WO2024251769A1 - Verfahren und anlage zum herstellen von verspinnbaren bastfasern bzw. eines bastfadens - Google Patents

Verfahren und anlage zum herstellen von verspinnbaren bastfasern bzw. eines bastfadens Download PDF

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WO2024251769A1 PCT/EP2024/065394 EP2024065394W WO2024251769A1 WO 2024251769 A1 WO2024251769 A1 WO 2024251769A1 EP 2024065394 W EP2024065394 W EP 2024065394W WO 2024251769 A1 WO2024251769 A1 WO 2024251769A1
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fibers
fiber bundles
washing system
fiber
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Christian Meyer
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Andritz Kuesters GmbH
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Andritz Kuesters GmbH
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B1/00—Mechanical separation of fibres from plant material, e.g. seeds, leaves, stalks
    • D01B1/10—Separating vegetable fibres from stalks or leaves
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
    • D01C1/00—Treatment of vegetable material
    • D01C1/02—Treatment of vegetable material by chemical methods to obtain bast fibres

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing spinnable bast fibers, a method for producing a bast thread and a plant for producing spinnable bast fibers or a bast thread, wherein bast fibers are provided as bast fiber bundles.
  • bast fibers are becoming increasingly popular for the production of fiber webs and spinnable bast fibers.
  • the bast fibers are typically obtained from flax, linen, hemp or nettles. These plants are very sustainable as a source of raw materials because they have few demands on their habitat.
  • bast fibers After the bast fibers have been harvested, they are typically delivered in the form of bast fiber bundles. Before the bast fibers are processed, any impurities that come with the harvest, such as soil, plant residues, and the like, must be removed. In addition, the fibers, which are typically up to 1200 mm long, must be shortened for further use of the bast fibers as bast thread and later as fiber web.
  • One solution from the state of the art involves placing the bast fiber bundles in a pot-like container during or after combing and then applying fluids, such as water, to them and cleaning them. This allows combing to be stopped at the desired fiber length and the desired purity to be achieved by cleaning.
  • the disadvantage of this is that the cleaning process is extremely discontinuous. Cleaning the bast fiber bundles, in particular removing the fiber bast, inline with continuous further processing of the bast fibers is not possible.
  • a cyclic washing system in the sense of the present invention includes cyclic washing systems in the narrower sense, such as those used in the industrial laundry of textiles.
  • cyclic washing systems in the sense of the present invention also include machines which continuously transport and clean bast fiber bundles from an input side, where the bast fiber bundles are fed into the machine, to an output side, where the bast fibers are discharged from the machine.
  • a dissolving drum, in particular for recycling cardboard can be understood as a cyclic washing system in the sense of the present invention.
  • a cyclic washing system in the narrower sense has several washing drums which can be rotated synchronously with one another around a common axis of rotation.
  • the bast fiber bundles are placed in a first washing drum of the cyclic washing system.
  • a fluid such as water
  • the bast fiber bundles are wetted.
  • the bast fiber bundles are preferably transported by a partial or complete rotation of the washing drums into a second washing drum of the cyclic washing system, which is arranged adjacent to the first washing drum.
  • a slide-like guide track is preferably provided which connects the first washing drum to the second washing drum.
  • the bast fiber bundles pass via the guide track into the second washing drum. It is conceivable that the second washing drum synchronously with the first washing drum and synchronously with all other washing drums in the cyclic washing system.
  • the bast fiber bundles are gradually transported from washing drum to washing drum, and the impurities to be removed, in particular the bast fiber enveloping the bast fibers, enter the surrounding fluid, the so-called washing liquor.
  • the impurities separated from the fiber bundles and bast fibers can then be discharged from the cyclic washing system, for example with the liquor, and the bast fibers can be cleaned with it. Finally, the isolated bast fibers can be discharged from the cyclic washing system at the last washing drum in the cyclic washing system.
  • additives for example for cleaning the bast fiber bundles and/or for breaking down the bast fiber, are added to the water used to apply pressure to the bast fiber bundles in the washing drum(s). It is also conceivable that the water is tempered, in particular heated. It is conceivable that the bast fiber bundles or bast fibers are exposed to water in all washing drums.
  • the bast fiber bundles or the bast fibers are not exposed to water in all washing drums. It is also conceivable that the bast fiber bundles or the bast fibers are not exposed to a liquid in some washing drums or are exposed to a liquid other than water.
  • a bast thread For the production of a bast thread according to the invention, it is provided that in a third step the bast fibers of the processed bast fiber bundles are spun into the bast thread, wherein the processed bast fibers (1) are preferably fed continuously to the third step
  • a method for producing a fiber web is also disclosed, wherein spinnable bast fibers are provided according to a method according to claim 1 and laid to form the fiber web, preferably a nonwoven fabric web.
  • the laying of the bast fibers to form the fiber web is preferably carried out dry. It is conceivable, for example, that the bast fibers are laid using an airlaid process. However, it is also conceivable that the bast fibers are wetlaid in a wetlaid process.
  • the bast fibers can also be laid as a carded layer or as pulp.
  • impurities in the bast fiber bundles and/or fiber accompanying substances in the bast fiber bundles are removed.
  • This enables the bast fibers to be safely processed further into high-quality bast fibers, bast threads and fiber webs.
  • the cyclic washing system the cleanliness from washing drum to washing drum is increased as the bast fiber bundles pass through.
  • good removal of impurities and fiber accompanying substances can be achieved by using surfactants, for example, and by mechanical processing within the washing drums.
  • surfactants for example, and by mechanical processing within the washing drums.
  • mechanical processing it can be provided, for example, that impact surfaces are provided in the washing drums, which collide with the bast fiber bundles when the washing drums swing. Colloidal contamination in particular can be dissolved in this way and carried away with the water.
  • the bast fibers of the bast fiber bundles are shortened for further processing in the third step.
  • the bast fibers are preferably shortened to a fiber length of 1 mm to 50 mm and particularly preferably to a fiber length of 5 mm to 25 mm.
  • the bast fibers are shortened in the cyclic washing system.
  • the bast fibers of the bast fiber bundles are typically too long to be spun into a bast thread or laid into a nonwoven fabric web.
  • the fiber length can be determined by programming the cyclic washing system.
  • the combination of the amplitude and frequency of the vibrations of the washing drums and the passage time of the bast fibers through the cyclic washing system is important here, as is the amount of water added, which influences the degree of cleaning and the achieved fiber length can be taken.
  • fiber lengths of 1 mm to 50 mm and especially from 5 mm to 25 mm the bast fibers can be processed well and easily.
  • the bast fibers of the bast fiber bundles are degumming.
  • Experts also refer to this as degumming, i.e. the removal of lignin and dyes from the bast fiber bundle. This separates the bast fibers from the bast fiber bundle so that the bast fibers are cottonized.
  • sodium carbonate and/or caustic soda are added to the bast fiber bundles in the cyclic washing system for degumming.
  • the bast fibers are degumming in a sustainable manner without causing environmental pollution, by bringing about an enzymatic degradation of the fiber bast instead of the previously mentioned chemicals.
  • enzymes are added to the bast fiber bundles in the cyclic washing system for this purpose.
  • the bast fibres are bleached in the cyclic washing system, for example by adding sodium chloride and/or hydrogen peroxide to the debasted bast fibres in the cyclic washing system.
  • the bast fiber bundles are delivered for provision. No cleaning of the bast fiber bundles takes place between delivery and the second step.
  • the bast fiber bundles therefore do not undergo discontinuous cleaning in a pot-like container. This enables very efficient production of the bast fibers, the bast thread and the fiber web.
  • the bast fiber bundles are mechanically pre-cleaned in a pre-treatment room connected to the cyclic washing system before they pass through the cyclic washing system.
  • an air stream is used for this purpose. This advantageously ensures that less dirt is introduced into the cyclic washing system. Coarse dirt can be removed before the cyclic washing system passes through, but directly at the cyclic washing system and in particular inline.
  • the pre-cleaning The air flow protects the bast fibres so that, despite pre-cleaning, the desired fibre length can be achieved with the programmed cycle washing system.
  • the bast fibers are continuously fed into the third step, which results in a significant increase in the efficiency of the manufacturing process.
  • the efficiency of the manufacturing process is preferably further increased by carrying out the second step inline with the third step.
  • a further object for solving the problem set at the beginning is a system for producing a bast thread according to the method according to the invention.
  • the system has a cyclic washing system for processing bast fiber bundles and a unit for spinning the bast fibers, arranged downstream of the cyclic washing system in the processing direction. It is preferably provided that the cyclic washing system is arranged inline with the unit for spinning the bast fibers. This makes it possible for bast fibers to be continuously transferred to the unit for spinning the bast fibers.
  • the system for producing a fiber web has a cyclic washing system for processing bast fiber bundles and a unit for laying the fiber web arranged downstream of the cyclic washing system in the processing direction.
  • the cyclic washing system is arranged inline with the unit for laying the fiber web. This makes it possible for bast fibers to be continuously transferred to the unit for laying the fiber web.
  • a pre-treatment room is arranged in the processing direction before the cyclic washing system, which is intended to mechanically pre-clean the bast fiber bundles before they pass through the cyclic washing system.
  • the pre-treatment room is a washing drum of the cyclic washing system, in which the bast fiber bundles are not exposed to water. It is also conceivable that the pre-treatment room is a separate unit in the processing direction before the cyclic washing system, which is connected to the cyclic washing system, for example via a conveyor belt.
  • a dewatering unit for dewatering the bast fibers is provided in the processing direction after the cyclic washing system and before the unit for spinning the bast fibers.
  • the dewatering unit has a press and/or a centrifuge and/or a sieve belt with suction boxes arranged underneath.
  • Fig. 1 a schematic view of a system according to an exemplary
  • Fig. 2 a schematic view of a plant for producing a fiber web according to an exemplary embodiment of the above disclosure for carrying out a method for producing a fiber web disclosed above.
  • Figure 1 shows a system 100 according to exemplary embodiments of the present invention for carrying out a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the system 100 is intended for producing a bast thread 10 from spinnable bast fibers 1.
  • bast fiber bundles 2 are delivered directly from the field and fed to a pre-treatment room 3, for example via a conveyor belt (not designated).
  • a second step II of producing the fiber web 10 begins in the preparation room 3.
  • the bast fiber bundles 2 are mechanically pre-cleaned.
  • an air stream inside the pre-treatment room 3 captures coarse dirt particles and foreign substances and removes them from the fiber bundles 2. This pre-cleaning serves to introduce less dirt into subsequent cleaning steps of the second step II.
  • the cyclic washing system 4 has several washing drums 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, which are arranged adjacent to one another along the processing direction Z.
  • the washing drums 4.1, ..., 4.5 can be rotated synchronously or independently of one another about a rotation axis D.
  • the bast fiber bundles 2 enter a first washing drum 4.1 of the cyclic washing system 4.
  • the first washing drum 4.1 oscillates about the rotation axis D. Inside the first washing drum 4.1, the bast fiber bundles 2 are exposed to water.
  • the bast fiber bundles 2 come into contact with stop surfaces 7 inside the first washing drum 4.1.
  • the mechanical processing also shortens the bast fibers 1 of the bast fiber bundles 2.
  • the washing drums 4.1, ..., 4.5 rotate in such a way that the bast fiber bundles 2 or the bast fibers 1 are transported with a guide track 8 from the first washing drum 4.1 along the processing direction Z into a second washing drum 4.2.
  • the bast fiber bundles 2 or the bast fibers 1 are also processed by swinging the second washing drum 4.2 and, at the appropriate time, are transported along the processing direction Z into the next washing drum 4.3 of the cyclic washing system 4.
  • the bast fibers 1 thus pass through all of the washing drums 4.1, ..., 4.5 of the entire cyclic washing system 4. It is conceivable that the bast fiber bundles 2 are degummed in the cyclic washing system 4.
  • the cyclic washing system 4 can be adjusted so that a desired cleaning performance of the bast fiber bundles 2, a desired de-basting and a desired shortening of the fiber length of the bast fibers 1 is achieved. For this purpose, corresponding vibration frequencies, vibration amplitudes, water levels in the washing drums 4.1, ..., 4.5 or water temperatures are adjusted.
  • the bast fibres 1 After passing through the cycle washing system 4, the bast fibres 1 are fed to a dewatering unit 5.
  • the Bast fibres 1 are mechanically dewatered. This can be done, for example, by pressing, centrifuging or by suction in the dewatering unit 5.1.
  • the dewatering unit 5.1 is followed by the drying unit 5.2.
  • the drying unit 5.2 the dewatered bast fibers 1 are dried by heating. The heating ensures that adhering surface water from the bast fibers 1, which cannot be removed mechanically, evaporates.
  • the cyclic washing system 4 it is possible to continuously pass cleaned and shortened bast fibers 1 to the unit 6 for spinning the bast fibers 1 for further processing without major interruptions.
  • the cleaning of the bast fiber bundles 2, the debasting of the bast fiber bundles 2 into bast fibers 1 and the shortening of the bast fibers 1 to a length that is suitable for further processing take place inline. This makes the production process of the fiber web 10 significantly more efficient.
  • Figure 2 shows a system 101 for producing a fiber web 11 as disclosed above and with which a method for producing a fiber web 11 is carried out as disclosed above.
  • the system 101 for producing the fiber web 11 corresponds to the system 100 shown in Fig. 1 except for the feature that instead of a unit for spinning the bast fibers, a unit 9 for laying the fiber web 11 is provided in a further third step IIIa.
  • the unit 9 for laying the fiber web 11 can be designed to lay the fiber web 10 dry, for example using an airlaid process. However, it is also conceivable that the unit 9 for laying the fiber web 11 is designed to lay the fiber web 11 wet.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Herstellen von verspinnbaren Bastfasern und ein Verfahren zum Herstellen eines Bastfadens (10) vorgeschlagen, wobei in einem ersten Schritt Bastfasern (1) als Bastfaserbündel (2) bereitgestellt werden, in einem zweiten Schritt die Bastfaserbündel (2) in einer Taktwaschanlage (4) bearbeitet werden. Ferner wird eine Anlage vorgeschlagen.

Description

Verfahren und Anlage zum Herstellen von verspinnbaren Bastfasern bzw. eines Bastfadens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen verspinnbarer Bastfasern, ein Verfahren zum Herstellen eines Bastfadens und eine Anlage zum Herstellen verspinnbarer Bastfasern bzw. eines Bastfadens, wobei Bastfasern als Bastfaserbündel bereitgestellt werden.
Zur Herstellung von Faserbahnen und verspinnbaren Bastfasern finden langstapelige Bastfasern immer mehr Beachtung. Die Bastfasern werden typischerweise aus Flachs, Leinen, Hanf oder auch Brennnesseln gewonnen. Diese Pflanzen sind als Rohstoffquelle sehr nachhaltig, da sie kaum Ansprüche an ihren Lebensraum stellen.
Nach der Ernte der Bastfasern werden diese typischerweise in Form von Bastfaserbündeln angeliefert. Bevor die Bastfasern verarbeitet werden, müssen bei der Ernte mitgenommene Verunreinigungen wie Erde, Pflanzenreste und Ähnliches entfernt werden. Ferner ist für die weitere Verwertung der Bastfasern als Bastfaden und später als Faserbahn ein Einkürzen der typischerweise bis zu 1200 mm langen Fasern notwendig.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Bastfaserbündel durch Auskämmen zu reinigen. Hierbei rotieren Zylinder, auf deren Oberfläche Nadeln angeordnet sind, und durchstreichen die Bastfaserbündel mit den Nadeln. Beim Durchstreichen entfernen die Nadeln Verschmutzungen aus den Bastfaserbündeln, sorgen aber auch für ein Zerbrechen und Zerreißen der Bastfasern. Das Auskämmen wird so oft wiederholt, bis die gewünschte Reinheit oder die gewünschte Faserlänge erreicht ist. Besonders die Entfernung der die einzelnen Fasern umhüllenden Faserbegleitstoffe, die zu einem Verkleben der einzelnen Bastfasern führt zu einer Schädigung der Bastfasern. Oftmals wird allerdings nicht beides gleichzeitig erreicht, sodass ein ausreichendes Reinigen der Bastfaserbündel zu zu kurzen Bastfasern führt oder, dass noch Verschmutzungen, insbesondere der die Bastfasern umgebende Faserbast übrig sind, wenn mit der gewünschten Faserlänge das Auskämmen abgebrochen wird.
Ein Lösungsansatz aus dem Stand der Technik sieht vor, während oder nach dem Auskämmen die Bastfaserbündel in ein topfartiges Behältnis zu geben und in diesem mit Fluiden, beispielsweise mit Wasser, zu beaufschlagen und zu reinigen. Hierdurch kann das Auskämmen bei der gewünschten Faserlänge abgebrochen und die gewünschte Reinheit durch das Reinigen erreicht werden. Nachteilig ist hieran, dass der Reinigungsprozess in höchstem Maße diskontinuierlich ist. Eine Reinigung der Bastfaserbündel, insbesondere die Entfernung des Faserbastes inline mit einer kontinuierlichen Weiterverarbeitung der Bastfasern ist nicht möglich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung verspinnbarer Bastfasern, ein Verfahren zur Herstellung eines Bastfadens und eine Anlage zum Herstellen von verspinnbaren Fasern bzw. eines Bastfadens bereitzustellen, welche den genannten Nachteil aus dem Stand der Technik überwinden, Pausen in der Zuführung von gereinigten Bastfasern verringern und für eine verbesserte Kontinuität der Herstellung des Bastfadens sorgen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 sowie des Anspruchs 10.
Verspinnbar im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Bastfasern zu Bastfäden versponnen werden können, welche wie Baumwolle zu Baumwollfäden versponnen werden können, und wobei die Bastfäden wie Baumwollfäden weiterverarbeitet werden können. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Bastfasern als Bastfaserbündel in einem ersten Schritt bereitgestellt werden. Anschließend werden die Bastfaserbündel in einem zweiten Schritt in einer Taktwaschanlage bearbeitet. Durch die Bearbeitung der Bastfaserbündel mit einer Taktwaschanlage ist ein sehr gleichmäßiger Zustrom von Bastfasern zu weiteren Schritten wie Trocknung und ein orientiertes Ablegen möglich. Die höchst diskontinuierliche Bereitstellung bearbeiteter Bastfasern mit langen Wartezeiten vor der Weiterverarbeitung der Bastfasern nach dem zweiten Schritt, wie Sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann so deutlich verbessert werden, was die Effizienz des Herstellungsverfahrens signifikant steigert.
Eine Taktwaschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst Taktwaschanlagen im engeren Sinne, wie sie Verwendung in der industriellen Wäscherei von Textilien finden. Taktwaschanlagen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen aber auch Maschinen, welche kontinuierlich Bastfaserbündel von einer Eingangsseite, an der der Maschine die Bastfaserbündel zugeführt werden, zu eine Ausgangsseite, an der die Bastfasern aus der Maschine ausgegeben werden, transportieren und dabei Reinigen. Denkbar ist beispielsweise, dass eine Auflösetrommel, insbesondere zum Recycling von Kartonage, unter Taktwaschanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden kann.
Eine Taktwaschanlage im engeren Sinne weist mehrere Waschtrommeln auf, welche um eine gemeinsame Rotationsachse synchron zueinander rotierbar sind. Die Bastfaserbündel werden in eine erste Waschtrommel der Taktwaschanlage gegeben. Durch Schwingen der ersten Waschtrommel um die Rotationsachse und Beaufschlagen der Bastfaserbündel in der ersten Waschtrommel, vorzugsweise mit einem Fluid wie Wasser, erfolgt eine Benetzung der Bastfaserbündel. Vorzugsweise werden die Bastfaserbündel durch eine teilweise oder vollständige Umdrehung der Waschtrommeln in eine zweite Waschtrommel der Taktwaschanlage transportiert, welche an der ersten Waschtrommel anliegend angeordnet ist. Hierzu ist vorzugsweise eine rutschenartige Führungsbahn vorgesehen, welche die erste Waschtrommel mit der zweiten Waschtrommel verbindet. Schwingt die erste Waschtrommel soweit, dass die Bastfaserbündel von der Führungsbahn ergriffen werden oder dass die Bastfaserbündel auf der Führungsbahn abgelegt werden (beispielsweise mit einer vollständigen Drehung), so gelangen die Bastfaserbündel über die Führungsbahn in die zweite Waschtrommel. Denkbar ist, dass zweite Waschtrommel synchron zur ersten Waschtrommel und synchron zu allen weiteren Waschtrommeln der Taktwaschanlage schwingt. Nach und nach werden die Bastfaserbündel von Waschtrommel zu Waschtrommel transportiert und dabei gelangen die abzulösenden Verunreinigungen, insbesondere des die Bastfasern umhüllende Faserbastes in das umgebende Fluid, die sogenannte Waschflotte. Dies so von den Faserbündeln und Bastfasern separierten Verunreinigungen können so aus der Taktwaschanlage beispielsweise mit der Flotte abgeführt und die Bastfasern damit gereinigt werden. Schließlich können die vereinzelten Bastfasern an der letzten Waschtrommel der Taktwaschanlage aus der Taktwaschanlage ausgegeben werden. Denkbar ist, dass dem Wasser, mit welchem die Bastfaserbündel in der oder den Waschtrommeln beaufschlagt werden, Zusätze, beispielsweise zur Reinigung der Bastfaserbündel und/ oder zum Abbau des Faserbastes, zugegeben werden. Denkbar ist auch, dass das Wasser temperiert, insbesondere geheizt wird. Vorstellbar ist, dass die Bastfaserbündel bzw. die Bastfasern in allen Waschtrommeln mit Wasser beaufschlagt werden. Vorstellbar ist aber auch, dass die Bastfaserbündel bzw. die Bastfasern nicht in allen Waschtrommeln mit Wasser beaufschlagt werden. Denkbar ist auch, dass die Bastfaserbündel bzw. die Bastfasern in einigen Waschtrommeln nicht mit einer Flüssigkeit beaufschlagt werden oder mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser beaufschlagt werden.
Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Bastfadens ist vorgesehen, dass in einem dritten Schritt die Bastfasern der bearbeiteten Bastfaserbündel zu dem Bastfaden versponnen werden, wobei die bearbeiteten Bastfasern (1) dem dritten Schritt vorzugsweise kontinuierlich zugeführt werden
Offenbart wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn, wobei verspinnbare Bastfasern nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt und zu der Faserbahn, vorzugsweise zu einer Vliesgewebebahn, gelegt werden. Das Legen der Bastfasern zur Faserbahn erfolgt bevorzugt trocken. Denkbar ist beispielsweise, dass die Bastfasern mit einem Airlaid-Verfahren gelegt werden. Vorstellbar ist aber auch, dass die Bastfasern in einem Wetlaid-Prozess nassgelegt werden. Die Bastfasern können ferner als kardierte Lage oder auch als Pulpe gelegt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt Verunreinigungen der Bastfaserbündel und/oder Faserbegleitstoffe der Bastfaserbündel, insbesondere Faserbast und/oder Blütenblätter und/oder Samen und/oder Blütenstände und/oder Wurzeln entfernt werden entfernt werden. Hierdurch wird eine sichere Weiterverarbeitung der Bastfasern zu qualitativ hochwertigen Bastfasern, Bastfäden und Faserbahnen ermöglicht. Durch die Verwendung der Taktwaschanlage wird beim Durchlaufen der Bastfaserbündel die Reinheit von Waschtrommel zu Waschtrommel gesteigert. Neben der Reinigung durch das Beaufschlagen der Bastfaserbündel mit Wasser kann durch die Nutzung, beispielsweise von Tensiden, sowie durch mechanische Bearbeitung innerhalb der Waschtrommeln eine gute Abreinigung von Verunreinigungen und Faserbegleitstoffen erreicht werden. Für eine mechanische Bearbeitung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in den Waschtrommeln Aufschlagflächen vorgesehen sind, welche beim Schwingen der Waschtrommeln mit den Bastfaserbündeln kollidieren. Insbesondere kolloidale Verschmutzungen können so gelöst und mit dem Wasser abtransportiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt die Bastfasern der Bastfaserbündel zur Weiterverarbeitung im dritten Schritt gekürzt werden. Hierbei werden die Bastfasern bevorzugt auf eine Faserlänge von 1 mm bis 50 mm und besonders bevorzugt auf eine Faserlänge von 5 mm bis 25 mm gekürzt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bastfasern in der Taktwaschanlage gekürzt werden. Die Bastfasern der Bastfaserbündel sind typischerweise zu lang, um zu einem Bastfaden versponnen oder zu einer Vliesgewebebahn gelegt zu werden. Durch die mechanische Bearbeitung der Bastfaserbündel in der Taktwaschanlage ist es möglich, die Bastfasern gezielt klein zu brechen. Die Faserlänge kann hierbei durch die Programmierung der Taktwaschanlage bestimmt werden. Wichtig ist hierbei die Kombination aus Amplitude und Frequenz der Schwingungen der Waschtrommeln und der Durchlaufzeit der Bastfasern durch die Taktwaschanlage, ebenso wie die Menge an zugegebenem Wasser, mit welcher Einfluss auf den Grad der Reinigung und die erreichte Faserlänge genommen werden kann. Mit Faserlängen von 1 mm bis 50 mm und insbesondere von 5 mm bis 25 mm kann eine gute und unkomplizierte Weiterverarbeitung der Bastfasern erfolgen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt die Bastfasern der Bastfaserbündel entbastet werden. Der Fachmann spricht hierbei auch von Degumming, also dem Entfernen von Lignin und Farbstoffen aus dem Bastfaserbündel. Hierdurch werden die Bastfasern aus dem Bastfaserbündel vereinzelt, so dass die Bastfasern kotonisiert sind. Denkbar ist, dass zum Entbasten Natriumcarbonat und/oder Natronlauge zu den Bastfaserbündeln in der Taktwaschanlage gegeben werden. Bevorzugt wird die Entbastung der Bastfasern in nachhaltiger Weise, ohne eine Belastung der Umwelt zu verursachen, anstelle der zuvor genannten Chemikalien ein enzymatischer Abbau des Faserbastes herbeigeführt werden. Denkbar ist hierzu, dass hierzu Enzyme zu den Bastfaserbündeln in der Taktwaschanlage gegeben werden.
Denkbar ist ferner, dass die Bastfasern in der Taktwaschanlage gebleicht werden, beispielsweise durch Zugabe von Natriumchlorid und/oder Wasserstoffperoxid zu den entbasteten Bastfasern in die Taktwaschanlage.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Bastfaserbündel zum Bereitstellen angeliefert werden. Zwischen der Anlieferung und dem zweiten Schritt findet keine Reinigung der Bastfaserbündel statt. Die Bastfaserbündel durchlaufen also keine diskontinuierliche Reinigung in einem topfartigen Behältnis. Hierdurch ist eine sehr effiziente Herstellung der Bastfasern, des Bastfadens und der Faserbahn möglich.
Zur Steigerung der Reinigungsleistung im zweiten Schritt ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Bastfaserbündel vor dem Durchlaufen der Taktwaschanlage in einem, mit der Taktwaschanlage verbundenen, Vorbehandlungsraum mechanisch vorgereinigt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass hierzu ein Luftstrom zu Hilfe genommen wird. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise bewirkt, dass weniger Verschmutzungen in die Taktwaschanlage eingetragen werden. Grobe Verschmutzungen können bereits vor Durchlaufen der Taktwaschanlage, aber unmittelbar an der Taktwaschanlage und insbesondere inline, beseitigt werden. Die Vorreinigung mithilfe des Luftstroms schont dabei die Bastfasern, sodass trotz Vorreinigung die gewünschte Faserlänge bei der eingestellten Programmierung der Taktwaschanlage erreicht werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bastfasern dem dritten Schritt kontinuierlich zugeführt werden, was eine deutliche Effizienzsteigerung des Herstellungsverfahrens bewirkt. Die Effizienz des Herstellungsverfahrens wird vorzugsweise weiterhin dadurch gesteigert, dass der zweite Schritt Inline mit dem dritten Schritt durchgeführt wird.
Es wird offenbart, dass die Bastfasern dem Legen der Faserbahn kontinuierlich zugeführt werden, was eine deutliche Effizienzsteigerung des Herstellungsverfahrens bewirkt. Die Effizienz des Herstellungsverfahrens wird vorzugsweise weiterhin dadurch gesteigert, dass der zweite Schritt Inline mit dem Legen der Faserbahn durchgeführt wird.
Ein weiterer Gegenstand zur Lösung der eingangsgestellten Aufgabe ist eine Anlage zum Herstellen eines Bastfadens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Anlage weist eine Taktwaschanlage zum Bearbeiten von Bastfaserbündeln und eine, in Verarbeitungsrichtung der Taktwaschanlage folgend angeordnete, Einheit zum Verspinnen der Bastfasern auf. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Taktwaschanlage inline mit der Einheit zum Verspinnen der Bastfasern angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass eine kontinuierliche Übergabe von Bastfasern an die Einheit zum Verspinnen der Bastfasern stattfindet.
Ferner wird eine Anlage zum Herstellen einer Faserbahn nach dem oben offenbarten Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn offenbart. Die Anlage zum Herstellen einer Faserbahn weist eine Taktwaschanlage zum Bearbeiten von Bastfaserbündeln und eine, in Verarbeitungsrichtung der Taktwaschanlage folgend angeordnete, Einheit zum Legen der Faserbahn auf. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Taktwaschanlage inline mit der Einheit zum Legen der Faserbahn angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass eine kontinuierliche Übergabe von Bastfasern an die Einheit zum Legen der Faserbahn stattfindet. Insbesondere ist vorgesehen, dass in Verarbeitungsrichtung vor der Taktwaschanlage ein Vorbehandlungsraum angeordnet ist, welcher dazu vorgesehen ist, die Bastfaserbündel vor Durchlaufen der Taktwaschanlage mechanisch vorzureinigen. Denkbar ist, dass der Vorbehandlungsraum eine Waschtrommel der Taktwaschanlage ist, in welchem die Bastfaserbündel nicht mit Wasser beaufschlagt werden. Denkbar ist aber auch, dass der Vorbehandlungsraum eine separate Einheit in Verarbeitungsrichtung vor der Taktwaschanlage ist, welche mit der Taktwaschanlage, beispielsweise über ein Förderband, verbunden ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Verarbeitungsrichtung nach der Taktwaschanlage und vor der Einheit zum Verspinnen der Bastfasern eine Entwässerungseinheit zum Entwässern der Bastfasern vorgesehen ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Entwässerungseinheit eine Presse und/oder eine Zentrifuge und/oder ein Siebband mit darunter angeordneten Saugkästen aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass in Verarbeitungsrichtung nach der Entwässerungseinheit und vor der Einheit zum Verspinnen der Bastfasern eine Trockeneinheit zum Trocknen der Bastfasern vorgesehen ist. Denkbar ist hierzu, dass die Bastfasern zum Trocknen erwärmt werden, so dass Wasser von den Bastfasern verdampft.
Die zuvor im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren genannten Merkmale, Einzelheiten und Vorteile beziehen sich ebenfalls auf die erfindungsgemäße Anlage. Weiterhin ist offenbart, dass sich die mit den erfindungsgemäßen Verfahren genannten Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ebenfalls auf das offenbarte Verfahren zur Herstellung einer Faserbahn beziehen. Schließlich ist offenbart, dass sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage offenbarten Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ebenfalls auf die offenbarte Anlage zur Herstellung einer Faserbahn beziehen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 2: eine schematische Ansicht einer Anlage zur Herstellung einer Faserbahn gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der oben widergegebenen Offenbarung zum Ausführen eines oben offenbarten Verfahrens zur Herstellung einer Faserbahn.
Figur 1 zeigt eine Anlage 100 gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anlage 100 ist zur Herstellung eines Bastfadens 10 aus verspinnbaren Bastfasern 1 vorgesehen.
Zur Herstellung des Bastfadens 10 werden in einem ersten Schritt I Bastfaserbündel 2 direkt vom Feld angeliefert und, beispielsweise über ein (nicht bezeichnetes) Förderband, einem Vorbehandlungsraum 3 zugeführt. Im Vorbereitungsraum 3 beginnt ein zweiter Schritt II der Herstellung der Faserbahn 10. Die Bastfaserbündel 2 werden mechanisch vorgereinigt. Dazu ist vorgesehen, dass ein Luftstrom im Inneren des Vorbehandlungsraumes 3 grobe Schmutzpartikel und Fremdstoffe erfasst und von den Faserbündeln 2 entfernt. Diese Vorreinigung dient dazu, weniger Verschmutzungen in nachfolgende Reinigungsschritte des zweiten Schrittes II einzubringen.
Nach Durchlaufen des Vorbehandlungsraums 3 gelangen die vorgereinigten Bastfaserbündel 2 in eine Taktwaschanlage 4. Die Taktwaschanlage 4 weist mehrere Waschtrommeln 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 auf, welche aneinander anliegend entlang der Verarbeitung Richtung Z angeordnet sind. Die Waschtrommeln 4.1, ..., 4.5 sind synchron oder unabhängig voneinander um eine Rotationsachse D drehbar. Zunächst gelangen die Bastfaserbündel 2 in eine erste Waschtrommel 4.1 der Taktwaschanlage 4. Die erste Waschtrommel 4.1 schwingt um die Rotationsachse D. Im Inneren der ersten Waschtrommel 4.1 werden die Bastfaserbündel 2 mit Wasser beaufschlagt. Zusätzlich stoßen die Bastfaserbündel 2 beim Schwingen der ersten Waschtrommel 4.1 an Anschlagflächen 7 im Inneren der ersten Waschtrommel 4.1. Hierdurch werden Verunreinigungen der Bastfaserbündel 2 und Faserbegleitstoffe der Bastfaserbündel 2, wie beispielsweise Faserbast, Blütenblätter, Samen, Blütenstände oder Wurzeln entfernt. Durch die mechanische Bearbeitung werden die Bastfasern 1 der Bastfaserbündel 2 ferner gekürzt. Je nach Programmierung der Taktwaschanlage 4 erfolgt eine Drehung der Waschtrommeln 4.1, ..., 4.5 dergestalt, dass die Bastfaserbündel 2 bzw. die Bastfasern 1 mit einer Führungsbahn 8 von der ersten Waschtrommel 4.1 entlang der Verarbeitung Richtung Z in eine zweite Waschtrommel 4.2 transportiert werden. In der zweiten Waschtrommel 4.2 werden die Bastfaserbündel 2 bzw. die Bastfasern 1 ebenfalls durch ein Schwingen der zweiten Waschtrommel 4.2 bearbeitet und zu gegebenem Zeitpunkt entlang der Verarbeitungsrichtung Z in die nächste Waschtrommel 4.3 der Taktwaschanlage 4 weitertransportiert. So durchlaufen die Bastfasern 1 alle Waschtrommeln 4.1, ..., 4.5 der gesamten Taktwaschanlage 4. Denkbar ist, dass die Bastfaserbündel 2 in der Taktwaschanlage 4 entbastet werden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einer der Waschtrommel 4.1, ..., 4.5 statt des Wassers oder zusätzlich zum Wasser eine Chemikalie zum Entbasten, beispielsweise wässrige Lösungen von Natriumcarbonat oder Natriumlauge oder aber eine entsprechend geeignete enzymatische Lösung, verwendet wird. Denkbar ist auch, dass die Bastfasern 1 in einer der Waschtrommeln 4.1, ..., 4.5 gebleicht werden und dass hierzu statt des Wassers oder zusätzlich zum Wasser oxidative oder reduktive Bleichmittel wie Natriumchlorid, Wasserstoffperoxid oder Natriumdithionit verwendet wird.
Die Taktwaschanlage 4 kann so eingestellt werden, dass eine gewünschte Reinigungsleistung der Bastfaserbündel 2, eine gewünschte Entbastung und eine gewünschte Kürzung der Faserlänge der Bastfasern 1 erreicht wird. Hierzu werden entsprechende Schwingungsfrequenzen, Schwingungsamplituden, Wasserstände in den Waschtrommeln 4.1, ..., 4.5 oder Wassertemperaturen eingestellt.
Nach Durchlaufen der Taktwaschanlage 4 werden die Bastfasern 1 einer Entwässerungseinheit 5 zugeführt. In der Entwässerungseinheit 5.1 werden die Bastfasern 1 mechanisch entwässert. Dies kann beispielsweise durch Pressen, Zentrifugieren oder durch Absaugen in der Entwässerungseinheit 5.1 geschehen.
In Verarbeitungsrichtung Z schließt sich der Entwässerungseinheit 5.1 die Trockeneinheit 5.2 an. In der Trockeneinheit 5.2 werden die entwässerten Bastfasern 1 durch Erhitzen getrocknet. Das Erhitzen sorgt dafür, dass anhaftendes Oberflächenwasser von den Bastfasern 1 verdampft, welches mechanisch nicht entfernt werden kann.
Daran schließt sich eine Einheit 6 zum Verspinnen der Bastfasern 1 zum Bastfaden 10 an, in welcher in einem dritten Schritt III der Bastfaden 10 gesponnen wird. Durch die Verwendung der Taktwaschanlage 4 ist es möglich, der Einheit 6 zum Verspinnen der Bastfasern 1 ohne größere Unterbrechungen ständig gereinigte und gekürzte Bastfasern 1 zur weiteren Verarbeitung zu übergeben. Anders als aus dem Stand der Technik bekannt, findet die Reinigung der Bastfaserbündel 2, das Entbasten der Bastfaserbündel 2 zu Bastfasern 1 und das Kürzen der Bastfasern 1 auf eine Länge, welche zur Weiterverarbeitung geeignet ist, inline statt. Hierdurch gestaltet sich das Herstellungsverfahren der Faserbahn 10 deutlich effizienter.
Figur 2 zeigt eine Anlage 101 zum Herstellen einer Faserbahn 11, wie sie oben offenbart ist und mit der ein Verfahren zum Herstellen einer Faserbahn 11 durchgeführt wird, wie es oben offenbart ist. Die Anlage 101 zum Herstellen der Faserbahn 11 entspricht der in Fig. 1 gezeigten Anlage 100 bis auf das Merkmal, wonach statt einer Einheit zum Verspinnen der Bastfasern eine Einheit 9 zum Legen der Faserbahn 11 in einem weiteren dritten Schritt Illa vorgesehen ist.
Die Einheit 9 zum Legen der Faserbahn 11 kann dazu vorgesehen sein, die Faserbahn 10 trocken zu legen, beispielsweise mit einem Airlaid-Verfahren. Denkbar ist aber auch, dass die Einheit 9 zum Legen der Faserbahn 11 dazu vorgesehen ist, die Faserbahn 11 nass zu legen. Bezuaszeichenliste:
1 Bastfasern
2 Bastfaserbündel
3 Vorbehandlungsraum
4 Taktwaschanlage
4.1 erste Waschtrommel
4.2 zweite Waschtrommel
4.3 Waschtrommel
4.4 Waschtrommel
4.5 Waschtrommel
5.1 Entwässerungseinheit
5.2 Trockeneinheit
6 Einheit zum Verspinnen der Bastfasern
7 Aufschlagfläche
8 Führungsbahn
9 Einheit zum Legen der Faserbahn
10 Bastfaden
11 Faserbahn
100 Anlage
101 Anlage
D Rotationsachse
Z Verarbeitungsrichtung
I erster Schritt
II zweiter Schritt
III dritter Schritt
Illa weiterer dritter Schritt

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von verspinnbaren Bastfasern (1) wobei in einem ersten Schritt Bastfasern (1) als Bastfaserbündel (2) bereitgestellt werden, in einem zweiten Schritt die Bastfaserbündel (2) in einer Taktwaschanlage (4) bearbeitet werden.
2. Verfahren zum Herstellen eines Bastfadens (10) wobei verspinnbare Bastfasern (1) nach einem Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt werden, wobei in einem dritten Schritt die verspinnbaren Bastfasern (1) der bearbeiteten Bastfaserbündel (2) zu dem Bastfaden (10) versponnen werden, wobei die bearbeiteten verspinnbaren Bastfasern (1) dem dritten Schritt vorzugsweise kontinuierlich zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt Verunreinigungen der Bastfaserbündel (2) und/oder Faserbegleitstoffe der Bastfaserbündel (2), insbesondere Faserbast und/oder Blütenblätter und/oder Samen und/oder Blütenstände und/oder Wurzeln entfernt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt die Bastfasern (1) der Bastfaserbündel (2) zur Weiterverarbeitung im dritten Schritt gekürzt werden, wobei die Bastfasern (1) bevorzugt auf eine Faserlänge von 1 mm bis 50 mm und besonders bevorzugt auf eine Faserlänge von 5 mm bis 25 mm gekürzt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt die Bastfasern (1) der Bastfaserbündel (2) entbastet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bastfaserbündel (2) zum Bereitstellen angeliefert werden und zwischen der Anlieferung und dem zweiten Schritt keine Reinigung der Bastfaserbündel (2) stattfindet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bastfaserbündel (2) im zweiten Schritt vor dem Durchlaufen der Taktwaschanlage (4) in einem, mit der Taktwaschanlage (4) verbundenem, Vorbehandlungsraum (3) mechanisch, insbesondere unter Zuhilfenahme eines Luftstromes, vorgereinigt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bastfasern (1) im zweiten Schritt nach Durchlaufen der Taktwaschanlage (4) in einer Entwässerungseinheit (5.1), insbesondere durch Pressen und/oder Zentrifugieren, mechanisch entwässert und/oder in einer Trockeneinheit (5.2) getrocknet werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt inline mit dem dritten Schritt durchgeführt wird.
10. Anlage (100) zum Herstellen von verspinnbaren Fasern (1) und vorzugsweise eines Bastfadens (10) nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die die Anlage (100) eine Taktwaschanlage (4) zum Bearbeiten von Bastfaserbündeln (1) und vorzugsweise eine, in Verarbeitungsrichtung (Z) der Taktwaschanlage (4) folgend angeordnete, Einheit (6) zum Verspinnen der Bastfasern (1) zu dem Bastfaden (10) aufweist.
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