Patentanmeldung
Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung einer Faserma[beta][beta]e
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung einer Fasermasse während ihres Transports mit einem Behandlungsfluid.
Fasern müssen während ihrer Herstellung bzw. Weiterverarbeitung häufig mit fluiden Substanzen behandelt werden.
Diese Substanzen sind im allgemeinen Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase, die zum Waschen, Bleichen, Färben, Imprägnieren, Aufbringen von Hilfsmitteln wie Avivagen, Schlichte oder Oberflächenau[beta]rüstungen sowie für Zwischenbehandlungen wie Aufheizen, Trocknen oder Befeuchten benötigt werden,
Bei den Fasern handelt es sich vor allem um künstliche Fasern auf Basis von Cellulose, wie beispielsweise Viskose-, Cellulosecarbamat oder Lyocellfas[beta]rn oder synthetischen Polymeren wie beispielsweise Polyestem, Polyolefinen, Aramiden, Polyimiden, Fluorpolymeren und anderen. Diese Fasern liegen üblicherweise geschnitten, also mit einer definierten Einzelfaserlänge vor.
Aber auch die Behandlung von natürlichen Fasern wie Baumwolle, Wolle, Flachs und anderen Fasern pflanzlichen oder tierischen Ursprungs ist möglich.
Erfindungsgemäss soll eine grosse Menge dieser Fasern gleichzeitig kontinuierlich behandelt werden. Weit verbreitet sind Verfahren, bei denen eine Vielzahl von Einzelfilamenten, ein sogenanntes Faserkabel, aus einer Spinndüse extrudi[beta]rt und im Weiteren in Stapelfasern geschnitten wird, Diese Stapelfasern werden zu einem Faservlies aufgeschwemmt. Vergleichbare Faservliese werden im Verlauf der Verarbeitung von natürlichen Fasern wie Wolle oder Baumwolle gebildet.
Auch diese lassen sich mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfi[pi]dungsgemS&[beta]n Verfahren behandeln.
Bekannte Faserbehandlu[pi]gsverfahren bestehen beispielsweise darin, dass Faserkabel auf die gewünschte Länge geschnitten werden, die Fasern zu einem Faservlies aufgeschwemmt und auf einem Siebband abgelegt werden. Eine allgemeine Beschreibung der Faservlieswäsche findet sich in Götze, "Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren", 1967, Selten 881 - 884. Das homogene Vlies wird im
Gegenstromprinzip mit einer Behandlungsflüssigkeit von oben beträufelt, besprüht oder beschüttet, Die BehandlungsftQssigkeH dringt durch ihr Eigengewicht durch das Vlies durch und wäscht dabei das Vlies aus. Im Vlies findet dabei ein Diffusionsprozess zwischen der In Summe vertikal strömenden mobilen Flotte und der in der Faser immobilisierten Flotte statt.
Am Ende oder auch zwischen verschiedenen Waschfeldern kann mittels eines Walzenpaares eine gewünschte Vliesfeuchte eingestellt werden. Um ein besseres Auswaschergebnis zu erzielen, werden Faservlies und Waschflüssigkeit meist im Gegenstrom geführt. Solche Verfahren sind beispielsweise auch in der WO 00/18991 , der AT 413286 B sowie in der AT 413285 B beschrieben.
Prinzipiell ähnliche Verfahren eignen sich auch für die Imprägnierung eines Faservlieses. Dabei wird das homogene Faservlies mit der Imprägnierlösung beträufelt, besprüht oder beschüttet und anschliessend auf den gewü[pi]sohten Feuchtegrad abgepresst. Dieser Vorgang kann auch in mehreren Sequenzen erfolgen. Beim Imprägnieren kann beispielsweise eine Emulsion oder Suspension auf die Faser aufgebracht werden. Ein Beispiel hierfür ist das sogenannte Avi ieren, wobei eine Avivage auf die Faser aufgebracht wird.
Avivagen sind Hilfsstoffe, die unter anderem dazu eingesetzt werden, um der Faser bessere Weiterverarbeitungseigenschafte[pi] zu verleihen. Sie sollen beispielsweise den Fadenschluss, die Spulfähigkeit und den Griff verbessern, die Fadenreibung verringern sowie antistatische Eigenschaften verleihen. Diese Avivagen liegen im Allgemeinen als Emulsionen oder Suspensionen vor.
Um ein homogenes Faservlies zu erhitzen oder zu dämpfen, kann es von oben und/oder von unten mit Dampf besprüht oder an dampfbeheizten Konvektionsstrahlplatten entlang geführt werden.
in allen beschriebenen Verfahren ist nachteilig, dass das Behandlungsfluid weitgehend durch die Schwerkraft durch das Vlies hindurch bewegt wird.
Dies erfolgt relativ langsam, so dass lange Behandlungszelten und damit grosse Apparate erforderlich sind.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Bewegung des Behandlungsfluids durch das Faservlies zu beschleunigen. Beispielsweise sind sogenannte Siebbandfilterpressen erhältlich, auf denen das Faservlies auf einem Siebband transportiert wird, wobei das Faservlies von oben mit Behandlungs iQssigkeit besprüht wird. Unterhalb des Siebbandes wird eine Saugkammer angesetzt, die sich Ober die Strecke des Waschfeldes mit dem Siebband mitbewegt und die Flüssigkeit durch das Vlies und das Siebband hindurch absaugt. Je nach Saugfähigkeit und Struktur des Vlieses wird dabei rieben der Flüssigkeit auch Luft angesaugt, wodurch die Saugg[beta]schwindigkeit verringert wird.
Ausserdem ist die als Triebkraft für die Bewegung der BehandlungsfiQssigkeit durch das Faservlies wirkende Druckdifferenz auf die Vakuumleistung des Saugsystems beschränkt. Eine Behandlung mittels Gasen oder Dämpfen ist nit dieser Vorrichtung nicht möglich. Da beim Ansetzen der Saugkammer an das Siebband zunächst ein Unterdruck aufgebaut und am Ende des Waschfeldes der Unterdrück zunächst verringert werden muss, um die Saugkammer vom Siebband abzuheben, wird zusätzliche Verweilzeit und damit Apparatelänge gebraucht,
Aus der WO 03/004750 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine rotierende Presswalze aus einer ankommenden Fasermasse zunächst enthaltene Flüssigkeit in einer Kompressionszone abpresst, indem sie die Fasermasse verdichtet und anschliessend beim Wiederausdehnen der Fasermasse in einer Expan[beta]ionszone ein Behandlungsfluid hineingesaugt wird.
Bei diesem Verfahren muss durch die Presswalze ein hoher mechanischer Druck zur Verdichtung des Vlieses aufgebracht werden. Ausserdem hat es den Nachteil, dass ein schnelles Aufsaugen des Behandlung[beta]fluids von der Saugwirkung des Vlieses und damit unter anderem von der Ausdehngeschwindigkeit des Vlieses abhängig ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass nur eine vergleichsweise geringe Menge an Behandlungsfluid eingesaugt werden kann. In der WO 03/004750 wird auch beschrieben, dass am Ende der Kompressionszone bereits Behandlungsfluid in das verdichtete Faservlies eingepresst werden kann, um ein aus der vorhergehenden Behandlungsstufe stammendes früheres Behandlungsfluid auszuspülen.
Aufgrund der an dieser Stelle bereits stark verdichteten Fasermasse, der möglichen ückver ischung in den vorhergehenden Abpressvorgang hinein und der Abdichtungsproblematik in der Presswalze erscheint diese Ausfuhrungsform eher nachteilig. Für die Anwendung gasoder dampfförmiger Behandlungsfluid(c) ist das Verfahren der WO 03/004750 nicht geeignet,
Aufgabe:
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine Fasermasse schneller und homogener mit einem Behandlungsfluid behandelt werden kann, um die Qualität und Produktionskapazität zu steigern und möglichst Chemikalien einzusparen, so dass beispielsweise bei Umbau einer vorhandenen Faserbehandiungsanlage die Produktionskapazität deutlich erhöht werden kann oder beim Bau einer neuen Faserbehandlungsanlage im Vergleich zu einer Anlage gemäss dem bekannten Stand der Technik geringere Investitionen und weniger Platz benötigt werden.
Lösung
Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zur Behandlung einer Fasermasse (1) mit einem Behandlungsfluid, bestehend aus einer Verteileinrichtung (2) für das Behandlungsfluid mit mindestens einer Druckkammer (3) sowie einer Fasertransporteinrichtung (4) für die Fasermasse, die für das Behandlungsfluid durchlässig ist, wobei die Breite der Gesamtheit aller Druckkammern im wesentlichen gleich der für die Fasermasse vorgesehenen Breite auf der Fasertransporteinrichtung ist.
Für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die Begriffe .Fasermasse" und .Faservlies" als gleichbedeutend benutzt. Darin liegen die Fasern ungeordnet vor.
Bevorzugt ist die mindestens eine Druckkammer zur Fasermasse hin offen gestaltet.
Dass die Druckkammer zur Fasermasse hin offen gestaltet ist, bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die zur Fasermasse zeigende Seite der Druckkammer keine Wand aufweist, In einer möglichen Ausfuhrungsform kann die Druckkammer an ihrer offenen Seite ein grobmaschiges Gitter aufweisen, um zu verhindern, dass die Fasermasse beim Behandeln zu weit in die Druckkammer eindringt. Anstelle des grobmaschigen Gitters kann auch ein Lochblech mit grossen Löchern oder eine ähnliche, durchlässige Abtrennung verwendet werden. Wichtig ist bei dessen Auswahl stets, dass dem Behandlungsfluid dadurch kein grosser hydrodynamischer Widerstand entgegengesetzt wird.
Ein solches Gitter ist im Allgemeinen jedoch nicht notwendig, da der Druck des Behandlungsflulds das Eindringen üblicherweise verhindert.
Insbesondere in kommerziellen Faserproduktionsanlagen ist die Fasertransporteinrichtung und damit auch die zu behandelnde Fasermasse mehrere Meter breit, im Allgemeinen zwischen ca. 1 m und 4,6 m.
Die Verteileinrichtung ist dabei in Fasertransportrichtung ca. 1 m lang, Um in Druckkammern für solche Anwendungsfälle ein schnelles Füllen des gesamten Kammervolumens sowie eine gleichmässige Verteilung des Behandlungsflulds über die gesamte Fläche der Verteilungseinrichtung zu erreichen, ist es empfehlenswert, die Druckkammer in mehrere kleinere Druckkammern zu unterteilen und mit jeweils einem eigenen Zulauf für das Behandlungsfluid zu versehen, Es muss dafür gesorgt werden, dass alle Druckkammern gleichmässig mit
Behandlungsfluid versorgt werden, so dass auch die Fasermasse überall gleichmässig behandelt wird. Entsprechende Verteilungssysteme sind dem Fachmann bekannt.
Der Eintritt des Behandlungsflulds in eine Druckkammer kann durch eine einfache, meist zentral in der Oberseite angeordnete Öffnung (5) erfolgen.
Da das Fluid zum schnellen Füllen der Druckkammer meist mit höherer Geschwindigkeit einströmt, wird an der Eintrittsöffnung bevorzugt noch eine Vorrichtung angebracht, mit der das Fluid innerhalb der Druckkammer verteilt werden kann. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise ein Prallteller sein. Ebenso sind ringförmige oder sonstige Vertellsysteme möglich. Sie sollen verhindern, dass das Fluid mit hoher Geschwindigkeit direkt auf das Faservlies trifft und seine Struktur verändert, indem es beispielsweise Vertiefungen erzeugt.
Die benötigte Kammergrösse und die lichte Höhe hängen stark vom Produkttyp und von der Homogenität des Vlieses ab. Inhomogene Vliese benötigen eine kleinere Fläche der Einzelkammer. Nassstarre Vliese quellen stärker auf und benötigen grössere Kammerhöhe.
Einerseits soll die Druckkammer schnell zu füllen sein, darf also kein zu grosses Volumen haben. Andererseits darf die Kammer nicht so flach sein, dass sie durch die aufquellende Fasermasse vollständig ausgefüllt wird. Für cellulosische Fasern ist eine lichte Höhe der Druckkammer von ca. 1 - 5 cm am besten geeignet. Die Fläche einer einzelnen Druckkammer kann dabei zwischen 100 - 40,000 cm* betragen.
Die Verteileinrichtung erzeugt mittels des Behandlungsflulds einen Flächendruck auf das Faservlies. Bei üblichen Behandlungsarten wie Waschen oder Imprägnieren mit wässrigen Flüssigkeiten beträgt der Überdruck des Behandlungsflulds in der Druckkammer meist zwischen 0,2 und 1 bar.
Beim Behandeln mit Heissdampf, beispielsweise zum Dämpfen oder Dampfbeheizen stellt sich über dem Vlies der Dampfdruck ein, der dem Gleichgewicht zwischen Vlieswiderstand, Dichtigkeit der Druckkammer und zugeführter Dampfmenge entspricht. So wurde beispielsweise bei erfindungsgemässen Versuchen die Druckkammer mit einem 15 bar Dampf versorgt. Dabei wurden pro m* zwischen 62 und 1250 kg Dampf eingepresst. Über dem Vlies wurde dabei eine Temperatur von max. 131[deg.]C gemessen. Dies entspricht einem Überdruck von 1 ,7 bar. Durch das entstehende Druckgefälle über die Vlieshöhe wird das Behandlungsfluid in und durch das Vlies gedrückt. Dabei kommt es anfänglich zu einem Auffüllen der Vliesporen und in weiterer Folge zu einem Aufquellen des Vlieses und zu einem schnellen Austausch, Durchdrücken, Waschen bzw.
Dämpfen der Fasermasse in Druckabbaurichtung durch das Behandlungsmedium. Durch das starke Aufquellen des Vlieses wird der Zugang des Behandlungsfluida zu allen Fasern überraschenderweise stark erleichtert. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass damit grössere Flottenmengen möglich sind und damit Wasch-, Imprägnier- und Bedämpfungsvorgänge extrem beschleunigt werden. In Versuchen konnten gegenüber den im Stand der Technik bekannten Beträufelungsverfahren drei- bis vierfache Flottenmengen problemlos erreicht werden. Auch dickere Vliesschichten sind möglich, die die Produktionsleistung einer vorhandenen Anlage ebenfalls beträchtlich erhöhen.
Durch den schnellen kompletten Austausch des Behandlungsflulds im Vlies wird, in chemischen und physikalischen Prozessen der gewünschte Gleichgewichtszustand schneller erreicht, so dass die Produktionsgeschwindigkeit nur noch durch die reinen Reaktionszeiten bzw. Diffusionszeiten begrenzt wird. Die Verweilzeit in einem Behandlungsfeld kann dabei in üblichen Fällen ca. 10 - 70 s, bevorzugt sogar nur 15 - 40 s betragen, Das Verhältnis der Durchflussmenge (ausgedrückt als Masse) des Behandlungsflulds zur Masse des Vlieses kann als Flottenverhältnis bezeichnet werden. Dieses Flottenv<[beta]>rhält[pi]ls hängt vom Druck des Behandlungsflulds, der Dicke und dem Quellverhalten des Vlieses und anderen Faktoren ab.
Es können dabei, insbesondere wenn das Behandlungsfluid eine Flüssigkeit ist, leicht Durchflussmengen erreicht werden, die dem 40fachen und mehr der Masse des Vlieses entsprechen, also Flottenverhältnisse von 40 und mehr. Auch Flottenverhältnisse von mehr als 100 sind bei entsprechendem Druck des Behandlungsflulds denkbar.
Je nach Anwendungsfall sind die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren allerdings, insbesondere wenn das Behandlungsfluid ein Gas oder Dampf Ist, auch für sehr geringe Flottenverhältnisse geeignet.
Durch die homogene, schnelle Verteilung des Behandlungsflulds in der Fasermasse werden in diesen Fällen oft nur Flottenverhältnisse von kleiner als 2,0 und insbesondere kleiner als 1 ,0 notwendig sein, um den gewünschten Effekt zu erreichen.
Ebenso wird die Gleichmässigkeit der Verteilung des Behandlungsflulds zwischen oberen, mittleren und unteren Schichten des Vlieses deutlich verbessert.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die Verteileinrfchtung parallel zur Bewegungsrjohtung der Fasermasse und vertikal zur Bewegungsrichtung der Fasermasse bewegbar ist (Figur 1), Dadurch kann die Vertelleinrichtung auf die laufende Fasertransporteinrichtung an einer vorgegebenen Stelle aufgesetzt werden (Schritt (A)) und wird für eine definierte Zeit mit der Fasermasse mit geführt (Schritte (B) bia (C)).
In dieser Zeit erfolgt die Behandlung der Fasermasse mit dem Behandlungsfluid, indem über eine Zuleitung Behandlungsfluid in die Verteileinrichtung geleitet wird, im Allgemeinen wird das Behandlungsfluid unter Druck in die Verteileinrfchtung geleitet. Anschliessend wird die Verteileinrichtung an einer ebenfalls vorgegebenen Stelle von der Fasertransporteinrichtung abgehoben (Schritt (DJ) und in Abstand von der Fasermasse wieder an die Aufsetzstelle zurückgeführt. Dabei muss die Verteileinrichtung so bewegt werden, dass sie im nun begonnenen Zyklus die Fläche des Faservlieses behandelt, die genau hinter der Fläche Hegt, die im vorhergehenden Zyklus behandelt wurde, Die Verteileinrichtung kann auch so gestaltet sein, dass sie mehrere Einheiten von Druckkammern aufweist und dass sich diese Einheiten unabhängig voneinander bewegen lassen.
Diese Einheiten können so nebeneinander angeordnet sein, dass mit den Druckkammern jeder Einheit ein Streifen des Faservlieses behandelt werden kann. Dabei kann eine Einheit auf dem Faservlies mitbewegt werden, während eine daneben angeordnete Einheit gerade angehoben wird. Eine solche Mehrzahl von Einheiten Ist insbesondere dann denkbar, wenn das zu behandelnde Faservlies so breit ist, dass eine einzige Einheit so gross und schwer wäre, dass sie mechanische Nachteile gegenüber mehreren kleineren Einheiten aufweisen würde. Da das Behandlungsfluid vorzugsweise unter Druck durch die Fasermasse geleitet werden soll, ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindu[pi]gsgemässen Vorrichtung so gestaltet, dass die Druckkammer so nahe an die Fasertransporteinrichtung herangeführt werden kann, dass die Seitenwände der Druckkammer die Fasermasse berühren.
Es ist jedoch erflndungsgemäss nicht beabsichtigt, dass durch das Aufsetzen der Verteileinrichtung die Fasermasse stark zusammengepresst wird, wie dies z. B<,>bei einer Presswalze geschieht. Durch ein solches Zusammenpressen würde die Fasermasse stark verdichtet, so dass das Behandlungsfluid nicht mehr ungehindert und schnell genug durch die Fasermasse fliessen könnte und damit die Behandlungszeit eher verlängert bzw. das Behandlungsergeb[pi]is, beispielsweise ein Auswaschen, verschlechtert würde.
Allerdings muss damit gerechnet werden, dass bestimmte Fasern beim Behandeln mit bestimmten Fluiden aufquellen und daher ohnehin einen Gegendruck auf die Vertelleinrichtung ausüben.
Ein solches starkes Aufquellen findet beispielsweise beim Behandeln von cellulosischen Fasern wie Viskose oder Lyocell mit wässrigen Medien statt, während beim Behandeln von Polyesterfasern mit Wasser kein nennenswertes Aufquellen des Faservlieses zu beobachten ist. Dies muss beispielsweise bei der Auslegung der mechanischen Führung der Verteii[beta]inrichtung berücksichtigt werden.
Die Seitenwände der Druckkammer sollten bevorzugt so gestaltet sein, dass sie bei Kontakt mit der Fasermasse die Druckkammer gegenüber der Atmosphäre abdichten. Dazu genügt es im Allgemeinen, dass diese Seite[pi]wände eine geschlossene, ringsum laufende, untere plane Fläche bzw. Kante ([theta]) aufweisen.
Diese Dichtfläche bzw. -kante, die auf die Fasermasse aufgesetzt wird, kann zusätzlich beispielsweise profiliert sein<,>Zusätzliche elastische Dichtungsmaterialien sind im Allgemeinen nicht notwendig, da die Fasermasse selbst, die meist aufgequollen ist, das elastische Gegenstück darstellt.
Es ist nicht notwendig, dass jeglicher Austritt von Behandlungsfluid verhindert wird, Dies wäre nur durch starkes Aufpressen der Druckkammer auf die Fasermasse möglich, was aber nicht erwünscht ist, Die geringen Mengen seitlich austretender Behandlungsfluide können problemlos durch das ohnehin notwendige Auffangsystem mit erfasst werden.
Damit das Siebband, auf dem die Fasermasse transportiert wird, dem ausgeübten Druck, der trotz des relativ geringen Drucks des Behandlungsflulds leicht mehrere Tonnen betragen kann, widerstehen kann, muss es von unten unterstützt werden, Am besten geeignet ist hierfür eine Stützplatte (7), auf der das Siebband entlang gleitet.
Diese Stützplatte ist vorzugsweise durchgehend und an definierten Stellen mit Drainageöffnungen (8) versehen, die das Abfliessen des Behandlungsfluide ermöglichen, In Segmenten ohne Drainageöffnungen kann das Behandlungsfluid nicht abfliessen, so dass dort eine längere Behandlungszeit erreicht wird.
Anstelle von Öffnungen in einer langen Stützplatte können auch offene Zwischenräume zwischen kürzeren Stützplatten das Abfliessen des Behandlungsflulds aus der Fasermasse und dem Siebband ermöglichen.
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung (Figur 2) weist eine ortsfeste Dmckkammer sowie zusätzlich ein oberes Siebband (9) auf, mit dem die Fasermasse bedeckt werden kann und daa mit Im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit wie die Fasermasse bewegt wird, wobei die offene Seite der Druckkammer die obere Seite des oberen Siebbande[beta] direkt berührt. Die Abdichtung zwischen Dmckkammer und oberem Siebband erfolgt dabei nach grundsätzlich bekannten Prinzipien.
Beispielsweise kann das Prinzip einer Gleitdichtfläche die vorzugsweise reibungsarm und verschleissfest ist, angewendet werden: Im Randbereich kann das Siebband als dichter Gurt, d. h. ohne Drainageöffnungen, ausgeführt sein um die Dichtfläche zu optimieren. Bei der Abdichtung muss die Quellung des Vlieses berücksichtigt werden. So können beispielsweise die Dichtungen welch gelagert sein, damit das zu behandelnde Vlies während der Behandlung aufquellen kann. In dieser Ausfuhrungsform ist ein Aneinanderreihen von mehreren Behandlu[pi]g8kreisläufen besonders einfach und platzsparend möglich.
Auch diese Ausfuhrungsform weist bevorzugt die oben bereits beschriebenen Stützplatten (7) auf.
Als Fasertransporteinrichtung bzw.
Siebband für beide Ausfühmngsformen kommen alle dem Fachmann geeignet erscheinenden Vorrichtungen, insbesondere Gurte, Gliedergurte, Gliederketten ("Panzeri[sigma]ette''), Vliesbänder, Gestrickbänder odertGewebebänder aus Metallen, Kunststoffen, kunststoffbeschichteten Metallen oder Ahnliches in Frage. Auch durchgehende Transportbänder mit entsprechenden Perforierungen, beispielsweise gewebever[beta]täifcte Kautschukbänder können je nach Anwendungsfall geeignet sein.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Behandlung einer Fasermasse (1) auf einer Fasertransporteinrichtung (4) mit einem Behandlungsfluid, bei dem das Behandlungsfluid mit Überdruck in die Fasermasse gepresst wird, Bevorzugt Ist das Behandlungsfluid eine Flüssigkeit, eine Emulsion, eine Suspension oder ein Dampf.
Bevorzugt wird das Behandlungsfluid über eine Dmckkammer (3) in die Fasermasse gepresst.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Dmckkammer, die zur Fasermasse hin offen gestaltet ist, zu Beginn der Behandlungszeit auf die Fasermasse aufgesetzt (A), während der Behandlungszeit mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit wie die Fasermasse in Fasertransportrichtung bewegt (B) - (C), zum Ende der Behandiungszelt von der Fasermasse abgehoben (D) und erneut auf einen noch nicht behandelten Abschnitt der Fasermasse aufgesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Fasermasse von einem oberen Siebband ([theta]) bedeckt unter der ortsfesten Dmckkammer (3) entlang transportiert, wobei die offene Seite der Dmckkammer das obere Siebband direkt berührt.
Die Fasertransporteinrichtung bzw.
das Siebband entspricht in beiden Ausführungsformen den bereits für die erfindungsgemässe Vorrichtung beschriebenen. Die Fasermasse ist bevorzugt ein Stap[beta]lfaservlies.
Beispiele: Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Umfang der Beispiele beschränkt. In den Beispielen mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird stets das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt.
Beispiel 1 (Vergleich): Auf einer Faserbehandlungseinrichtung gemäss dem Stand der Technik mit Beträufelung von oben wurde ein Vlies aus Lyoc[beta]li-Stapelfaser mit wässriger Natronlauge beträufelt. Am Ende des Behandlungsfeldes wurde der Natronlaugegehalt jeweils in der Flotte und in der Faser in verschiedenen Schichten des Vlieses durch Probenahme und anschliessende Titration bestimmt. In Tabelle 1 sind die Abweichungen vom Sollwert genannt.
Beispiel 2 (Erfindung):
Auf einer erfindungsgemässen Faserbehandlungseinrichtung, die eine mitgeführte Dmckkammer gemäss der ersten oben geschilderten Au[beta]fühmng<[beta]>form aufwies wurde ein Vlies aus Lyocell-Stapelfaser mit wä[beta]sriger Natronlauge beaufschlagt. Auch am Ende dieses Behandlungsfeldes wurde der Natronlaugegehalt jeweils in der Flotte und in der Faser In verschiedenen Schichten des Vlieses durch Probenahme und anschliessende Titration bestimmt.
In Tabelle 1 sind die Abweichungen vom Durchschnittswert genannt.
Tabelle 1: Abweichung des NaOH-Gehaltes vom Durchschnittswert in [%]
Beispiel 1 2
Probenahme Flotte Faser Flotte Faser
Oben +44 +47 +2 +7
Mitte -3 -4 +0,5 +4
Unten -40 -43 -2,5 -11
<EMI ID=10.1>
Beispiel 3 (Vergleich) und Beispiele 4 bis 6 (Erfindung); Auf einer Faserbehandlungseinrichtung nach dem Stand der Technik analog Beispiel 1 bzw. gemäss der vorliegenden Erfindung analog Beispiel 2 wurde jeweils ein LyocellStapelfa[beta]ervlle[beta] mit einem Fläche[pi]gewicht von 6 kg/m<a>zunächst mit einer Presswalze abgepresst und anschliessend mit Frischwasser behandelt.
Tabelle 2 zeigt die jeweils benötigte Behandlungszeit, die trotz teilweise wesentlich höherer Waschflüssigkeitsdurchsätze in der erfindungsgemässen Vorrichtung der Beispiele 4 bis 6 wesentlich kürzer ist als gemäss dem Beispiel 3 nach dem Stand der Technik.
Tabelle 2: Behandlungszeit bei Flüssigkeit
Behandlungsvorrichtung Standard Dmckkammer
Beispiel 3 4 5 [theta]
Flotte[pi]verhältnis (mim) 18 25 44 55
Quellfaktor 1,6 2,1 2,5 2,7
Überdruck [bar] nein 0,3 0,5 0,7
Behandlungszeit [s] 107 20 20 20
<EMI ID=10.2>
Beispiel 7 (Vergleich):
Auf einer Faserbehandiungseinrichtung nach dem Stand der Technik mit Sprühbalken an der Ober- und Unterseite des Vlieses, mit denen dieses mit Sattdampf besprüht wurde wurde ein Lyoceil-Stapelfaservlies mit einem Fläche[pi]gewicht von 6 kg/m* zunächst mit einer Presswalze abgepresst und anschliessend mit Sattdampf behandelt.
Beispiel [theta] (Erfindung):
Auf einer Faserbehandiungseinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung analog Beispiel 1 wurde ein Lyoceil-Stapelfaservlies mit einem Flächengewicht von 6 kg/m* zunächst mit einer Presswalze abgepresst und anschliessend mit Sattdampf behandelt.
Nach der Presswalze wies das Faservlies in beiden Beispielen die gleiche Temperatur und den gleichen Feuchtegehalt auf. Tabelle 3 zeigt die Behandlungszeiten, die jeweils benötigt wurden, um das Vlies überall gleichmässig um 85[deg.]C aufzuheizen.
Mit der erfindungsgemässen Vomchtung des Beispiels 8 gelang dies in wesentlich kürzerer Zeit als im Beispiel 7 nach dem Stand der Technik. Trotzdem wurde in der erfindungsgemässen Vorrichtung erheblich weniger Dampf, bezogen auf die Fasermenge benötigt als in der Vorrichtung gemäss dem Stand der Technik.
Tabelle 3: Behandlungszeit bei Sattdampf
Standard Dmckkammer
Beispiel 7 8
Flotte[pi]verhältnis 1,7 0,4
Quellfaktor 1,05 1,05
Überdruck [bar} nein 1,2
Behandiungszelt zum Aufheizen um 85<[beta]>C [s] 52 23
<EMI ID=11.1>