DE2317402B2

DE2317402B2 - Verfahren zur Herstellung einer nicht-gewebten Fasermatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2317402B2
Application number: DE2317402A
Authority: DE
Inventors: Neil George Douglas Marlow Buckinghamshire Robertson (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Wiggins Teape Research and Development Ltd
Current assignee: Arjo Wiggins Ltd
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1980-10-16
Also published as: FR2179205B1; SE395489B; DD104581A5; US3871952A; DE2317402A1; DE2317402C3; AR199395A1; NO142678B; FR2179205A1; NO142678C; DD104582A5; NL171733B; NL7304817A; FI56869C; FI56869B; FI65459B; CA983300A; FI65459C; IT980789B; AT324825B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer nicht-gewebten Fasermatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 3.

Bei einem aus der DE-OS 15 60 872 bekannten Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einer daraus bekannten Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 3 wird zwar der Hauptteil der Flüssigkeit einschließlich des oberflächenaktiven Mittels und der darin enthaltenen Luft durch Ablauftrichter und Absaugtrichter aufgefangen. In dem Absaugtrichter wird dabei über eine gesonderte Leitung ein Unterdruck aufrechterhalten. Über diese Leitung wird ein großer Anteil der in der aufgefangenen Dispersion enthaltenen Luft abgeführt, so daß die in die Schäum- und Mischvorrichtung rückgeführte Dispersion nicht mehr den ursprünglichen Luflanteil besitzt. Der bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung verwendete Mischer ist zur Umgebungsluft offen. Um ein Überschäumen des Mischers zu vermeiden, muß ein solcher Mischer sehr groß sein. Nahezu die gesamte Faserdispersion muß ständig neu aufgeschäumt werden.

Aus der DE-OS 20 53184 ist es bekannt, eine Faserdispersion mit einem Gasanteil zu verarbeiten und die Dispersion durch mehrere Rohre von verengtem Querschnitt zu leiten. Gasbläschen werden dabei durch

Einleiten eines Gas- oder Dampfstromes erzeugt.

L>n Stoffauflaufkasten der Papiermaschine wird über der freien Oberfläche der Dispersion ein Unterdruck erzeugt und dadurch die Dispersion entgast, wodurch die Fasern gegen die freie Oberfläche getrieben werden

ίο und dort eine Verdichtung der Dispersion erreicht wird. Auch bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren muß daher die Dispersion bei jedem Umlauf neu gebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren zur Verfugung zu stellen, bei dem mit geringem Energieaufwand eine homogene Faserdispersion erzielt wird, sowie eine Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 3 gelöst.

Hierdurch ist es möglich, einen großen Teil der Dispersion in geschäumtem Zustand zurückzugewinnen. Es braucht daher nur ein geringer Teil der Flüssigkeit wieder aufgeschäumt zu werden, wodurch Energie eingespart werden kann. Darüberhinaus hat sich gezeigt, daß durch das Führen der geschäumten Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf eine Vergleichmäßigung der Luftbläschengröße eintritt, wodurch sich

ίο eine Vergleichmäßigung der Faserverteilung einstellt Dies trifft insbesondere auch für lange Fasern zu.

Durch die im Anspruch 2 angegebene bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine weitere Homogenisierung der Fasern erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schaubildlich eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig.2 in Draufsicht eine Schaumeinrichtung zur

Herstellung einer geschäumten Faserdispersion und

Fig.5 im Schnitt eine Schäumeinrichtung gemäß Fig. 2.

Auf eisten gelochten Träger 1, welcher das Sieb einer Langsiebpapiermaschine ist, wird aus einem Stoffauflaufkasten 2 eine geschäumte Faserdispersion abgeschieden, aus welcher ein nicht-gewebtes Fasermaterial hergestellt wird, indem aus der Dispersion durch den gelochten Träger 1 Flüssigkeit in einem geschäumten Zustand abgezogen wird. Das Abziehen der Flüssigkeit erfolgt in bekannter Weise durch Saugeinrichtungen 3 und 4, deren Saugseiten an die Unterseite des Trägers 1 angeschlossen sind. Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, sind die Saugeinrichtungen 3 und 4 entlang dem Träger 1, voneinander räumlich entfernt, angeordnet. Zwischen den Saugeinrichtungen 3 und 4 läuft der Träger 1 über Registerwalzen 5. Ein gewisser Abfluß, etwa 20%, findet statt, während die Dispersion über die Walzen 5 läuft; das so abgezogene Wasser fällt in eine Siebgrube 6, von der es über ein Wehr 7 in eine Wasserwanne 8 überfließt, und in dieser wird es durch einen Rührer 9 gequirlt und von hier aus durch eine Pumpe 10 in einen Tank 11 gepumpt. Die Saugeinrichtungen sind mit Saugerkästen 12 und 13 verbunden.

Die Druckseiten der Saugeinrichtungen sind durch

μ Rohre 14 bzw. 15 mit einer Rohrleitung 16 verbunden, in der oberflächenaktives Mittel enthaltende, abgezogene Flüssigkeit auf eine Mischung aus Luft/Wasser/Fasern/ oberflächenaktivem Mittel, die durch die Rohrleitung 16

mittels einer Pumpe 17 unter einem Druck von etwa 13 bis 16 N/cm³ gefördert wird, trifft und ihr beigemischt wird. Die Rohrleitung 16 ist mit einem in der Leitung liegenden Mischeinrichtung 18 verbunden, welcher eine grobe Durchmischung des; Gemenges bevrirkt und für eine ziemlich homogene !Mischung sorgt, die aus der Mischeinrichtung 18 durch eine Rohrleitung 19 in eine in der Leitung liegende Schäumeinrichtung 20 gelangt, in welcher eine geschäumte Faserdispersion mit den oben bezeichneten, gewünschten Eigenschaften für eine Abgabe durch eine Rohrleitung 21 an den Stoffauflaufkasten 2 hergestellt wird. Die Schäumeinrichtung 20 ist von geschlossener Bauart und vorzugsweise von der unten mit Bezug auf die Fig.2 beschriebenen Art, bei der keinerlei sich mechanisch bewegende Teile verwendet werden und die nicht gegenüber der Atmosphäre offen ist Abgemessene Mengen von Gas und oberflächenaktive Mittel werden der Wasser/Fasern- Dispersion vor der Mischeinrichtung 18 zugegeben.

Wie bei der Herstellung von nicht-gewebtem FasermateriaJ üblich, werden die Fasern zunächst mit Wasser in einem herkömmlichen. Mahlgerät 22, z. B. einem Holländer, zu einem Stoff gemahlen, der eine Konsistenz von etwa 4 Gew.-%, bezogen auf staubtrokkene Fasern, aufweist. Der Stoff wird durch eine Pumpe 23 in Bütten 24 gepumpt, in denen er als loser Vorrat aufbewahrt wird, wobei die Fasern mittels herkömmlicher Rührer 25 praktisch gleichmäßig in Dispersion gehalten werden. Aus dem Bütten 24 wird der Stoff mittels einer Pumpe 27 entlang einer Leitung 26 nach einem Refiner 28 gepumpt, aus dem der Stoff nach einer Verdickungsvorrichtung 219 hingelangt. Die Verdikkungsvorrichtung dient zum Entwässern des Stoffes, so daß er die Verdickungsvorrichtung mit einer Konsistenz verläßt, die üblicherweise zwischen 20Gew.-% und 30Gew.-%, bezogen auf die staubtrockenen Fasern, liegt, aber ausreichend hoch sein sollte, um die Zufuhr von frischem Wasser in die Apparatur auf ein Mindestmaß zu beschränken und dabei doch den Trocknungsgrad zu ergeben, der für die Bahn, welche von dem gelochten Träger 1 abgenommen wird, vor dem Trocknen verlangt wird. Wasser, das in der Verdickungsvorrichtung 29 aus dem Stoff extrahiert worden ist, wird durch eine Abflußrohrleitung 30 entfernt und kann entweder in den Abfluß gehen oder für eine Wiederverwendung wieder in das Mahlgerät 22 geleitet werden. Der verdickte Stoff wird an einen Zerfaserer 31 abgegeben, in welchem er mittels einer herkömmlichen Rührvorrichtung 32 mit Flüssigkeit, die in einem Tank 33, der über das Rohr 14 durch ein Ventil 34 abgezogene Flüssigkeit erhält, gespeichert wird, und mit Flüssigkeit vermischt wird, weiche aus dem Tank 11 mittels einer Pumpe 35 in den Tank 33 gepumpt wird und dabei, wenn gewünscht, durch eine Entiiockungsvorrichtung 36 strömt.

Oberflächenaktives Mittel kann, wenn gewünscht, dem Wasser in dem Tank 33 zugesetzt werden; vorzugsweise werden aber sowohl Luft als auch oberflächenaktives Mittel in die Wasser/Faser-Dispersion eingelassen, während sie durch eine Rohrleitung 37 nach der Rohrleitung 16 hin fließt. Die Pumpe 17 ist in die Rohrleitung 37 eingebaut, und die Luft und das oberflächenaktive Mittel werden in die Rohrleitung 37, vorzugsweise an der Ausgangsseite der Pumpe 17, durch Zündvorrichtungen 38 bzw. 39 eingespeist. Eine Entflockungsvorrichtung 40, die zum Dispergieren von Faserklumpen dient, ist ebenfalls in die Rohrleitung 37 eingebaut.

Die bevorzugte Bauart der Schäumeinrichtung 20 umfaßt mehrere schaumbildende Röhren 41, die aus biegsamen Rohren bestehen können, von denen jede mindestens; einen inneren Bereich mit verengtem Querschnitt aufweist, der durch ein rohrförmiges Einsatzstück 42 gebildet wird, das kreisrund sein kann oder einen anderen gewünschten Querschnitt aufweisen kann. Ein Einlaßrohrverteiler, der durch ein Gehäuse 43 gebildet wird, und ein Auslaß rohr verteiler, der durch ein

ι ο Gehäuse 44 gebildet wird, sind durch die schaumbildenden Röhren 41 miteinander verbunden. Der Einlaßrohrverteiler ist an die Rohrleitung 19 durch einen Flansch 45 und der Auslaßrohrverteiler an die Rohrleitung 21 durch einen Flansch 46 angeschlossen. Jede schaumbildende Röhre 41 tritt seitwärts aus einem Gehäuse heraus und ist, wie bei 47, zwischen ihren Enden, die mit dem Zufuhr- bzw. Abgabegehäuse verbunden sind aufgewickelt Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gehäuse 43 und 44 kreisrund, und die schaumbildenden Röhren 41 laufen sternförmig von ihnen weg.

Jedes Ende von jeder der schaumbildenden Röhren 41 ist an ein Gehäuse 43,44 über ein manuell betätigbares Ventil 48 angeschlossen, das mit einem Rohrstutzen 49 verbunden ist der seitwärts von dem Gehäuse 43, 44 wegläuft Die rohrförmigen Einsatzstücke 42 sind mit den Ventilen 48 verbunden, und die schaumbildenden Röhren 41 sind, wie in der F i g. 3 veranschaulicht über den Einsatzstücken 42 angebracht

jo Ein Ende 50 des Gehäuses 43 ist offen und steht dadurch mit der Rohrleitung 19 in Verbindung, und das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 43 ist durch ein Absperrorgan 51 (Fig.3) verschlossen, das eine kegelförmige Konfiguration 52 zeigt mit der es sich in das Gehäuse 43 hineinerstreckt damit die Bildung von Lufttaschen in dem Gehäuse 43 verhindert wird.

Es können 48 schaumbildende Röhren 41 in vier Rängen oder Gruppen, die sich jeweils aus 12 Röhren zusammensetzen, angeordnet sein, und die Gehäuse 43 und 44 sind vorzugsweise unabhängig voneinander unterstützt so daß zwischen den Zufuhr- und Ausgangsrohrverteilern wenig oder gar keine Vibrierung übertragen wird. Vor dem Gebrauch der schaumbildenden Apparatur für die Herstellung irgendeiner speziellen Produktart wird im allgemeinen die Anzahl der zu verwendenden, schaumbildenden Röhren durch Betätigung der Ventile 48 ausgewählt. Wenn gewünscht, kann die Anzahl der im Gebrauch stehenden, schaumbildenden Röhren 41 während des Betriebes der Apparatur durch Betätigung der Ventile 48 geändert werden.

Im Betrieb wird eine Mischung aus Luft, Wasser und Fasern und oberflächenaktivem Mittel, die dem Gehäuse 43 zugeführt wird, praktisch gleichmäßig in jede schaumbildende Röhre 41 verteilt, und die rohrförmigen Einsatzstücke 42 schaffen eine Turbulenz in der Mischung, welche ein Schäumen bewirkt und die Fasern sich dispergieren läßt, so daß man eine geschäumte Faserdispersion erhält, welche die oben angegebenen, gewünschten Eigenschaften besitzt

Die zurückgewonnene, abgelaufene Flüssigkeit wird somit kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf geführt, der durch die Rohre 14,15 und die Rohrleitung 16, den Mischer 18, die Rohrleitung 19 und die Schäumeinrichiung 20 gebildet wird, wodurch die benötigte Ergänzungsmenge an oberflächenaktivem Mittel herabgesetzt wird, jnd daß es durch Anwendung der beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Schäumeinrichtune durch Zumessen von Luft und

oberflächenaktivem Mittel in das zufließende Strömungssystem möglich ist, den Luftgehalt zu überwachen und damit die Viskosität des Schaumes zu kontrollieren. Das oberflächenaktive Mittel kann anionisch, kationisch oder nichtionisch sein. Geeignete oberflächenaktive Mittel sind Octylphenoxypolyäthoxyäthanol und Dodecylbenzolsulfonat handelsgängiger Qualität.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer nicht-gewebten Fasermatte, bei welchem Luft, Wasser, Fasern und oberflächenaktives Mittel einer Misch- und Schäumeinrichtung zugeführt und in dieser ohne Verwendung bewegter mechanischer Teile durch Turbulenz eine geschäumte Dispersion erzeugt wird, die geschäumte Dispersion einem gelochten Träger zugeführt und durch Saugwirkung eine Entwässerung der am Träger befindlichen geschäumten Dispersion vorgenommen wird und der Hauptteil der Flüssigkeit zurückgewonnen und zusammen mit einer weiteren zugemessenen Menge an Luft, Wasser, Fasern und oberflächenaktivem Mittel der Schäumeinrichtung wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Entwässerung zurückgewonnene Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf in dem die Saugwirkung erzeugt wird, der geschlossenen Misch- und Schäumeinrichtung wieder zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zuführen der abgemessenen Menge an Luft und oberflächenaktivem Mittel und vor der Zuführung in die Schäumeinrichtung Faserklumpen dispergiert werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Zumeßeinrichtung mit einer Misch- und Schäumeinrichtung, durch die eine Turbulenz ohne die Verwendung bewegter mechanischer Teile erzeugbar ist, mit einer Einrichtung zur Zuführung der gebildeten geschäumten Dispersion auf einen gelochten Träger, auf dem die nicht-gewebte Fasermatte gebildet wird und mit einer Saugeinrichtung einschließlich Saugerkästen zur Rückgewinnung eines Hauptteils der Flüssigkeit aus der geschäumten, am Träger befindlichen Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung (3, 4) die Zumeßeinrichtung und die Misch- und Schäumeinrichtung (18, 20) einen geschlossenen Kreislauf bilden.