DE2811004A1

DE2811004A1 - Verfahren zur herstellung von kluempchen verfilzter faeden

Info

Publication number: DE2811004A1
Application number: DE19782811004
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Ogino
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1978-03-14
Publication date: 1978-09-21
Also published as: US4164534A; GB1580589A; DE2811004C3; JPS5857536B2; FR2384049A1; FR2384049B1; JPS53114973A; DE2811004B2

Description

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von spärischen oder nahezu spärischen Klümpchen verfilzter Pasern aus kurzen Faserstücken.

Verschiedene Faserarten und insbesondere anorganische Fasern, unter denen als typisches Beispiel die Glasfaser anzutreffen ist, werden für Wärme- und/oder Schallisolationszwecke in nicht gewebt ei¹ Form verwendet., wobei verschiedene Verfahren zur Verarbeitung eines Fasermaterials in filzartige Form bekannt sind. Mittlerweile gibt es viele Anwendungsbereiche, wo es geeigneter wäre, wenn ein Fasermaterial wie beispielsweise Glasfaser in der Form einer Vielzahl von Kugeln oder kugelartiger Klümpchen geeigneter Größe verfügbar wäre. Jedoch wurde bisher zur industriellen Herstellung derartiger Faserklümpchen noch kein Verfahren entwickelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Klümpchen verfilzter Fasern anzugeben, das leicht in die industrielle Praxis umgesetzt werden kann.

Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Verfahren zur Verfilzung kurzer Faserstücke anorganischen Fasermaterials, wie beispielsweise Glas, zu einer Vielzahl kugelartiger Klümpchen angegeben werden.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe läßt man Gas kontinuierlich, in einem Behälter herumwirbeln; dann werden kurze Fasern oder Fäden, die im wesentlichen in unverdrilltem Zustand vorliegen, in den Behälter eingebracht, so daß sie in den Gaswirbel hineingezogen und im Gaswirbel dispergiert werden. Die kurzen Fasern verwickeln sich dann individuell miteinander und gehen in Klümpchen über.

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Als Wirbelgas ist Luft geeignet_r während der Behälter geeigneterweise durch einen Zyklon gebildet wird. Bevorzugt wird die Gasumwirbelung im Behälter so durchgeführt und die kurzen Fasern in den Behälter derartig hineingegeben, daß die Faserklümpchen, während das Gas vom Behälter nach oben abgegeben wird» auf den Behälterboden zu fallen.

Das erfindungsgemäße Vorfahren läßt sich entweder auf eine organische Faser oder auf eine anorganische Faser anwenden, während es auch möglich ist, zwei oder mehr Faserarten zu-.sammen zu verwenden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserklümpchen lassen sich besonders als Abdicht- oder Polstermaterial bei Wärme- und/oder Schallisolierungen verwenden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; diese zeigt schematisch und im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist in der Zeichnung ein Gespinst oder ein Bündel durchgehender Glasfasern wiedergegeben, die vorzugsweise nicht verdrillt, sondern parallel angeordnet sind. Das Faserbündel 10 wird zu einer Hackvorrichtung 20 gebracht, die eine Schneidwalze 12 besitzt, welche an ihrer zylindrischen Oberfläche mit einer Vielzahl von Schneidklingen 24 unter gleichförmigen Ümfangsabständen und mit einer im entgegengesetzten Sinne abrollenden Andrückwalze 26 ausgestattet ist, deren glatte zylindrische Oberfläche für die Schneidklingen 24 als Aufstoßfläche dient. Man läßt das Faserbündel 10 durch diese zwei Walzen 22, 26 hindurchlaufen, damit es durch die Schneidklingen 24 in kurze Stücke gleich-

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förmiger Länge abgeschlagen werden. Bie sich daraus ergebenden Bündel aus kurzen Fasern - als abgehackte Stränge 12 bezeichnet - fallen in einen Trichter 28. Die abgehackten Stränge 12 werden vom Trichter 28 in eine Entwirrvorrichtung 30 mit einer Drehtrommel 32 eingegeben, die an ihrer zylindrischen Oberfläche mit hakenartigen Flügeln 34 ausgestattet und in einer Kammer eingebaut ist, die unter dem Trichter 28 angeordnet ist. Die gehackten Stränge 12 fallen deshalb auf die Trommel 32 und stoßen gegen die Flügel 34 der rotierenden Trommel 32. Durch die Flügel 34· werden die abgehackten Stränge 12 natürlich zerschlagen, getrieben und zu komplizierten Bewegengen um die Trommel 32 herum gezwungen. Als Folge davon werden die gehackten Stränge 12 beinahe vollständig in kurze Faserstücke, die mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet sind, aufgelöst.

Das wichtigste Bauteil der dargestellten Vorrichtung ist ein Zyklon 40, der analog einem einfachen Wirbelstromabscheider gebaut ist. Dieser Zyklon 40 zeigt in seinem Hauptteil die Form eines aufrechten Zylinders mit einem Einlaß 40a in der Seitenwand, während der zuunterst liegenden Teil die Form eines Konus besitzt, dessen Spitze am Boden des Zylinders 40 zur Ausbildung eines Auslasses 40b abgeschnitten ist. Ein Rohr 42 ist im Zyklon 40 koaxial angeordnet; es erstreckt sich, durch die Oberwand des Zyklons 40 hindurch nach oben und endet im Zyklon 40 bei einer etwas unter dem Niveau des Einlasses 40a gelegenen Höhe. Eine Leitung 38 schließt ein Gebläse 44 an den Einlaß 40a an; auf diese Weise wird Luft, die vom Gebläse 44 geliefert wird, in den Zyklon 40 im allgemeinen tangential eingeführt. Diese Leitung 38 verläuft unter der Entwirrvorrichtung 30; ein Trichter 36 ist so angeordnet, daß die Faserfilamente 14 bei einer etwas stromaufwärts vom Zyklon 40 gelegenen Stelle in die Leitung 38 eingeführt werden.

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Ein Luftstrom hoher Geschwindigkeit, der durch die Leitung 38 strömt, und die Faserfilamente 14 trägt, tritt in den Zyklon tangential ein; dies hat zur Folge, daß eine Dispersion von Fasern 14 in Luft innerhalb des Zyklons 40 so herumwirbelt, wie es beim Bezugszeichen 16 zu sehen ist. Während der Wirbel 16 nach unten vorrückt, werden die Filamente gut verteilt und verwickeln sich individuell miteinander, mit der Folge, daß sie allmählich sich in eine Vielzahl von kugelförmigen Faserklümpchen 18 verwandeln. Wenn diese Klümpchen 18 individuell wachsen, wird ihre Schwebefähigkeit geringer/ schließlich kommen sie aus dem Luftwirbel· heraus und fallen auf den Auslaß 4Ob des Zyklons 40 zu. Andererseits wird der Luftwirbel· allmählich nach oben vom Zyklon 40 durch das Rohr 42 abgegeben.

Die Anordnung einer Leitung 46 ist so gewählt, daß sie die FaserkMmpchen 18 auf ein Förderband 48 führt, wobei Vorsorge für eine Luftschieuse 50 vom Drehtyp getroffen ist, um ein Ausströmen der Luft vom Zykion 40 durch den Ausl·aß 40b nach unten zu verhindern.

Die in der bis jetzt erfoigten Beschreibung angeführte Giasfaser 10 dient nur als Beispiel obgleich Glasfaser^umpchen 18 breite Verwendung finden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf beinahe jede Art von Fasern anwenden. Als Beispiele speziell geeigneter Fasern seien anorganische Fasern wie beispielsweise aus Glas, Asbest, Kohlenstoff, Bor und aus einigen Metallarten und organische Fasern wie beispielsweise aus Polyvinyikunstoffen, Akryl·kunststoffen, Pol·ypropylen und Zellulosearten angegeben. Aus der bis jetzt erfolgten Beschreibung wird deutlich, daß es möglich und einfach auszuführen ist, zwei oder mehr Faserarten einschiießl·ich einer Kombination aus organischen und anorganischen Fasern zusammen zu verwenden.

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Es wird deutlich, daß die Filamente 14 nicht notwendigerweise durch die dargestellten Hack- und Entwirr-Prozeduren vorbehandelt werden müssen, sondern durch jedes andere Verfahren präpariert werden können» Sogar beim Einsatz allgemeiner Zerhack- und Entwirr-Prozeduren, so wie sie erläutert wurden, muß die Faser nicht anfänglich vorgesponnen oder parallel angeordnet werden, wobei die gehackten Stränge 12 in ihrer Länge unregelmäßig sein können. Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß die Faser im genauen Sinne des Wortes als Dispersion unabhängiger Faserstücke in Strömungsluft in den Zyklon 40 eingeführt wird. Zulässig ist auch, daß jedes der in der Zeichnung wiedergegebenen Filamente 14 eine verdrehte oder verdrillte Ansammlung mehrerer Fasern darstellt; allerdings ist eine aus einer Vielzahl von Faserstücken bestehende Ansammlung unerwünscht, da dies eine ungenügende Verfilzung der Faserstücke in den individuellen Faserklümpchen 18 zur Folge hat.

Der Zyklon 40 kann einen Aufbau besitzen, der sich von der Darstellung unterscheidet. Beispielsweise können die Faserstücke, die zu Klümpchen verarbeitet werden sollen, getrennt vom Luftstrom in den Zyklon eingeführt werden.

Durch Abänderung der Aufbau- und/oder Betriebsbedingungen des Zyklons kann Form und Größe der individuellen Faserklümpchen in Abhängigkeit von der Größe und den physikalischen Eigenschaften der Faserstücke variiert werden.

Beispiel

Im Zyklon 40 des wiedergegebenen Typs werden etwa Jmm lange und etwa 9-15 pm dicke Glasfaserstücke 14 behandelt. Der zylindrieche

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Anschnitt im Inneren des Zyklons 40 hatte einen Durchmesser von etwa 520 mm und war etwa 1600 mm hoch., während der Einlaß A-Oa ungefähr 1200 mm unter der Oberwand angeordnet war. Der konische Teil im Inneren des Zyklons 40 war etw.a 330 mm hoch und hatte einen Durchmesser von etwa 300 mm am kegelstumpfartigen Bodenteil, d.h. am Auslaß 40b. Der Außendurchmesser des Luftabgaberohrs 42 war ungefähr 225 mm. Die Luftströmung durch die Leitung 38 hatte eine Volumenströmungsgeschwindigkeit von 23 nr/min und einen Winddruck von 0,0186 bar (190 mmAq). Die Luftgeschwindigkeit am Einlaß 40a zum Zyklon 40 war 14 m/sec. Unter dieser Bedingung verwandelten sich die Glasfaserstücke, die dem Zyklon 40 zugeführt wurden, in kugelartige Faserklümpchen 18, deren individueller Durchmesser von ungefähr 2-15mni reichte. Diese Klümpchen 18 besaßen in ihrem Aufbau und vom Anfühlen her eine Ähnlichkeit mit Baumwollekugeln, die von Hand gerollt wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt folgende Vorteile:

(1) Das Verfahren kann mit Hilfe einer Vorrichtung ausgeführt werden, die sowohl im Aufbau als auch in ihrer Betriebsweise einfach ist.

(2) Es lassen sich sehr kurze Fasern verwenden, die für Textilien oder als Verstärkungsmaterialien für Kunststoffmaterialien ungeeignet wären.

(3) Die Größe und die Dichte der Faserklümpchen können über weite Bereiche durch Abänderung der Betriebsbedingung der Verklumpungsvorrichtung wie beispielsweise eines Zyklons in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften der laserstücke variiert werden.

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(4) Wenn die Betriebsbedingung der Verklumpungsvorrichtung wie beispielsweise eines Zyklons konstant gehalten wird, können Faserklümpchen mit nahezu gleichförmiger Größe erhalten werden.

Somit wird erfindungsgemäß ein Verfahren geschaffen, bei dem kurze Faserstücke oder strangartige Filamente aus beispielsweise Glas in einen Behälter, beispielsweise in einen Zyklon eingebracht werden, in dem Gas, beispielsweise Luft, herumwirbelt; dies führt zu einer Verflechtung der Faserstücke zu kugelartigen Klümpchen. Vorzugsweise wird das Wirbeln des Gases und die Einbringung der Faserstücke in den Behälter so ausgeführt, daß die Faserklümpchen vom Behälter nach unten abgegeben werden, während die Luft nach oben abgeführt wird. Das Produkt läßt sich als Füllmaterial für Wärme- und/oder Schallisolierungen verwenden.

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e e rs e ι t

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Klümpchen verfilzter Fäden, dadurch gekennzeichnet , daß in einem Behälter kontinuierlich eine Gasumwirbelung erzeugt wird, und daß kurze Fäden im wesentlichen in unverdrilltem Zustand in den Behält ei' so eingebracht werden, daß sie in den Gasitfirbel hineingezogen und-im Gaswirbel dispergiert werden, wodurch sie individuell miteinander verfilzen und sich in Klümpchen umwandeln.

2. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelung des Gases und die Einbringung der kurzen Fäden so ausgeführt werden, daß die Klümpchen auf den Behälterboden zu fallen, während das Gas aus dem Behälter nach oben abgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter den Aufbau eines Zyklons besitzt, dessen Anordnung so gewählt ist, daß das Gas um eine vertikale Achse einer allgemein zylindrischen Kammer im Zyklon heruinwirbelt.

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ORiGiNAL INSPECTED

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD 8 MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 TEL. (089) 2242 II. TELEX O5-29672 PATMF

DIPL.-ING. W. GRAMKOW 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)36 72 61

ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Gas als auch die kurzen Fäden durch einen einzigen Einlaß in den Behälter eingebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fäden getrennt vom Gas in den Behälter eingebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fäden vor der Einbringung in den Behälter im wesentlichen in Fasern aufgetrennt" werden.

7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Fäden eine Mischung aus wenigstens zwei Faserarten darstellen.

9. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch £ ekennzeich-

n e t , daß die kurzen Fäden aus anorganischem Fasermaterial bestehen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Fasermaterial Glasfaser ist.

11. Verfahren zur Herstellung von Klümpchen verfilzter Fäden, dadurch geken nzeichnet, daß kurze Fäden von im wesentlichen unverdrilltem Zustand in einen Gasstrom eingebracht werden, um eine Dispersion der kurzen Fäden in Gas zu erzeugen, und daß man dann die Dispersion in einem Behälter herumwirbeln läßt, wodurch sich die kurzen Fäden individuell miteinander zur Umwandlung in Klümpchen verfilzen.