DE1460435A1

DE1460435A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln eines Stapelfaserverbandes mit Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1460435A1
Application number: DE1965P0037070
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pavena AG
Current assignee: Pavena AG
Priority date: 1964-08-24
Filing date: 1965-06-18
Publication date: 1969-02-27
Also published as: NL6508787A; FR1455308A; ES316110A1; CH1105064A4; AT265182B; GB1111852A; US3426389A; SE308286B; CH426704A; NO123120B; NL149243B; DE1460435B2; BE668390A; BR6572478D0; FI43172B

Description

H60435

***+ H.%#mm* ... laJWB1965

£AVENA AG.
BASSI. / SCHWEIZ

Verfahren und Torrichtung zum kontinuierlichen Behandeln eines Stapelfaserverbandes mit flüssigkeit.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Behandeln eines Stapelfaserverbandes mit flüssigkeit und eine. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind schon Verfahren zum Behandeln von Stapelfasern mit Flüssigkeiten "bekannt, die darauf "beruhen, entweder "bereits das Kardenvlies zu "besprühen oder das Stapelfaserband durch ein Flüssigkeitsbad durchzuleiten. Besprüht man aber ein Vlies, so ist die Benetzung sehr gering. Führt man das kompakte Stapelfaserband durch ein Flüssigkeitsbad, so ergeben sich von außen gegen innen abnehmende Benetzungsgrade, ganz abgesehen von den schwer zu verdrängenden Lufteinschlussen.

Im speziellen ist schon bekannt, das Kardenvlies rohrförmig zu formen und unmittelbar vor den üblichen Kalanderwalzen im Auslauf der Karde einem !riehter zuzuführen, in dessen Mündungszentrum ein axial verlaufendes Rohr endet, das Flüssigkeit in den rohrförmig angelegten Faserverband hineinleitet. Durch aneinandergepresste, glatte Kalanderwalzen wird dann die Flüssigkeit aus dem Faserverband verdrängt und gezwungen, in

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axialer Richtung, in "bezug auf die Kalanderwalzenachsen, zu entweichen und sich seitlich des Faserbandes anzusammeln, was insofern von Nachteil ist, als die seitlichen Zonen des Faserverbandes die angesammelte Flüssigkeit wieder mitreißen, was unweigerlich zu Inhomogenitäten in der Flüssigkeitsverteilung führt.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren überwindet diese Nachteile, indem ein Verfahren zum kontinuierlichen Behandeln einer durchlaufenden, rohrförmig angeordneten Stapelfaserschicht und sattem Durchführen derselben durch eine innen und außen stützende Führungszone sowie zentralem Einführen von !Flüssigkeit beim Verlassen der Führungszone vorgeschlagen wird, das durch folgende Maßnahmen gekennzeichnet ist: Freigeben der Faserschicht am äußeren und inneren Umfang auf einer bestimmten länge, Abfließenlassen des Flüssigkeitsüberschusses durch radialen, freien Austritt und erneutem Zusammenfassen der Faserschicht durch allseitiges Führen zu einem kompakten Faserband und nachfolgendem Einwirken einer allseitig wirkenden, hydrodynamisch aufgebauten, hohen spezifischen Flächenpressung. Diese Flächenpressung hängt von der Höhe der zur Anwendung gelangenden Belastung und den elastischen-Eigenschaften der Scheiben ab.

Die Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln mit Flüssigkeit umfaßt eine Führungszone uit einer diese koaxial durchstoßenden Flüssigkeitszuleitung und eine darauffolgende längs ihres Urafanges allseitig vollständig freie Flüssigkeitsaustrittszone sowie eine Zusammenfasszone und eine hydrodynamische Druckzone. Die Zusammenführungszone wird vorzugsweise durch Kalanderwalzenscheiben und seitliche Abdeckungen gebildet, die auf der den Scheiben zugewandten Seite zu eine Ausnehmung besitzen, die an den durch die Scheiben gebildeten konvergierenden Raum anschließen und sich entsprechend diesem verjüngen. Diese Ausnehmung reicht vorteilhafterweise bis an die durch die Kalanderwalzenscheiben unter Mitwirkung der seitlichen Abdeckungen erzeugten Druckzone.

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Durch das Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens •benutzte Vorrichtung lassen sich erhebliche Vorteile realisieren. Einmal lassen sich hohe Durchlaufgeschwindigkeiten von über 200 m/min erreichen. Die erzeugte hydrodynamische Druckzone erlaubt die Anwendung derart hoher spezifischer FlächenpresBungen, die bei trockener Behandlung unweigerlich eur Zermalmung der Fasern führen müssten.

Das Verfahren gestattet ein peinlich genaues Trennen der überschüssigen Flüssigkeit vom Faserverband durch den guten seitlichen Abschluß der Druckzone und damit eine absolute homogene Flüssigkeitsverteilung im Faserband. Auch werden sämtliche Lufteinsehlüsse durch den umfänglich allseitig austretenden Flüssigkeitsstrom weggeschwemmt.

Das Verfahren kann sowohl zum Einbringen von Flüssigkeit in -einen Stapelfaserverband, als auch zum Auswaschen von bereitsin Lösung im Faserverband vorhandenen Substanzen, wie z.B. niehtfixierten Farbstoffen, oder zum Ausschwemmen von kleinen, losen Partikeln, wie Unreinigkeiten etc., dienen.

Die Erfindung sei anhand von illustrierten Beispielen näher erläutert. Es ze'igti

Fig. 1, 2 Bchematisch die vorbereitende Umformung eines Vlieses bzw. einer Mehrzahl einzelner Faserbänder in eine Faserschicht von rohrförmigem Querschnitt,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln eines solchen Stapelfaserverbandes mit Flüssigkeit

Fig. 4- einen Schnitt entlang Linie IV-IV von Fig. 3

Fig. 5 ein konventionelles Kalanderwalzenpaar

Fig. 6 einen Schnitt entlang Linie VI-VI von Fig. 3

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Fig. 7, 8 die Druckzone zwischen zwei zusammenarbeitenden Scheiben und die zugehörige Druckverteilung

Fig. 9 eine Variante zur Ausführung gemäß Pig. J.

Ein zusammenhängendes Vlies 1 aus Stapelfasern wird in an sich bekannter Weise in eine rohrförmige Sehiqht 2 umgeformt (Fig. 1). Eine solche Schicht 2* kann auch durch kreisförmiges Aneinanderlegen von einer Anzahl einzelner Stapelfaser- | bänder 3 gebildet werden (Fig. 2). Diese rohrförmig© Schicht bzw. 2¹ wird einer innen und außen stützenden Ftihruhgszone A zugeführt, die aus einem Trichter 4» in dem koaxial eine-den Trichter längs durchstoßende Flüssigkeitezufuhrleitung 0 verläuft, besteht. Der Innendurchmesser des Trichters 4 und der Außendurchmesser der Leitung 5 sind so gewählt, daß ein für den Durchtritt der rohrförmigen Faserschicht genügender Durchgangskanal verbleibt. Die Faserschicht wird so stark gewählt, daß dieser Kanal ausgefüllt wird, d.h. es erfolgt eine allseitig satte Führung der durchlaufenden Faserschicht. Nach. Verlassen der Führungszone A erfolgt das Einführen von Behandlungsflüssigkeit unter ca. 0,2 bis 0,4 atü Überdruck und Überschuß. Ein Rückfließen durch den Trichter 4 ist durola, die erwähnte satte, abdichtende Führung des durchlaufenden Matiriale durch Trichter 4 und Rohr 5 verhindert. Das Rohr 5 reicht te- ,-vorzugt über die Führungszone A hinaus. Dann wird die Faserschicht in einer Freizone B längs ihres Umfanges allseitig» . / d.h. sowohl innen als auch außen freigegeben, was der unter; Überdruck eingeführten Flüssigkeit gestattet, durch die Faserschicht hindurch im übrigen vollkommen ungehindert radial nach außen zu treten. Die Wahl des Überdruckes hängt in erster Linie von der Kompaktheit der Faserschicht, von der Faserschichtdicke und der Flüssigkeitsüberschußmenge ab. Die Länge ; der Freizone B ist wesentlich kleiner als die maximale Stapel- j länge des behandelten Faserma.terials und wird bevorzugt kleiner als die mittlere Stapellänge gewählt. In der Freizone B wird die '

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regelrecht in die flüssigkeit eingebettet. Kaoh Sstppie^esi der. freizone B gelangt die rohrförmige Fa-. 8e£80k£d&iriti. eine durch einen sich auf den Durohmesser d verjüngenden Erich^ter 6 gebildete Zusammenfass ζ one O, in der die rehrförmige faserschichten kompakte Bandform 7 (!ig. 4) übergeht. Die noch im Innern der rohrförmigen faserschicht befindliche flüssigkeit wird hier gegen den Materiajfcirfluß in lie freizone B zurückgedrängt, wo sie radial austritt. Der größte Durohmesser des gebildeten, kompakten, annähernd kreisförmigen faserbandquerschnitts entspricht beim Austritt aus der Zusammenfassζone C höchstens der Breite b der das Band abziehenden, schmalen, gegeneinandergepresäen Scheiben 8, 9» d.h, d § b. Die an sich bekannte Belastungseinrichtung für die Scheibenwellen ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Durch führung der rohrförmigen faserschicht in zwei benachbarten Zonen A und O bilden die fasern gleichsam einen kompakten filterschlauch, durch den in -der Ireizone B flüssigkeit unter Überdruck allseitig und gleichmässig durchgepreßt wird..

Das faserband 7 wird nun in die aus den schmalen Scheiben 8, 9 und den seitlichen Abdeckplatten 10, 11 gebildete Druckzone D geführt, in der auf hydrodynamische Weise ein sehr hoher Druck aufgebaut wird, so daß eine mittlere spezifische Pressung in der Größenordnung von P = bis zu ca. 200 kg/cm erreicht wird. Wie aus fig. 7 und 8 ersichtlich, hängt diese speaifische flächenpressung bei einer angenommenen Belastung der Scheiben von der Länge der elastischen Deformation (Abplattung) derselben in der Druckzone ab. Die Länge L^ ist z.B. durch die Anbringung eines elastischen Belages 12 auf den Scheiben» z.B. eines harten G-ummibelages, erheblich vergrößert und die spezifische flächenpressung P.. reduziert worden gegenüber einer mit kleinerer Länge L₂ erzeugten, höheren spezifischen fläehenpressung Pp · Die kleinere Länge Lp entsteht bei Verwendung von starren Scheiben, die z.B. aus Stahl oder geeigneten verschleissfesten Kunststoffen gefertigt

sind. Im erateren Pall (fig. 7) entstehen "bei gleicher Belastung Bänder mit hohem, im zweiten (Mg. 8) solche mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt.

Der Vorteil dieses "beschriebenen Vorgehens besteht darin, daß bei konventionellen glatten Kalanderwalzen 13 (Pig. 5) großer Länge der laserverband 14 durch Kräfte, die ausschließlich senkrecht zur Kalanderwalzenachse wirken, flachgedrückt wird und sich die seitlich abgequetschte Flüssigkeit 15 ansammelt, die nach dem Verlassen der Klemmlinie auf dem Band hängenbleibt und wieder in dieses eindringt, wodurch sich eine unhomogene Flüssigkeitsverteilung ergibt. Dies wird bei der Erfindung durch die in der Druckzone allseitig einwirkenden Kräfte vermieden (vgl. Fig. 6),

Eine Variante zur in Fig. 3' dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. 9 gezeigt, wobei die Führungszone A¹, die Freizone B¹ und die Druckzone D¹ unverändert geblieben ist. Das Zusammenfassen der rohrförmigen Faserschicht 16 (strichpunktiert gezeichnet) übernimmt beidseitig der Scheiben 17, 18 eine gegen die Scheiben sich öffnende Ausnehmung 19 > die in den seitlichen Abdeckungen 20 (nur die hintere gezeichnet) eingelassen ist und die an den duroh die Scheiben 17» 18 gebildeten konvergierenden Raum anschliesst und sich entsprechend diesem verjüngt. Die längs des Umfanges allseitige Zusammenfassung in der Zone C¹ erfolgt hier einerseits durch die beiden gegenüberliegend angeordneten Ausnehmungen 19 und andererseits durch die beiden Scheiben 17, 18. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Zusammenfasszone (C) und Druckzone (D¹) - abgesehen von den Scheiben - aus nur zwei Elementen, nämlich den beiden seitlichen Abdeckungen besteht. Die Ausnehmung reicht bis an die Druokzone D¹ heran.

PATENTANSPRÜCHEl

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Claims

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1) Verfallen zum kontinuierlichen Behandeln eines durch-· laufenden Stapelfaserverbandes mit Flüssigkeit durch Formen einer rohrförmigen Stapelfaserschicht und sattem Durchführen derselben durch eine innen und aussen stützende Führungszone spwie aentralem Einführen von Flüssigkeit'beim Verlassen dieser HlhrungSBOne, gekennzeichnet durch Freigeben der StapelfjilferBchieht am äußeren und inneren Umfang auf einer bestimmten Länge (B), Auffließenlassen des Flüssigkeitsüberschusses durch freies, radiales Austreten, Zusammenfassen der Faserschicht durch allseitiges Führen zu einem kompakten Faserband (G) und nachfolgendes Einwirken einer allseitig wirkenden hydrodynamisch aufgebauten, hohen spezifischen Flächenpressung (D),

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Flächenpressung bis 200 kg/cm beträgt.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die länge, auf der die Faserschicht auf ihrem Umfang freigegeben wird, weniger als die maximale Stapellänge des J?asermaterials beträgt.

4) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vollständiges Trennen der überschüssigen, radial ausgetretenen Flüssigkeit vom fertig behandelten Faserband.

5) -Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln eines durchlaufenden Stapelfaserverbandes mit Flüssigkeit entsprechend Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Führungszone (A) eine auf ihrem Umfang allseitig vollständig freie Flüssigkeitsaustrittszone (B), eine Zusan^onfasszone (0) und eine hydrodynamische Druckzone (D) folgt.

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6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenaeeioluiet, *. daß die länge der Freizone (B) kleiner als die maxiaale Stapellänge des Fasermaterials ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet_f daß die Länge der Freizone (B) kleiner ale die mittlere ßtftpellänge des Faeermaterials ist.

8)· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zueammenfasszone (ö) durch einen eich auf die Sahelbenbreite verjüngenden !Trichter (6) gebildet ist..

9) Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Druckzone (D) durch zwei das Faeermaterial abziehende Scheiben (8, 9) und an diese beidseitig anliegende Abschlußwände (10, 11) gebildet ist (FIg* 4)#

10) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfasszone (G') aus dünnen Scheiben (17» 18) und beide Scheiben überlappende, seitliche Abdeckungen (20) gebildet wird, die auf der der Scheibe zugewandten Seite je eine Ausnehmung (19) besitzen, die an den durch die Scheiben gebildeten konvergierenden Raum anschließt und eich dieeem entsprechend verjüngt (Fig.9).

11) Vorrichtung nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (19) bis an die durch die Scheiben (17, 18) und deren Abdeckungai(20) gebildete ,hydrodynamische Druckzone (D) reicht.

12) Vorrichtung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß schmale, gegeneinandergedrückte Scheiben (8, 9 bzw. 17, 18) vorgesehen sind, die einen elastischen Aussenring (12) aufweisen.

13) Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die FlüssigkeitszuMtung (5) in die Freizone (B) hineinreicht. ,

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