DE2110599B2 - Process for the production of a glass fiber fleece by the wet fleece process - Google Patents
Process for the production of a glass fiber fleece by the wet fleece processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaservlieses, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs definiert ist.The invention relates to a method for producing a glass fiber fleece, as described in the preamble of Claim is defined.
Nachdem mit modernen Fasererzeugungsanlagen (DE-AS 13 01 019) die Anzahl der pro Einheit erzeugten Einzelglasfäden gegenüber dem ursprünglichen verwendeten Stabziehverfahren vervielfacht wurde, war es nicht mehr möglich, unter Verwendung dieser Fasererzeugungsanlagen sehr dünne Vliese nach dem bekannten und bewährten Trockenverfahren (DE-PS 12 70 496) herzustellen, da hier der Produktionsgeschwindigkeit sowohl mechanisch als auch strömungstechnisch Grenzen gesetzt sind. Man war daher bemüht, das bei Zellstoff und anderen natürlichen Fasern bewährte Naßverfahren auch in der Glasfasertechnik einzuführen (US-PS 34 41 792). Als bekannter Faserrohstoff wurden dabei Faserbündel aus zerhackten Glasseidensträngen oder Glasseiden-Rovings verwendet, die bekanntlich aus einer Vielzahl von Elementarfäder unendlicher Längen bestehen, die in weitgehend paralleler Ordnung zu einem Strang zusammengefaßt und durch ein Bindemittel miteinander verklebt sind. « Die Fäden gehen dabei eine so innige Verbindung miteinander ein, daß sie sich später, zu Stapeln gleicher Länge gehackt, nur schwer in die ursprünglichen Einzelfasern aufschließen lassen.After using modern fiber production plants (DE-AS 13 01 019) the number of generated per unit Single glass threads were multiplied compared to the originally used rod drawing process, it was it is no longer possible to use these fiber production systems with very thin nonwovens according to the known one and proven dry process (DE-PS 12 70 496) to produce, as this is the production speed both mechanical and fluidic limits are set. It was therefore endeavored to the wet process, which has been tried and tested with cellulose and other natural fibers, also in glass fiber technology to be introduced (US-PS 34 41 792). As a well-known fiber raw material, fiber bundles were made from chopped up Glass silk strands or glass silk rovings are used, which are known to consist of a large number of elementary filaments exist of infinite lengths, which are combined in a largely parallel order to form a strand and are glued to one another by a binding agent. “The threads run such an intimate connection with each other, that later, chopped into stacks of the same length, only with difficulty in the original Allow individual fibers to open up.
Zwar hat man versucht (US-PS 27 19 330), den Binderanteil auf ein Mindestmaß zu reduzieren, um ein besseres Auflösen der Bündel zu Einzelfasern im Wasser zu erzielen, doch trat dann bereits beim Hackvorgang neben einer hohen Staubentwicklung eine vorzeitige Aufspaltung ein, die keineswegs das Auflösen begünstigte, sondern nur dazu führte, daß die Fasern sich bereits vor der Zugabe zum Wasser verfilzten und dann umso schwerer oder überhaupt nicht entwirrbar waren.Attempts have been made (US Pat. No. 27 19 330) to reduce the binder content to a minimum in order to achieve a To achieve better dissolution of the bundle into individual fibers in the water, but then occurred during the chopping process in addition to a high level of dust generation, premature splitting, which in no way favored the dissolution, it only led to the fibers becoming matted before they were added to the water, and then all the more were more difficult or impossible to unravel.
Neben der Anwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide oder Glasseiden-Rovings hat man auch ·>ο versucht, sog. Faserbänder, die oft auch als Lunten oder Vorgarne bezeichnet werden, zu Abschnitten gehackt als Faserrohstoffe zu verwenden.In addition to using stacks of chopped glass silk or glass silk rovings, you can also use ·> ο tries to chop so-called slivers, which are often also referred to as roving or roving, into sections to be used as fiber raw materials.
Man glaubte dabei, daß Abschnitte dieser Glasstapelfaserbänder, deren Stapelfasern durch kein Bindemittel hr> miteinander verklebt sind, sich infolge des lockeren und losen Faserverbandes im Wasser besser als aus Glasseide gewonnene Faserbünde! zu EinzelfasernIt was believed this is that sections of these glass staple fiber bands whose staple fibers hr by no binder are 'glued together better as a result of the loose and loose fiber structure in the water when fiber frets obtained from fiberglass! to single fibers
auflösen würden.would dissolve.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die vorgeschilderten Mangel, die bereits bei der Verwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide mit geringerem Binderanteil vorkommen, gerade hier in verstärktem Maße auftreten. Dies fängt bereits beim Hackvorgang an, da infolge der verschieden langen Glasfasern des Faserbandes in den zerhackten Faserbündeln nicht Fasern gleicher Länge vorhanden sind. Zusätzlich liegen die Fasern im Band nicht parallel und verfilzen sich beim Hack- oder Schneidvorgang sehr stark, oft zusätzlich zu dem bereits vor der Herstellung des Faserbandes herrührenden innig verfilzten Zusammenhang der Einzelfasern, so daß eine ausreichende Trennung der Bündel in Einzelfasern im Wasser nicht mehr möglich ist. Die Folge ist auch hier eine starke Flockenbildung, die sich in der fertigen Bahn als Wolken optisch störend abzeichnen und zu untragbaren Schwankungen in Flächengewicht, der Feuchtigkeit und der Porosität mit den daraus resultierenden Mängeln führen.However, it has been shown that the above-mentioned deficiency, which already occurs when using too stacks Chopped glass silk with a lower proportion of binder occur, especially here to an increased extent. This already begins with the chopping process, as the fiber sliver has different lengths in the chopped fiber bundles do not have fibers of the same length. In addition, the fibers are in the The tape is not parallel and becomes matted very strongly during the chopping or cutting process, often in addition to the already before the production of the sliver originating intimately matted connection of the individual fibers, so that a sufficient separation of the bundles into individual fibers in the water is no longer possible. The consequence is too here a strong formation of flakes, which appear in the finished web as clouds in an optically disruptive manner and close unacceptable fluctuations in basis weight, moisture and porosity with the resulting resulting defects.
Um diese Nachteile zu verringern, hat man aufwendige Aufbereitungen der Faseraufschwemmung mit Hilfe von Zusatzaggregaten für die Entstippung zu den Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten in Kauf genommen, die nicht nur eine Verlängerung der Aufbereitungs- bzw. Auflösezeiten bei gleicher Maschinenkapazität, sondern auch eine erheblich größere Auslegung von Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten bedingten, die sich kostensteigernd auf die Anlage, auf das Gebäude und schließlich auf die Produktion selbst auswirkten.In order to reduce these disadvantages, complex preparations of the fiber suspension have to be carried out with the help of additional units for deflaking the dissolving, storage and working chutes accepted, which are not only an extension of the Preparation and dissolving times with the same machine capacity, but also a considerably larger design of dissolving, storage and working chutes conditional, which increase costs on the system, on the building and finally on the production itself had an impact.
Dieser letztgenannte Nachteil soll bei einem bekannten Verfahren (US-PS 30 67 087) behoben werden, der sich mit der Herstellung von Papier aus organischen, hydrophoben Fasern größerer Länge befaßt, wobei bei der tabellarischen Aufstellung bekannter hydrophober Fasern auch Glasfasern erfaßt sind. Dabei wird in erster Linie vorgesehen, die bereits in der richtigen Länge in Form von Ballen angelieferten trockenen Fasern mittels mehrerer aufeinanderfolgender Nagelbänder und Walzen aufzuschließen, sie gegebenenfalls dabei mit einem Netzmittel zu besprühen und in das ebenfalls mit Netzmitteln versetzte, stetig umgewälzte Dispersionsmittel einzubringen. Dort sollen sie mit Hilfe von Prallblechen in der Zuführrinne gleichmäßig in dem strömenden Medium dispergiert werden.This last-mentioned disadvantage is to be remedied in a known method (US-PS 30 67 087), the deals with the production of paper from organic, hydrophobic fibers of greater length, with the tabular list of known hydrophobic fibers also includes glass fibers. In doing so, first Line provided, which means that dry fibers are already delivered in the correct length in the form of bales to unlock several successive nail bands and rollers, if necessary with one To spray wetting agents and in the constantly circulated dispersing agent, which is also mixed with wetting agents bring in. There they should be evenly in the with the help of baffle plates in the feed channel flowing medium are dispersed.
Alternativ ist auch vorgesehen, trockene, endlose Fasern zuzuführen und anstelle der Nagelwalzen eine Hackvorrichtung vorzusehen, um die Endlosfäden direkt vor dem Einbringen in die Dispersionsflüssigkeit auf die geforderte Länge zu kürzen. Hierbei handelt es sich dann um das gattungsgemäße Herstellungsverfahren. Alternatively, it is also provided that dry, endless fibers are fed in and one instead of the nail rollers Provide chopping device to the continuous filaments directly before introduction into the dispersion liquid to be shortened to the required length. This is then the generic manufacturing method.
Auch diese Technik ist jedoch nicht geeignet, die vorerwähnten Schwierigkeiten bezüglich der ungenügenden Auflösung von aus Glasseide oder Faserband hergestellten Glasfaserabschnitten zu beheben, weil die in der Zufuhrrinne vorgesehenen Prallbleche auch bei Zusatz der an sich durchaus nützlichen Netzmittel völlig unzureichend sind, um die Wirkung der Bindemittelverklebung oder die Verfilzung der Fasern in ausreichendem Maße aufzuheben.However, this technique is also not suitable for the aforementioned difficulties regarding the insufficient To fix the dissolution of fiberglass sections made of fiberglass or fiber tape because the baffle plates provided in the feed channel, even with the addition of the wetting agents, which are actually quite useful are insufficient to the effect of the bonding agent bonding or the felting of the fibers in sufficient To pick up dimensions.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, die vorerwähnten Nachteile, insbesondere die schlechte und zu hoher Staubentwicklung führende Schneidbarkeit trockener Glasfaden und die völlig ungenügende Dispergierbarkeit mit Bindemitteln verklebter oder verfilzter Glasfasern zu beheben und eine MöglichkeitThe invention was therefore based on the object of the aforementioned disadvantages, in particular the bad and the cuttability of dry glass thread leading to high levels of dust and the completely inadequate To fix the dispersibility of bonded or matted glass fibers with binders and one possibility
zu schaffen, die mit geringem Aufwand ein optimales Auflösen vor Glasfasergefügen in Einzelfasern gewährleistet, um so ein Endprodukt mit größter Gleichmäßigkeit der Faserverteilung zu erhalten.to create, which guarantees an optimal dissolution of the fiberglass structure in single fibers with little effort, in order to obtain an end product with the greatest possible uniformity of fiber distribution.
Diese Aufgabe wird in der Weis..· gelöst, daß die Glasfaden durch Ausziehen feinster Glasströme aus Schmelzdüsen und Aufwickeln auf eine Trommel gewonnen werden, wobei die Flüssigkeitsbehandlung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit in einem intensiven Besprühen mit bindemittelfreiem Wasser besteht und nach Erreichen einer bestimmten Schichtdicke Glasfaden von der Trommel abgeschält und auf die vorbestimmte Länge zerhackt werden.This object is achieved in the way that the glass thread is drawn out by pulling out the finest streams of glass Melting nozzles and winding on a drum are obtained, with the liquid treatment to improve the dispersibility in intensive spraying with binder-free water consists and after reaching a certain layer thickness glass thread is peeled off the drum and on be chopped the predetermined length.
Dadurch, daß die Fasern schon bei ihrer Erzeugung intensiv mit Wasser benetzt werden, ist es möglich, ihnen bei der weiteren Bearbeitung ohne jegliche Verwendung vor Bindemitteln zunächst den nötigen, ihi'e Parallelität gewährleistenden Zusammenhalt zu verleihen, die Schwierigkeiten beim Zerhacken, insbesondere die Staubentwicklung zu vermeiden und trotzdem beim Einbringen in die Suspensionsflüssigkeit eine praktisch vollständige Auflösung zu erzielen.Because the fibers are intensively wetted with water when they are produced, it is possible for further processing without any use of binders, first of all the necessary, ihi'e cohesion ensuring parallelism, the difficulties in hacking, in particular to avoid the generation of dust and still when it is introduced into the suspension liquid to achieve a practically complete resolution.
Obwohl, wie die Praxis bewiesen hat, das Besprühen der Fasern mit reinem Wasser für die Verwirklichung der Erfindung ausreicht, ist selbstverständlich ein Zusatz der für die Faseraufschwemmung bekannten und üblichen Netzmittel unschädlich, und für den Fall, daß die Faserbündel nach dem Zerhacken nicht sofort weiterverarbeitet werden und eine Antrocknung erfahren, sogar vorteilhaft.Although, as practice has shown, spraying the fibers with pure water for the realization of the invention is sufficient, of course, is an addition of those known and used for fiber suspension conventional wetting agents harmless, and in the event that the fiber bundle is not immediately after chopping be processed further and experience drying, even advantageous.
Der Verfahrensablauf zur Verwirklichung der Erfindung ist in seinen einzelnen Abschnitten in der Zeichnung schematisch dargestellt.The process flow for realizing the invention is in its individual sections in Drawing shown schematically.
Dabei kann man so vorgehen, daß in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von parallelen Einzelfasern 1 aus Strömer flüssigen, in einer am Boden mit Düsen versehenen Wanne 2 enthaltenen Glases ausgezogen, an eine schnell umlaufende Trommel 3 herangeführt und auf den Umfang der Trommel aufgewickelt werden.One can proceed so that in a conventional manner a plurality of parallel individual fibers 1 from Strömer liquid glass contained in a tub 2 provided with nozzles at the bottom, brought up to a rapidly rotating drum 3 and wound onto the circumference of the drum.
Um ein intensives Durchfeuchten aller Einzelfasern zu erzielen, wird dabei erfindungsgemäß die Trommeloberfläche auf ihrer ganzen Länge mit einem Wasserstrom besprüht, beispielsweise mit einem Wasserfächer 4, wodurch gleichzeitig auch eine gute Haftung der ersten Faserschicht auf der Trommeloberflsche erzielt wird.In order to achieve intensive wetting of all individual fibers, the drum surface is used according to the invention sprayed along their entire length with a stream of water, for example with a water fan 4, which at the same time also ensures good adhesion of the first fiber layer on the drum surface will.
Die intensive Befeuchtung der Einzelfasern bewirkt deren gegenseitigen Zusammenhalt unter Aufrechterhaltung ihrer Parallelität, wenn nach Erreichung einer bestimmten Schichtdicke die Trommel stillgesetzt und die Faserschicht in Längsrichtung 5 der Trommel durchschnitten und von der Trommeloberfläche abgeschält wird. Dabei kann die Schicht auch zusätzlich in Richtung des Trommelumfangs 6 geteilt werden, um so kleinere Pakete 7 des feuchten Fasergefüges zu erhalten.The intensive moistening of the individual fibers causes their mutual cohesion while maintaining their parallelism when, after reaching a certain layer thickness, the drum is stopped and cut through the fiber layer in the longitudinal direction 5 of the drum and peeled off from the drum surface will. The layer can also be divided in the direction of the drum circumference 6 in order to do so to get smaller packets 7 of the moist fiber structure.
Bei der praktischen Erprobung wurde ein durchschnittlicher Feuchtigkeitsgehalt der Fasermenge bei der Abnahme vor der Trommel von ca. 17% gemessen, der sich je nach dem zwischen der Hei stellung und dem Hacken verstrichenen Zeitraum auf ca. 12—15% reduziert.In the practical test, an average moisture content of the amount of fiber was found at the decrease measured in front of the drum of approx. 17%, which is between the Hei position and the Chopping time elapsed reduced to about 12-15%.
Einem zu starken Abfall des Feuchtigkeitsgehaltes kann man auf jeden Fall durch entsprechende Maßnahmen bei der Lagerung entgegentreten.An excessive decrease in the moisture content can definitely be avoided by using the appropriate Counter measures during storage.
Besonders vorteilhaft ist es aber, die noch feuchten Pakete unverzüglich in eine Hackvorrichtung 8 zu bringen, wo sie in Fasergefüge 9 von vorzugsweise zwischen 10 und 30 mm Länge gehackt werden.However, it is particularly advantageous to immediately transfer the still moist packets into a chopping device 8 bring where they are chopped into fiber structure 9 of preferably between 10 and 30 mm in length.
Hierbei zeigt sich ein weiterer Vorteil der Verwendung angefeuchteter Glasfasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Er besteht darin, daß die Sprödigkeit, die die Glasfasern im trockenen Zustand aufweisen, und die z. B. beim Transport und beim Hacken zum Brechen und Verfilzen führt, ebenso vermieden wird wie die für die Bedienung lästige Staubentwicklung.A further advantage of the use of moistened glass fibers in the one according to the invention is shown here Procedure. It consists in the brittleness that the glass fibers have in the dry state, and the z. B. leads to breaking and matting during transport and chopping, is avoided as well as for the operation annoying dust development.
Die noch feuchten, parallelen Einzelfasergefüge 9 werden dann kontinuierlich, z. B. durch ein Transportband 10, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Dosiereinrichtung in regelmäßigen Abständen in eine Mischbütte U eingebracht und mit dem Suspensionsmittel 12, meist Wasser, versetzt.The still moist, parallel single fiber structures 9 are then continuously, for. B. by a conveyor belt 10, preferably with the interposition of a metering device at regular intervals in a Introduced mixing vat U and mixed with the suspension medium 12, usually water.
Der Umstand, daß das den Zusammenhalt der Fasern im Fasergefüge hervorgerufene und das als Suspensionsmittel dienende Medium gleich sind, trägt zur schnellen und vollständigen Auflösung des Zusammenhaltens der Fasern untereinander bei. Somit ist eine sehr intensive Aufschließung der Fasern gewährleistet, so daß die auch als »Stoff« bezeichnete Aufschwemmung von der Mischbütte 11 aus mittels einer Pumpe 15 in die Arbeitsbütte 16 und vor dort durch eine Pumpe 17, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Endstippcrs 14 bekannter Bauart, in die Leitung 22 des Kreislaufwassers, und durch diese stark verdünnt in den Stoffauflauf 18 gefördert werden kann.The fact that this caused the cohesion of the fibers in the fiber structure and that as a suspension medium serving medium are the same, contributes to the rapid and complete dissolution of the cohesion of the fibers among themselves. This ensures a very intensive breakdown of the fibers, see above that the suspension, also referred to as "substance", from the mixing vat 11 by means of a pump 15 into the Working bucket 16 and before there by a pump 17, if necessary with the interposition of an end tipper 14 known design, into the line 22 of the circuit water, and through this heavily diluted in the Headbox 18 can be promoted.
Von der Entwässerungskammer 19 gelangt das Suspensionsmittel über eine Leitung 20 nach Passieren üblicher Filtereinrichtungen in ein Vorratsbecken 2t, aus dem mittels einer Pumpe 23 das Kreislaufwasser und das über eine Leitung 24 wieder der Mischbütte zugeführte Wasser entnommen wird.From the dewatering chamber 19, the suspension medium arrives via a line 20 after passing it conventional filter devices in a storage tank 2t, from which the circulating water and by means of a pump 23 the water fed back into the mixing vat via a line 24 is withdrawn.
Es ist also erfindungsgemäß möglich, auch bei den als besonders schwer suspendierbar bekannten Glasfasern einen kontinuierlichen Kreislauf des Suspensionsmittels 12 von der Mischbütte 11 über die Arbeitsbütte 16 und den Stoffauflauf 18 zurück zur Mischbütte 11 zu erzielen, wogegen man bisher mit mehreren Misch- und Vorratsbütten in der Weise arbeiten mußte, daß abwechselnd eine Vorratsbütte als Arbeitsbütte mit dem Stoffauflauf verbunden wurde, während sich die andere mit der von der Mischbütte kommenden Faseraufschwemmung füllte. Während der Zeit, in der die Arbeitsbütte leer lief, wurde dabei mit Hilfe von Rührwerken oder ähnlichen Einrichtungen ein möglichst gutes Aufschließen des bereits in der Mischbütte vorbehandelten Fasergefüges angestrebt, das aber nicht die Gründlichkeit erreichte, die die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung erreichen läßt.It is therefore possible according to the invention, even with the glass fibers which are known to be particularly difficult to suspend a continuous cycle of the suspension medium 12 from the mixing vat 11 via the working vat 16 and to achieve the headbox 18 back to the mixing chest 11, whereas previously with several mixing and Storage chutes had to work in such a way that a storage chute as a working chute with the The headbox was connected, while the other was connected to the fiber suspension coming from the mixing chest filled. During the time when the work bucket was running empty, with the help of Agitators or similar devices to unlock what is already in the mixing vat as well as possible strived for pretreated fiber structure, but did not achieve the thoroughness that the application of the Can achieve the method according to the invention.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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