DE3037484A1 - Vorrichtung zur aufbringung von weichmachern auf einen faserstrang - Google Patents
Vorrichtung zur aufbringung von weichmachern auf einen faserstrangInfo
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Description
Vorrichtung zur Aufbringung von Weichmachern auf einen
Faserstrang
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbringung von Weichmachern auf einen Faserstrang gemäss Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Das Weichmachen oder die Plastifizierung von Fasern aus Acetatcellulose zur Herstellung von Zigarettenfiltern ist
erforderlich, um ein punktförmiges Verkleben der Fasern untereinander zu erzielen, was den Filterstäben eine ausreichende
Festigkeit und Widerstandsfähigkeit verleiht. Nur der Zusatz eines weichmachenden Materials zu den Fasern in
geeigneter Menge ermöglicht die gewünschte Verklebung.
Bei bekannten Vorrichtungen zur Aufbringung von Weichmachern verwendet ma." bisher als Sprüheinrichtung entweder
rotierende Scheiben in Form zylindrischer Küvetten mit einem perforierten Rand oder drehende Bürsten. Diese beiden
Ausführungen besitzten jedoch gewisse Nachteile und Anwendungsgrenzen.· Sie sind zwar durchaus verwendbar für Fasern
mit einem hohen Denier-Wert, jedoch nicht mehr für moderne Fasern mit einem geringeren Denier-Wert. Man stellt nämlich
fest, dass es mit den bisherigen Vorrichtungen nicht möglich ist, einen ausreichenden Grad an Homogenität in der
Verteilung des Weichmachers zu erreichen, weil die Abmessungen der Tröpfchen des versprühten Weichmachers zu gross
sind. Es besteht auch keine Möglichkeit, diese Abmessungen der versprühten Weichmachertröpfchen zu steuern. Eine
schlechte Verteilung des Weichmachers oder zu grosse Tröpfchen bewirken lokale Konzentrationen des Weichmachers,
wodurch eine Tropfenbildung durch überschüssigen Weich-
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macher auf den feinen Fasern entsteht und dadurch Löcher in dem Strang gebildet werden. Tropfen mit zu grossen Abmessungen
lassen sich darüberhinaus schlecht durch den Faserstrang hindurch verteilen, was die Gleichmässigkeit der
Verteilung durch die Tiefe des Faserstranges hindurch beeinträchtigt. Weiterhin ist dadurch auch der Anteil an
Weichmacher, welcher von dem Faserstrang aufgenommen wird, im Vergleich mit der ausgesprühten Weichmachermenge verhältnismässig
gering.
Zweck der Erfindung ist die Gewährleistung einer homogenen
Verteilung sehr feiner Tröpfchen an Weichmacher mit einer besseren Ausbeute und mit der Möglichkeit einer leichten
Steuerung.
Hierzu ist eine Vorrichtung zur Aufbringung von Weichmachern auf einen Faserstrang der eingangs erwähnten Art
erfindungsgemäss gekennzeichnet durch Merkmale, wie sie im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführt sind.
Zweckmässige Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Verwendung einer Sprüheinrichtung mit einer Druckluftturbine
sehr.hoher Umdrehungsgeschwindigkeit in der Grossenordnung
von 60.000 Umdrehungen/Minute gestattet eine Verteilung des Weichmachers in Form sehr feiner Tröpfchen,
welche einen Nebel bilden. Dieser wird darüberhinaus elektrisch auf eine höhere Spannung gegenüber dem Faserstrang
aufgeladen. Er setzt sich dadurch in gleichmässiger Weise auf dem Faserstrang und auch auf den Wänden der Kabine ab,
welche auf einem entsprechenden Potential von beispielsweise Null, gehalten werden·.
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Durch die Umlenkung des Faserstranges, welcher auf diese
Weise die Form einer Küvette aufweist, und durch die Anordnung der Sprühtrommel in dieser Küvette so nahe wie
möglich über dem Faserstrang errreicht die auf diesem Faserstrang abgelagerte Weichmachermenge ein höheres Verhältnis.
Die Abmessungen der Weichmachertröpfchen hängen von der
elektrostatischen Kraft und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Turbine ab, was zwei Parameter sind, die leicht kontrolliert
und verändert werden können.
In der beigefügten Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform
einer erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung schematisch in Seitenansicht eines Schnittes dargestellt.
·
Danach besteht die Vorrichtung im wesentlichen' aus einer
Kabine mit einem Un'c erteil 2, welcher fest angeordnet und
in Form eines rechteckigen Bottichs ausgebildet ist, dessen Boden zwei schräge Rampen 3 und 4 aufweist, und mit einem
Oberteil 5 in Form einer Glocke, deren Ränder auf den Rändern des Unterteiles 2 aufliegen. Der Oberteil 5 kann
von dem Unterteil 2 entfernt werden, und zwar entweder durch eine Seitenbewegung oder durch eine Drehung. Er kann
aber auch mittels eines Scharniers am Rand des Unterteiles angelenkt sein. · . ·
Die Kabine ist mittels einer Trennwand 6 in einen Hauptraum 1 und einen zweiten Raum 7 am Ausgang des Hauptraumes
1 unterteilt. Eine zweite innere Trennwand 8, welche gleich der Trennwand 6 ist, bildet einen Wiedergewinnungsraum 9 am Eintritt in die Kabine.
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Unter dem Dach der Glocke 5 sitzt an einem isolierenden
Zwischenträger 10 eine Druckluftturbine 11 mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit (60.000 Umdrehungen/Minute), die
mit einer Sprühtrommel 12 verbunden ist. Eine solche Sprüheinrichtung aus der Turbine 11 und der Sprühtrommel 12 ist
an sich bekannt und wird deshalb nicht näher beschrieben. Die Turbine 11 ist an eine Gleichstromspannung 13 von
100 kV angeschlossen und mit einer Zuleitung 14 für den Weichmacher verbunden.
Der vorbehandelte und zu einem Band ausgebreitete Faserstrang
15 gelängt in den Kabinenraum 1 unter Gleiten über den abgerundeten Rand 15 und folgt dann einer trapezförmigen
Bahn, indem er durch den oberen Rand 16 der Trennwand 8, zwei Querstangen 17 und 18 und durch den oberen
Rand 19 der Trennwand 6 umgelenkt wird. Er wird kontinuierlich mittels nicht dargestellter Antriebseinrichtungen
durch die Kabine gezogen. Die Bahn des Faserstranges in der Kabine verläuft dabei unterhalb der normalerweise geraden
Strangbahn 20, wie sie in den früheren Kabinen verläuft. In der Arbeitsstellung befindet sich die Sprühtrommel 12
ebenfalls unterhalb dieser gradlinigen Faserstrangbahn 20 innerhalb der Trapezform des umgelenkten Faserstranges in
einem geringstmöglichen Abstand von dem Faserstrang. Dieser
Abstand kann weniger als 10 cm betragen.
Die Kabine sitzt an ihrem unteren Teil auf einer Kammer 21,
über welche sie elektrisch mit Erde verbunden ist. Die Kabine selbst sowie die Strangführungen bestehen aus metallischem
Werkstoff. In dieser Kammer 21 befindet sich ein Behälter 23, über welchem eine Ablassöffnung 22 in dem
geneigten Kammerboden 3,4 mündet.
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üeber den Durchgängen des Faserstranges 15 sind die Ränder
der Glocke 5 mit zwei Tropfrinnen 24 und 25 versehen, welche verhindern sollen, dass der Weichmacher, welcher von
den Glockenwänden herunterläuft, auf den Faserstrang tropft. Gleiches gilt für den zweiten Kammerraum 7, dessen
oberer Teil ebenfalls mit zwei Tropfrinnen 26 und 27 versehen
ist.
Die Querränder des Hauptkabinenraumes 1 und des zweiten Kabinenraumes
7 sind quer zur Laufrichtung des Faserstranges 15 darüberhinaus mit durchlöcherten Rohren 28 und 29 versehen,
die an eine Druckluftquelle angeschlossen sind, um einen Vorhang aus einem Druckluftstrom am Austritt des
Faserstranges zu bilden. Diese Vorhänge aus Luftdruckströmen dienen dazu, den Nebel von Weichmacher zurückzuhalten,
welcher der mit vorhältnismässig hoher Geschwindigkeit
durchlaufende Fasersbrang mitreisst. Am Ausgang des Hauptkabinenraumes
1 sind ferner auf jeder Seite des Faserstranges Prallbleche 30 und 31 angeordnet, welche ebenfalls dazu
bestimmt sind, den Weichmachernebel zurückzuhalten.
Die zweite Kabinenkammer 7 und die Wiedergewinnungskammer 9 stehen übrigens mit dem Mittelteil der Kabine über Durch-.
gänge 32 und 33 am unteren Ende der Trennwände 6 und 8 in
Verbindung.
Die Zuführung von Weichmacher erfolgt aus einem Hauptbehälter
34, welcher einen Vorratstank darstellt. Der Weichmacher selbst ist beispielsweise Triäthylenglycol-diacetat
oder Triacetin oder Dimethylphthalat. Der Weichmacher wird aus dem Hauptbehälter 34 mittels einer Pumpe 35 in einen
zweiten Behälter 23 gepumpt, welcher ein Durchgangs- und Regelbehälter ist. Dieser zweite Behälter 23 steht auf
einer Wiegeeinrichtung 36, beispielsweise einer piezoelek-
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trischen Waage, . welche dauernd das Gewicht des zweiten
Behälters 23, d.h. das Gewicht des in diesem Behälter enthaltenen Weichmachers, bestimmt. Diese Wiegeeinrichtung
36 ist mit einem Steuerkreis 37 verbunden, welcher den Antriebsmotor 38 einer Pumpe 39 steuert, die in die Speiseleitung
14 für die Turbine geschaltet ist.
Der Antriebsmotor 40 der Pumpe 35 wird ebenfalls von einem Steuerkreis 41 gesteuert, welcher mit einer tachymetrischen
Einrichtung 4 2 verbunden ist, die ihrerseits dauernd die Laufgeschwindigkeit des Faserstranges 15 bestimmt. Diese
Einrichtung, kann beispielsweise tachymetrischer Dynamo mit
einem Rollenpaar 43 sein, zwischen denen der Faserstrang 15
gefördert wird. Die Pumpe 35 pumpt danach in den zweiten Behälter 23 eine Weichmachermenge, welche proportional der
Laufgeschwindigkeit des Faserstranges 15 ist.
Andererseits ist die von dem Faserstrang 15 aufgenommene
Weichmachermenge gleich dem Unterschied zwischen der von der Pumpe 35 übergepumpten Weichmachermenge und der an der
Kabxnenbodenöffnung 22 wiedergewonnenen Weichmachermenge. Der Steuerkreis 37 hält das Gewicht an Weichmacher, welches
sich in dem zweiten Behälter 23 befindet, konstant. Man erhält auf diese Weise eine Steuerung des Massenausstosses
an Weichmacher, welcher auf den Faserstrang gesprüht wird, in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit des Faserstranges.
Wenn beispielsweise diese Laufgeschwindigkeit des Faserstranges ansteigt:, erhöht sich auch die- Fördermenge
der Pumpe 3 5 und damit die Gewichtsmenge an Weichmacher in dem zweiten Behälter 23, wodurch wiederum eine Vergrösserung
der Förderleistung der Pumpe 39 bewirkt wird. Es ist in diesem Zusammenhang als wesentlich hervorzuheben, dass
man hierbei den Massenausstoss steuert und nicht einen
Ausstoss nach Volumen in Abhängigkeit eines Flussigkeits-
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niveaus, wodurch in vorteilhafter Weise der Einfluss von in
dem Weichmacher emulgierter Luft ausgeschaltet wird.
Man stellt andererseits fest, dass alle Parameter der Vorrichtung leicht zu steuern und abzuändern sind, um ein
bestmöglichstes Resultat zu erzielen.
Selbstverständlich kann der Faserstrang auch auf eine andere Bahn umgelenkt werden, welche den gleichen Bedingungen
entspricht, jedoch sind die Möglichkeiten hierfür durch
die geringe Zugfestigkeit des Faserstranges gering. Entgegen
allen Befürchtungen ist jedoch eine Faserstrangführung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, ohne weiteres
praktisch durchführbar.
Auch andere Abwandlungen sind möglich, insbesondere hinsichtlich
der form der Kabine, der Ümlenkungen für den Faserstrang und der Einrichtungen zum Zurückhalten und zur
Rückführung von Weichmacher.
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Leerseite
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Aufbringung' von Weichmachern auf einen
Faserstrang für die Herstellung von Zigarettenfiltern mit einer Kabine, worin der zu einem Band ausgebreitete Strang
kontinuierlich an einer einen flüssigen Weichmacher aussprühenden Einrichtung vorbeigezogen wird, gekennzeichnet
durch eine Sprüheinrichtung mit einer Turbine (11) und einer Sprühtrommel (12), welche an eine hohe Gleichspannung
(13) angeschlossen und über der Bahn des Stranges (15) angeordnet sind>sowie durch eine elektrisch mit Erde verbundene
Kabine mit Strangumlenkungen (17,18), welche den Strang von seiner gradlinigen Bahn nach unten unter die
sich unterhalb der gradlinigen Strangbahn befindlichen Sprühtrommel umlenken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Strangumlenkungen aus zwei Querstangen (17,18), welche den
Faserstrang (15) auf einer trapezförmigen Bahn führen, wobei die Sprühtrommel (12) unterhalb der oberen Trapezbasislinie
(20) und weniger als 10 cm über der unteren Trapezbasislinie angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kabine aus einem fest angeordneten Unterteil (2) und einem
beweglichen Oberteil (5) , innerhalb welchem die Sprüheinrichtung (11,12) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine Kabine mit einem Hauptraum (1), worin die Strangbesprühung erfolgt, und mit einem Ent-
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spannungsraum (7) am Ausgang des Hauptraumes zum Zurückhalten und Wiedergewinnen von Weichmacher.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hauptbehälter (34) für den Weichmacher und durch eine Einrichtung
(42) zur Messung der Laufgeschwindigkeit des Stranges (15), welche mit einer Steuereinrichtung (41) für
eine Pumpe (35) zum Einpumpen von Weichmacher in den Hauptbehälter verbunden ist, sowie durch einen zweiten, unter
einer Auslauföffnung (22) des Hauptkabinenraumes (1) angeordneten
Behälter (23), in welchen Weichmacher aus dem Hauptbehälter gepumpt wird und welcher auf einer Wiegeeinrichtung
(36) steht, die mit einer Steuereinrichtung (37) für eine weitere Pumpe (39) in einer Verbindungsleitung
(14) zwischen dem zweiten Behälter und der Sprüheinrichtung (11,12) verbunden ist.
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