DE2248354A1

DE2248354A1 - Vorrichtung zum herstellen einer bahn aus fasern

Info

Publication number: DE2248354A1
Application number: DE19722248354
Authority: DE
Inventors: Fujinomiya; Hisashi Matsumura; Hisashi Ochiai; Hiroshi Orito; Tadanori Samejima
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1973-08-02
Also published as: US3984898A; IT975024B; GB1395924A; FR2165843A1; SE387376B; DE2248354C3; JPS5030752B2; JPS4872474A; FR2165843B1; DE2248354B2; CA946573A; US3781150A; SE7207708L

Description

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29- September 1972

Patentanmeldung

der Firma

Honshu Paper Company Limited of Ko. 12-8, Ginza 5-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japan

"Vorrichtung zum Herstellen einer Bahn aus

Fasern"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bahn aus Fasern vorzugsweise für sanitäre Zwecke»

Fasern aus Holz oder technischer Zellulose sind für Bahnen für sanitäre Zwecke sehr geeignet, da sie billig

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sind, Feuchtigkeit gut absorbieren und sehr raumfüllend sind. Andererseits sind sie wegen ihrer Kürze nicht sehr belastbar. Werden sie naß, macht sich dieser Nachteil verstärkt bemerkbar. Das ist der Grund dafür, daß sanitäre Produkte, wie Matratzen und Polster aus Holzfasern oder technischer Zellulose, im allgemeinen mit langen Fasern verstärkt werden. Hinzu kommt, daß Bahnen aus kurzen Holzfasern oder technischer Zellulose ralh sind und deshalb auf der Haut unangenehm sind.

Bei den bekannten Verfahren, bei denen kurze und lange Fasern kombiniert werden,· wird zunächst eine Schicht aus kurzen Fasern geschaffen, auf die dann eine gesondert erzeugte Schicht aus langen Fasern gelegt wird. Beide Schichten werden miteinander verklebt. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Schicht aus langen Fasern relativ dick und schwer (18 - 20 g/m ). Das muß so sein, weil lange Fasern schwierig zu Schichten

2 verarbeitet werden können, die langer als 15 g/m sind. Hinzu kommt, daß der Klebstoff zwischen den Schichten dazu tendiert, einen zusammenhängenden Film zu bilden, der die ganze Bahn steif macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bahn, die gekennzeichnet ist durch eine zylindrische Wand mit Sieblöchern, die gleichmäßig über im wesentlichen die gesamte Wand verteilt sind, durch eine Welle innerhalb der Wand, auf der Trennelemente angeordnet sind, die bei Drehung der Welle mit der Wand zusammenwirken und kurze zusammenhängende Fasern, vorzugsweise aus

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Holz, voneinander trennen, durch ein Gehäuse, das die Wand umgibt, auf der Unterseite eine Öffnung aufweist, aus der die Fasern herausfallen, das sich allmählich zur Öffnung hin vergrößert und auf einander gegenüberliegenden Seiten mit Längsöffnungen ausgerüstet ist, über die das Innere des Gehäuses mit der Umgebung in Verbindung steht und durch die Luft in das Innere.des Gehäuses eintreten kann, durch einstellbare Klappen am oberen Ende des Gehäuses, die eine Steuerung des Verhältnisses zwischen Luft und Fasern innerhalb des Gehäuses ermöglichen, durch ein endloses Drahtband unterhalb der Öffnung, auf das sich die Fasern legen, und durch eine Einheit zur Erzeugung voneinander getrennter langer Fasern aus Kunststoff, die aus einem Trichter, welcher sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses erstreckt und in den Ausgang übergeht, aus einer Platte und einer Rolle besteht, die zusammen mit der Platte aus einer Bahn die einzelnen langen Fasern erzeugt.

Bei einer solchen Vorrichtung werden die kurzen und die langen Fasern aufeinandergelegt, wobei sie sich teilweise miteinander vermischen und sich dabei gegenseitig durchdringen und festhalten. Erst dann wird erfindungsgemäß Klebstoff eingesprüht. Auf diese Weise kann eine besonders günstige Bahn geschaffen v/erden. Insbesondere kann die Schicht der langen Fasern leichter als 5 g/m sein«, Hinzu kommt, daß eine Bahn, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt worden ist, flexibel ist.

Die hier erwähnten kurzen Fasern bestehen aus Holzstoff oder technischer Zellulose und haben eine durchschnitt-

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liehe Länge von 2 bis 5 mm. Die hier erwähnten langen Fasern bestehen aus Kunststoff, Kunstseide, Vinylon, Nylon, Polyester, Polypropylen, Baumwolle und haben eine durchschnittliche Länge von 20 bis 50 mm.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Bahn,

Fig. 2 einen Teil dieser Vorrichtung,

Fig. 3 ein Trennelement,

Fig. 4 einen Teil einer Trennwand und

Fig. 5 den in Fig. 2 dargestellten Teil von der Seite.

In den Figuren 1 und 2 ist mit 100 eine Zerkleinerungseinheit bezeichnet, in die eine Leitung 10 mit einem Mündungsstück 11 mündet, durch,die Holzfasern,von einer nicht dargestellten Zerkleinerungsmaschine od. dgl. kommend, gefördert werden. Das Mundstück 11 ist mit einer Trennwand 112 verbunden, die weiter unten im einzelnen beschrieben ist.

Mit der Zerkleinerungseinheit 100 werden Fasern f. kurzer Länge aus Holz erzeugt. Innerhalb der Trennwand 112 laufen Trennelemente 101 (siehe auch Fig. 3). Diese besitzen einen Mittelteil 103 mit einer Öffnung 104, durch die eine Welle 110 läuft, und zwei dreieckförmige Arme 105. Die Trennelemente 101 sind relativ dünn (ca. 1 bis 5 mm, insb. 3 mm dick) und möglichst leicht. Allerdings müssen sie eine relativ hohe Rotationsgeschwindigkeit aushalten können. Zweckmäßigerweise

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wird Aluminium verwendet. Zur Gewichtsreduzierung sind Löcher 104 vorgesehen- Im übrigen sind die Trennelemente flach und eben, um den Luftwiderstand während der Rotation zu reduzieren- Arme,' die gekrümmt oder sonstwie verdreht sind, drücken ventilatorartig und führen zu Faserklumpen und damit zu Unregelmäßigkeiten in den Bahnen.

Die Trennelemente 101 sind in axialer Richtung hintereinander und zueinander winkelmäßig versetzt fest auf einer Welle 110 über die gesamte Länge der Trennwand angeordnet. Wichtig ist, daß die Winkel zwischen den Armen 105 zufallsbedingt sind, so daß die Arme nicht auf einer Spirale oder Schraubenlinie liegen, was einen Luftstrom in axialer Richtung verursachen würde, der die Fasern zum einen Ende der Wand 102 fördern würde. Die Welle 110 wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit ist hoch

und so geartet, daß die Ausbeute z. B. 40 g/m Faserbahn beträgt, erzeugt auf einem 2600 mm breiten Band, das mit einer Geschwindigkeit von 300 m/min, läuft. Die Rotationsgeschwindigkeit der Welle 110 ist regulierbar, so daß die Ausbeute gesteuert werden kann, zweckmäßigerweise zwischen 20 und 200 g/m bei einer Fordergeschwindigkeit zwischen 100 und 300 m/min.

Die Trennwand 102 ist vorzugsweise 1,5 bis 3 mm dick und mit Löchern 112 versehen, die, abgesehen vom Einlaßteil, über die gesamte Trennwand gleichförmig verteilt sind. Auf diese Weise erzielt man eine größere Ausbeute als bei bisherigen Vorrichtungen. Der Durchmesser der Löcher ist vorzugsweise 3 bis 5 mm, insbesondere 4,5 mm. Der Abstand S (siehe Fig. 4) liegt zwischen 4,5 und 7 mm, vorzugsweise beträgt er 6,5 hub. Die Löcher erstrecken sich somit über 30 bis 50 % der Gesamtfläche der Wand 102.

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Wären die Löcher größer, so würde das bedeuten, daß die Fasern schlechter von der Trennwand ausgesiebt wurden. Wären die Löcher kleiner, so würde das dazu führen, daß die Pasern weniger leicht aus der Trennwand 102 austreten können. Der Siebprozeß hängt auch von der Umfangsgeschwindigkeit der Trennelemente 101 ab. Unter Berücksichtigung der oben erwähnten Durchmesserwerte liegt eine besonders günstige Umfangsgeschwindigkeit bei 60 bis 80 m/Sek. Eine kleinere Geschwindigkeit hat eine geringere Siebwirkung zur Folge und führt unter Umständen dazu, daß Faserflocken austreten. Ist andererseits die Geschwindigkeit zu groß, so tritt eine unerwünschte Ventilatorwirkung ein.

Die Trennwand ist ungefähr 2000 mm lang. Stützrippen od. dgl. sind möglichst vermieden, da diese den die Fasern tragendenLuftstrom stören und Flockenbildungen begünstigen würden.

Die Spitzen der Trennelemente 101 befinden sich unmittelbar neben der Innenseite der Trennwand 102 (siehe Fig. 3)· Durch die Bewegung der Trennelemente (im vorliegenden Fall im Gegenuhrzeigersinn) entsteht im Bereich a, also vor den Trennelementen, ein Überdruck und im Bereich b, d. h. auf der Rückseite der Trennelemente, ein Unterdruck. Das hat zur Folge, daß die Luft des Bereiches a aus den Öffnungen 112 ausströmt und dabei getrennte Fasern mitnimmt und Luft des Bereiches b durch die Löcher 112 angesaugt wird. Durch diese Luft-Hin- und Herbewegung werden die Löcher frei von Fasern gehalten. Fasern, die nicht von anderen Fasern befreit worden sind und nicht ausgetreten sind, werden somit von den Spitzen der Trennelemente oder den Luftströmen erfaßt und wieder in das Innere der Wand 102 gezogen. Diese Wirkung ist unter anderem

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darauf zurückzuführen, daß Flocken ein größeres Trägheitsmoment im Hinblick auf ihren Luftwiderstand als einzelne Fasern haben. Zusammenhängende lasern, also Flocken, haben somit die Tendenz, mit dem Luftstrom und den Trennelementen zu rotieren, bis sie völlig in einzelne nicht mit anderen Fasern zusammenhängende Fasern aufgetrennt und aufgeteilt sind. Diese Auftrennung und Zerkleinerung erfolgt dadurch, daß die Fasern einerseits mit den Kanten der Trennelemente 101 und andererseits mit den Kanten 112a der Löcher 112 zusammenstoßen.

Mit 113 ist ein Gehäuse bezeichnet, das die Zerkleinerungskammer 114· bildet, in der sich die Trennwand befindet. Das Gehäuse 113 weist auf beiden Seiten Längsschlitze 115 auf. Durch diese Schlitze tritt ein konstanter Luftstrom, der einer Flockenbildung der Fasern am Boden des Gehäuses 113» wo sich die Fasern sammeln, entgegenwirkt.

Aus diesem Grunde und zur Erhöhung des Luftanteils der Luftfasermischung sind weitere Lufteintrittsöffnungen 116 mit Klappen 117, 117' vorgesehen. Die Klappen 117, 117' sind einstellbar, so daß man ein bestimmtes Konzentrationsverhältnis Luft/Fasern einstellen kann. Der Luftstrom durch die Öffnungen 116 entfernt zugleich die Fasern, die sich am oberen Teil der inneren Wand des Gehäuses angesammelt haben. Die voneinander getrennten Fasern werden also von den verschiedenen Luftströmen, die vorwiegend entlang der Innenseite des Gehäuses 113 strömen, einwandfrei an der Flockenbildung gehindert. Dem gleichen Zweck dient eine Vergrößerung des Gehäuses 113 zum Faserauslaß 118 hin. Auf diese Weise wird eine konstante Strömungsgeschwindigkeit innerhalb aller Bereiche

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der Kammer 114- aufrechterhalten. Aus diesem Grunde muß auch mehr Frischluft in die rechte Hälfte der Kammer 114-in Bezug auf Figur 1 als in die linke Hälfte der Kammer 114- strömen, deshalb müssen die Klappen 117'» also die Klappen, wo sich die Luft entgegengesetzt zu den Armen 105 bewegt, weiter offen sein als die Klappen 117, also die Klappen, wo sich die Luft in der gleichen Richtung wie die Arme 105 bewegt.

Das Gehäuse 113 einschließlich beider Enden besteht zweckmäßigerweise aus durchsichtigem oder durchscheinendem Kunststoff, z. B. Vinylchlorid oder Acrylharz. Die Vorgänge im Innern des Gehäuses 113 können auf diese Weise beobachtet und die Klappen 117» 117' entsprechend eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil des erwähnten Materials besteht darin, daß es nicht so leicht den Taupunkt erreicht wie irgendein Metall. Ferner kann es sich auf das Potential der Fasern aufladen, so daß diese daran gehindert werden, sich aufgrund statischer Elektrizität an der Innenseite des Gehäuses 113 zu sammeln.

Die Öffnung 118 erstreckt sich über die gesamte Länge des Gehäuses 113· Aus ihr treten die Fasern aus und legen sich auf eine Drahtbahn 119·

Mit der Zerkleinerungseinheit 100 ist eine Einheit 150 kombiniert, die lange Fasern fp erzeugt. Diese Einheit erstreckt sich über die gesamte Länge der Einheit 100. Die Einheit 15O weist einen Trichter 151 auf, der aus einer inneren Wand 152 und einer äußeren Wand besteht. Der Ausgang des Trichters ist zugleich der Ausgang für die kurzen Fasern f^. Die innere Wand des Trichters 151 ist mit dem unteren Teil des Ge-

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häuses 113 verbunden. Ihr oberes Ende liegt dicht neben einer Rolle 154-, auf der sägezahnförmlge Metalldrähte 155 gewickelt sind. Auf der anderen Seite der Rolle 154-befindet sich eine Buckelplatte 156, deren Kante mit den Zähnen der Drähte 155 zusammenarbeitet. Eine aus langen Fasern bestehende Bahn 157 wird von einer Rolle 158 angetrieben und läuft zwischen dem Draht bzw. den Drähten 155 und der Platte 156 hindurch. Dabei wird sie von dem Draht 155 in einzelne Fasern fp großer Länge gekämmt. Die auf diese Weise erzeugten langen Fasern fp fallen durch den Trichter 151 nach unten und legen sich auf das Band 119, wobei sie eine erste Schicht bilden. Anschließend legt sich darauf im Bereich 118' eine zweite Schicht, bestehend aus den kurzen Fasern f.. Unter dem Einfluß einer Saugeinheit 120 geraten die kurzen Fasern f^. zwischen die langen Fasern fp, mit denen sie sich verbinden. Ein Klebstoff ist insofern zunächst jedenfalls nicht erforderlich.

Eine zweite Einheit zur Erzeugung langer Fasern ist auf der anderen Seite der Einheit 100 vorgesehen. Diese erzeugt eine dritte Schicht, die sich auf die zweite Schicht legt.

Die Saugeinheit 120 erstreckt sich über die gesamte Öffnung 118. Der Abstand h zwischen der Wand 102 und dem Band 119 sollte zwischen 150 und 300 mm liegen. Bei einem kleineren Abstand behindert der Wind, der von den sich drehenden Zerkleinerungselementen 101 erzeugt wird, die Beschichtung auf dem Band 119- Große Abstände führen zu V/irbelsibrömen, die die Oberfläche der Schichten zerstören.

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In Bewegungsrichtung neben der Saugeinheit 120 befindet sich eine Hilfssaugeinheit 124, die eine Zerstörung der bereits gebildeten Bahn durch einen Luftstrom an der Ablaufseite der Bahn verhindert.

Die auf dem Band gebildete Bahn wird von einer Saugrolle 130 aufgenommen und auf ein weiteres Transportband 131 gelegt, das sie zur weiteren Verarbeitungsstation bekannter Art transportiert.

Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Gesamtanlage. Das Transportband 131 fördert die Bahn, bestehend aus langen und kurzen Fasern in einer Einheit 132, wo Klebstoff aufgesprüht wird. Dann gelangt die Bahn in eine erste Trockenkammer 133· Anschließend wird mittels einer weiteren Saugrolle 134· die Unterseite der Bahn freigelegt und die Bahn durch eine Einheit 135 geführt, wo abermals Klebstoff aufgesprüht wird. Schließlich wird die Bahn durch eine zweite Trockenkammer 136 geführt und dann zu einer Holle 137 aufgewickelt.

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Claims

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Patentansprüche

i. Vorrichtung zur Herstellung einer Bahn aus Pasern, gekennz eichnet durch eine zylindrische Wand (102) mit Sieblöchern (112), die gleichmäßig über im wesentlichen die gesamte Wand (102) verteilt sind, durch eine Welle (110) innerhalb der Wand (102), auf der Trennelemente (101) angeordnet sind, die bei Drehung der Welle (110) mit der Wand (102) zusammenwirken und kurze zusammenhängende Pasern (f^,), vorzugsweise aus Holz, voneinander trennen, durch ein Gehäuse (113)» das die Wand (102) umgibt, auf der Unterseite eine Öffnung (118) aufweist, aus der die Fasern (f*) herausfallen, das sich allmählich zur Öffnung (118) hin vergrößert und auf einander gegenüberliegenden Seiten mit LängsÖffnungen (115) ausgerüstet ist, über die das Innere des Gehäuses (113) mit der Umgebung in Verbindung steht und durch die Luft in das Innere des Gehäuses (113) eintreten kann,.durch einstellbare Klappen (117, 117') am oberen Ende des Gehäuses (113), die eine Steuerung des Verhältnisses zwischen Luft und Fasern innerhalb des Gehäuses (113) ermöglichen, durch ein endloses Drahtband (119) unterhalb der Öffnung (118), auf das sich die Fasern (f.) legen, und durch eine Einheit (150) zur Erzeugung voneinander getrennter langer Fasern (f~) aus Kunststoff, die and einem Trichter (151)» welcher sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses (113) erstreckt und in den Ausgang (118) übergeht, aus einer Platte (156) und einer Rolle (154-) besteht, die zusammen mit der Platte (156) aus einer Bahn (157) die einzelnen langen Fasern (f~) erzeugt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Einheit (150) zur Erzeugung langer Fasern ^2)» die auf der.der ersten Einheit (150) zur Erzeugung kurzer Fasern (f^,) abgewandten Seite des Gehäuses (113) angeordnet ist.
. 3· Verfahren zur Herstellung einer Bahn aus Fasern, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst die kurzen und langen Fasern schichtweise aufeinandergelegt werden und daß dann Klebstoff aufgesprüht wird, der anschließend getrocknet wird,
4-. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß sich die kurzen und die langen Fasern beim Aufeinanderlegen ganz oder teilweise miteinander vermischen.
5. Bahn, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen und die langen Fasern ganz oder teilweise miteinander vermischt sind.

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