DE2605003B2 - Verfahren zur Herstellung von Faservliesen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus Fasern aus thermoplastischem Material, insbesondere Glasfasern, durch Ausziehen des in einen ausziehbaren Zustand verbrachten thermoplastischen Materials in einer Zone, in welcher ein sekundärer Gasstrahl in einen Hauptgasstrom eingeführt wird, dessen kinetische Energie pro Volumeneinheit unter derjenigen des Gasstrahles liegt, und durch Sammeln der in dieser Faserbildungszone gebildeten Fasern auf einer perforierten Faseraufnahmefläche, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren der genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 24 14 779 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren ist es' erforderlich, eine Reinigung der Gase zum Ausziehen der Fasern und der zusätzlich eingeführten Gase vorzunehmen, bevor man diese in die Atmosphäre entläßt, um eine Luftverschmutzung durch Faserreste, aber auch durch Reste des Bindemittels zu vermeiden, das in der Sammelkammer auf die Fasern niedergeschlagen worden ist und damit auch die Gase verunreinigt hat. Dabei sind die am Verfahren beteiligten Gasmengen so groß, daß eine Gesamtreinigung der Gasmengen nicht ins Auge gefaßt

werden kann, ohne daß beträchtliche Schwierigkeiten im Hinblick auf die zu erstellenden Anlagen und Kosten uer Verfahrensführung auftreten.

Ferner ist aus der DE-OS 17 60 299 ein Verfahren zur Herstellung von Matten aus Textilfasern, insoesondere organischen Fasern, wie Nylon- und Polyesterfasern bekannt, bei dem mehrere Fasersträhnen zwischen zwei ersten Zylindern geführt und von einem zweiten Zylinder übernommen werden, der mit Spitzen versehen ist, um die in Strähnen zusammengefaßten Fasern zu trennen. Die besondere Ausbildung des zweiten Zylinders führt dabei zur Verdrängung eines großen Luftvolumens, was den Transport einzelner Fasern zu einem Förderer erleichtert. Die auf der Unterseite des Förderers angesaugte Luft kann dort unter Verwendung eines Ventilators zu einer Stelle zurückgeführt werden, die auf der Höhe der Oberfläche des mit Spitzen versehenen Zylinders liegt, um auf diese Weise die Ablösung der von den Spitzen des Zylinders getragenen Fasern zu unterstützen. Bei dem dort beschriebenen Verfahren erfolgt die Faserbildung somit auf mechanischem Wege durch die Spitzen des zweiten Zylinders, während die Rückführung der angesaugten Luft zu einem Ort erfolgt, wo das in Form von Strähnen zugeführte Material bereits aus Fasern besteht.

Die DE-OS 21 32 777 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer nicht gewobenen Bahn aus Fasern, bei dem ein Gasstrom dazu verwendet wird, die Fase:η zu einem Förderer zu tragen, wo sie eine Matte bilden. Dabei ist die Unterdruckkammer dieses Förderers in drei Abteile unterteilt, von denen eine zum Ansauge:: und zum Zurückführen der zum Transport der Fasern verwendeten Luft verwendet wird. Ein zweites Abteil sorgt für die Abfuhr der zum Aufbringen eines Bindemittels verwendeten Luft, während ein drittes, stromabwärts gelegenes Abteil dazu dient, das in die Fasermatte eingebaute Bindemittel durch Umwälzung und Rückführung warmer Luft zu trocknen. Bei der dort beschriebenen Anordnung erfolgt somit die Rückführung von Gasen lediglich bei der zum Transport von schon vorhandenen Fasern verwendeter Luft in einem Bereich, der stromabwärts von derjenigen Zone liegt, in der die Herstellung der Fasern selbst in einer getrennten Einrichtung stattfindet. Es kommt hinzu, daß die Strömungsgeschwindigkeit der für den Transport der Fasern verwendeten Gase etwa in der Größenordnung von 20 m pro Sekunde liegt und somit einen relativ niedrigen Wert aufweist, wenn man diese Strömungsgeschwindigkeit mit denjenigen Werten vergleicht, die beim Ausziehen von Fasern mittels Glasströmen auftreten, so daß dort völlig andere Probleme auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der oben angegebenen Art so weiterzubilden, daß aus den Fasern Bahnen, Matten oder Faservliese herstellbar sind, in denen die Verteilung und Orientierung der Fasern steuerbar sind, um den Herstellungsprodukten ihrem Verwendungszweck entsprechende Eigenschaften zu verleihen. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Verfahren der in Frage stehenden Art so zu führen, daß die von der Faserbildungszone abströmenden Gase nach dem Durchqueren der Faseraufnahmefläche zum größten Teil in mehrere Teilströme aufgeteilt werden, die an verschiedenen Stellen einer die Faseraufnahmefläche umgebenden Kammer wieder ι zugeführt werden, wobei ein erster Teilstrrm mit dem Hauptgasstrom in Berührung gebracht und ein zweiter Teilstrom in Höhe der Faseraufnahmefläche zurückgeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise in einem geschlossenen Kreislauf gearbeitet, bei dem die von der Faserbildungszone ί abströmenden Gase nach dem Durchqueren der Faseraufnahmefläche zum größten Teil wieder zurückgeführt werden, wobei dieser Anteil von umgewälzten Gasen einen Wert von 90 bis 95% ausmachen kann und diese Gase mithin nichts zur Verschmutzung der ο Umgebung und der Atmosphäre beitragen können.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Teilstrom parallel zu der Faseraufnahmefläche zurückgeführt, während ein weiterer Teilstrom zwischen der Faserbildungszone und

ι "j der Faseraufnahmefläche zurückgeführt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem derartigen Verfahren, bei dem auf die Fasern ein flüssiges Harzbindemittel aufgesprüht wird, die durch das Gas mitgerissenen Harzbestandteile wenigstens teilweise vor der Rückführung in die Faserbildungszone aus dem Gasstrom entfernt werden.

Dabei werden die in dem Gas enthaltenen Harzbestandteile zweckmäßigerweise wenigstens teilweise durch Zerstäubung von Waschwasser stromabwärts von

2=i der Faseraufnahmefläche ausgewaschen.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Faserreste und wenigstens der unlösliche Teil der Harzbestandteile im Waschwasser abgetrennt und das gereinigte Wasser auf die Fasern

so und/oder auf die Gasströme zerstäubt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen Generator zur Erzeugung eines Hauptgasstromes und mindestens eine Austrittsdüse für einen winkelig zum ■> Hauptgasstrom orientierten sekundären Gasstrahl, eine Zuführungsöffnung für das thermoplastische Material, die jeder Austrittsdüse für den Gasstrahl zugeordnet ist, einen Förderer zur Aufnahme der Fasern sowie eine unterhalb des Förderers angeordnete Absaugkammer

■w auf und zeichnet sich dadurch aus, daß der Förderer eine der Wandungen einer praktisch geschlossenen Faseraufnahmekammer bildet, in der die Faserbildung vor sich geht, und daß eine Einrichtung zur Rückführung eingangsseitig mit der Absaugkammer und ausgangssei- -. tig über wenigstens zwei Rückführungsleitungen mit der Faseraufnahmekammer verbunden ist, von denen die eine Leitung in Höhe des Faserbildungsbereiches und die zweite Leitung in der Nachbarschaft des Förderers ausmündet.

■>o In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Faseraufnahmekammer Düsen zur Zerstäubung von Bindemittel und Wasser auf, während ein Abscheider an der Rückführungseinrichtung stromabwärts von der Absaugkammer vorgesehen

>". ist und in der Absaugkammer Zerstäuberdüsen zum Waschen des Gases verteilt sind.

Vorteilhafterweise mündet bei einer derartigen Vorrichtung mit einer Faserführungseinrichtüng, die zwischen dem Faserbildungsbereich und dem Förderer

,ο angeordnet ist, die erste Leitung im wesentlichen in Höhe des oberen Teiles der Faserführungseinrichtung aus, während die zweite Leitung am stromaufwärfigen Ende der Faseraufnahmekammer ausmündet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine weitere

>■"' Rückführungsleitung vorgesehen, die zwischen dem oberen Teil der Faserführungseinrichtung und dem Förderer in die Faseraufnahmekammer mündet. Dabei sind zweckmäßigerweise zumindest in eine der Leitun-

gen verstellbare Leitbleche eingebaut, während die Faserführungseinrichtung mit einer einstellbaren Wand versehen sein kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Zerstäuberdüsen für Kühlwasser und Waschwasser vorgesehen und über Wasserumwälzleitungen an eine Filtereinrichtung für Schmutzwasser und an eine Reinigungseinrichtung zur Abtrennung wenigstens eines Teiles der Bindemittelbestandteile aus dem Wasser vor der Rückführung des Wassers angeschlossen sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung steht somit eine Anlage zur Verfügung, die nicht nur eine Verteiltung und Orientierung der Fasern in steuerbarer Weise ermöglicht, sondern auch eine bcsonicrc umweltfreundliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Denn es wird nicht nur durch das Arbeiten in einem geschlossenen Kreislauf von dem direkten Ablassen der Gase in die Atmosphäre abgesehen, sondern es erfolgt auch in der nachstehend näher beschriebenen Weise eine Reinigung der beim Verfahren verwendeten Gase und Fluide.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht sämtlicher Hauptelemente einer Anlage, in die die Vorrichtung zur Faserherstellung aus schmelzflüssigem Glas unter Zufuhr des Glases in die Wechselwirkungszone zwischen einem Hauptgasstrom und einem Gasstrahl mit Einrichtungen zum Sammeln und Zusammenfassen der Fasern in Form einer Matte, Bahn oder eines Faservlieses und mit verschiedenen Einrichtungen zur Vermeidung von Umweltverschmutzung kombiniert ist;

F i g. 2 bis 12 schematische Darstellungen der Anlage nach Fig. 1, jedoch mit verschiedenen zusätzlichen Anordnungen und deren Anschlüssen, nämlich

F i g. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung der Hauptelemente der Vorrichtung zur Faserherstellung und zur Beseitigung der Umweltverschmutzung nach einer zweiten Ausführungsform;

F i g. 3 eine Draufsicht auf die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform, in Richtung des Pfeiles Cnach Fi g. 2 gesehen;

F i g. 4 eine Seitenansicht der Anlage nach F i g. 2 in Richtung des Pfeiles D in Fig. 2, wobei jedoch zur Vereinfachung einige Elemente fortgelassen sind;

F i g. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles E der F i g. 2 unter Fortlassung einiger Elemente, wobei zusätzliche Einzelheiten im Schnitt dargestellt sind;

Fig.6 eine vergrößerte Darstellung einer einer Faserbildungsstation zugeordneten Vorrichtung in derselben Richtung wie in Fig.5, wobei einige Elemente zur Vereinfachung der Zeichnungen schematisch dargestellt sind;

F i g. 7 und 8 je ein Strömungsbild, welche die Wirkung von Stelleinrichtungen verdeutlichen, die die Gleichförmigkeit und Verteilung der Fasern in den in Bildung begriffenen Fasermatten od. dgl. begünstigen;

Fig.9 und 10 je ein weiteres Strömungsbild für die Verteilung der Fasern;

Fig. 11 und 12 Einstelleinrichtungen zum Erhalten von Strömungsbildern gemäß F i g. 9 und 10.

Die in F i g. 1 wiedergegebene Faserherstellungsvorrichtung enthält Hauptgasstromgeneratoren 154, 156 und 158 sowie Trägergasstrahlgeneratoren 148,150 und 152. Durch jeweils ein Generatorpaar wird eine

Wechselwirkungszone geschaffen, in welche schmelzflüssiges Glas über öffnungen in den Schmelztiegeln 142, 144 und 146 eingeführt wird. Den Schmelztiegel^ wird das schmelzflüssige Glas beispielsweise über die Vorherdzweigleitungen 136,138 und 140 zugeführt.

Vorzugsweise werden mehrere Trägergasstrahlen oder sekundäre Gasstrahlen mit jedem Hauptgasstrom kombiniert. Dann wird eine Vielzahl von Glasschmelzfäden, von denen jeweils einer einem sekundären Gasstrahl zugeordnet ist, in jeden Hauptgasstrom eingeführt, so daß Gruppen von Faserbildungszentren entstehen, die jeweils einem Hauptstromgenerator 154, 156 und 158 zugeordnet sind. Ferner kann eine Vielzahl von Hauptstromgeneratoren und zugeordneten Gasstrahlgcncratorcn sowie öffnungen zum Zuführen von schmelzflüssigem Glas quer zur Vorrichtung vorgesehen sein. Nach Fig. 1 bildet jeder Hauptstromgenerator, z. B. der Generator 154, nur einen einzigen Generator einer Reihe, in der die Generatoren zueinander ausgerichtet sind. Sämtliche durch die Generatorgruppen gebildeten Faserbildungszentrer führen die ausgezogenen Fasern in hohle Führungskanäle 168,170 bzw. 172. Diese Führungskanäle führen die aus den verschiedenen Gruppen von Faserbildungszentren kommenden Fasern nach unten in einer zui Faserbildungszone geneigten Richtung auf einen Förderer 180 zur Faseraufnahme.

Die aus den Hauptstromgeneratoren und der Gasstrahlgeneratoren jeder Gruppe kommenden Gase strömen mit den Fasern in die oberen oder Eintrittsenden der hohlen Führungskanäle 168,170 und 172, wöbe die aus Fasern und Gas bestehende Strömung in F i g. 1 jeweils mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet sind. Nach F i g. 1 ist die Faserbildungseinrichtung in einer gewissen Entfernung von dem Förderer 180 angeordnet unc befindet sich in einer Faseraufnahmekammer 100, die aus verschiedenen Wandelementen zusammengesetzi und zum großen Teil vorzugsweise geschlossen ist. Dei Förderer 180 bildet praktisch eine der Wandungen dei Faseraufnahrnekamrner 100 und dient dazu, die entstandene Matte aus der Faseraufnahmekammer IOC nach links unter der linken Wandung hindurch zt transportieren. Selbstverständlich sind in den Wandun gen der Faseraufnahmekammer 100 geeignete öffnungen zum Einführen von Brennstoff und Luft zui Versorgung der Hauptgasstrom- und Gasstrahlgeneratoren vorgesehen. Außerdem sind öffnungen für die Durchführung der Vorherdabzweigungen für da: schmelzflüssige Glas und für die Schmelztiegel vorgesehen, so daß das schmelzflüssige Glas in die Faserbildungseinrichtungen eingeführt werden kann.

Zum Sammeln der Fasern auf dem zur Faseraufnahme dienenden Förderer 180 ist dieser perforiert, unc unter ihm sind in der Faseraufnahmezone Absaugkammern 16 angeordnet, die nach oben offen ausgebildei und an Leitungen 17 angeschlossen sind, die sie mii Zyklonabscheidern 18 verbinden. Jeder Zyklonabscheider 18 steht über eine Leitung mit einem Gebläse odei einem Abzugsventilator 19 in Verbindung, der dit abgezogenen Gase in die Leitung 34 drückt bei der e< sich um die Rückführungsleitung handelt, die mit einerr Ende der Faseraufnahmekammer 100 verbunden ist Führungsbleche oder -Wände 132 in der Übergangszone der Leitung 34 in die Faseraufnahmekammer 10( dienen dazu, die verwirbelten Gase wieder gleichmäßig in die Faseraufnahmekammer 100 einströmen zu lassen.

Um die Fasern beim Austritt aus den Führungskanälen 168, 170 und 172 kühlen zu können, sine

Zerstäuberdüsen 50 für Kühlwasser, vorzugsweise oberhalb und unterhalb der aus Fasern und Gas bestehenden Strömung 12 vorgesehen. Stromabwärts der Zerstäuberdüsen 50 sind zusätzliche Zerstäuberdüsen 13 angeordnet, die dazu dienen, auf die Fasern ein flüssiges Bindemittel, z. B. eine Harzsubstanz, wie einen Klebstoff, aufzusprühen, das aushärtbar ist und beim späteren Erwärmen der gebildeten Matte, z. B. in einem Ofen, den die Matte nach ihrem Austritt aus der Anordnung nach F i g. 1 nach links durchläuft, erstarrt.

Wegen der Zerstäubung von Wasser und flüssigem Bindemittel aus Harzsubstanz auf die Fasern nehmen die durch die Absaugkammern 16 abgesaugten Gase erhebliche Mengen an Feuchtigkeit und Bindemittelmaterial mit. Diese Substanzen sowie Kieinfasertrümmer, welche den Förderer 180 durchsetzen können und von den abgeführten Gasen mitgenommen werden, müssen den Gasen wieder entzogen werden, bevor diese wieder in die Faseraufnahmekammer 100 zurückgeführt werden können. Dieser Entzug erfolgt bei der wiedergegebenen Ausführungsform mit Hilfe der Zyklonabscheider 18. Die Abtrennung dieser Materialien aus den Gasen wird durch den Waschvorgang begünstigt und unterstützt, der mit Hilfe der Zerstäuberdüsen 45 für Waschwasser durchgeführt wird, die im Inneren der Absaugkammern 16 angeordnet sind.

Die allgemeine Strömung der Gase im Umwälzsystem nach F i g. 1 ist durch die Pfeile 29 angedeutet. In der Faseraufnahmekammer 100 wird der Gasstrom nicht aliein durch die Abzugsventilatoren 19 gebildet, sondern auch durch die Wirkung des Hauptgasstromes und der Trägergasstrahlen in den Faserbildungszentren verstärkt. Da die oberen Enden der Führungskanäle 168, 170 und 172 in den Bereich der Faserbildungszentren offen sind, können die umgewälzten Gase in die oberen Enden der Führungskanäle eintreten, während andere Teile dieser Gase gegen die Gas-Faser-Strömung 12 oberhalb den Abzugsenden der Führungskanäle geführt werden.

Die von den Zyklonabscheidern 18 abgeschiedenen flüssigen Bestandteile und sonstigen mitgerissenen Materialien werden über das untere Ende der Zyklonabscheider 18 aus den Abzugsöffnungen 25 abgezogen und sammeln sich im Abfallschacht 103. Auf diese Weise werden verschiedene flüssige und feste, vom Gasstrom aufgenommene oder mitgerissene Bestandteile extrahiert und isoliert, so daß sie nicht mehr in die Faseraufnahmekammer 100 mit den zurückgewälzten Gasen zurückgeführt werden. Zur zusätzlichen Beseitigung von Luftverschmutzung werden die abgetrennten Flüssigkeiten in besonderer Weise behandelt. Obwohl praktisch sämtliche aus der Aufnahmekammer über den Aufnahmeförderer abgezogenen Gase wieder in die Aufnahmekammer zurückgewälzt werden, wird doch ein Teil der Gase aus der Aufnahmekammer über die Leitung 35 mit Hilfe eines Ventilators 44 abgezogen. Dieser Teil der umgewälzten Gase stellt eine Menge in der Größenordnung von 5 bis 10% der Gesamtmenge dar, die durch den gelochten Förderer 180 strömt, und entspricht in etwa dem Anteil zusätzlicher Gase, die laufend von den Hauptgasstrom- und Trägergasstrahlgeneratoren in die Zerfaserungsbereiche eingeführt werden. Die vom Ventilator 44 abgezogenen Gase werden einer Brennereinrichtung 39 zugeführt, in der die Temperatur vorzugsweise einen Wert von über 600° C besitzt. Die derart behandelten Gase können ohne wesentliche unerwünschten Verunreinigungen unmittelbar in die Atmosphäre ausgestoßen werden. 90 bis 95% der die Fasermatte in der Faserbildungszone durchsetzenden Gase werden zurückgewälzt und können somit nichts zur Verschmutzung der Umgebung und der Atmosphäre beitragen.
Zusätzlich zu der Gasumwälzung ermöglicht die in F i g. 1 gezeichnete Vorrichtung auch eine Behandlung des aus den Zyklonabscheidern 18 kommenden Wassers, das ebenfalls umgewälzt wird. Eine Pumpe 104 pumpt das Wasser aus dem Abfallschacht 103 in den

ίο Behälter 52 und zwar über ein bei 51 angedeutetes Gitter oder Filter, das Feststoffpartikel zurückhält, bevor das Wasser in den Behälter 52 gelangen kann. Das Wasser wird aus dem Speicher 52 mittels einer Pumpe 53 über einen Wärmeaustauscher 105 zur Kühlung des

π Wassers umgewälzt, und das gekühlte Wasser wird in den Behälter 52 zurückgeleitet. Der Wärmeaustauscher

105 wird mit Hilfe eines Wärmetransportmediums gekühlt, das durch eine Pumpe 107 über das Kühlsystem

106 umgewälzt wird. Konstruktive Einzelheiten dieser Bauteile können variieren und sind insbesondere auch deshalb nicht beschrieben und dargestellt, weil sie nicht Teil der Erfindung sind.

Das Wasser wird aus dem Behälter 52 mittels einer Pumpe 55 entnommen, welche das Wasser über eine nicht gezeigte Steuereinrichtung zu den Zerstäuberdüsen 50 und 45 führt. Die Pumpe 55 kann das Wasser auch zur Station 108 transportieren, wo ein Bindemittel oder eine Appretur für die Fasern vorbereitet wird. Von dort gelangt dann das Bindemittel zu den Zerstäuberdüsen 13.

Ein Teil des Wassers wird vorzugsweise zur Station 109 geführt, wo man in Lösung befindliche Bindemittel extrahiert. Diese Extraktion erfolgt beispielsweise dadurch, daß das Wasser stärkeren Drücken und höheren Temperaturen ausgesetzt und anschließend abgekühlt wird. Das Ergebnis dieser Behandlung besteht darin, daß die Harzbestandteile unlöslich werden und dann leicht z. B. mit Hilfe einer Zentrifuge extrahiert werden können. Das gereinigte Wasser wird zum Behälter 52 zurückgeführt. Die in der Station 109 gesammelten Feststoffe sowie diejenigen, die vom Filter 51 stammen, werden mitteis geeigneter Förderer 112 und 57 zu der Behandlungsstation 113 für die Abfälle geführt. Diese Behandlungsstation kann aus einem Brenner bestehen, in welchem die festen Abfälle auf eine Temperatur von ca. 600 bis 700⁰C erhitzt werden, so daß die vorhandenen Harzbindemitteibestandteiie verbrennen und sämtliche vorhandenen Fasern agglomerieren. Letztere können gegebenfa'ls wieder in den Faserbildungszyklus zurückgeführt werden, d. h. zu den Komponenten, aus denen das schmelzflüssige Glas für den Faserbildungsvorgang hergestellt wird.

Zusätzliches Wasser kann in die Anordnung über einen mit dem Behälter 52 verbundenen Anschluß 111 eingespeist werden.

Fig.6 zeigt eine schematische Darstellung einer Faserbildungszone, wie sie in den F i g. 2, 3, 4 und 5 nur allgemein angedeutet ist. F i g. 6 zeigt auch schematisch Einzelheiten der verschiedenen Aggregate in Höhe einer Faserbildungszone in vergrößertem Maßstab. Das schmelzflüssige Glas kann der in Fig.6 gezeigten Faserbildungszone in der gleichen Weise, wie oben allgemein mit Bezug auf F i g. 1 beschrieben, zugeführt werden, d. h. mittels einer Vorherdabzweigleitung 136, die mit einem Schmelztiegel 142 in Verbindung steht Aus diesem treten Strahlen schmelzflüssigen Glases in die Faserbiidungszonen ein, in denen die vom Generator 48 erzeugten Trägergasstrahlen mit dem

vom Generator 154 erzeugten Hauptgasstrom in Wechselwirkung treten. Die aus dieser Faserbildungszone austretende Strömung 12 aus Gasen und Fasern gelangt in das obere Eintrittsende des hohlen Führungskanals 168, der die Strömung nach unten in Richtung auf den perforierten Förderer 180 leitet (vgl. Fig. 2, 3 und 5).

Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 sind die Faserbildungszonen in Gruppen quer zum Förderer 180 zur Aufnahme der Fasern angeordnet. Außerdem sind die Faserbildungszonen in Längsrichtung dieses Förderers verteilt angeordnet, wie es schematisch in F i g. 5 dargestellt ist, wo fünf Vorherdabzweigungen 136 bis 140 sowie fünf zugeordnete Führungskanäle 168 bis 172 dargestellt sind.

In F i g. 3 sind die quer zum Förderer 180 angeordneten Faserbildungszonen schematisch mit a bis f bezeichnet. F i g. 3 zeigt auch gestrichelt die Anordnung der Vorherdabzweigungen 136 bis 140 zur Speisung jeder der Gruppen von Faserbildungsstationen a bis f. Diese Vorherdabzweigungen 136 bis 140 können von einem Vorherd aus gespeist sein.

Man erkennt, daß jede der Faserbildungsstationen a bis f eine Vielzahl von Faserbildungszentren umfaßt, d. h. eine Vielzahl von Trägerstrahlen entsprechend den einzelnen Strahlen schmelzflüssigen Glases.

Da gleiche Teile nach Fig. 1 in den Fig.2 bis 12, insbesondere in den F i g. 2 bis 4, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, genügt es im folgenden, im wesentlichen nur auf die hauptsächlichen Unterschiede einzugehen.

Was die schematische, perspektivische Darstellung in F i g. 2 und die F i g. 5 und 6 erkennen lassen, befindet sich die Faseraufnahmekammer 100 oberhalb des Förderers 180 und weist nach oben gerichtete Verlängerungen 100a in der Nähe jedes Führungskanales 168 bis 172 auf, wobei die Faserbildungsstation in bezug auf die Führungskanäle 168 bis 172 im oberen Teil jeder Verlängerung 100a angeordnet ist. Teile zweier solcher nach oben gerichteter Verlängerungen sind allgemein in Fi g. 6 angedeutet; benachbarte Verlängerungen 100a sind soweit voneinander entfernt, daß soviel Platz für einen Arbeiter verbleibt, daß dieser Zugang zu einigen nachstehend näher beschriebenen Stelleinrichtungen hat.

Wie in den F i g. 1 bis 6 gezeigt, sind die Absaugkammern 16 unter dem Faseraufnahmeband des Förderers 180 angeordnet und über die Leitungen 17 mit den Zyklonabscheidern 18 verbunden. Abzugsventilatoren 19 saugen die Gase aus den Absaugkammern 16 durch die Zyklonabscheider 18 und führen sie nach Extraktion der in Suspension gehaltenen Flüssigkeiten in die Leitungen 34, die der Rückumwälzung der Gase dient. Bei der in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Ausführungsform wird der wieder zurückumgewälzte Gasstrom in getrennte Teile aufgeteilt und an verschiedenen Stellen in die Anordnung zurückgeführt So erstrecken sich Rückführungsleitungen 34a und 346 von der Leitung 34 zur Seite und es ist, wie man am besten aus den F i g. 2 und 3 erkennen kann, als Verlängerung der Leitung 34 links in diesen Figuren ein U-förmiger Abschnitt als Rückführungsleitung 34c vorgesehen, die einen Teil der umgewälzten Gase direkt zum Ende der Faseraufnahmekammer 100 vor dieser Reihe von Faserbildungsstationen führt

Nach F i g. 6 werden die in der Rückführungsleitung 34a strömenden Gase über öffnungen in der Nähe des oberen Endes, bzw. des Einlasses dem benachbarten Führungskanal 168 zugeführt, der an seinem oberen Ende so ausgebildet ist, daß Stau- oder Rückströmungen vermieden werden. Die aus dieser Quelle kommenden Gase dringen in das obere Ende des Führungskanals 168 teilweise dadurch ein, daß sie durch die zum Führungskanal 168 strömenden Hauptgasströme und Trägergasstrahlen mitgerissen werden. In F i g. 6 is ι nur ein einziger Hauptstromgenerator 154 und nur ein einziger Trägerstrahlgenerator 148 dargestellt; diese

ίο Einrichtungen sind jedoch, wie schematisch bei a bis /"in den F i g. 2 bis 3 dargestellt, in Gruppen angeordnet.

Nach F i g. 6 wird außerdem ein Teil der in der Rückführungsleitung 34/> zirkulierenden Gase über öffnungen in die Nähe des oberen Endes oder des Eintritts des Führungskanals 168 geführt, der ebenfalls so profiliert ist, daß Turbulenzen in der Strömung vermieden werden. Darüber hinaus weist diese Führungswandung vorzugsweise eine verstellbare Klappe 168a auf, die bei 1686 angelenkt ist und mit einer Stellschraube 168c verschwenkt werden kann. Diese Stellschraube 168c weist einen in den Raum zwischen den der Aufnahmekammer benachbarten Verlängerungen 100a herausgeführten Griff auf, mit dem das Bedienungspersonal die Klappe 168a verstellen kann.

Vorzugsweise ist diese unabhängig verstellbare Klappe 168a mit jeder Faserbildungsstation a bis /'ausgerichtet, so daß eine Einstellung der Verteilung der Fasern, in der unten näher beschriebenen Weise möglich ist. Es können eine oder mehrere Zugangstüren ad vorgesehen sein, damit das Bedienungspersonal die Vorgänge bei der Faserbildung leichter beobachten kann und zwecks Wartung der Teile der Vorrichtungen an den Faserbildungssiationen Zugang erhält.

Im übrigen erkennt man aus Fig. 6, daß jede Rückführungsleitung 34a und 346 mit zusätzlichen öffnungen versehen ist, um einen Teil der Gase zu jeder Seite des Führungskanals 168 zu den im Inneren der nach oben gerichteten Verlängerungen 100a jeder Kammer vorgesehenen Räumen zu führen, wobei diese

■so Teile des Gases nach unten im Hauptteil der Faseraufnahmekammer 100 über Durchlässe strömen.

die dem unteren oder Abzugsende des Führungskanals 168 benachbart sind.

Vorteilhafterweise ordnet man auch auf dem unteren Ende wenigstens eine der Wände des Führungskanals 168 einen flexiblen Abschnitt !6Sc/ an, der mittels Stellschrauben 168e verstellbar ist. mit denen das Bedienungspersonal Stellung und Form der flexiblen Wandung beeinflussen kann, so daß noch eine zusätzliche Regelung der Verteilung der Fasern in nachstehend näher beschriebener Weise möglich ist.

Für die industrielle Anwendung ist es nämlich notwendig. Produkte zu erzeugen, bei denen das Fasergewicht pro Flächeneinheit, d. h. die Faserverteilung, gleichmäßig ist Dieses Ergebnis wird natürlich im allgemeinen nicht erreicht Um es zu erhalten, muß man daher besondere Vorkehrungen treffen, um die Fasern gegen bestimmte Punkte der Mattenbildungszone zu führen. Die Verteilungsunregelmäßigkeiten der Fasern können nämlich örtlich auftreten bzw. den Aufbau der Matte beeinflussen.

In den F i g. 7 und 8 ist jeweils der Führungskanal 168 dargestellt, wobei das Eintrittsende in den Figuren oben und das Faserabzugsende unten gezeichnet ist Man erkennt die Einrichtungen zur Korrektur der örtlichen Verteilungsunregelmäßigkeiten, im vorliegenden Fall die schwenkbaren Klappen 168a. Jede dieser Klappen ist an einem Schwenkzapfen gelagert und unabhängig

voneinander in der im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Weise verstellbar. Die Klappen 168a können mehr oder weniger in die Strömung des Fluids 29 eingreifen, das von der Strömung aus Fasern und Gasen angesaugt wird. Wird eine dieser Klappen 168a angestellt, beispielsweise die in Richtung fehlender Fasern im Führungskanal 168 gelegene Klappe in der in F i g. 7 mit dem Pfeil X bezeichneten Zone, so übernimmt sie die Rolle eines in der Strömung 29 angeordneten Hindernisses, stromabwärts von dem sich Wirbel mit Rückströmungen in der Strömung 29 bilden. Diese Rückströmungen lenken örtlich den Faserstrom in den stromabwärts der Klappe gelegenen Bereich. Es stellt sich also, wie Fig.8 erkennen läßt, eine Neugruppierung der Fasern stromabwärts der Klappe ein, weiche eine Vergleichmäßigung der Faserverteiiung in der Matte zur Folge hat.

Die Fig. 9 und 10, in denen in der Draufsicht die Führungskanäle 168 erkennbar sind, zeigen die VergleichmäBigung einer Unregelmäßigkeit in der Gesamtverteilung der Fasern, mit einer zu starken Konzentration der Fasern am linken Rand gegenüber dem rechten Rand (F ig. 9).

Die Fig. 11 und 12 zeigen Ausführungsformen von Einrichtungen zum Korrigieren dieser Verteilungsunregelmäßigkeiten. Wenn man den Austrittsquerschnitt des Führungskanals 168 durch Verformen der flexiblen Wandung 168c/mit Hilfe von Stellschrauben 168e derart ändert, wie es in Fig. 12 angeführt ist, wird der Austrittsquerschnitt des Führungskanals 168 rechts größer als links, und man erhöht den Gasdurchsatz und den mit ihm verbundenen Faserdurchsatz am rechten Rand des Führungskanals 168. Diese Veränderung ist schematisch durch die Strömungslinien in Fig. 10 angedeutet. Durch geeignetes Verstellen der Stellschrauben 168e erhält man eine gleichförmige Verteilung des über den Führungskanal 168 abgezogenen Faserbündels.

Aus den vorstehenden Erläuterungen erkannt man, daß die oben beschriebenen Einrichtungen zu einer wirksamen und erheblichen Beseitigung der Umweltverschmutzung im Bereich Glasfasermattten herstellender Fabriken beitragen.

Die Art der Umwälzung der Gase im Inneren der und um die Faserbildungsstationen wird in vorteilhafter Weise eingesetzt, insbesondere unter Aufteilung von wieder umgewälzten Gasen in Teilströmen, die an verschiedenen Stellen in die Anlage wieder eingeführt werden, wobei auf diese Weise die Regelmäßigkeit in der Verteilung der Fasern in der Matte während der Hersteilung erhöht wird. Die Neigung zu Ungleichmäßigkeiten in der Faserverteilung kann mittels verstellbarer Einrichtungen korrigiert werden, die dem Bedienungspersonal während der Faserherstellung leicht zugänglich sind.

Die Möglichkeit, die umgewälzten Gase in Teilströme aufzuteilen, die an verschiedenen Stellen wieder in die Anlage eingeführt werden, bieten noch einen weiteren wichtigen Vorteil, der darin zu sehen ist, daß hierdurch die Struktur der Fasermatte, d. h. die Orientierung dieser Fasern im Endprodukt modifiziert werden kann.

Nach F i g. 5 und 6 wird ein Teil der umgewälzten und zurückgeführten Gase, wie durch die Pfeile 29 angedeutet, mit der Strömung 12 in Höhe des oberen Endes des Führungskanals 168 in einer Zone in Kontakt gebracht, die der Faserbildungseinrichtung 142—148—154 benachbart ist und die Strömung 12 bis zum Förderer 180 begleitet. Ein anderer Teil wird mit der Strömung 12 in einer Zone in Kontakt gebracht, die sich in der Nähe des unteren Endes des Führungskanals 168 befindet, von wo aus er die Strömung 12 bis zum Förderer 180 begleitet. Die resultierende gemischte Strömung aus der Strömung 12 und den wieder in die Anlage zurückgeführten Gasen 29 erfolgt einem Weg in Richtung Faserbiidungseinrichtung-Förderer und bildet einen erheblichen Winkel mit dem Förderer 180. Dieser Winkel liegt im allgemeinen zwischen 60° und 90°, obwohl diese Strömung als im wesentlichen vertikal angesehen werden kann.

Ein weiterer Teil wird durch die Rückführungsleitung 34c der Leitung 34 direkt an das anströmseitige Ende der Faseraufnahmekammer 100, bezogen auf die Reihe von Faserbildungsstationen in eine Zone geführt, die sich oberhalb und in unmittelbarer Nähe des Förderers 180 befindet, und zwar in einer zu diesem Förderer im wesentlichen parallelen Richtung.

Mit einem Schieber 101 kann die Menge der von der Leitung 34c zurückgeführten Gase 29 eingestellt und damit die Stärke der parallel zum Förderer 180 sich bewegenden Strömung, bezogen auf die stromabwärtsgerichtete Strömung, eingestellt werden, die in vorbeschriebener Weise mit diesem Förderer einen beträchtlichen Winkel einschließt.

Wenn die Stärke der Strömung parallel zum Förderer 180 groß bezüglich der der absteigenden Strömung ist. dann existiert für die Fasern oder Fasersegmente eine starke Neigung, sich in Schichten parallel zum Förderer 180 abzusetzen, so daß die Fasermatte und das Endprodukt eine bessere thermische Beständigkeit und eine bessere Elastizität, senkrecht zu den Hauptflächen des Produktes gemessen, erhalten.

Wenn die Stärke der absteigenden oder im wesentlichen vertikalen Strömung groß bezüglich der der horizontalen Strömung ist, dann haben die Fasern eine starke Neigung, sich auf dem Förderer entsprechend einer stark ineinandergreifenden Textur abzulegen, so daß die Fasermatte und das Endprodukt einen besseren Widerstand gegen Bruch oder Zerquetschen aufweisen. Somit ist es möglich, dem Endprodukt die für seine Verwendung am besten geeigneten Eigenschaften zu verleihen.

Nach Fig. 2 sind Sicherheitsorgane vorgesehen, beispielsweise in Form eines Kamins 34/", der isoliert oder mit der Leitung 34 über den Schieber 34i/ verbunden werden kann. Eine Klappe 34e ermöglicht es, die Vorrichtung gegebenenfalls mit der Atmosphäre, insbesondere beim Anfahren der Anlage, zu verbinden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Faservliesen aus Fasern aus thermoplastischem Material, insbesondere Glasfasern, durch Ausziehen des in einen ausziehbaren Zustand verbrachten thermoplastischen Materials in einer Zone, in welcher ein sekundärer Gasstrahl in einen Hauptgasstrom eingeführt wird, dessen kinetische Energie pro Volumeneinheit unter derjenigen des Gasstrahles liegt, und durch Sammeln der in dieser Faserbildungszone gebildeten Fasern auf einer perforierten Faseraufnahmefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Faserbildungszone abströmenden Gase nach dem Durchqueren der Faseraufnahmefläche zum größten Teil in mehrere Teilströme aufgeteilt werden, die an verschiedenen Stellen einer die Faseraufnahmefläche umgebenden Kammer wieder zugeführt werden, wobei ein erster Teilstrom mit dem Hauptgasstrom in Berührung gebracht und ein zweiter Teilstrom in Höhe der Faseraufnahmefläche zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilstrom parallel zu der Faseraufnahmefläche zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Teilstrom zwischen der Faserbildungszone und der Faseraufnahmefläche zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem auf die Fasern ein flüssiges Harzbindemittel aufgesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Gas mitgerissenen Harzbestandteiie wenigstens teilweise vor der Rückführung in die Faserbildungszone aus dem Gasstrom entfernt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gas enthaltenen Harzbestandteile wenigstens teilweise durch Zerstäubung von Waschwasser stromabwärts von der Faseraufnahmefläche ausgewaschen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserreste und wenigstens der unlösliche Teil der Harzbestandteiie im Waschwasser abgetrennt und das gereinigte Wasser auf die Fasern und/oder auf die Gasströme zerstäubt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Generator zur Erzeugung eines Hauptgasstroms und mindestens einer Austrittsdüse für einen winkelig zum Hauptgasstrom orientierten sekundären Gasstrahl, mit einer Zuführungsöffnung für das thermoplastische Material, die jeder Austrittsdüse für den Gasstrahl zugeordnet ist, und mit einem Förderer zur Aufnahme der Fasern sowie mit einer unterhalb dieses Förderers angeordneten Absaugkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (180) eine der Wandungen einer praktisch geschlossenen Faseraufnahmekammer (100) bildet, in der die Faserbildung vor sich geht, und daß eine Einrichtung zur Rückführung (17,34) eingangsseitig mit der Absaugkammer (16) und ausgangsseitig über wenigstens zwei Rückführungsleitungen (34a, 34c) mit der Faseraufnahmekammer (100) verbunden ist, von denen die eine Leitung (34a) in Höhe des Faserbildungsbereiches und die zweite Leitung (34c,) in der Nachbarschaft des Förderers (180) ausmündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faseraufnahmekammer (100) Düsen (13 bzw. 50) zur Zerstäubung von Bindemittel und Wasser aufweist und daß ein Abscheider (18) an der Rückführungseinrichtung stromabwärts von der Absaugkammer (16) vorgesehen ist und in der Absaugkammer Zerstäuberdüsen zum Waschen des Gases verteilt sind

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, mit einer Faserführungseinrichtung, die zwischen dem Faserbildungsbereich und dem Förderer (180) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung {34a) im wesentlichen in Höhe des oberen Teiles der Faserführungseinrichtung (168) ausmündet

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (34c) am stromaufwärtigen Ende der Faseraufnahmekammer (100) ausmündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Rückführungsleitung (34b) zwischen dem oberen Teil der Faserführungseinrichtung (168) und dem Förderer (180) in die Faseraufnahmekammer (100) einmündet

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß verstellbare Leitbleche (101) wenigstens in einer der Leitungen (34a, 346,34c) eingebaut sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserführungseinrichtung (168) mit einer einstellbaren Wand (168a, 1686; versehen ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Zerstäuberdüsen für Kühlwasser (50) und Waschwasser (45) vorgesehen und über Wasserumwälzleitungen an eine Filtereinrichtung (51, 52) für Schmutzwasser und an eine Reinigungseinrichtung (109) zur Abtrennung wenigstens eines Teiles der Bindemittelbestandteile aus dem Wasser vor der Rückführung des Wassers angeschlossen sind.