DE2110599A1 - Verfahren zur Herstellung einer endlosen Faserstoffbahn aus einer anorganischen Faseraufschwemmung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer endlosen Faserstoffbahn aus einer anorganischen Faseraufschwemmung

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    • D21H13/40Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres

Description

DipJ.-lng. C-H. Huss
Garmisch-Partenkirchen Sch 346 - He.
Rathausstraße 14 · Garmiseh-Partenk., 15.FeIJr. I971
Hs/Ht-Ü,
Glaswerk Schuller GmbH., Wertheim/Main, Faserweg
Verfahren zur Herstellung einer endlosen Faserstoffhahn aus einer anorganischen Faseraufsehwemmung
Es ist bekannt, flächige Fasergehilde nach den von der Papierherstellung her gebräuchlichen sog. Nassverfahren herzustellen. Sie Fasern werden hierzu, gegebenenfalls zusammen mit einen Bindemittel, in Wasser zu einer Faseraufschwemmung suspendiert. Hierzu ist eine völlig gleichmässige Wasser-Faser-Suspension für die Güte des herzustellenden Fasergebildes massgebend und deshalb erforderlich , dass der Faserrohstoff sich im Wasser in Einzelfasern auflöst. Sie Faseraufschwemmung gelangt dann auf ein umlaufendes Sieb, auf dem sie in gleichmässiger Verteilung niedergeschlagen werden soll. Ser so gebildeten
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Schicht wird dann die feuchtigkeit entzogen, -so dass eine zusammenhängende verfilzte Faserbahn entsteht.
Zn neuerer Zeit ist aan bemüht, dieses hei Zellstoff und anderen natürlichen Fasern bewährte nassverfahren auch in der Glasfasertechnik einzuführen· Als bekannter Faserrohstoff werden Faserbündel aus *u Stapeln gehackten Glasseidensträngen oder Glasseidβ-Rovings verwendet. Dabei bereitet jedoch das vollständige Auf schliessen der Faserbündel in Einzelfasern grosse Schwierigkeiten.
Sei der Herstellung von Glasseide wird bekannterweise eine Vielzahl von Elenentarfäden unendlicher Länge ohne Drehung und deshalb in weitgehend paralleler Ordnung zu einen Strang vereinigt. Un den einzelnen in Strang unverdrehten Fäden einen Zusammenhalt zu geben und die Abriebsfestigkeit bei der späteren Verarbeitung zu gewährleisten , werden die Fäden bei der Herstellung durch ein Binden!ttel miteinander verklebt. Die Fäden gehen dabei eine so innige Verbindung niteinander ein, dass sie sich späterhin, zu Stapeln gleicher Länge gehackt nur schwer in die ursprünglichen Einzelfasern aufschliessen lassen.
Zwar hat nan versucht, den Binderanteil auf ein Mindestnass zu reduzieren, un ein besseres Auflösen der Bündel zu Einzelfasern in Wasser zu erzielen, doch trat bereits bein Hackvorgang neben einer hohen Staubentwicklung eine vorzeitige Ausspal-
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tung ein, die keineswegs das Auflösen begünstigt, sondern nur dazu führt, dass die Pasern sich bereits vor der Zugabe in das Wasser verfilzten und dann umso schwerer oder überhaupt nicht entwirrbar sind.
Durch das ungenügende Auflösen in Einzelfasern der eingangs erwähnten Glasseide-Stapel treten häufig sog. Stippen in der Bahn auf, die eine gleichmässige Faserverteilung beeinträchtigen· TTn diese Stippenbildung weitgehend zu reduzieren, hat nan sich bisher nit einer Reihe von Vorkehrungen beholfen. Einmal hat man die durch Hacken eingestellte Stapellänge möglichst niedrig gehalten (z.B. max 6 am) und zuden aufwendige Aufbereitung der Faseraufschwemmung mit Hilfe von Zusatzaggregaten für die Entstippung zu den Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten in Kauf genommen. Gleichzeitig versuchte man ein besseres Auflösen noch dpdurch zu erzielen, dass man entsprechende Zusätze, wie z.B. Netzmittel, der Aufbereitung zugab und/oder die Aufbereitungs- bzw. Auflösezeiten erheblich verlängerte.
Neben den Kosten für diese Zusätze bedingt auch eine Verlängerung der Aufbereitungs bzw. Auflösezeiten bei gleicher Maschinenkapazität eine erheblich gröseere Auslegung von Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten, die sich kostensteigernd auf die Anlage, auf das Gebäude und schliesslich auf die Produktion selbst auswirkt.
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Dazu kOBBt die durch die Zugabe τοη Zusätzen, wie z.B. der Netzmittel, hervorgerufene, bekannte Schaunbildung t mit der Folge, dass sich in der fertigen Bahn "Wolken11 abzeichnen. Die Qualität der Bahnen wird insbesondere dann ungünstig beeinflusst, wenn es sich um sehr dünne Vliese Bit eines Flächengewicht von z.B. 45-55 g/a 2 handelt.
Sine solche Inhomogenität hat infolge der vorzugsweise verwandten kurzen Stapellänge von z.B. 6 m nicht nur festigkeitsBässig, sondern auch optisch negative Auswirkungen. Werden solche Glasfaservliese Bit ungleicher Faserverteilung, z.B. als sog. Oberflächenvliese in der Kunststoffindue trie, für Dämm- und Dekorplatten oder als sog. Malervlies verwendet, so ist es nicht zu vermeiden, dass an den ungleichaässigen Stellen Bit ungleicher Porosität auch eine ungleichaässige Beschichtung oder Farbaufnähme folgt, die dea späteren Fertigprodukt ein störend fleckiges Aussehen verleiht.
Heben der Anwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide oder Glasseiden-Bovings hat man auch versucht, sog. Faserbänder, die oft auch als Lunten oder Torgarne bezeichnet werden, zu Abschnitten gehackt als Faserrohstoff zu verwenden. Man glaubte dabei , dass Abschnitte dieser Glasstapelf aserbänder, deren Stapelfasern durch kein Bindemittel miteinander verklebt elfid, sich infolge des lockeren und losen Faserverbandes im Wasser besser als aus Glasseide gewonnene Faserbündel zu Einzelfasern auflösen würden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass die vorgehend geschilderten Mängel, die bereits hei der Verwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide ait geringen Binderanteil vorkommen, gerade hier in verstärkten Masse auftreten. Dies fängt bereits heim Hackvorgang an, da infolge der verschieden«: . langen Stapelfasern des Faser-Bandes in den aus ihnen erzeugten Faserbündeln nicht Fasern gleicher Länge vorhanden sind· Zusätzlich liegen die Fasern im Band nicht parallel und verfilzen sich bereits bein Hack- oder Schneidevorgang sehr stark, oft zusätzlich zu den bereits bei der Herstellung des Faserbandes entstehenden innig verfilzten Zusammenhang der Sinzelfasern, so dass eine optinale Trennung der Bündel in Einzelfaeern in Wasser nicht mehr möglich ist. Sie Folge ist auch hier eine starke Flockenbildung, die sich in der fertigen Bahn als Wolken optisch störend abzeichnen und zu untragbaren Schwankungen in Flächengewicht, Festigkeit, Porosität nit den daraus resulierenden Mangeln führen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die nit geringem Aufwand ein optimales Auflösen von Crlasfasergefügen in Sinzelfasern gewährleistet, um so ein Endprodukt nit grösster Gleichnässigkeit der Faserverteilung zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird prinzipiell in der Weise gelöst, dass die Einzelfäden der Fasergefüge bereits bei ihrer . Herstellung befeuchtet werden und bis zu« Einbringen in die Aufschwemmung feucht gehalten werden ·
Sie Auswahl des zum Anfeuchten dienenden Mittels unter den bekannten, bei der Fadenstrangherstellung verwendeten Flüssigkeiten, z.ß. Schlichten oder Gleitmittel, richtet sich nach der Art der Auf schwerflüssigkeit, meist Yasser, in welchem falle zur Befeuchtung vorzugsweise ebenfalls Wasser oder eine in Wasser lösliche flüssigkeit dient.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung flächiger Fasergebilde aus Faseraufschwemmungen durch Absetzenlassen der Fasern auf einer bewegten durchlässigen Fläche, z.B. einem endlosen Sieb oder Band, bei dem für die Faseraufschwemmung aus einer Vielzahl feinster zu Fäden ausgezogener Glasströme Faden- oder Faserstränge und aus diesen Einzelfasergefüge durch Zerhacken hergestellt werden, das sich' dadurch auszeichnet, dass für die Faseraufschwemmung mit Hilfe von Flüssigkeitsstrahlen auf einer an sich bekannten Wickeltrom-BeI in paralleler Anordnung aufgespulte, endlose Glasfaden nach Erreichen einer gewissen Schichtdicke in Form von Strängen abgeschält und auf vorbe stimmte Tangen gehackt im feuchten Zustand als parallele Sinzelgefüge verwendet werden.
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Dadurch, dass die fasern in feuchten Zustand in die Aufschweraflüssigkeit gelangen, lässt sich ein solches Einzelfaeergeftlge . praktisch vollständig aaf lösen, was dmreh die Ear>allelität der Fasern innerhalb des Sefüges noch unterstützt wird.
Bas Auflösen der fasern kann weiter verbessert werden, wenn nan die für die Faseraufschwemrang bekannten Netzmittel über das Kreislauf wasser der !Eromelbesprühung, bereits bei der Fasererzeugung auf die Fasern direkt aufbringt· In eine« solchen Fall wird das spätere Auflösen der Faserbündel in Einzelfasern, auch wenn die Faseraenge eine Antrocknung erfahren hat, weltgehend erleichtert·
Der Terfahrensablauf zur Verwirklichung der Erfindung 1st in seinen einzelnen Abschnitten in der Zeichnung schenatisch dargestellt.
Dabei kann, «an so vorgehen , dass in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von parallelen Sinzelfaeern 1 aus Strömen flüssigen, in einer an Boden nit Düsen versehenen Wanne 2 enthaltenen Glases ausgezogen, an eine schnell umlaufende Sromel 3 herangeführt und auf den Umfang der Tronrael aufgewickelt werden.
Un ein intensives Durchfeuchten aller Sinzelfaeern zu erzielen, wird dabei erfindungsgenäss die Xromeloberfläche auf
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ihrer ganzen Länge mit einem WaaeerBtrom besprüht, beispielsweise mit einem Wasserfächer 4, wodurch gleichzeitig auch eine gute Haftung der ersten Faserschicht auf der Trommeloberflache erzielt wird.
Die intensive Befeuchtung der Einzellauern bewirkt deren gegenseitigen Zusammenhalt unter Aufrechterhaltung ihrer Parallelität, wenn nach Erreichung einer bestimmten ^ Schichtdicke die Trommel otlllgeeetzt und die Jj'aserochlcht in Längsrichtung b der Trommel durchschnitten und von der Troomeloberflache abgeschält wird. Dabei kann die Schicht auch zusätzlich In Klchtung den Trommelumfangeβ 6 geteilt werden, um so kleinere Pakete '/ des feuchten Fasergefügeo zu erhalten.
Bei der praktischen Erprobung wurde ein durchöchnitt-JLcher Feuchtigkeitsgehalt der Faeermenge bei der Abnahme ^ von der Trommel von ca. 17 fi gemessen, dar sich Je nach dem zwischen der Herstellung und dem Hacken verstrichenen Zeittraum auf ca. 12 - 1i? # reduziert.
Einem zu otarken Abfall des Feuchtlgkeitögehaltou kann man auf Jeden J?'all durch entuprijofifmde Mautmuhmen
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bei der Lagerung entgegentreten.
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.
Hierbei zeigt eich ein weiterer Vorteil der Verwendung angefeuchteter ü-lasfasern bei dem erfindungsgemässen Verfahren. Er besteht darin, dass die Sprödigkeit , die die Glasfasern im trockenen Zustand aufweisen, und die z.B. beim Iransport und beim Hacken zum Brechen und Verfilzen führt,ebenso vermieden wird wie die für die Bedienung lästige Staubentwicklung .
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 11 eingebracht und mit dem Suspensionsmittel 12, meist Wasser, versetzt.
Der Umstand, dass das den Zusammenhalt der Fasern im Fasergefüge hervorgerufene und das als Suspensionsmittel dienende Medium gleich sind, trägt zur schnellen und vollständigen
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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 Bitteis einer Pumpe 15 in die Arbeitebutte 16 und von dort durch eine Pumpe 17, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Endstippers 14 bekannter Bauart, in die Leitung 22 des Kreislaufwassere, und durch diese stark verdünnt in den Stoffauflauf 18 gefördert werden kann.
Von der Entwasserungskaamer 19 gelangt das Suspensionsmittel über eine Leitung 20 nach Passieren üblicher Filtereinrichtungen in ein Vorratsbecken 21, aus des mittels einer Pumpe 23 das Kreislaufwasser und das über eine Leitung 24 wieder der Mischbütte zugeführte Wasser entnommen wird.
Es ist also erfindungsgemäss möglich,.auch bei den als besonders schwer suspendierbar bekannten Glasfasern einen kontinuierlichen Kreislauf des Suspensionsoittels 12 von der Mischbütte 11 über die Arbeitsbütte 16 und den Stoffauflauf 1ö zurück zur üischbütte 11 zu erzielen, wogegen man bisher mit mehreren Misch- und Vorratsbütten in der Weise arbeiten musste, dass abwechselnd eine Torratsbütte als Arbeitsbütte mit dem Stoffauflauf verbunden wurde, während sich die andere mit der von der Mischbütte kommenden Faseraufschweamung füllte,
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Während der Zeit , in der die Arbeitsbtitte leer lief, wurde dabei mit Hilfe von Rührwerken oder ähnlichen Einrichtungen ein nöglichet guteβ Aufechlieaeen dee bereite in der Miechbütte vorbehandelten PaeergefUgeβ angestrebt, das aber nicht die Gründlichkeit erreichte, die die Anwendung des Verfahrend nach der Erfindung erreichen lässt.

Claims (2)

  1. Pa tentansprüche
    Qy Verfahren zur Herstellung flächiger Fasergebilde
    aus Faseraufschwemmungen durch Absetzen der Fasern auf einer bewegten durchlässigen Fläche, z.B. einem endlosen Sieb oder Band, bei dem für die Faseraufschwemmung aus einer Vielzahl feinster Fäden ausgezogener fflasströme Faden- oder Faserstränge und aus diesen Einzelfasergefüge durch Zerhacken hergestellt «erden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Faseraufschwemmung mit Hilfe von Flüssigkeitsstrahlen auf einer an sich bekannten Wickeltrommel in paralleler Anordnung aufgespulte, endlose Glasfaden nach Erreichen einer gewissen Schichtdicke in Form von Strängen abgeschält und auf vorbestimmte Längen gehackt im feuchten Zustand als parallele Einzelfasesgefüge verwendet werden»
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Suspensionsmittel in einem ununterbrochenen Kreislauf vom Stoffauflauf über eine Entwässerungskammer einer Mischbütte zugeführt, dort mit den gehackten feuchten parallelen Einzelfasergefügen versetzt, in einer Arbeitsbütte und won dort über einen Entstipper in den Stoffauflauf geführt wird.
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