DE1090181B - Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Filtriermaterialbahnen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung mehrschichtiger Filtriermaterialbahnen aus groben und feinen Fasern in gegenseitiger Wirrlage.

Bei der Filtration von Flüssigkeiten und auch von Gasen erweisen sich Faserfilter, die aus einer Masse gleichförmiger Fasern in gleichmäßiger Anordnung zueinander bestehen, als nachteilig. Die durch die Filtration zu entfernenden Teilchen lagern sich dergestalt ab, daß zunächst die gröberen Teilchen auf oder in der Nähe der Oberfläche niederschlagen, dadurch die Zwischenräume verschließen oder verkleinern und fortschreitend Teilchen geringerer Größe zurückgehalten werden, bis schließlich auch den kleinsten Teilchen kein Durchgang mehr möglich ist und ein übermäßiger Gegendruck nach mehr oder weniger kurzer Zeit auftritt. In vielen Fällen sind deshalb grobe Vorfilter erforderlich, um die Arbeitsdauer der Hauptfilter zu verlängern. Man hat aus diesem Grunde bereits Filter mit in Strömungsrichtung abnehmender Porengröße verwendet, und zwar bestehen diese bekannten Filter aus feinsten bis gröbsten Fasern. Sie werden dadurch erhalten, daß man nacheinander Filterstoffe verschiedener Feinheit sich durch Anschwemmen oder Absetzenlassen zu einer Filterscheibe vereinigen läßt, die in ihrer ganzen Ausdehnung in Strömungsrichtung verschiedene Durchlässigkeit aufweist. Es ist auch bekannt, bei derartigen Filterkörpern aus groben und feinen Fasern, die man auf einer Auffangfläche niederschlägt, die Teilchen der einzelnen Schichten, wie auch diese selbst, aneinanderzukleben.

Die Herstellung derartiger Filter ist jedoch verhältnismäßig umständlich und bleibt auch praktisch auf eine begrenzte Anzahl von Schichtenlagen untereinander verschiedener Feinheit ohne allmähliche Übergänge beschränkt, abgesehen von der praktischen Unmöglichkeit zu einer Variation der Schichten und einer Herstellbarkeit in fortlaufendem Arbeitsgang, da ja zunächst eine Schicht, z. B. die feinste Schicht, aufgetragen werden muß, um dann ein Gemisch mit einem Anteil gröberer Fasern aufschwemmen zu können usf., und für einen mehr oder weniger fließenden Übergang eine Vielzahl von Zwischengemischen nacheinander aufgebracht werden müßte.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß mittels unter einer wandernden Auffangfläche angeordneten Behältern in einem Gasstrom zugeführte grobe Fasern einerseits und feine Fasern andererseits in jeweils sich überlappenden Beaüfschlagungsbreiten aufgebracht werden.

Die Bildung von mehrschichtigen Vließlagen aus wirrgelegten Fasern durch Niederschlagen der mittels eines Gasstromes zugeführten Fasern auf einer wan-Verfahren zur Herstellung
mehrschichtiger Filtriermaterialbahnen

Anmelder:

American Viscose Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. April 1955

Worth Wade, Rosemont, Pa.,

und Derek E. Till, Concord, Mass. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

dernden Auffangfläche ist an sich bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren werden aus verschiedenen, in Verlaufrichtung der wandernden Auffangfläche und unter dieser angeordneten Kammern die Fasern zugeführt und durch Saugwirkung die nacheinander aufgebrachten Faserlagen als mehrschichtiges Vließ an eine Tragfläche abgegeben oder von beiden Seiten von Abdeckungen aus Papier od. dgl. eingeschlossen, um für Polsterzwecke oder auch als Packzwischenlage zu dienen.

Durch die erfindungsgemäße Niederschlagung von Fasern mittels eines derartigen Gasstromes auf eine wandernde Auffangfläche, jedoch derart, daß die getrennt zugeführten gröberen und feineren Fasern sich in ihren Beaufschlagungsbreiten überlappen, gewinnt man in fortlaufendem Arbeitsgang Filtriermaterialbahnen von beliebigen Übergängen im Grade der Porosität und in einfacher Weise einstellbaren Bahnbreiten jeder dieser verschiedenen Porositätsgrade.

Die groben und die feinen Fasern kann man in den Gasstrom an Stellen zuführen, die quer zur Laufrichtung der Auffangfläche nebeneinanderliegen oder auch hintereinanderliegen. Zur Regelung der Überlappungsbreite regelt man zweckmäßig den Abstand der Zuführungsvorrichtungen von der Auffangfläche oder

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den Abstand der Zuführungsvorrichtungen voneinander. Auch kann man durch eine Änderung sowohl der einen wie der anderen räumlichen Beziehung die Überlappungsbreiten auf das jeweilig gewünschte Verhältnis einstellen, wobei man den Vorteil hat, daß diese Änderungen sogar während des laufenden Betriebes vorgenommen werden können. Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der Überlappungsbreiten bietet sich durch Anordnung einer Trennwand zwischen den beiden Zuführungsvorrichtungen, deren Höhe man entsprechend verändert.

Zur weiteren Erläuterung ist in den Zeichnungen eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Herstellung von Filtermaterialbahnen nach der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht;

Fig. 2 ist das Beispiel eines Querschnittes durch eine nach dem Verfahren herstellbare Bahn;

Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Seitenansicht bei einer anderen Anordnung und

Fig. 4 in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 3 eine dritte Anordnungsmöglichkeit.

In diesen Darstellungen bezeichnet 1 eine Kammer, in die Einrichtungen für die Zuführung von Fasern hineinragen, und zwar ein durch den Boden der Kammer einragendes, von einem Gebläse 2 ausgehendes Blasrohr 3. Dieses Gebläse führt beispielsweise vorgefertigte Textilstapelfasern zu. In dem anderen Teil der Kammer werden »in situ« erzeugte Fasern eingeblasen, indem ein Fasern bildender Kunststoff aus einem Behälter 4 über eine Pumpe 5 einer Sprühvorrichtung 6 zugeführt wird, über die mittels der Düse 7 durch von dem Rohr 8 zugeleitete Luft, dieser in Fasern verfestigt, hochgeblasen wird. Die in beiden Kammern in ihren Gasströmen hochsteigenden Fasern schlagen sich in wahlloser Verteilung auf dem endlos umlaufenden Siebband 9 nieder, das quer durch den Oberteil der Kammern und um die angetriebenen Walzen 10 läuft. Durch die Saugwirkung, die in dem Saugkasten 11 mit den in diesen einmündenden Saugleitungen 12 erzeugt wird, wird das gebildete Faservließ an dem Siebband 9 gehalten und nach Verlassen des unter Saugwirkung stehenden Vorrichtungsteiles von einem Transportband 13 aufgenommen, durch ein Walzenpaar 14 abgezogen und einer Aufwickelvorrichtung 15 zugeführt.

Die beiden Einrichtungen zur Zuführung bzw. Bildung und Zuführung von Fasern sind durch eine Trennwand 16 geschieden, die in ihrer Höhe einstellbar wie auch herausnehmbar ist.

Wie ersichtlich, wandert das Siebband in der Bildebene nach rechts zunächst durch eine Beaufschlagungszone, in der nur Fasern aufgenommen werden können, die von der mit 17 als Ganzes bezeichneten Einheit erhalten werden, und zwar äußerst feine Fasern von vorzugsweise etwa 0,5 bis 10 Mikron Durchmesser. In gleicher Weise werden in einem gewissen Bereich des Siebbandweges ausschließlich Fasern niedergeschlagen, die durch das Blasrohr 3 zugeführt werden, beispielsweise Kunstseidenfasern oder andere Textilfasern mit Durchmessern von 10 Mikron und stärken Zwischen diesen beiden Zonen durchläuft das Siebband einen Bereich, in welchem Fasern beider Art durcheinander abgelagert werden. Der Beauf-Schlagungsbereich der feinen Fasern ist mit A, der der gröberen Fasern mit B und der Überlappungsbereich mit C bezeichnet. Die Breiten bzw. die Weglängen innerhalb der Bereiche können gleich oder verschieden sein und, wie oben erwähnt, dadurch verändert werden, daß man entweder die Trennwand 16 in der Höhe verstellt oder den Abstand der beiden Zuführungseinrichtungen von der Siebbahn verändert. Mit einer Einrichtung, wie sie Fig. 1 zeigt, entsteht eine Oberschicht der fertigen Bahn Ä aus feinen Fasern, einer untersten Schicht B' aus groben Fasern und einer Mittellage C aus beiden Faserarten, was natürlich so zu verstehen ist, daß in den einzelnen Schichten die verschiedenen Faserarten in entscheidender Menge vorhanden sein sollen.

Fig. 3 zeigt in einer Kammer 16 zwei Zuführungsvorrichtungen 17 und 18 in einem solchen Abstand, daß der Überlappungsbereich sehr klein ist, d. h. entsprechend in einem Schnitt, wie ihn Fig. 2 zeigt, die Schicht C sehr schmal ausfallen würde, wogegen nach Fig. 4 mit den Einheiten 20 und 21 in sehr geringem Abstand der Überlagerungsbereich groß ist und infolgedessen zwischen zwei verhältnismäßig dünnen Schichtlagen von einerseits feinen und andererseits groben Fasern eine weit stärkere Mischschicht liegt.

Die Beispiele der Zeichnung beschränken sich auf die Herstellung von Bahnen, bei denen sich die Art der Fasern bzw. Faserstärken und damit Porositätsgrad der Materialbahnen in der Dickenrichtung ändern. Es versteht sich von selbst, daß man in entsprechender Weise auch dadurch sich überlappende Schichten bilden kann, daß man die wandernde Auffangfläche nicht über die hintereinander angeordneten Faserzuführungsvorrichtungen laufen läßt, sondern quer zur Bahn der Zuführungsvorrichtung anordnet, so daß sich in Längsrichtung der Bahn parallel nebeneinander Lagen aus feinen Fasern, Mischlagen und schließlich aus groben Fasern niederschlagen. Wenn man die Fasern erst im Augenblick der Zuführung bilden will, so stehen hierzu verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wie Einsprühen in einen Luftstrom oder einen zur Verfestigung geeigneten Gasstrom oder auch durch Zerkleinerung faserhaltiger Materialien, unter gleichzeitigem Abtransport des gebildeten zerkleinerten Fasermaterials mittels des Gasstromes, der die erzeugten Fasern zur Auffangfläche führt. Außer dem Fasermaterial kann man auch Zusätze wie Aktivkohle, Ionenaustauscher u. dgl. mittels der Zuführungsvorrichtungen aufbringen und damit außer einer Beeinflussung der Porositätsverteilung in der Breite oder Tiefe der Materialbahn auch gleichzeitig gewisse Eigenschaftsvariationen erzielen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Filtriermaterialbahnen aus groben und feinen Fasern in Wirrlage durch Niederschlagen auf einer Auffangfläche mittels eines Gasstromes, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der unter der wandernden Auffangfläche angeordneten Behälter, in einem Gasstrom zugeführten groben Fasern einerseits und feinen Fasern andererseits in jeweils sich überlappenden Beaufschlagungsbreiten aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die groben und die feinen Fasern in den Gasstrom an Stellen zugeführt werden, die quer zur Laufrichtung der Auffangfläche nebeneinander angeordnet sind.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Überlappungsbreite der Abstand der Zuführungsvor-

richtungen von der Auffangfläche und/oder voneinander geregelt wird sowie neben oder an Stelle dessen durch Höhenverstellung einer Trennwand bestimmt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Fasern »in situ« gebildet werden und Durchmesser von etwa 0,5 bis lOMikron haben.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 297 308, 227 260; britische Patentschrift Nr. 422 226.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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