DE2110599B2 - Verfahren zur Herstellung eines Glasfaservlieses nach dem Naßvliesverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Glasfaservlieses, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs definiert ist.

Nachdem mit modernen Fasererzeugungsanlagen (DE-AS 13 01 019) die Anzahl der pro Einheit erzeugten Einzelglasfäden gegenüber dem ursprünglichen verwendeten Stabziehverfahren vervielfacht wurde, war es nicht mehr möglich, unter Verwendung dieser Fasererzeugungsanlagen sehr dünne Vliese nach dem bekannten und bewährten Trockenverfahren (DE-PS 12 70 496) herzustellen, da hier der Produktionsgeschwindigkeit sowohl mechanisch als auch strömungstechnisch Grenzen gesetzt sind. Man war daher bemüht, das bei Zellstoff und anderen natürlichen Fasern bewährte Naßverfahren auch in der Glasfasertechnik einzuführen (US-PS 34 41 792). Als bekannter Faserrohstoff wurden dabei Faserbündel aus zerhackten Glasseidensträngen oder Glasseiden-Rovings verwendet, die bekanntlich aus einer Vielzahl von Elementarfäder unendlicher Längen bestehen, die in weitgehend paralleler Ordnung zu einem Strang zusammengefaßt und durch ein Bindemittel miteinander verklebt sind. « Die Fäden gehen dabei eine so innige Verbindung miteinander ein, daß sie sich später, zu Stapeln gleicher Länge gehackt, nur schwer in die ursprünglichen Einzelfasern aufschließen lassen.

Zwar hat man versucht (US-PS 27 19 330), den Binderanteil auf ein Mindestmaß zu reduzieren, um ein besseres Auflösen der Bündel zu Einzelfasern im Wasser zu erzielen, doch trat dann bereits beim Hackvorgang neben einer hohen Staubentwicklung eine vorzeitige Aufspaltung ein, die keineswegs das Auflösen begünstigte, sondern nur dazu führte, daß die Fasern sich bereits vor der Zugabe zum Wasser verfilzten und dann umso schwerer oder überhaupt nicht entwirrbar waren.

Neben der Anwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide oder Glasseiden-Rovings hat man auch ·>ο versucht, sog. Faserbänder, die oft auch als Lunten oder Vorgarne bezeichnet werden, zu Abschnitten gehackt als Faserrohstoffe zu verwenden.

Man glaubte dabei, daß Abschnitte dieser Glasstapelfaserbänder, deren Stapelfasern durch kein Bindemittel ^hr> miteinander verklebt sind, sich infolge des lockeren und losen Faserverbandes im Wasser besser als aus Glasseide gewonnene Faserbünde! zu Einzelfasern

auflösen würden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die vorgeschilderten Mangel, die bereits bei der Verwendung von zu Stapeln gehackter Glasseide mit geringerem Binderanteil vorkommen, gerade hier in verstärktem Maße auftreten. Dies fängt bereits beim Hackvorgang an, da infolge der verschieden langen Glasfasern des Faserbandes in den zerhackten Faserbündeln nicht Fasern gleicher Länge vorhanden sind. Zusätzlich liegen die Fasern im Band nicht parallel und verfilzen sich beim Hack- oder Schneidvorgang sehr stark, oft zusätzlich zu dem bereits vor der Herstellung des Faserbandes herrührenden innig verfilzten Zusammenhang der Einzelfasern, so daß eine ausreichende Trennung der Bündel in Einzelfasern im Wasser nicht mehr möglich ist. Die Folge ist auch hier eine starke Flockenbildung, die sich in der fertigen Bahn als Wolken optisch störend abzeichnen und zu untragbaren Schwankungen in Flächengewicht, der Feuchtigkeit und der Porosität mit den daraus resultierenden Mängeln führen.

Um diese Nachteile zu verringern, hat man aufwendige Aufbereitungen der Faseraufschwemmung mit Hilfe von Zusatzaggregaten für die Entstippung zu den Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten in Kauf genommen, die nicht nur eine Verlängerung der Aufbereitungs- bzw. Auflösezeiten bei gleicher Maschinenkapazität, sondern auch eine erheblich größere Auslegung von Auflöse-, Vorrats- und Arbeitsbütten bedingten, die sich kostensteigernd auf die Anlage, auf das Gebäude und schließlich auf die Produktion selbst auswirkten.

Dieser letztgenannte Nachteil soll bei einem bekannten Verfahren (US-PS 30 67 087) behoben werden, der sich mit der Herstellung von Papier aus organischen, hydrophoben Fasern größerer Länge befaßt, wobei bei der tabellarischen Aufstellung bekannter hydrophober Fasern auch Glasfasern erfaßt sind. Dabei wird in erster Linie vorgesehen, die bereits in der richtigen Länge in Form von Ballen angelieferten trockenen Fasern mittels mehrerer aufeinanderfolgender Nagelbänder und Walzen aufzuschließen, sie gegebenenfalls dabei mit einem Netzmittel zu besprühen und in das ebenfalls mit Netzmitteln versetzte, stetig umgewälzte Dispersionsmittel einzubringen. Dort sollen sie mit Hilfe von Prallblechen in der Zuführrinne gleichmäßig in dem strömenden Medium dispergiert werden.

Alternativ ist auch vorgesehen, trockene, endlose Fasern zuzuführen und anstelle der Nagelwalzen eine Hackvorrichtung vorzusehen, um die Endlosfäden direkt vor dem Einbringen in die Dispersionsflüssigkeit auf die geforderte Länge zu kürzen. Hierbei handelt es sich dann um das gattungsgemäße Herstellungsverfahren.

Auch diese Technik ist jedoch nicht geeignet, die vorerwähnten Schwierigkeiten bezüglich der ungenügenden Auflösung von aus Glasseide oder Faserband hergestellten Glasfaserabschnitten zu beheben, weil die in der Zufuhrrinne vorgesehenen Prallbleche auch bei Zusatz der an sich durchaus nützlichen Netzmittel völlig unzureichend sind, um die Wirkung der Bindemittelverklebung oder die Verfilzung der Fasern in ausreichendem Maße aufzuheben.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, die vorerwähnten Nachteile, insbesondere die schlechte und zu hoher Staubentwicklung führende Schneidbarkeit trockener Glasfaden und die völlig ungenügende Dispergierbarkeit mit Bindemitteln verklebter oder verfilzter Glasfasern zu beheben und eine Möglichkeit

zu schaffen, die mit geringem Aufwand ein optimales Auflösen vor Glasfasergefügen in Einzelfasern gewährleistet, um so ein Endprodukt mit größter Gleichmäßigkeit der Faserverteilung zu erhalten.

Diese Aufgabe wird in der Weis..· gelöst, daß die Glasfaden durch Ausziehen feinster Glasströme aus Schmelzdüsen und Aufwickeln auf eine Trommel gewonnen werden, wobei die Flüssigkeitsbehandlung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit in einem intensiven Besprühen mit bindemittelfreiem Wasser besteht und nach Erreichen einer bestimmten Schichtdicke Glasfaden von der Trommel abgeschält und auf die vorbestimmte Länge zerhackt werden.

Dadurch, daß die Fasern schon bei ihrer Erzeugung intensiv mit Wasser benetzt werden, ist es möglich, ihnen bei der weiteren Bearbeitung ohne jegliche Verwendung vor Bindemitteln zunächst den nötigen, ihi'e Parallelität gewährleistenden Zusammenhalt zu verleihen, die Schwierigkeiten beim Zerhacken, insbesondere die Staubentwicklung zu vermeiden und trotzdem beim Einbringen in die Suspensionsflüssigkeit eine praktisch vollständige Auflösung zu erzielen.

Obwohl, wie die Praxis bewiesen hat, das Besprühen der Fasern mit reinem Wasser für die Verwirklichung der Erfindung ausreicht, ist selbstverständlich ein Zusatz der für die Faseraufschwemmung bekannten und üblichen Netzmittel unschädlich, und für den Fall, daß die Faserbündel nach dem Zerhacken nicht sofort weiterverarbeitet werden und eine Antrocknung erfahren, sogar vorteilhaft.

Der Verfahrensablauf zur Verwirklichung der Erfindung ist in seinen einzelnen Abschnitten in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Dabei kann man so vorgehen, daß in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von parallelen Einzelfasern 1 aus Strömer flüssigen, in einer am Boden mit Düsen versehenen Wanne 2 enthaltenen Glases ausgezogen, an eine schnell umlaufende Trommel 3 herangeführt und auf den Umfang der Trommel aufgewickelt werden.

Um ein intensives Durchfeuchten aller Einzelfasern zu erzielen, wird dabei erfindungsgemäß die Trommeloberfläche auf ihrer ganzen Länge mit einem Wasserstrom besprüht, beispielsweise mit einem Wasserfächer 4, wodurch gleichzeitig auch eine gute Haftung der ersten Faserschicht auf der Trommeloberflsche erzielt wird.

Die intensive Befeuchtung der Einzelfasern bewirkt deren gegenseitigen Zusammenhalt unter Aufrechterhaltung ihrer Parallelität, wenn nach Erreichung einer bestimmten Schichtdicke die Trommel stillgesetzt und die Faserschicht in Längsrichtung 5 der Trommel durchschnitten und von der Trommeloberfläche abgeschält wird. Dabei kann die Schicht auch zusätzlich in Richtung des Trommelumfangs 6 geteilt werden, um so kleinere Pakete 7 des feuchten Fasergefüges zu erhalten.

Bei der praktischen Erprobung wurde ein durchschnittlicher Feuchtigkeitsgehalt der Fasermenge bei der Abnahme vor der Trommel von ca. 17% gemessen, der sich je nach dem zwischen der Hei stellung und dem Hacken verstrichenen Zeitraum auf ca. 12—15% reduziert.

Einem zu starken Abfall des Feuchtigkeitsgehaltes kann man auf jeden Fall durch entsprechende Maßnahmen 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 sich ein weiterer Vorteil der Verwendung angefeuchteter Glasfasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Er besteht darin, daß die Sprödigkeit, die die Glasfasern im trockenen Zustand aufweisen, und die z. B. beim Transport 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 U 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 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 mittels einer Pumpe 15 in die Arbeitsbütte 16 und vor dort durch eine Pumpe 17, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Endstippcrs 14 bekannter Bauart, in die Leitung 22 des Kreislaufwassers, und durch diese stark verdünnt in den Stoffauflauf 18 gefördert werden kann.

Von der Entwässerungskammer 19 gelangt das Suspensionsmittel über eine Leitung 20 nach Passieren üblicher Filtereinrichtungen in ein Vorratsbecken 2t, aus dem 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 Suspensionsmittels 12 von der Mischbütte 11 über die Arbeitsbütte 16 und den Stoffauflauf 18 zurück zur Mischbütte 11 zu erzielen, wogegen man bisher mit mehreren Misch- und Vorratsbütten in der Weise arbeiten mußte, daß abwechselnd eine Vorratsbütte als Arbeitsbütte mit dem Stoffauflauf verbunden wurde, während sich die andere mit der von der Mischbütte kommenden Faseraufschwemmung füllte. Während der Zeit, in der die Arbeitsbütte leer lief, wurde dabei mit Hilfe von Rührwerken oder ähnlichen Einrichtungen ein möglichst gutes Aufschließen des bereits in der Mischbütte vorbehandelten Fasergefüges angestrebt, das aber nicht die Gründlichkeit erreichte, die die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung erreichen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines Glasfaservlieses durch Zerhacken vor kortinuierilichen angelieferten Endlosfäden, Einbringen der dosierten Einzelfasergefüge in ein Suspensionsmittel und Bildung eines Vlieses auf einer bewegten Siebfläche nach dem Nassvliesverfahren, wobei die Fasern vor dem Einbringen in die Suspension mit einer Flüssigkeit ι ο zur Verbesserung der Dispergierbarkeit behandelt wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaden durch Ausziehen feinster Glasströme aus Schmelzdüsen und Aufwickeln auf eine Trommel gewonnen werden, wobei die Flüssigkeitsbehandlung in einem intensiven Besprühen mit bindemittelfreiem Wasser besteht, und nach Erreichen einer bestimmten Schichtdicke die Glasfäden von der Trommel abgeschält und auf die vorbestimmte Länge zerhackt werden.