DE3325669C2

DE3325669C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer Faservliesbahn

Info

Publication number: DE3325669C2
Application number: DE3325669A
Authority: DE
Inventors: John Sauder Forry; John Richard Lancaster Pa. Garrick
Original assignee: Armstrong World Industries Inc
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1986-05-28
Also published as: LU84960A1; IT8322351A0; SE8304397D0; LU84961A1; NL8302884A; DE3325669A1; GB8321914D0; SE457217B; IT1164350B; ATA264183A; CH664787A5; DE3325643A1; FR2531727B1; AU564161B2; GB2125450B; FR2531662B1; DE3325643C2; SE8304398L; FR2531662A1; AU1788583A

Abstract

In den oberen Bereich einer mattenbildenden Zone wird eine Mischung aus Bindemittel und Fasermaterial eingebracht. Die Mischung wird von einem horizontal oder nach oben gerichteten Luftstrom durchschnitten, darin mitgerissen und dann auf wenigstens einem Lochsieb als Schicht abgelegt, wobei die die Mischung mitreißende Luft durch das Lochsieb oder die Lochsiebe abgesaugt wird. Durch Verringerung der Turbulenz und durch Steuerung der Art und Weise, in der das teilchenförmige Material auf den Lochsieben abgeschieden wird, erhält man gleichförmige Vliesbahnen, die vielfältig als Bauprodukte verwendet werden können.

Description

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

Aus der DE-OS 27 56 503 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, daß 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 Transportgemisrh an den

ίο Siebboden 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 Bin-

!.> demittel 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 derer sich die Teilchen statisch aufladen, was zur Klumpenbildung und zu einer wellenförmigen Materialablage führt Dadurch lassen sich beispielsweise Mineralwolleprodukte mit einer Stärke 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 21 49 892 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 zugewdnet 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 eins statische Aufladung der Teilchen durch den Luftstrom nich*. vermeiden läßt, so daß die Gleichförmigkeit des Flächengewichts von auf diese Weise hergestellten Faservliesbahnen ebenfalls nicht gewährleistet ist.

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

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 angegebenen Merkmalen gelöst, wobei in den Unteransprüchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung angegeben sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, aufgrund der getrennten Zuführung der Mischung aus Bin-

demittel und anorganischem Fasermaterial und der Luft in die matienbildende Zone unter einer bestimmten räumlichen Zuordnung eine erheblich vergleichmäßigte Materialablage zu erreichen, da wellenbildende Turbulenzen und klumpenbildende statische Teilchenaufladüngen 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. Faservliesbahnen 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

F i g. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Faservliesbahn,

F i g. 2 die Ansicht D-D von F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung für die Luftzuführung in die mattenbildende Zone und

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung mit zwei mattenbildenden Zonen.

Die in F i g. 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 fallend 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 Vorreißerwalze 42 zugeführt, die mit einer gegenüberliegenden Abnahmebürste 43 eine erste Öffnung 35 für die Zuführung des Faser-Bindemittelgemisches in eine mattenbildende Zone 36 bildet.

Die mattenbildende Zone 36 hat einen unteren Siebboden 45 aus einem elektrisch leitenden Materia! und einen oberen Siebboden 46 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, an dsssen Stelle auch eine Platte verwendet werden kann. Die Siebboden 45 und 46 laufen an einer Spaltöffnung zusammen, der eine Verfestigungszone 48, ein Spalt 49, eine obere Stampfeinrichtung 50 und eine untere antistatische Einrichtung 51 zur Lösung der verfestigten Faservliesbahn von den Siebboden 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 F i g. 1 gezeigt ist, läuft der untere Siebboden 45 in Richtung A durch den unteren Bereich der mattenbildenden Zone 3G, 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 Umlenkung 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 und 69 (F i g. 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 Pfeii C veranschaulicht ist,

Wie aus den F i g. 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 !n der zweiten Öffnung 414 sitzen 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 siciv ,-sie 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 F i g. 3 werden die Leitplatten 77 zuerst zur einen Seite ήβτ mattenbildenden Zone 36 und dann zur anderen Seite dieser Zione 36 hin gerichtet, wodurch eine Kanalisierung durch statisch induziertes Ablegen der Teilchen in verschiedenen Abschnitten und somit eine Wellenmusterbildraig 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· vorn Luftstrom mitgerissene Gemisch wird dann aiuf den beiden Siebboden 45 und 46 abgelegt, durch die die Luft mit Hilfe der variable 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 Turbulenzenstroms 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 herablallen.

Wenn das Aufeinandertreffen der durch die zweite öffi.ur.g 44 eingeführten Luft auf den nach unten fallenden Faserstrom zu weit unterhalb der öffnung 35 liegt, nimmt der Luftstrom die Fasern unter eiaem relativ flachen Winkel bezüglich des unteren Siebbodens 45 mit, was zur Weüenmusterbildung 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. Zo 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 F i g. 4 gezeigten Anordnung von zwei Vorrichtungen lassen sich auf einfache Weise bahnförmige Schichtkörper herstellen. Dabei sind übereinander zwei der mattenbildenden Zone 36 entsprechende Zonen 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 96 gelangt und über eine Gleitplatte auf die auf der unteren Bahn 87 befindliche Kernmischung 92 gelangt Mit Hilfe einer Bandanordnung 98 wird ein Verdichtungsspalt 99 geschaffen, aus dem das dreischichtige Bandmaterial für die Weiterverarbeitung austritt. Aijf diese Weise lassen sich schallisolierende Materialien, Baumaterialien und andere Schichtkörperbahnen äußerst einfach herstellen.

Mit der Vorrichtung von F i g. 4 soll ein Schichtkörper aus 87% Mineralwolle und 13% pulverförmigen phenolischen Bindemittel mit einer Stärke 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 I₁I m. 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 gravimetrischen 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 Siebboden 45 und 46 in den jeweiligen mattenbildenden Zonen laufen konvergent gegeneinander mit etwa 3 m/ min. In die Zonen wird Luft mit einem Volumenstrom von etwa 135 mVmin. eingeführt und durch die formenden Siebboden 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 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 dreißigmal hin- und herbewegt

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 Faservüesbahnen gleichzeitig durch eine

25

30

35

40 Stampfeinrichtung 50 gerüttelt und der Antistatikeinrichtung 51 ausgesetzt. Die Stampfeinrichtung 50 ist so eingestellt, daß sie gegen die Rückseite der Siebboden 46 etwa dreißigmal pro Minute schlägt, wodurch die Matten abwechselnd komprimiert und freigegeben werden. Die Antistatikeinrichtungen 51 sind herkömmliche 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 Faservüesbahnen 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 200⁰C 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 nachkaübriert und gekühlt. Durch die Nachkaübrierung wird die Stärke der Platte auf etwa 3,8 cm eingestellt. Das gleichzeitige Kühlen mit Umgebungsluft reduziert die Plattentemperatur auf weniger als 12O⁰C. 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 Produkt sind sehr gut.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

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 eingeführt werden, aus der die Luft wenigstens im unteren Bereich einstellbar abgesaugt und die Mischung auf einem beweglichen Siebboden abgelegt und durch eine konvergierende Spaltöffnung abgeführt sowie danach verfestigt und gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung direkt in die mattenbildende Zone in ihrem oberen Bereich eingeführt wird, daß der Luftstrom in die mattenbildende Zone getrennt von der Mischung eingeführt wird und daß der Luftstrom horizontal oder nach oben gerichtet gegen die nach unten fallende Mischung geblasen wird.

2. Vorrichtung zurDurchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer mattenbildenden Zone, die einen Einlaß zum Zuführen einer vorher hergestellten Mischung aus Bindemittel und hauptsächlich anorganischem Fasermaterial sowie von Luft, einen unteren Siebboden und eine gegebenenfalls als weiterer Siebboden ausgebildete obere Platte, die zusammen mit dem unteren Siebboden zu einer Spaltöffnung konvergiert, zu der hin wenigstens der untere Siebboden bewegbar ist, und wenigstens eine dem unteren Siebboden zugeordnete Luftabsaugeinrichtung aufweist, sowie mit der Spaltöffnung nachgeordneten Einrichtungen zum Verfestigen und Härten der abgelegten Matte, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine im oberen Bereich der mattenbildenden Zone (36) angecrdne'-ft erste öffnung (35) für die Zuführung der Mischung und eine zweite öffnung (44) für die Einblasung von Luft aufweist, und daß die Einblasrichtung der Luft horizontal oder nach oben gegen die durch die erste öffnung (35) zugeführte, nach unten fallende Mischung gerichtet einstellbar ist

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

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, 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.