CH666065A5

CH666065A5 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung einer faservliesbahn.

Info

Publication number: CH666065A5
Application number: CH4444/83A
Authority: CH
Inventors: John Sauder Forry; John Richard Garrick
Original assignee: Armstrong World Ind Inc
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1983-08-15
Publication date: 1988-06-30
Also published as: DE3325669A1; AU1788583A; ATA264183A; SE457217B; AU564161B2; FR2531727B1; IT8322348A0; IT1164350B; IT8322351A0; SE8304398D0; NL8302883A; GB2125450A; DE3325643C2; GB2125450B; DE3325643A1; SE8304397L; FR2531662A1; FR2531727A1; SE8304397D0; FR2531662B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Faservliesbahn nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.

Aus der DE - OS 2 756 5-503 ist durch ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, vor einer mattenbildenden Zone in einer Rohrleitung durch horizontale Zuführung von Luft durch eine Venturi-Düse und durch vertikales Einfallenlassen eines Gemisches aus Bindemittel und organischen Fasern durch einen Trichter in den Luftstrom ein Gemisch herzustellen, das horizontal im unteren Bereich in die mattenbildende Zone eingeführt wird. Dabei ist die untere Wand dieser Zuführung fluchtend zu dem Boden der mattenbildenden Zone ausgerichtet, der von einem kontinuierlich umlaufenden Siebboden gebildet wird, dem Einrichtungen zum Absaugen von Luft nach unten zugeordnet sind. Auf der Oberseite wird die mattenbildende Zone von einem weiteren Siebboden begrenzt, der zum unteren Siebboden in einem Winkel von etwa 12° geneigt ist und durch den ebenfalls Luft, in diesem Fall nach oben, abgesaugt wird. Aufgrund dieser Luftabsaugung scheiden sich Bindemittel und Fasermaterial aus dem Transportgemisch an den Siebböden ab und werden durch eine Spaltöffnung als Matte abgeführt, die zur Herstellung der Faservliesbahn noch verfestigt und gehärtet wird.

Bei der bekannten Faservliesbahnherstellung erfolgt also eine gemeinsame Zuführung der Mischung aus Bindemittel und anorganischem Fasermaterial zusammen mit Luft als Transportmittel im unteren Bereich der mattenbildenden Zone. Um das Mitreissen der Teilchen im Luftstrom zu ermöglichen, müssen sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden, aufgrund deren sich die Teilchen statisch aufladen, was zur Klumpenbildung und zu einer wellenförmigen Materialablage führt. Dadurch lassen sich beispielsweise Mineralwolleprodukte mit einer Sträke von mehr als 25 mm mit merklichen Dickenabweichungen herstellen, eine gleichförmige Materialablage und somit die Schaffung einer Faservliesbahn mit gleichbleibendem Flächengewicht bei geringeren Stärken ist jedoch nicht gewährleistet.

Aus der DE - OS 2 149 892 ist es weiterhin bekannt, ein Fasermaterial vor der mattenbildenden Zone in einem Schacht abzugeben, durch den von unten nach oben Luft strömt, so dass Faserteilchen bis zu einer vorgegebenen Grösse mitgerissen werden können, während schwerere Teilchen nach unten fallen. Diesem Fasermaterial tragenden Luftstrom wird am Schachtende vor dem Eintritt in die mattenbildende Zone ein im wesentlichen horizontaler Luftstrom überlagert, dessen Volumenstrom, nicht jedoch dessen Richtung, einstellbar ist. Die mattenbildende Zone wird von einem Siebboden, dem eine Absaugeinrichtung zugeordnet ist, und einer viertelkreisförmig verlaufenden Leitwand begrenzt. Die gemeinsam mit Luft durch ein und dieselbe Öffnung eingeführten Fasern fallen längs Wurfparabeln auf den Siebboden und werden durch einen von Walzen begrenzten Abführspalt abtransportiert. Die Fasern werden also zusammen mit Luft durch ein und dieselbe Öffnung in die mattenbildende Zone eingeführt, wodurch sich eine statische Aufladung der Teilchen durch den Luftstrom nicht vermeiden lässt, so dass die Gleichförmigkeit des Flächengewichts von auf diese Weise hergestellten Faservliesbahnen ebenfalls nicht gewährleistet ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, das Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. die Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2 so auszubilden, dass sich klumpen- und wellenfrei Faservliesbahnen mit gleichbleibendem Flächengewicht kontinuierlich herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird verfahrensmässig mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 und vorrichtungsmässig mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 2 angegebenen Merkmalen gelöst, wobei in den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung angegeben sind. Mit dem erf indungsgemässen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es möglich, aufgrund der getrennten Zuführung der Mischung aus Bindemittel und anorganischem Fasermaterial und der Luft in die mattenbildende Zone unter einer bestimmten räumlichen Zuordnung eine erheblich vergleichmässigte Materialablage zu erreichen, da wellenbildende Turbulenzen und klumpenbildende statische Teilchenaufladungen nicht vorhanden sind und die vom Luftstrom mitgeführten Teilchen nicht mit hoher Geschwindigkeit parallel über die Oberfläche des Siebbodens geführt werden. Dadurch ist es möglich, Faservlies2

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bahnen mit gleichförmigen Flächengewichten und gleicher Stärke bis in die Grössenordnung von 1 mm ohne Schwierigkeiten herzustellen.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Faservliesbahn,

Fig. 2 die Ansicht D-D von Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung für die Luftzuführung in die mattenbildende Zone und

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung mit zwei mattenbildenden Zonen.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zeigt die Faseraufbereitung, die Mattenbildung und die Verfestigung. Die Mineralwollefasern werden in Form von Ballen 10 auf einem Förderer 11 zugeführt und bei 12 in Abschnitte zerschnitten, die auf einem Förderer 13 mit Hilfe einer Reisstrommel 14 zur Bildung von Fasern 15 aufgeschlossen werden, die auf einen Förderer 16 fallen und auf einem mit Stiften versehenen weiteren Förderer 17 schräg nach oben zu einem Trommelkamm 18 geführt werden, von dem aus dann das in der Stärke nivellierte Fasermaterial vorbei an einer Rolle 19 in einer die Schwerkraft nutzenden Fördereinrichtung 20 weiter befördert wird. Die Einrichtung 20 hat einen Schacht 21, in dem die Fasern nach unten zwischen Kompressionswalzen 22 und 23 fallen und durch eine ihren Mengenstrom messende Einrichtung 24 hindurchgehen. Nach dem Durchgang durch Lieferwalzen 25 und 26 unter Führung über eine Lockerungswalze 27 gelangen die Fasern auf einen horizontalen Förderer 30, wo über eine Zuführungseinrichtung 31 ein Bindemittel 32 zugeführt und mit Hilfe einer Lockerungswalze 33 mit den Fasern 15 vermischt wird. Diese Mischung wird durch ein Lieferwalzenpaar 40,41 einer Vor-reisserwalze 42 zugeführt, die mit einer gegenüberliegenden Abnahmebürste 43 eine erste Öffnung 35 für die Zuführung des Faser-Bindemittel-Gemisches in eine mattenbildende Zone 36 bildet.

Die mattenbildende Zone 36 hat einen unteren Siebboden 45 aus einem elektrisch leitenden Material und einen oberen Siebboden 46 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, an dessen Stelle auch eine Platte verwendet werden kann. Die Siebböden 45 und 46 laufen an einer Spaltöffnung 47 zusammen, der eine Verfestigungszone 48, ein Spalt 49, eine obere Stampfeinrichung 50 und eine untere antistatische Einrichtung 51 zur Lösung der verfestigten Faservliesbahn von den Siebböden nachgeordnet ist. Die verfestigte Faservliesbahn läuft dann über Überführungsrollen 52 in einen Ofen 53 für das Trocknen und Härten. Wenn der obere Siebboden 46 von einer Platte gebildet wird, kann die zum Loslösen der Faservliesbahn dienende Stampfeinrichtung 50 entfallen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, läuft der untere Siebboden 45 in Richtung A durch den unteren Bereich der mattenbildenden Zone 36, während der obere Siebboden 46 umgelenkt von einer Walze 58 geneigt dazu in Richtung B zu einer Spaltöffnung 47 läuft und die mattenbildende Zone 36 nach Umlen-kung um eine Rolle 59 verlässt. Dem unteren Siebboden 45 sind drei Luftabsaugeinrichtungen 60,61 und 62, dem oberen Siebboden 46 ist eine Luftabsaugeinrichtung 63 zugeordnet. Die mattenbildende Zone 36 ist in den übrigen Bereichen durch eine Abdeckung 64,65 und 66, durch eine Rückwand 67 und durch Seitenwände 68,69 (Fig. 2) umschlossen.

In der Rückwand 67 ist eine zweite Öffnung 44 vorgesehen, durch die Luft in die mattenbildende Zone 36 horizontal oder nach oben gerichtet eintritt, was durch den Pfeil C veranschaulicht ist.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist die zweite Öffnung 44 von Seitenwänden 73 und 74, einer oberen Wand 75 und einer unteren Wand 76 begrenzt. In der zweiten Öffnung 44 setzen auf in der oberen Wand 75 und der unteren Wand

76 drehbar gelagerten Zapfen 78 Leitplatten 77, die um die Achsen der Zapfen 78 verschwenkbar sind. Die Leitplatten

77 sind auf der von der mattenbildenden Zone 36 abgewandten Seite über Verbindungsstücke 80 mit einem Schaft 79 für ihre Bewegung verbunden. Dadurch lässt sich die Richtung der in die mattenbildende Zone 36 einströmenden Luft variabel steuern. Durch ein Hin- und Herschwenken der Leitplatten 77 durch Bewegen des Schafts 79 längs der Bahn EF; in Fig. 3 werden die Leitplatten 77 zuerst zur einen Seite der mattenbildenden Zone 36 und dann zur anderen Seite dieser Zone 36 hin gerichtet, wodurch eine Kanalisierung durch statisch induziertes Ablegen der Teilchen in verschiedenen Abschnitten und somit eine Wellenmusterbildung bei der herzustellenden Faservliesbahn vermieden wird.

Wenn das Gemisch aus Fasern und Bindemittel aus der ersten Öffnung 35 in die mattenbildende Zone 36 fällt, trifft es auf den schräg nach oben unmittelbar unter die erste Öffnung 35 gerichteten Luftstrom aus der zweiten Öffnung 44, der mit Hilfe der Leitplatten 77 gerichtet wird. Das vom Luftstrom mitgerissene Gemisch wird dann auf den beiden Siebböden 45 und 46 abgelegt, durch die die Luft mit Hilfe der variabel einsetzbaren Luftabsaugeinrichtungen 60,61,62 und 63 hindurch abgesaugt wird, wobei in der mattenbildenden Zone 36 ein einstellbarer Unterdruck herrscht und die Absaugluftströme lokal verändert werden können, was zu Schichtungsänderungen führt.

Zur Vermeidung eines Turbulenzstroms des über die Siebbodenoberflächen geführten Materials beträgt der Winkel zwischen dem unteren Siebboden 45 und dem oberen Siebboden 46 an der Spaltöffnung 47 zwischen 20° und 55°. Bei einem kleineren Winkel treten die erwähnten Turbulenzen auf, bei einem grösseren Winkel kann das am oberen Siebboden 46 abgelegte Fasermaterial davon herabfallen.

Wenn das Aufeinandertreffen der durch die zweite Öffnung 44 eingeführten Luft auf den nach unten fallenden Faserstrom zu weit unterhalb der Öffnung 35 liegt, nimmt der Luftstrom die Fasern unter einem relativ flachen Winkel bezüglich des unteren Siebbodens 45 mit, was zur Wellenmusterbildung führen kann. Deshalb wird die zweite Öffnung 44 im oberen Abschnitt der Rückwand 67 vorgesehen. Ähnliche Probleme würden sich ergeben, wenn die zweite Öffnung 44 den Luftstrom nach unten gerichtet ausblasen würde. Zu optimalen Ergebnissen führt ein Abstand zwischen der ersten Öffnung 35 und dem unteren Siebboden 45, der wenigstens 90 cm beträgt, und ein Abstand zwischen dem Ausblasende der zweiten Öffnung 44 und der Stelle, an der der ausgeblasene Luftstrom den nach unten fallenden Faserstrom schneidet, der etwa 60 cm beträgt.

Mit der in Fig. 4 gezeigten Anordnung von zwei Vorrichtungen lassen sich auf einfache Weise bahnförmige Schichtkörper herstellen. Dabei sind übereinander zwei der mattenbildenden Zone 36 entsprechende Zone 83 und 84 vorgesehen, aus deren Abgabeöffnungen 85 bzw. 86 jeweils eine als Matte abgelegte Bahn austritt, nämlich aus der unteren Zone 83 die Bahn 87, die auf einem Förderer 88 über Überführungsrollen 89 auf einen Förderer 90 gelangt, wo mit Hilfe einer Abgabeeinrichtung 99 eine Kernmischung 92 auf der Bahn 87 abgelegt wird, die mit einer Rakel 83 geglättet wird. Auf die Kernmischung 92 wird eine weitere Faservliesbahn 94 aufgelegt, die aus der Abgabeöffnung 86 der oberen mattenbildenden Zone 84 austritt, über Überführungsrollen

95 auf einen schräg nach unten transportierenden Förderer

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einer Bandanordnung 98 wird ein Verdichtungsspalt 99 geschaffen, aus dem das dreischichtige Bandmaterial für die Weiterverarbeitung austritt. Auf diese Weise lassen sich schallisolierende Materialien, Baumaterialien und andere Schichtkörperbahnen äusserst einfach herstellen.

Mit der Vorrichtung von Fig. 4 soll ein Schichtkörper aus 87% Mineralwolle und 13 % pulverförmigen phenolischen Bindemitteln mit einer Strärke von 2,8 cm und einer Dichte von 0,1 g/cm3 hergestellt werden.

In der unteren mattenbildenden Zone 83 beträgt der Abstand zwischen der Spaltöffnung 47 und der Rückwand 67 etwa 2,8 m. Die Zonenbreite wird zwischen den Seitenwänden 68 und 69 zu etwa 66 cm gemessen, die vertikal zwischen dem Sieb 45 und dem Mittelpunkt der Vorreisserwalze 42 gemessene Höhe beträgt etwa 1,1m. Der Winkel der Spaltöffnung 47 liegt bei etwa 25°. Die obere mattenbildende Zone 84 hat einen Abstand zwischen der Spaltöffnung 47 und der Rückwand 67 von etwa 2,1 m, Breite und Höhe entsprechen der mattenbildenden Zone 83. Der Winkel an der Spaltöffnung 47 liegt bei etwa 48°.

Für jede mattenbildende Zone 83 bzw. 84 werden Mineralwollefasern getrennt und auf einem Förderer 30 mit einem Mengenstrom von 3,4 kg/min. unter Einsatz einer gravime-trischen Zuführeinrichtung zugeführt. Das Phenolharz wird auf die Fasern in der Station 32 mit einer Menge von 1 kg/-min. aufgebracht. Dieses Material wird durch die Auflockerungswalze 33 vermischt und der jeweiligen Faserungseinrichtung 34 zugeführt. Die Siebböden 45 und 46 in den jeweiligen mattenbildenden Zonen laufen konvergent gegeneinander mit etwa 135mVmin. eingeführt und durch die formenden Siebböden 45 und 46 hindurch abgeführt. Der Druck in jeder mattenbildenden Zone liegt um etwa 520 Pa unter dem Atmosphärendruck. In der unteren mattenbildenden Zone 83 werden etwa 90 % der die Mischung mitführenden Luft durch den unteren Siebboden 45 abgezogen, wobei der grösste Teil dieser Luft durch die Luftabsaugeinrichtung 62 abgezogen wird. In der oberen mattenbildenden

Zone 84 werden etwa 60 % der Luft durch den oberen Siebboden 46 abgezogen, wobei das Absaugen nicht variiert wird. Die Leitplatten 77 werden in jeder Öffnung 44 etwa dreissig-mal hin- und herbewegt.

s Die als Matte abgelegten Faservliesbahnen laufen konvergent an den Spaltöffnungen 47 zusammen und werden in den Verfestigungszonen 48 verfestigt. Unmittelbar vor dem Verlassen der Verfestigungszonen 48 werden die Faservliesbahnen gleichzeitig durch eine Stampfeinrichtung 50 gerüt-10 telt und der Antistatikeinrichtung 51 ausgesetzt. Die Stampfeinrichtung 50 ist so eingestellt, dass sie gegen die Rückseite der Siebböden 46 etwa dreissigmal pro Minute schlägt, wodurch die Matten abwechselnd komprimiert und freigegeben werden. Die Antistatikeinrichtungen 51 sind her-15 kömmliche Alphateilchenemitter, welche die Ladungen aus den Fasermatten entfernen und die statische Haftung auf ein Minimum reduzieren.

Die einzelnen von den mattenbildenden Zonen 83 und 84 austretenden Faservliesbahnen werden konvergierend zusammengeführt und unter Verwendung einer Vorkompressionsanordnung 98 vorkomprimiert. Das verfestigte Material wird dann durch einen Trocknungsofen geführt und etwa drei Minuten Luft ausgesetzt, die auf etwa 200°C erhitzt ist. Während dieser Zeit schmilzt das harzförmige Bindemittel und härtet im wesentlichen aus. Wenn die aus dem Trocknungsofen austretende Platte einen etwas plastischen Zustand hat, wird sie nachkalibriert und gekühlt. Durch die Nachkalibrierung wird die Stärke der Platte auf etwa 3,8 cm eingestellt. Das gleichzeitige Kühlen mit Umgebungsluft reduziert die Plattentemperatur auf weniger als 120°C. Das so erhaltene Produkt hat ohne Nachkalibrierung in der Stärke eine Toleranz von ± 1 mm, bei Einsatz der Nachkalibrierung beträgt die Toleranz in der Stärke ± 0,25 mm.

Die akustischen Leistungsdaten des so hergestellten Produkts sind sehr gut.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

666065 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Faservliesbahn, bei welchem eine Mischung aus Bindemittel und hauptsächlich anorganischem Fasermaterial sowie ein Luftstrom in eine mattenbildende Zone (36) eingeführt werden, aus der die Luft wenigstens im unteren Bereich einstellbar abgesaugt und die Mischung auf einem beweglichen Siebboden (45) abgelegt und durch eine konvergierende Spaltöffnung (47) abgeführt sowie danach verfestigt und gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung direkt in die mattenbildende Zone (36) in ihrem oberen Bereich eingeführt wird, dass der Luftstrom in die mattenbildende Zone (36) getrennt von der Mischung eingeführt wird und dass der Luftstrom horizontal oder nach oben gerichtet geführt gegen die nach unten fallende Mischung geblasen wird und dabei die Mischung mitreisst.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer mattenbildenden Zone (36), die einen Einlass zum Zuführen einer vorher hergestellten Mischung aus Bindemittel und hauptsächlich anorganischem Fasermaterial sowie von Luft, einen unteren Siebboden (45) und eine obere Platte, die zusammen mit dem unteren Siebboden zu einer Spaltöffnung (47) konvergiert, zu der hin wenigstens der untere Siebboden (45) bewegbar ist, und wenigstens eine dem unteren Siebboden (45) zugeordnete Luftabsaugeinrichtung aufweist, sowie mit der Spaltöffnung (62) nachgeordneten Einrichtungen (62) zum Verfestigen und Härten der abgelegten Matte (48), dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass eine im oberen Bereich der mattenbildenden Zone (36) angeordnete erste Öffnung (35) mit Einrichtungen (40,41) für die Zuführung der Mischung und eine zweite Öffnung (44) für die Einblasung von Luft aufweist und dass die Einblasrichtung der Luft durch weitere Einrichtungen (77,78, 79) horizontal oder nach oben gegen die durch die erste Öffnung (35) zugeführte, nach unten fallende Mischung gerichtet, einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Platte als Siebboden (46) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch in der zweiten Öffnung (44) angeordnete, gemeinsam verschwenkbare Leitplatten (77).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die mattenbildende Zone (36) oben begrenzende Platte (46) und der untere Siebboden (45) unter einem Winkel von 20° bis 55° zur Spaltöffnung (47) hin konvergieren.