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DD154266A3 - DEVICE FOR PRODUCING A FILM FROM INORGANIC AND ORGANIC FIBROUS MATERIALS - Google Patents

DEVICE FOR PRODUCING A FILM FROM INORGANIC AND ORGANIC FIBROUS MATERIALS Download PDF

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DD154266A3
DD154266A3 DD79215417A DD21541779A DD154266A3 DD 154266 A3 DD154266 A3 DD 154266A3 DD 79215417 A DD79215417 A DD 79215417A DD 21541779 A DD21541779 A DD 21541779A DD 154266 A3 DD154266 A3 DD 154266A3
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DD
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high voltage
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grounded
fibers
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Alfred Schickel
Thea Mueller
Klaus D Rochlitz
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Alfred Schickel
Thea Mueller
Klaus D Rochlitz
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses mit regellos aufgerichteter Faserstruktur z. B. aus Mineralwolle. Ziel ist es, den Materialeinsatz bei der Vliesherstellung zu minimieren, einen kontinuierlichen Produktionsablauf zu sichern und die Nachbehandlung des Vlieses zur Aenderung der Faserstruktur weitgehend zu beseitigen. Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermoeglicht, die Vorbedingungen zum Erreichen einer hohen Druckfestigkeit und Formbestaendigkeit von Fasererzeugnissen bereits bei der Vliesherstellung zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass in einer Kammer (1) ein Stroemungskanal (2) angeordnet ist, bei dem wenigstens zwei einander gegenueberliegende Begrenzungsflaechen vonElektroden gebildet werden.The invention relates to a device for producing a nonwoven with randomly oriented fiber structure z. B. of mineral wool. The aim is to minimize the use of material in the production of nonwovens, to ensure a continuous production process and to largely eliminate the aftertreatment of the nonwoven for the purpose of changing the fiber structure. The object is to develop a device which makes it possible to create the preconditions for achieving a high compressive strength and dimensional stability of fiber products already in nonwoven production. This object is achieved by arranging in a chamber (1) a flow channel (2) in which at least two opposite boundary surfaces of electrodes are formed.

Description

Titel der ErfindimgTitle of Invention

Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus anorganischen und organischen FaserstoffenApparatus for producing a nonwoven of inorganic and organic fibers

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus anorganischen und organischen Faserstoffen, wie Mineralfasern und Glasfasern, bei dem die Fasern im Vlies gegenüber seiner Ausbreitungsebene regellos aufgerichtet sind, und das als Ausgangsmaterial für die Produktion von Fasererzeugnissen hoher Druckfestigkeit und Formbeständigkeit, wie Faserstoffbahnen, -matten und -platten, dient.The invention relates to a device for producing a web of inorganic and organic fibers, such as mineral fibers and glass fibers, in which the fibers are erected randomly in the web over its propagation plane, and as a starting material for the production of fiber products high compressive strength and dimensional stability, such as fibrous webs , mats and plates, serves.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Vorrichtungen zur Herstellung eines Vlieses aus anorganischen oder organischen Faserstoffen, bei dem die Fasern gegenüber der Ausbreitungsebene des Vlieses regellos aufgerichtet sind, sind bisher nicht bekannt gewordenCharacteristics of the known technical solutions Devices for producing a web of inorganic or organic fibers, in which the fibers are erected randomly with respect to the propagation plane of the web, have not previously been disclosed

Es ist allgemein bekannt, daß die Fasern oder Faseraggregate (künftig als Fasern bezeichnet) nach ihrer Entstehung auf der Spinnmaschine von einem durch ein Gebläse erzeugten Luftstrom einer Kammer zugeführt werden, in der sich die Fasern auf einem Fördermittel ablagern und so ein Vlies bilden. Die im Luftstrom mitgeführten Fasern werden von der Absaugeinrichtung in das entstehende Vlies gesaugt. Dabei nehmen die Fasern eine Lage ein, die der Ebene des Vlieses entspricht. It is generally known that the fibers or fiber aggregates (referred to as fibers in the following), after being formed on the spinning machine, are fed by a blower-generated air flow to a chamber in which the fibers deposit on a conveyor to form a non-woven fabric. The entrained in the air flow fibers are sucked by the suction in the resulting web. The fibers occupy a position corresponding to the plane of the web.

nachteilig ist dabei, daß das Vlies durch die Art der Faserablagerung nicht voluminös genug wird, so daß für die Vliesbildung ein großer Materialeinsatz erforderlich ist. Darüberhinaus läßt es die Faserorientierung im Vlies nicht zu, FasererzeugniDse mit großer Druckfestigkeit und FormbeständigkeitThe disadvantage here is that the fleece is not voluminous enough by the type of fiber deposition, so that a large amount of material is required for the web formation. Moreover, fiber orientation in the nonwoven fabric does not allow for fiber product having high compressive strength and dimensional stability

herzustellen. Dem begegnet man durch eine aufwendige Nachbehandlung des Vlieses. Die Nachbehandlung erfolgt beispielsweise so, daß das mit Bindemittel stabilisierte Vlies ausgehärtet, in parallele Streifen geschnitten, die Streifen um 90° gedreht und dicht nebeneinander auf ein Trägermaterial aufgeklebt werden (Information 105 - Anwendungstechnische Mitteilungen der Deutschen Rockwool-GmbH, Gladbeck BRD), Hierfür sind ein großer Aufwand an Material und technischen Ausrüstungen sowie hohe Betriebs- und Wartungskosten erforderlieh, die die Pasererzeugnisse verteuern. Ferner ist eine Vorrichtung zur Herstellung von plüschartigen Stoffen bekannt (DE-OS 2809019). Sie besteht aus einem Paserverteiler, unter dem eine als Klassifiziergitter ausgebildete geerdete Elektrode, eine als Ladegitter ausgebildete Hochspannungselektrode und nahe der Unterlage eine weitere geerdete Elektrode hintereinander angeordnet sind. Die vom Förderer zugeführten Fasern gelangen durch das Klassifiziergitter in das elektrostatische Feld, werden dort ausgerichtet und durch das Ladegitter und die zweite geerdete Elektrode auf die Unterlage aufgebracht. Diese Vorrichtung ist für die Herstellung eines Vlieses mit regellos aufgerichteten Fasern ungeeignet. Das resultiert daraus, daß die sehr unregelmäßig ausgebildeten und oftmals zu größeren Aggregaten zusammengeballten Fasern beim Passieren des Klassifizier- und Ladegitters deren DurchgangsÖffnungen in kurzer Zeit verstopfen, wodurch die Faserzuführung in das Vlies ständig unterbrochen würde. Die Folge sind dauernde Störungen im Produktionsablauf, was die Leistung solcher Vorrichtungen stark beeinträchtigt.manufacture. This is countered by a complex post-treatment of the fleece. The aftertreatment is carried out, for example, in such a way that the nonwoven stabilized with the binder is cured, cut into parallel strips, the strips are rotated through 90 ° and adhered closely to one another on a carrier material (Information 105 - Application Technical Information of the German Rockwool-GmbH, Gladbeck, Germany) A great deal of material and technical equipment and high operating and maintenance costs are required, which make the Paserprodukte more expensive. Furthermore, an apparatus for the production of plush-like materials is known (DE-OS 2809019). It consists of a Paserverteiler, under which a trained as a classifying grid grounded electrode, designed as a charging grid high-voltage electrode and near the pad another grounded electrode are arranged one behind the other. The fibers fed from the conveyor pass through the classifier grid into the electrostatic field where they are aligned and applied to the substrate by the loading grid and the second grounded electrode. This device is unsuitable for the production of a web with randomly erected fibers. This results from the fact that the very irregularly formed and often aggregated into larger aggregates fibers clogging their passage openings in a short time when passing the Klassifizier- and loading grid, whereby the fiber feed would be constantly interrupted in the nonwoven. The result is permanent disturbances in the production process, which greatly affects the performance of such devices.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses zu entwickeln, mit der es möglich ist, den Materialeinsatz bei der Vliesherstellung zu minimieren, einen kontinuierlichen Produktionsablauf zu sichern und die Nachbehandlung des Vlieses zur Erhöhung der Druckfestigkeit und Formbeständigkeit weitgehend zu beseitigen.The aim of the invention is to develop a device for producing a nonwoven, with which it is possible to minimize the use of material in the nonwoven production, to ensure a continuous production process and to substantially eliminate the aftertreatment of the web to increase the compressive strength and dimensional stability.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technischen Mängel werden insbesondere dadurch verursacht, daß die Fasern senkrecht zu ihrer größten Angriffsfläche vonThe technical defects are in particular caused by the fact that the fibers perpendicular to their largest surface of

dem Luftström in der Kammer mitgeführt und in das Vlies in dessen Ebene eingebracht werden, wodurch letzteres eine im wesentlichen horizontale Faserstruktur erhält und relativ dicht wird. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu entwickeln, die es gestattet, die Vorbedingungen zum Erreichen einer hohen Druckfestigkeit und Formbeständigkeit von Fasererzeugnissen bereits bei der Vliesherstellung durch eine entsprechende Faserorientierung zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Kammer ein von einer Spinnmaschine herangeführter Strömungskanal angeordnet ist, bei dem wenigstens eine seiner Begrenzungsflächen von mindestens einer elektrisch isolierten Hochspannungselektrode und eine andere gegenüberliegende Begrenzungsfläche von einer geerdeten Elektrode gebildet werden, wobei die von der geerdeten Elektrode gebildete Begrenzungsfläche luftdurchlässig ausgebildet wird und unterhalb dieser Begrenzungsfläche (5) eine Absaugvorrichtung (12) angeordnet ist.the air flow in the chamber entrained and introduced into the web in the plane thereof, whereby the latter receives a substantially horizontal fiber structure and is relatively dense. The object of the invention is therefore to develop a device that allows to create the preconditions for achieving a high compressive strength and dimensional stability of fiber products already in the nonwoven production by a corresponding fiber orientation. This object is achieved in that in a chamber a guided by a spinning machine flow channel is arranged, are formed in which at least one of its boundary surfaces of at least one electrically insulated high voltage electrode and another opposing boundary surface of a grounded electrode, wherein the grounded electrode formed limiting surface is formed permeable to air and below this boundary surface (5), a suction device (12) is arranged.

Die von der geerdeten Elektrode gebildete Begrenzungsfläche besteht vorzugsweise aus einem an sich bekannten luftdurchlässigen metallischem Fördermittel.The boundary surface formed by the grounded electrode preferably consists of a per se known air-permeable metallic conveying means.

Die Hochspannungselektrode ist an einen auf Hochspannungspotential U liegenden Pol und die geerdete Elektrode an den geerdeten Pol des asymmetrischen Gleichspannungsausganges einer einstellbaren Hochspannungsquelle angeschlossen. Die Kammer besteht vollständig aus nichtleitendem Material«The high voltage electrode is connected to a high voltage potential U lying pole and the grounded electrode to the grounded pole of the asymmetrical DC voltage output of an adjustable high voltage source. The chamber is made entirely of non-conductive material «

Durch Einschalten der Hochspannungsquelle entsteht zwischen den Elektroden des Strömungskanales ein elektrostatisches Feld von mindestens 50 kV/m. Nach Erreichen der notwendigen Feldstärke werden die auf der Spinnmaschine erzeugten und von einem Luftstrom in den Strömungskanal gebrachten Fasern durch das elektrostatische Feld in Richtung auf die zum Vlies senkrechte Feldrichtung gedreht. In dieser Lage gelangen die Fasern mit Hilfe des im Strömungskanal um 90° umgelenkten Luftstromes auf die als geerdete Elektrode ausgebildete Strömungsaustrittsfläche und bilden auf dieser luftdurchlässigen Elektrode ein Vlies mit regellos aufgerichteter Faserstruktur. Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung,By switching on the high voltage source creates an electrostatic field of at least 50 kV / m between the electrodes of the flow channel. After reaching the necessary field strength produced on the spinning machine and brought by an air flow in the flow channel fibers are rotated by the electrostatic field in the direction of the web direction perpendicular to the field direction. In this position, the fibers pass with the aid of the air flow deflected by 90 ° in the flow channel onto the flow exit surface designed as a grounded electrode and form on this air-permeable electrode a nonwoven with a randomly oriented fiber structure. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and a drawing. 1 shows a section through the device,

Ausführungsbeispielembodiment

Die Vorrichtung besteht aus der Kammer 1 in der ein Strömungskanal 2 angeordnet ist, der auf einer Seite mit der Spinnkammer (nicht gezeigt) verbunden ist. Die obere Begrenzungsfläche 3 des Strömungskanales 2 wird von einer elektrisch isolierten Hochspannungselektrode 4 gebildet. Die untere Begrenzungsfläche 5 des Strömungskanales 2 besteht aus einer luftdurchlässigen blanken, elektrisch geerdeten Elektrode 6, die gleichzeitig die Unterlage für das Vlies bildet. In diesem Beispiel besteht die geerdete Elektrode 6 aus einem metallischen Drahtgurtband. Der Strömungskanal 2 ist von der Stirnwand 7 der Kammer 1 auf einer Seite verschlossenThe device consists of the chamber 1 in which a flow channel 2 is arranged, which is connected on one side with the spinning chamber (not shown). The upper boundary surface 3 of the flow channel 2 is formed by an electrically insulated high-voltage electrode 4. The lower boundary surface 5 of the flow channel 2 consists of an air-permeable bare, electrically grounded electrode 6, which simultaneously forms the base for the fleece. In this example, the grounded electrode 6 is made of a metal wire belt. The flow channel 2 is closed by the end wall 7 of the chamber 1 on one side

Die Hochspannungselektrode 4 ist über das Kabel 8 an einen Pol The high voltage electrode 4 is connected via the cable 8 to a pole

9 der Hochspannungsquelle 10 angeschlossen. Die geerdete Elektrode б ist an den geerdeten Pol 11 des asymmetrischen Gleichspannungsausganges der Hochspannungsquelle 10 angeschlossen. Unterhalb der luftdurchlässigen geerdeten Elektrode б ist eine Absaugeinrichtung 12 zum Absaugen der Luft aus der Kammer 1 angeordnet. Die Kammer 1 besteht vollständig aus einem nichtleitfähigen Hauerwerk. Im Fußboden, um die Kammer herum, ist zur Gewährleistung des Arbeitsschutzes eine geerdete Potentialelektrode angeordnet, die von einer Absperrung gegen unbefugtes Überschreiten umgeben ist (nicht gezeigt). Es ist zweckmäßig, die Kammer in genügendem Abstand von elektrisch leitenden Teilen zu errichten. Durch Einschalten der Hochspannungsquelle9 of the high voltage source 10 connected. The grounded electrode b is connected to the grounded pole 11 of the asymmetrical DC output of the high voltage power source 10. Below the air-permeable grounded electrode б a suction device 12 for sucking the air from the chamber 1 is arranged. The chamber 1 consists entirely of a non-conductive Hauerwerk. In the floor, around the chamber, a grounded potential electrode is arranged to ensure health and safety, which is surrounded by a barrier against unauthorized crossing (not shown). It is expedient to establish the chamber at a sufficient distance from electrically conductive parts. By switching on the high voltage source

10 wird mittels der Hochspannungselektrode 4 und der geerdeten Elektrode б im Strömungskanal 2 ein elektrostatisches Feld großer Feldstärke gebildet. Die in der Spinnkammer erzeugten bindemittelfreien Fasern werden vom Luftstrom 13 in den Strömungskanal 2 und somit in den Bereich des elektrostatischen Feldes gebracht. Dort werden die Fasern unter Ausnutzung des vom elektrostatischen Feld erzeugten Drehmomentes in Richtung auf die Feldrichtung 14 gedreht und so in eine zur Ausbreitungsebene des Vlieses regellos aufgerichtete Lage gebracht. Der Luftstrom 13 wird von der Absaugeinrichtung 12 durch die luftdurchlässige Elektrode б abgesaugt. Dabei werden die gedrehten Fasern in dieser Lage auf die Elektrode 6 aufgebracht und bilden ein Vlies mit regellos aufgerichteter Faserstruktur.10 is formed by means of the high voltage electrode 4 and the grounded electrode б in the flow channel 2, an electrostatic field of high field strength. The binder-free fibers produced in the spin chamber are brought by the air flow 13 in the flow channel 2 and thus in the region of the electrostatic field. There, the fibers are rotated by utilizing the torque generated by the electrostatic field in the direction of the field direction 14 and so brought into a randomly raised to the propagation plane of the web position. The air flow 13 is extracted by the suction device 12 through the air-permeable electrode б. In this case, the twisted fibers are applied in this position to the electrode 6 and form a nonwoven with randomly oriented fiber structure.

Diese Vorrichtung eignet sich für die Herstellung eines Vlieses mit regellos aufgerichteter Paserstruktur, das als Ausgangsmaterial für die Produktion von Paserstoffbahnen, -matten und -platten hoher Druckfestigkeit und Pormbeständigkeit geeignet ist und Einsparungen von Paserstoffmaterial gestattet. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelingt es erstmals, bereits bei der Herstellung des Vlieses die gewünschte regellos aufgerichtete Faserorientierung zu erhalten, wodurch eine Reihe sehr aufwendiger nachfolgender Arbeitsgänge zur Änderung der Faserstruktur in den Fasererzeugnissen beseitigt wird. Dadurch können die Betriebs- und Wartungskosten niedrig gehalten und die Herstellungskosten für Fasererzeugnisse gesenkt werden»This apparatus is suitable for the production of a non-randomly piled nonwoven web which is suitable as a raw material for the production of high pressure resistant and corrugated fibrous webs, mats and sheets and which permits savings of pulp material. By means of the device according to the invention, it is possible for the first time to obtain the desired randomly oriented fiber orientation even during the production of the nonwoven, whereby a series of very complicated subsequent operations for changing the fiber structure in the fiber products is eliminated. As a result, operating and maintenance costs can be kept low and production costs for fiber products reduced »

Claims (4)

Erfindungs ans pruchInvention claim 1. Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus anorganischen und organischen Faserstoffen mit regellos aufgerichteter Paserstruktur bestehend aus einer an eine Spinnkammer anschließenden Kammer, in der wenigstens eine Hochspannungselektrode und eine geerdete Elektrode zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes in dem die Fasern ausgerichtet werden, angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß in der Kanuner (1) ein mit der Spinnkammer in Verbindung stehender Strömungskanal (2) angeordnet ist, bei dem wenigstens eine seiner Begrenzungsflächen (3, 5, 7) von mindestens einer elektrisch isolierten Hochspannungselektrode (4) und eine andere gegenüberliegende Begrenzungs- ' fläche (5) von einer geerdeten Elektrode (6) gebildet werden, wobei die von der geerdeten Elektrode (6) gebildete Begrenzungsfläche (5) luftdurchlässig ausgebildet wird, und unterhalb dieser Begrenzungsfläche (5) eine Absaugvorrichtung (12) angeordnet ist.1. A device for producing a web of inorganic and organic fibers with randomly oriented Paserstruktur consisting of a subsequent to a spinning chamber chamber in which at least one high voltage electrode and a grounded electrode for generating an electrostatic field in which the fibers are aligned, are arranged in that a flow channel (2) communicating with the spinning chamber is arranged in the canoe (1), in which at least one of its boundary surfaces (3, 5, 7) of at least one electrically isolated high voltage electrode (4) and another opposing boundary - Surface (5) are formed by a grounded electrode (6), wherein the limiting surface (5) formed by the grounded electrode (6) is made permeable to air, and below this boundary surface (5), a suction device (12) is arranged. 2» Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die von der geerdeten Elektrode (6) gebildete Begrenzungsfläche (5) des Strömungskanales (2) vorzugsweise aus einem an sich bekannten luftdurchlässigen metallischem Fördermittel besteht.2 »Device according to item 1, characterized in that the boundary surface (5) of the flow channel (2) formed by the grounded electrode (6) preferably consists of a per se known air-permeable metallic conveying means. 3. Vorrichtung nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Hochspannungselektrode (4) an einen auf Hochspannungspotential U liegenden Pol (9) und die geerdete Elektrode (6) an einen geerdeten Pol (11) des asymmetrischen Gleichspannungsausganges einer einstellbaren Hochspannungsquelle (10) angeschlossen sind.3. Device according to the points 1 and 2, characterized in that the high voltage electrode (4) to a lying at high voltage potential U pole (9) and the grounded electrode (6) to a grounded pole (11) of the asymmetrical DC output of an adjustable high voltage source ( 10) are connected. 4, Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammer (1) vollständig aus elektrisch nichtleitendem Material besteht.4, device according to the points 1 to 3, characterized in that the chamber (1) consists entirely of electrically non-conductive material. In Betracht gezogene Druckschriften:Documents considered: E.N. Ber£ev, V.F. Androsov ,,Primenenie elehtri6eskich polejE. N. Ber £ ev, V.F. Androsov ,, Primenenie elehtri6eskich polej ν tekstilnoj i legkoj promyslennosti'·, Moskva 19 68, S. 100-105ν tekstilnoj i legkoj promyslennosti '·, Moskva 19 68, pp. 100-105 Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
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