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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Kugeln aus Holzfasern, das einen
Schritt zum Erzeugen von Holzfasern durch Zerfasern von Holzstücken mit
Dampf und einen Schritt zur Behandlung der Holzfasern umfaßt, nach diesem
Ablauf man die Kugeln erhält,
wobei dieser Behandlungsschritt eine Phase des Mitreißens der Holzfasern
in einer Drehtrommel umfasst.
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Die Patentanmeldung FR 2 193 350
erwähnt ein
Verfahren zum Erzeugen von Aggregaten aus Fasern, zum Beispiel Holzfasern,
bei welchem die Behandlung der Fasern eine Trockenbehandlungsphase
umfaßt,
während
welcher die Fasern in einer Trommel angeordnet sind, die sich dreht,
bis sie dazu geführt
werden, wenig kohärente
faserige Aggregate zu bilden. Auf diese Trockenbehandlungsphase
folgt eine Bearbeitungsphase mit einem flüssigem Träger, im Laufe welcher die faserigen
Aggregate in einer Flüssigkeit
in Suspension gegeben und einer Drehung unterworfen werden, eventuell
kombiniert mit einem Pulsieren, um diese Aggregate zu verfestigen.
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FR 2 193 350 schlägt vor, die Behandlungsphase
mit einem flüssigen
Träger
zu modifizieren, indem das in einer Flüssigkeit in -Suspension- geben der
Aggregate durch einfaches Imprägnieren
dieser Aggregate durch eine Flüssigkeit
ersetzt wird, zum Beispiel Wasser, das ein Tensid und/oder ein Bindemittel
enthält,
das bewirkt, daß sich
die Fasern enger verwirken und die Aggregate verfestigt werden.
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Dieses Verfahren ist insgesamt zufriedenstellend,
aber das notwendige Imprägnieren
der Aggregate durch ein flüssiges
Mittel macht es relativ kostspielig und kompliziert. Außerdem hat
man festgestellt, daß die
Tendenz zur Bildung einer Kruste an der Oberfläche des erzeugten Granulats
besteht, was bestimmte ihrer Eigenschaften einschränkt, wie zum
Beispiel ihre spätere
Wasserabsorptionskapazität.
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Die ausgehend von Holzfasern hergestellten Aggregate
können
vielfach angewendet werden. Sie dienen zum Beispiel als Anbausubstrat,
wobei diese Anwendung ihre Wasserabsorptionseigenschaften und die
allmähliche
Wiederabgabe der Feuchtigkeit nutzt. Außerdem bilden diese Aggregate
einen leichten Werkstoff, der als Zusatz bei zahlreichen Produkten
verwendet werden kann.
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Die Patentanmeldung FR 2 776 470
schlägt ein
Verfahren vor, das es erlaubt, faserige Aggregate zu erzielen, indem
nur eine Trockenbehandlung verwendet wird. Bei diesem Verfahren
rührt man
die Fasern in einem Behältnis
mit trockener Atmosphäre, bis
sie sich um sich selbst wickeln, wobei man ihnen erlaubt, sich aneinanderzuhängen. Dieses
Verfahren ist für
zahlreiche Anwendungen zufriedenstellend und weist den Vorteil auf,
daß es
extrem billig ist. Es führt
zu Erzeugung von verwickelten Faserknäueln, die sehr luftig sind.
Dieses Merkmal ist bei bestimmten Anwendungen, bei welchen man einen
Werkstoff mit sehr geringer Dichte braucht, sehr vorteilhaft. Bei anderen
Anwendungen können
die erzeugten Knäuel
als an Kohärenz
mangelnd und zu luftig betrachtet werden, was zum Beispiel ein zu
schnelles Verdampfen der Feuchtigkeit erlaubt, die sie enthalten.
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Daher hat sich die Notwendigkeit
ergeben, ein kostengünstiges
Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung von ausreichend dichten
Faseraggregaten erlaubt, um echte kohärente Kugeln zu bilden, die wie
Granulat gehandhabt und verwendet werden können, ohne die oben genannten
Nachteile aufzuweisen.
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Dieses Ziel wird dank der Tatsache
erreicht, daß der
Schritt der Holzfaserbehandlung außerdem eine Phase des Rührens der
Fasern umfaßt,
die vor der Mitreißphase
durchgeführt
wird, und dank der Tatsache, dass die Behandlungsphase eine Behandlung
im Trockenverfahren ist, bei der kein flüssiges Mittel verwendet wird.
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Dank dieser Vorkehrungen vermeidet
man den Rückgriff
auf eine Behandlungsphase mit flüssigem
Träger
während
der Behandlungsphase der Holzfasern, das heißt, daß es nicht erforderlich ist, die
Fasern nach ihrem Austreten aus dem Zerfaserer zu befeuchten, so
daß das
Verfahren gleichzeitig kostengünstig,
schnell und einfach durchzuführen
ist. Man hat festgestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren
im Vergleich zu den Verfahren, die die Behandlung mit flüssigem Träger verwenden,
etwa 20% weniger Energie braucht, während seine Dauer um etwa 30%
verkürzt
ist. Außerdem
weisen die durch Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten Faserkugeln
keine Oberflächenkruste
auf. Sie sind in der Größe regelmäßiger als
die durch die früheren
Verfahren erzielten Aggregate; sie sind auch weniger kompakt (während sie
eine höhere
Kohäsion als
die mit dem Verfahren gemäß FR 2 776
470 erzielten faserigen Aggregate haben) und stärker absorbierend. Diese Faserkugeln
eignen sich für
sehr viele Anwendungen, zum Beispiel als Flüssigkeiten absorbierende Stoffe
(Industrieflüssigkeiten,
Verwendung in Küchen
oder Schlachthöfen)
oder auch als wärme-
oder schallisolierende Werkstoffe.
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Die Anmelderin hat die Idee gehabt,
eine Phase des Rührens
der Fasern zwischen ihrem Austreten aus dem Zerfaserer und ihrem
Eintreten in die Drehtrommel durchzuführen, und hat festgestellt, daß es diese
Phase erlaubt, „Vor-Aggregate" aus Fasern zu schaffen,
die nach ihrer Passage in der Drehtrommel echte Kugeln mit kohärenter Struktur darstellen.
Insbesondere steigt beim Imprägnieren dieser
Kugeln mit Flüssigkeit
ihr Volumen, während sie
aber weiterhin die Form voneinander getrennter Kugeln aufweisen,
ohne daß ihre
Struktur zerstört wird.
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Bei bestimmten Anwendungen ist es
notwendig, den Fasern ein chemisches Zusatzmittel hinzuzufügen, das
ihnen bestimmte Eigenschaften verleiht. Es handelt sich zum Beispiel
um einen Anbaudünger,
ein Salz, ein antikryptogames Mittel, ein wasserabstoßendes oder
ein brandhemmendes Mittel. Erfindungsgemäß wird dieses Zusatzmittel
den Fasern während
der Zerfaserungsphase hinzugefügt. Der
während
des Zerfaserns verwendete Dampf wird sehr vorteilhaft als ein Träger verwendet,
der das Herstellen des Kontakts des Zusatzmittels mit dem Holz begünstigt.
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Die schließlich erzeugten Kugeln sind
innig mit dem Zusatzmittel imprägniert.
Da dieses außerdem
nicht während
der Trockenbehandlung hinzugefügt
wird, kann es keine Kruste an der Oberfläche der Kugeln verursachen.
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Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
erzeugten Kugeln haben die Form von Kügelchen oder kleinen Knäueln, die
extrem feine Fasern enthalten, deren Stärke höchstens in der Größenordnung
von Zehntelmillimetern liegt, während
ihre Länge
in der Größenordnung
von 1 bis 3 mm liegt. Ebenso liegt der Durchmesser der Kügelchen
selbst in der Größenordnung
von 1 bis 3 mm.
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Die Erfindung betrifft auch eine
Anlage zum Herstellen von Holzfaserkugeln, die eine Vorrichtung zum
Zerfasern von Holzstücken
mit Dampf, eine Drehtrommel und Fördermittel umfaßt, die
sich zum Transportieren der Holzfasern zwischen der Zerfaserungsvorrichtung
und dieser Trommel eignen.
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Beim früheren Stand der Technik, der
weiter oben erwähnt
wurde, umfaßten
die zur Herstellung von Aggregaten aus Fasern verwendeten Anlagen Mittel
zum Behandeln mit einem flüssigen
Träger,
die einen Suspensionsbehälter
für die
Fasern verwenden, der in einer Drehbewegung betätigt wird, eventuell kombiniert
mit einem Pulsieren. Solche Behälter sind
kostspielig und ihre Antriebsmittel sind kompliziert.
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Bei anderen Anlagen machte die Behandlung
mit flüssigem
Träger
Mittel erforderlich, die eine Flüssigkeit
an der Oberfläche
der Aggregate beim Austreten aus ihrer Trockenbehandlung ablagern. Weiter
oben wurden die Nachteile erwähnt,
die in solchen Anlagen hergestellte Aggregate aus Fasern aufweisen.
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Die Erfindung zielt darauf hin, eine
einfache und kostengünstige
Anlage zum Herstellen von Fasern anzubieten, welche von diesem Nachteil
weitgehend frei ist.
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Das Ziel wird dank der Tatsache verwirklicht, daß die Anlage
außerdem
ein Behältnis
umfaßt,
die einen Rührrotor
enthält,
und dank der Tatsache, daß die
Fördermittel
dazu geeignet sind, die Holzfasern bei ihrem Transport zwischen
der Zerfaserungsvorrichtung und der Drehtrommel diese Behältnis durchlaufen
zu lassen.
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Bei der erfindungsgemäßen Anlage
ist das Rührbehältnis zwischen
der Zerfaserungsvorrichtung und der Drehtrommel eingeschoben. Die
Fördermittel
sind so eingestellt, daß die
Fasern im Laufe ihres Transports zwischen der Zerfaserungsvorrichtung und
der Trommel ausreichend lang in dem Rührbehältnis bleiben, um aus diesem
in einer Form auszutreten, die ihr Konglomerieren in der Drehtrommel
begünstigt.
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Die Fördermittel können eine
erste Schnecke umfassen, die die Fasern von der Zerfaserungsvorrichtung
bis zum Eintritt in das Rührbehältnis transportiert,
und eine zweite Schnecke, die die Fasern an ihrem Austritt aus dem
Rührbehältnis wieder aufnimmt
und sie bis zum Eintritt der Drehtrommel befördert. Sie können auch
ein kontinuierliches Transportsystem umfassen, das zum Beispiel
mit Luftumwälzung
funktioniert.
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Die Erfindung wird besser verständlich und ihre
Vorteile werden bei der Lektüre
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform
klarer, die als nicht einschränkendes
Beispiel dargestellt ist. Die Beschreibung bezieht sich auf die alleinige
anliegende Figur, die schematisch eine erfindungsgemäße Anlage
zeigt.
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Diese Anlage umfasst eine Zerfaserungsvorrichtung 10,
die einen Bunker 12 umfasst, in den die zu zerfasernden
Holzstücke
geschüttet
werden, die zum Beispiel die Form kleiner Stücke oder Späne aufweisen. Diese Späne treten
danach in die Zerfaserungskammer 14 ein, in welcher sie
durch die Wirkung von an einander liegenden Drehscheiben 16 zerfasert
werden. Die Stellung dieser Scheiben ist schematisch dargestellt.
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Das Zerfasern erfolgt in einer mit
Wasserdampf gesättigten
Umgebung, wobei der Dampf zum Beispiel im oberen Teil der Zerfaserungskammer 14 über einen
Einspritzeingang 18A eingespritzt wird, der an eine Einspritzleitung 18 angeschlossen
ist, die selbst von einem Dampfgenerator 20 mit Dampf versorgt
wird.
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Sobald sie durch die Zerfaserungswirkung der
Scheiben 16 erzeugt sind, verlassen die Fasern die Zerfaserungskammer 14 über eine
Transportleitung 22. Diese Leitung transportiert die Fasern
bis zu einem Rührbehältnis 24,
in dem sich ein Rührrotor 26 befindet,
der zum Beispiel aus Schaufeln besteht, die von einer Drehwelle
angetrieben werden. Nachdem die Fasern in diesem Behältnis 24 einer
Rührphase unterzogen
wurden, werden sie von einer Leitung 28 bis zur Drehtrommel 30 befördert. Diese
Trommel dreht um eine horizontale Achse mit einer Drehzahl in der
Größenordnung
von zum Beispiel 10 bis 50 U/min.
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Die Dauer der Rührphase beträgt im allgemeinen
1 bis 10 Minuten, vorzugsweise liegt sie in der Größenordnung
von 1 Minute bis 3 Minuten. Der Transport der Fasern kann kontinuierlich
sein, wobei in diesem Fall die Transportgeschwindigkeit in Abhängigkeit
vom Volumen des Behältnisses 24 eingestellt
wird, damit die Fasern ausreichend lang in diesem Behältnis bleiben.
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Der Rührrotor 26 seinerseits
dreht um eine Achse, die vorteilhafterweise senkrecht ist. Seine Drehzahl
liegt vorteilhafterweise zwischen 300 und 500 U/min.
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Die Fördermittel sind zum Beispiel
so eingestellt, daß die
Holzfasern, die aus dem Zerfaserer austreten, etwa ein Drittel des
inneren Volumens des Behältnisses 24 belegen.
Sie werden in diesem Behältnis
durch die Wirkung des Rotors 26 gerührt, der beginnt, sie konglomerieren
zu lassen, wobei das Konglomerieren in der Trommel 30 abgeschlossen wird.
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Die verwendeten Holzstücke weisen
ursprünglich
einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad auf, zum Beispiel in der Größenordnung
von 10 bis 15% der Masse. Durch das Einspritzen von Dampf beim Zerfasern
weisen die Fasern beim Verlassen der Zerfaserungsvorrichtung einen
höheren
Feuchtigkeitsgrad auf, zum Beispiel in der Größenordnung von 20 bis 50% der
Masse.
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Die Rührphase erfolgt bei Raumtemperatur, zum
Beispiel in der Größenordnung
von 10°C
bis 40°C.
Die Verweilzeit der Holzfasern in dem Behältnis 24, die Temperatur
des Behältnisses
und die Drehzahl seines Rotors werden vorteilhafterweise so eingestellt,
daß der
Feuchtigkeitsgrad der Fasern am Ausgang des Rühbehältnisses auf einen Wert zurückgeführt wurde,
der maximal in etwa gleich 15% der Masse ist.
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Vorteilhafterweise umfaßt die Anlage
Mittel zum Einführen
mindestens eines Zusatzmittels ins Innere der Zerfaserungs vorrichtung 10.
Genauer genommen wird dieses Zusatzmittel in das Innere der Zerfaserungskammer 14 eingeführt. Wie
zuvor angegeben, wird der Dampf vorteilhafterweise als Träger verwendet,
um das Zusatzmittel mit dem Holz in Kontakt zu bringen.
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Sie wird ebenso vorteilhaft zum Einspritzen dieses
Zusatzmittels verwendet. Dieses kann nämlich direkt in die Leitung 18 eingespritzt
werden und kann daher in die Zerfaserungsvorrichtung durch den Dampfeingang 18A eintreten.
Zum Beispiel werden das oder die Zusatzmittel, die ursprünglich in
einem Behälter 32 enthalten
sind, in die Leitung 18 bis zum Eingang 18A über eine
Leitung 34 eingespritzt.