DE3037484A1

DE3037484A1 - Vorrichtung zur aufbringung von weichmachern auf einen faserstrang

Info

Publication number: DE3037484A1
Application number: DE19803037484
Authority: DE
Inventors: Michel Bavois Waadt Berney; Guy Juriens Waadt Siggen
Original assignee: Baumgartner Papiers SA
Current assignee: Baumgartner Papiers SA
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1981-08-06
Also published as: JPS5847157B2; IT1132671B; US4338882A; CH633693A5; GB2067927B; KR830003887A; FR2474346A1; DE3037484C2; JPS56106584A; GB2067927A; SE8006010L; IT8024486A0

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

PATENTANSPRÜECHE

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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