmäßige Ablage von losen Holzpulpefasern zu erreichen, muß der Faserstrom kontinuerlich und gleichmäßig sein.

Die von der Mahlvorrichtung abgegebenen Fasern werden von einem Luftstrom hinweggetragen, in einem Schacht gesammelt und gefördert, wobei das Faser-Luftgemenge in turbulenter Weise einer Ablagefläche zugeführt wird. Dieses Gemenge kann durch Anbringung von Prallblechen im Förderschacht in turbulentem Zustand erha'en bleiben. Flexible, gewellte Röhren, in weichen 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. einer Siebtrommel oder einem Förderband, auf welche die Luft-Faserströmung gerichtet wird, wobei der Luft t.ne ausreichende öffnung für ihren Abzug zur Verfugung steht, die Fasern jedoch ausgesiebt und auf der Ablagefläche zurückbleiben. Es ist von Bedeutung, daß beim Fördern der Fasern zur Ablagefläihe 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 Vereinzelungszustandes der Fasern die Konzentration der Fasern im Luftstrom gering bleibt. Der geringste Wert von Luft, welcher für die Förderung von 0,45 kg Holzpulpefasern erforderlich ist, beträgt etwa 5 m³. Für diese Menge von Fasern wird jedoch vorzugsweise eine Luftmenge von etwa 8 bis 12 m³ verwendet. Es können auch vie! größere Luftmengen verwendet werden, dies kann jedoch unwirtschaftlich werden.

Um ein Vlies bestimmter Stärke auszubilden, muß die Luftmenge, Welche durch die Ablagefläche hindurchtrilt, sehr groß sftin Und bei im Querschnitt gleichblel· benden Förderleitung wird sich nur eine unzureichend offene Fläche in Oer Abiaj^eiftrichtung ergeben, durch welche die gesamte Luft leicht hindurditreten und dabei die Fasern ablegen kann. Mit zunehmender Vliesdichte wird dabei die Luft von der Ablageeinrichtun? abgewiesen und stört dabei die Verteilung der Fasern auf der Ablageeinrichtung.

Das vorliegende Verfahren erlaubt das kontinuierliche Sammeln von Fasern aus einem verbesserten Luft-Faserstrom mittels des Vergrößerns des Förderquerschnitts in der Fördervorrichtung, ohne die Faserveneilung zu stören. Dies wird durch das Fördern eines Faser-Luftgemenges in einem Schacht erreicht, der einen rechüeckigen Querschnitt hat und zu einer luftdurchlässigen Ablage führt, v/obei ein Abwinkein oder Divergieren der vorderen und hinteren Flächen des Schachtes um einen Betrag von etwa 50° bis 80° aus den parallelen Ebenen des Schachtes vorgesehen ist. Die vordere Seine wird um etwa das 1,4- bis 3,5fache der Abwinkelung der hinteren Seite abgewinkelt Dieser Betrag der Abwinkelung muß kleiner sein als das Dreifache der Entfernung zwischen den vorderen und hinteren Kante am Punkt, an dem -'ie Abwinkelung beginnt Es wird angenommen, daß d:·: vorgeschriebenen Einschränkungen es der kinetischen Energie der Fasern erlauben, unter Beibehaltung des vorhergehenden Förderquerschnitts die Fasern mit turbulenter hoher Geschwindigkeit auf der Ablageeinrichtung abzulegen, so daß die Fasern auf der Ablageeinrichtung in gleicher Richtung und in einem Strom gleicher Abmessungen auftreffen, die sie zuvor im Schacht inne hatten, während ein Teil der Luft ohn° wesentlichen Faseranteil im hinteren und vorderen Bereich der Ablageeinrichtung durch die Fasern hindurchtreten kann, ohne die Faserlage zu zerstören oder zu beeinträchtigen.

Es kann auch vorteilhaft sein, unterhalb der Ablageeinrichtung einen Unterdruck zu erzeugen, um die Fasern auf der Ablageeinrichtung festzuhalten, 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 erwrhnten Einschränkungen konstruiert ist.

Das große Volumen der mit relativ hoher Geschwindigkeit strömenden Luft verankert die Fasern in der gebildeten Faserlage. Die Ablage der Fasern verursacht nämlich ein Ineinandergreifen derselben, wobei eine gleichmäßige, integrale Materialbahn gebildet wird, mit welcher bei der weiteren Verarbeitung leicht umgegangen werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf eine in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Es zeigt

rig. 1 eine schematische Darstellung einer vollständigen Anlage zum Lösen, Auseinanderf'ihren und Ablegen von Fasern;

F i g. 2 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

F i g. 3 einen Sehr^: tt längs der Linie 3-3 in F i g. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage enthält eine Mahlvorrichtung zum Lösen von Holzpulpefasern aus Holzpulpestückchen, die mit einem Luiteinlaß 17 ausgerüstet ist, durch welchen eine Luftströmung zum tangentialen Ableiten der Holzpulpefasern vom Rand der Mahlscheiben zugeführt wird. Der Ausgang dieser Mahlvorrichtung ist mit dem Ansaugstutzen eines Saug- und Druckgebläses 19 verbunden, an dessen Auslaß ein Förderschacht 21 angeschlossen ist, welcher zu einer

Ablageeinrichtung 24 führt. Der Förderschacht 23 ist mit gewellten Wänden versehen, wodurch der gesamte Luft-Faserstrom in einem Zustand hoher Turbulenz gehalten und ein Zusammenballen der Fasern während der Förderung durch den Schacht unterbunden wird. Die Ablageeinrichtung 24 ist über ein Übergangsstück 25 mit dem Förderschacht 23 verbunden.

Die Ablageeinrichtung besteht aus einer umlaufenden perforierten Trommel 27, deren Mantel über einen ortsfesten Vakuumschlitz 28 hinwegläuft. Dieser Vakuumschlitz 28 ist fluchtend mit dem Obergangsstück 25 angeordnet und die Trommel 27 läuft in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung aus.

Der Querschnitt des Förderschachtes 23 ist kreisförmig. Beim Übergang des Förderschachtes 23 auf das Übergangsstück 25 wechselt diese Kreisform von der Trennebene A auf einen rechteckigen Querschnitt über, der bis zum Punkt B beibehalten wird. An diesem Punkt der Konzentration der Fasern in der Faser-Luffströ* mung ab. Der Zuführschacht 63 oberhalb des Über' gangsstüeks 25 weist einen im wesentlichen gleichbleibende Größe der Querschnittsfläche auf. Dieser Querschnitt 64 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

ίο Schacht mit einem quadratischen Querschnitt und einer Seitenlange von 15 cm verwendet wird, konvergieren die sich gegenüberliegenden Seiten 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 dies die gewünschte Breite ist, während die andere Abmessung etwa 7,5 cm beträgt. Beim Divergieren der Seiten ist jedoch zu beachten, daß diese in einem Gesamtwinkel

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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 Wechseln der Querschnittsformen die Luftgeschwindigkeit bei mindestens 1000 m/min erhalten bleibt.

Am Punkt C unmittelbar vor der Mantelfläche der Trommel 27, wird die Querschnittsfläche in einer bestimmten Weise erweitert, um eine Entspannung der Förderluft zu erlauben und einen ausreichenden Bereich zum Hindurchtreten 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 Ablagemitte 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 Ablagefläehe zuzuströmen. 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 Luft verwendet werden.

Die Ablageeinrichtung wird anhand der F i g. 2 und 3 nachfolgend näher erläutert. Die in Schleierform von gewünschter Breite mit hoher Geschwindigkeit von bis zu 2650 m/min zugeführten Fasern werden von einer perforierten, sich bewegenden Oberfläche 60, z. B. einer perforierten Trommel oder eines perforierten Förderbandes, gesammelt Unterhalb der AbJagefläche 60 ist eine Saugleitung 61 zum Ableiten der Luft angeordnet Die durch die Ablagefläche 60 ausgefilterten Fasern bilden eine Faserlage 62. Die Stärke dieser Lage 62 hängt von der Geschwindigkeit der Ablagefläehe 60 und

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weniger als 15°, divergieren, um Turbulenzen und Häufungen der Fasern zu verhindern. Die Seiten sollen gleichmäßig divergieren, so daß an jeder Seite eine Abweichung von der Vertikalen um etwa 7° bis 10° im Winkel α gegeben ist.

Sobald die Form des Kanals bei E und innerhalb von 20 cm im Abstand von der Ablagefläehe 60 erreicht ist. verlaufen die Vorderseite 70 und die Rückseite 71 in abgewickelter 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 Ausnehmung 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.2 zu erkennen ist soll der vordere Winkel β weniger als 55°, vorzugsweise weniger als 45° betragen, während der hintere Winkel θ weniger als 30° und vorzugsweise weniger als 20° betragen soll. Der Abstand vom Beginn der Ausdehnung bzw. der Abwinkelung β in Richtung auf die Ablagefläehe muß weniger als 20 cm sein, vorzugsweise etwa 15 cm. Die hintere Wand der Übergabekammer, die im beschriebenen Bereich gebildet wird, soll eine Abwinkelung von etwa 15° bis 25° von der Vertikalen in einer negativen Richtung aufweisen, während die vorderen Wand etwa 35° bis 55° in einer positiven Richtung von der Vertikalen aufweisen soll, wobei die gesamte Ausdehnung weniger als 80° beträgt um die Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung erreichen zu können. Tails damit noch nicht ausreichende Fläche für den Abzug der Förderluft gegeben ist, wird die Faserablage sehr gestört Falls eine zu große Abzugsfläche vorgesehen ist wird die Geschwindigkeit des Luft-Fasergemenges 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 selbstverständlich zugehörige zu bezeichnende Einzelteile fortgelassen, z. B. das erforderliche Gebläse zum Erzeugen eines Vakuums in der Saugleitung 61, sowie verschiedene Dichtungen usw.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bilden einer losen offenen Faserlage aus von einer Luftströmung durch einen Förderschacht mit sich im Endbereich erweiterndem Querschnitt herbeigeführten Holzpulpefasern auf einer luftdurchlässigen Ablagefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fasern tragende Luftströmung turbulent ist und daß im sich erweiternden Endbereich des Förderschachtes der Querschnitt nur der Luftströmung, nicht aber der des Faserstromes erweitert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum kontinuierlichen Bilden einer Faserbahn die Ablagefläche kontinuierlich bewegt wird und daß die Vergrößerung des Luftstromes in der Bewegungsrichtung der Ablagefläche größer als in der entgegengesetzten Richtung eingestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 3 und 16% und einer Länge von weniger als 6 mm zugeführt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Bilden einer losen offenen Faserlage aus von einer Luftströmung durch einen Förderschacht mit sich im Endbereich erweiterndem Querschnitt herbeigeführten Holzpulpefasern auf einer luftdurchlässigen Ablagefläche nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Förderschacht (23) mit im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Tubulenz in der Luftströmung, an welchen sich am stromabwärtigen Ende ein Übergangsstück (25) jich vergrößernden Querschnitts anschließt, „owie eine unter dessen Ei 'Ie gelegene luftduchlässige b wegte Ablagefläche (60).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderschacht (23) ein gewelltes, flexibles Rohr ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (25) sich vergrößernde rechteckige Querschnitte aufweist, wobei zwei sich gegenüberliegende Seiten im wesentlichen parallel zueinander und vertikal zu der sich bewegenden Ablagefläche (60) verlaufen, während die beiden anderen Seiten (70, 71) voneinander in einem Gesamtwinkel von 50 bis 80' divergieren, wobei die vordere Seite (70) etwa 1.4 bis 3.5 mal so weit abgewinkelt ist wie die hintere Seite (71) und sich die Kanten dieser Seiten (70, 71) über die Breite der Ablagefläche (60) erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Länge, über welche sich die Querschnittsfläche des Übergangsstücks (25) erweitert, weniger als 20 cm beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß dem Förderschacht (23) ein Saug- und Druckgebläse (19) vorgeschaltet ist.