DE2554571B2

DE2554571B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trockenformen einer Faserschicht

Info

Publication number: DE2554571B2
Application number: DE2554571A
Authority: DE
Inventors: Brian William Bristol Attwood; Denis Raymond Bath Hicklin
Original assignee: KARL KROYER ST ANNE'S Ltd BRISTOL (VER KOENIGREICH)
Current assignee: KARL KROYER ST ANNE'S Ltd BRISTOL (VER KOENIGREICH)
Priority date: 1975-01-18
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1980-06-04
Also published as: SE425416B; FI753159A; DE2554571C3; DE2554571A1; GB1497807A; SE7512858L; FR2297952B1; JPS5184976A; US4074393A; CA1031528A; FI58804C; FI58804B; JPS546665B2; FR2297952A1

Description

Bei den gattungsgemäßen Verfahren zum Trockenformen einer Faserschicht wird trockenes Faserrohma- « terial, z. B. Holzzellulose, die in einer Hammermühle in diskrete Fasern aufgeschlossen worden ist, in einem Trägerluftstrom befördert und auf einer durchlöcherten Formfläche abgelegt, sowie ein Unterdruck auf die Unterseite der Formfläche angelegt, um die Formung to der Faserschicht zu unterstützen. Letztere wird mit einem Bindemittel, z. B. Wasser, besprüht, und dann unter Wärme- und Druckeinwirkung konsolidiert, damit Papier oder Pappe erhalten wird. Falls erwünscht, können entsprechende Zusatzstoffe eingebaut werden, f>^r> damit ein sogenanntes nonwoven Produkt erhalten wird.

Aus der DE-OS 18 07 411 ist eine Vorrichtung zum

gleichmäßigen Verteilen eines zerfaserten Fasermaterials auf eine Faserschicht-Formgebungsfläche bekannt, bei der eine Verteilvorrichtung über der Formgebungsfläche vorgesehen ist, die einen Strom von mit Fasern gefüllter Trägerluft aufnimmt und ein zylindrisches Gehäuse besitzt, das eine geschlossene Oberseite und eine perforierte ebene Bodenwand, einen seitlichen Einlaß für die Trägerluft und eine Vielzahl von seitlich nebeneinander angeordneten, um vertikale Achsen umlaufenden Laufrädern aufweist Die Laufräder, die in geringem Abstand über der Bodenwand angeordnet sind, sind so ausgelegt daß sie die Fasern über die Bodenwand verteilen und umrühren und möglicherweise auftretende Faserklumpen zerkleinern. Klumpen, die nicht zerkleinert werden, werden gegen die Gehäuseseitenwand gedrückt, wo ein Luftstrahl sie aus dem Gehäuse durch einen Schlitz, der zu diesem Zweck in der Seitenwand vorgesehen ist bläst Die Fasern und ihre Trägerluft entweichen durch die Bodenwand und werden nach unten auf die durchlöcherte Formfläche mit Hilfe eines Saugkastens unterhalb der Formfläche gesaugt

Es wurde festgestellt daß das Entweichen der gesamten Trägerluft oder eines maßgeblichen Teiles der Trägerluft durch die perforierte Bodenwand die Ausbildung einer Schicht gleichförmiger Tiefe auf der Formfläche wesentlich behindern kann. Dies trifft insbesondere zu, wenn die Trägerluft zu Beginn auch eine Hammermühle oder eine andere Anlage kühlen soil, was nur bei einer entsprechend hohen Durchflußgeschwindigkeit möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gleichmäßiges Absetzen der Fasern auf dem Formband durch gesteuerte Abwärtsbewegung der Fasern zu erreichen unter Beibehaltung einer hohen Trägerluftgeschwindigkeit durch die Hammermühle.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren zum Trockenformen einer Faserschicht bei dem ein Hauptvorrat an diskreten Fasern nach dem Durchgang durch eine Hammermühle in einem Trägerluftstrom einem Einlaß eines Verteilergehäuses zugeführt wird, bei dem die Fasern so umgerührt werden, daß ein Faserbett auf einer perforierten Bodenwand des Gehäuses gebildet wird, und bei dem die Fasern aus dem Bett nach unten durch die Bodenwand und auf eine durchlöcherte Formfläche gesaugt werden, um eine Schicht darauf auszubilden, dadurch erreicht, daß der größte Teil des Trägerluftstromes, der in das Gehäuse eintritt, oberhalb des Faserbettes aus dem Gehäuse abgeführt und daß ein Teil dieses genannten Trägerluftstromes wieder durch die Hammermühle zusammen mit der Faserzuführung hindurchgeführt wird, wobei dieser Trägerluftstrom eine derart hohe Durchflußgeschwindigkeit aufweist daß eine Kühlung der Hammermühle erfolgt.

Aus der US-PS 36 44 078 ist zwar schon eine Vorrichtung zum Herstellen von Faservliesen bekannt, bei der oberhalb eines Faserverteilungssiebes die überschüssigen Fasern zur Hammermühle zurückgeführt werden. Diese Vorrichtung arbeitet aber nicht mit einer Rührvorrichtung und die Rückführung dient nur der Wiederaufbereitung der Faserklumpen, nicht aber der Kühlung der Hammermühle.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch ein mil. dem Gehäuseeinlaß verbundenes Faser-Luft-Leitungssystem, das eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luftstromes aufweist und

in das eine luftgekühlte Hammermühle eingeschaltet ist, wobei mindestens ein Auslaß im Gehäuse oberhalb des Faserbettes mit der Hammermühle verbunden ist

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß im Betrieb ein Luftstrom, der zum Kühlen der Hammermühle verwendet wird, und deshalb eine entsprechend hohe Durchflußgeschwindigkeit besitzt, gleichzeitig als Trägerluft zum Transport von diskreten Fasern über einen Abscheider zum Verteilereinlaß dient. Der Vorteil der Kühlung der Hammermühle wird dabei durch eine vorteilhatte, gleichmäßige Faserablage ergänzt, ohne daß sich die hohe Strömungsgeschwindigkeit nachteilig auswirkt

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstellend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Faserzuführ- und -umlaufe^:nrichtung mit einer Anzahl von Faserverteilvorrichtungen zum Trockenformen einer Faserschicht,

Fig.2, 3 und 4 einen vertikalen Schnitt, eine Endansicht und eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Verteilvorrichtung, und

Fig.5, 6 und 7 einen vertikalen Schnitt eine Endansicht und eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Verteilvorrichtung.

In F i g. 1 ist eine durchlöcherte Formt iäche 10 dargestellt, auf deren oberer Fläche trockene Fasern zur Formung einer Trockenfaser-Materialschicht aufgebracht werden. Die Formfläche 10 ist ein durchlaufendes endloses Drahtband. Vier Schichten oder Lagen werden aus einer ersten Lagenbildungseinrichtung II, einer zweiten Lagenbildungseinrichtung 12, einer dritten Lagenbildungseinrichtung 13 und einer vierten Lagenbildungseinrichtung 14 aufgebracht. Die Einrichtungen für die Ausbildung der jeweiligen Lagen sind identisch und es wird nachstehend lediglich eine derartige Lagenbildungseinrichtung, nämlich die Einrichtung 11, erläutert

Die Einrichtung 11 zum Aufbringen der ersten Lage weist ein Zerkleinerungs- und Zerfaserungsgerät 15 auf, das einen Ballenbrecher 16 und eine luftgekühlte Hammermühle 17 enthält. Faserballen werden dem Ballenbrecher 16 von einer Vorratsstelle bei 18 zugeführt und die aufgebrochenen Ballen in die Hammermühle 17 eingebracht, von wo die einzelnen Fasern durch einen Trägerluftstrom, der von einem Gebläse 20 erzeugt wird, einem Zyklonabscheider 21 zugeführt werden, in welchem ein Teil der Luft von den Fasern getrennt und über eine Leitung 22 an einen weiteren Zyklonabscheider 23 geführt wird. Der Trägerluftstrom wird anfangs zum Durchfließen und Kühlen der Hammermühle 17 verwendet, deren Bstrieb mit hoher Energie eine solche Kühlung erfordert. Die durch die Leitung 22 strömende Luft enthält noch Fasern, und diese Fasern werden im Zyklonabscheider 23 getrennt wobei die Luft an einer Stelle 24 in die Atmosphäre gelangt, während die Fasern durch die Leitung 25 und die ventilgesteuerten Leitungen 27 zum Faserzuführsystem, z. B. zum Ballenbrecher 16 gelangen, vorzugsweise jedoch zu der Einrichtung 12 oder 13, die die mittleren Lagen des mehrlagigen Endproduktes ausbilden. Der Zyklonabscheider 23 ist allen vier Lagenbildungseinrichtungen ebenso wie die Leitung 22, die die mit Fasern geladene Trägerluft führt, und die Rückführleitung 25 gemeinsam.

Das den Zyklonabscheider 21 verlassende konzentriertere Faser-Luft-Gemisch gelangt durch Leitungen 30, 31 an ein Faserverteilsystem, das bei dieser Ausführungsform drei Faserverteilvorrichtungen 32 aufweist die unmittelbar über der Formfläche iO angeordnet sind. Die Fasern aus den Verteilvorrichtungen 32 werden auf die Formfläche 10 aufgebracht und bilden die erste Lage eines mehrlagigen Produktes.

Überschüssige Fasern, die nicht den Verteilvorrichtungen 32 zugeführt werden und die nicht auf die

ίο Formfläche 10 aufgebracht werden, werden durch ein Paar von Leitungen 33 abgezogen, die so ausgelegt sind, daß sie mit dem Luftstrom durch die Hammermühle 17 in Verbindung stehen, so daß eine Saugwirkung in den Leitungen 33 entsteht Falls zusätzliche Luft an dem Zerkleinerungs- und Zerfaserungsgerät 15 erforderlich ist, um das insoweit beschriebene geschlossene System abzugleichen, kann diese in die Leitung 33 eingeführt werden, wie dies bei 34 angezeigt ist, damit ein Vermischen mit überschüssigen Fasern erzielt wird, die von den Verteilvorrichtungen 32 zurückgeführt werden.

Unmittelbar unterhalb der Formfläche 10 und den

Verteilvorrichtungen 32 gemeinsam ist ein Saugkasten 40 angeordnet der Fasern aus den Verteilvorrichtungen nach abwärts in die Formfläche 10 zur Ausbildung einer Schicht auf letzterer bringt Fasern, die durch die Formfläche 10 hindurchtreten, gelangen in den Kasten 40 und werden durch Trägerluft in der Leitung 41 und das Gebläse 42 zum Zyklonabscheider 23 transportiert. Hier vermischen sich die Fasern und die Luft aus dem

jo Saugkasten 40 mit der Luft und den Fasern aus dem Zyklonabscheider 21, die überschüssige Luft wird durch die Leitung 24 abgeführt, und die Fasern werden über die Leitungen 25, 27 zu der zweiten und dritten Lagenbildungseinrichtung im Umlauf gesetzt.

Nach den Fig.2—4 weist eine Faserverieilvorrichtung ein längliches Gehäuse 50 mit sinem länglichen, horizontalen Schlitz in einer Wand 55 des Gehäuses auf, die einen Einlaß 51 für faserbeladene Trägerluit bildet, ferner eine perforierte, flache Bodenwand 52, durch die Fasern nach abwärts auf die Formfläche 10 darunter gesaugt werden, und eine lineare Reihe von Umrührvorrichtungen 53, die Rotorarme besitzen, welche auf den unteren Enden der vertikalen Antriebswellen 54 befestigt sind.

Das Gehäuse 50 weist zwei parallele Wände 55 auf, die an ihren Enden über zwei nach außen gekrümmte Endwände 56 verbunden sind. Die vier Wände 55, 56 divergieren nach außen in der Nähe der Bodenwand 52. Die Endwände sind mit Auslaßschlitzen 57 versehen, die

so mit zwei Leitungen 33 zum Entfernen und in Umlaufsetzen von überschüssigen Fasern in Verbindung stehen. Eine Leitung 31 steht über eine Leitung 59 mit dem Einlaß 51 in Verbindung. Die Oberseite des Gehäuses 50 ist offen, damit Trägerluft entweichen kann, ist jedoch mit einem Gazesieb oder dgl. (nicht dargestellt) versehen, damit das Entweichen von Fasern nach oben verhindert wird. Die Betätigung der Rührvorrichtungen 53 ergibt ein umgerührtes Bett von Fasern 60, das die Rotorarme umschließt; die maximale

fao Tiefe des Bettes wird dabei durch die Höhe der Schlitze 57 über der Bodenwand 52 begrenzt.

Die oberen Enden der Rotorwellen 54 stehen aus dem Gehäuse vor und sind mit einem oder mehreren Motoren verbunden (nicht dargestellt). Die Rührvor-

b5 richtungen überstreichen eine kreisförmige Bahn 61 von 37,5 bis 75 cm Durchmesser und haben eine Drehzahl von 700 bis 2000 U/min. Die von benachbarten Umrührvorrichtungen überstrichenen Flächen liegen

nahe beieinander, wobei jede überstrichene Fläche auch in unmittelbarer Nähe zu benachbarten Wänden des Gehäuses liegt. Auf diese Weise werden die nicht überstrichenen Bereiche klein gehalten und der Aufbau von Faserklumpen an den Wänden wird auf ein Minimum herabgesetzt.

Im Betrieb wird der Luftstrom, der zum Kühlen der Hammermühle 17 verwendet wird und der eine hohe Durchflußgeschwindigkeit besitzt, als Trägerluft zürn Transport von diskreten Fasern über den Abscheider 21 zum Verteilereinlaß 51 verwendet. Der Durchgang der Trägerluft durch die divergierende Leitung 59 reduziert die Durchflußgeschwindigkeit, die aber am Einlaß 51 noch erheblich höher ist als sie wäre, wenn sie nur für Förderzwecke verwendet würde. Die faserbeladene Trägeriuft tritt in das Gehäuse in Form einer seitlichen, bahnförmigen Abgabe ein, die im wesentlichen parallel zu und über dem Bett 60 verläuft, das von den rotierenden Umrührvorrichtungen 53 erzeugt wird. Das rasch geformte Bett 60 (das eine Tiefe von mehreren Zentimetern besitzt) und die offene Oberseite des Gehäuses 50 gewährleisten, daß wenigstens der größte Teil der Trägerlufi nach oben aus dem Gehäuse entweicht und bewirkt, daß die Fasern sich dem Bett anschließen. Durch den Saugkasten 40 unterhalb dei Bodenwand 52 werden Fasern von dem Bett nach abwärts durch die Wand 52 und auf die sich bewegende Formfläche 10 zur Ausbildung einer Schicht daraul gesaugt. Dadurch werden die Fasern von der Bodenwand auf der Formfläche 10 ausschließlich unter dem Einfluß der Saugwirkung und der Schwerkraft, d. h ohne störende Beeinflussung des Profils der Schichi durch Hindurchleiten eines Trägerluftstromes durch die Bodenwand 52 trockengelegt.

Als Rührvorrichtungen 53 können z. B. überlappende Rotorarme aufweisen, um die dazwischenliegenden nicht überstrichenen Bereiche so gering wie möglich zu halten.

Nach den Fig.5 bis 7 sind Konstruktion und Arbeitsweise einer abgeänderten Ausführungsform der Verteilervorrichtung ähnlich den in Verbindung mit den F i g. 2 bis 4 beschriebenen und entsprechende Teile haben die gleichen Bezugszeichen. Die Hauptunterschiede in der Konstruktion bestehen darin, daß der auf einer Seite befindliche Einlaß 51 durch vier kreisförmige Seiteneinlässe 65 ersetzt wird, von denen jeder über eine getrennte Anzapfung 66 aus einer gemeinsamen Speiseleitung 31 gespeist wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trockenformen einer Faserschicht, bei dem ein Hauptvorrat an diskreten Fasern nach dem Durchgang durch eine Hammermühle in einem Trägerluftstrom einem Einlaß eines Verteilergehäuses zugeführt wird, bei dem die Fasern so umgerührt werden, daß ein Faserbett auf einer perforierten Bodenwand des Gehäuses gebildet wird, und bei dem Fasern aus dem Bett nach unten durch die Bodenwand und auf eine durchlöcherte Formfläche gesaugt werden, um eine Schicht darauf auszubilden, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil des Trägerluftstromes, der in das Gehäuse (32) eintritt, oberhalb des Faserbettes (60) aus dem Gehäuse (32) abgeführt und daß ein Teil dieses genannten Träserluftstromes wieder durch die Hammermühle (17) zusammen mit der Faserzuführung (18) hindurchgeführt wird, wobei dieser Trägerluftstrom eine derart hohe Durchflußgeschwindigkeit aufweist, daß eine Kühlung der Hammermühle (17) erfolgt

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Trockenformen einer Faserschicht nach Anspruch 1, mit einem Verteilergehäuse, das einen Einlaß für einen Hauptvorrat an mit diskreten Fasern beschickter Trägerluft und eine perforierte Bodenwand besitzt, mit einer Vorrichtung innerhalb des Gehäuses zum mechanischen Umrühren diskreter Fasern zur Ausbildung eines Faserbettes auf der jo Bodenwand, mit einer durchlöcherten Formfläche unmittelbar unterhalb der Bodenwand, und mit einem mit der Unterseite der Formfläche verbundenen Saugkasten, gekennzeichnet durch ein mit dem Gehäuseeinlaß (51,65) verbundenes Faser-Luft-Lei- J5 tungssystem (30, 31, 33), das eine Vorrichtung (20) zur Erzeugung eines Luftstromes aufweist und in das eine luftgekühlte Hammermühle (17) eingeschaltet ist, wobei mindestens ein Auslaß (57) im Gehäuse (50) oberhalb des Faserbettes (60) mit der Hammermühle (17) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinlaß als seitlich am Verteilergehäuse (50) angebrachter, länglicher horizontaler Schlitz (51) ausgebildet ist. «

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (57) zur Begrenzung der Tiefe des Faserbettes in einer gewissen Höhe oberhalb der Bodenwand (52) angebracht sind.

50