DE1460218B2 - Vorrichtung zum Imprägnieren eines insbesondere für die Herstellung von Zigarettenfiltern geeigneten, aus einer Vielzahl von lockeren Fäden bestehenden band- oder strangförmigen Guts mit Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines insbesondere für die Herstellung von Zigarettenfiltern geeigneten, aus einer Vielzahl von lokkeren Fäden bestehenden band- oder strangförmigen Guts mit Flüssigkeiten, mit mindestens einem Zentrifugalzerstäuber, dessen Rotationsachse axial zum Gut verläuft und dem die Flüssigkeiten von innen zuführbar sind, und mit FCihrungseinrichtungen zur Führung des Guts.

Die schweizerische Patentschrift 61 395 beschreibt eine derartige Vorrichtung zur Behandlung von bandförmigem Material in einer Kammer mittels eines mit Zuführungen für die Flüssigkeit und radial auf dem Umfang angeordneten Austrittsöffnungen versehenen rotierenden Flüssigkeitszerstäubers unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, der die Flüssigkeit auf das bandförmige Material im wesentlichen rechtwinklig zur Laufrichtung des Materials aufbringt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, die Imprägnierung von aus einer Vielzahl von lockeren Fäden bestehendem band- oder strangförmigem Gut dahingehend zu verbessern, daß nicht nur besonders gleichmäßig imprägniert wird unter Verwendung von in der Praxis bewährten Zentrifugalzerstäubern, sondern daß dabei gleichzeitig eine allseitige Beaufschlagung des Gutes mit der Imprägnierflüssigkeit erreicht wird, selbst bei relativ dicken Bahnen unter gleichzeitigem Ausschalten eines Verlustes der Imprägnierflüssigkeit.

Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zentrifugalzerstäuber und die Führungseinrichtungen in einer Behandlungskammer mit zwei sich gegenüberliegenden breiten, flachen Öffnungen, die einen im wesentlichen waagerechten Weg für das Gut zwischen sich einschließen, angeordnet sind und die Laufgeschwindigkeit des Guts und die Drehgeschwindigkeit des Zentrifugalzerstäubers derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein Teil der Flüssigkeiten durch das Gut hindurchdringt und auf dieses zurückfällt.

Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung gegenüber den bisher bekannten Imprägniervorrichtungen besteht darin, daß der Zentrifugalzerstäuber in der Behandlungskammer selbst angeordnet ist und das an dem Zerstäuber vorbeigeführte Gut mit solcher Kraft besprüht wird, daß die Behandlungsflüssigkeit nicht nur

a5 auf die Faserbahn auftrifft, sondern diese sogar durchdringt, und daß beim Herunterfallen auf das Gut infolge der Schwerkraft auch die dem Zerstäuber abgewandte Seite des Guts mit Imprägnierllüssigkeit beaufschlagt wird, die also weder abgesaugt wird noch auf andere Weise verlorengeht. Dies wird insgesamt dadurch erreicht, daß gegenüber der aus der schweizerischen Patentschrift 61 395 bekannten Vorrichtung das Gut horizontal geführt wird und der Zentrifugalzerstäuber unter dem Gut angeordnet ist.

Je nach der Größe des Zerstäubers und der Art und dem Verwendungszweck der Imprägnierflüssigkeit kann die Zahl der Öffnungen 4 bis 24 oder mehr betragen. Der Durchmesser der Öffnungen beträgt vorzugsweise 0,4 bis 1,6 mm, jedoch hängt er von den gleichen Faktoren wie die Zahl der Öffnungen ab und wird für den jeweiligen Verwendungszweck auf die Zahl der Öffnungen abgestimmt.

Besonders zweckmäßig ist bei der Vorrichtimg gemäß der Erfindung, die die Decke bildenden Wandungan der Behandlungskammer zur Horizontalebene geneigt anzuordnen, um große Tropfen der Imprägnierflüssigkeit, die sich an der Decke sammeln und das Gut ungleichmäßig tränken könnten, abzuleiten und dann erneut zu versprühen.

Die Vorrichtung gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung" zum Auftragen einer Flüssigkeit hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bisher bekannten Systemen und Methoden. Durch die Neigung der Decke der Behandlungskammer wird sichergestellt, daß alle Flüssigkeitstropfen, die gegen die Decke prallen, an den Wandungen der Decke zu den Leitblechen und an diesen entlang nach unten und in die Auffangrinnen fließen, aus denen Flüssigkeit abläuft. Daß sich die Behandlungsflüssigkeit in der Mitte des Gehäuses an der Decke sammelt und von dort auf den Strang nach unten tropft, ist also vollkommen ausgeschlossen. Gleichzeitig verhindern die Leitbleche, daß überschüssiger Weichmacher an den Wandungen der Decke entlang zu den Seitenwänden und von dort zu den Öffnungen läuft, von denen er unkontrolliert auf den durch die Öffnungen laufenden Strang tropfen könnte.

Die Leitbleche dienen ferner zum Niederschlagen überschüssiger Tropfen, die nicht zur Decke gelangen

oder auf den Strang zurückfallen, und verhindern hierdurch, daß diese Tropfen durch den Schlitz mittels des Luftstroms, der durch den durch das Gehäuse laufenden Strang erzeugt wird, gerissen werden.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß der gesamte Weichmacher, der nicht auf den Strang aufgetragen wird, in einen Behälter zurückgelangt und durch eine Dosierpumpe zur weiteren Verwendung zum Zerstäuber zurückgepumpt werden kann.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann für die verschiedensten Zwecke verwendet werden, beispielsweise zum Auftragen von Appreturen oder Behandlungsmitteln auf Faden- oder Faserbänder und -bahnen sowie Stoffe und zum Überziehen von nichtfaserigen Materialien mit Kunststoffüberzügen. Besonders wichtig ist jedoch die Vorrichtung zum Auftragen von Weichmachern und/oder anderen Ausrüstungsflüssigkeiten auf für die Herstellung von Zigarettenfiltern geeignetem, aus einer Vielzahl von lockeren Fäden bestehendem band- oder strangförmigem Gut.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Vorrichtung 10 weist eine Behandlungskammer 11 aus korrosionsbeständigem Stahl mit senkrechten Seitenwänden 12 und 13, senkrechten Vorder- und Rückwänden 14 und 15 sowie einem Boden und einer Decke auf. Der Boden des Gehäuses besteht aus zwei Abschnitten 16a und 166, die von den Unterkanten der Seitenwände 12 und 13 mit verhältnismäßig geringer Abwärtsneigung aufeinander zulaufen und kurz vor der Mitte der Behandlungskammer 11 enden, wodurch eine längliche, rechteckige Öffnung 17 gebildet wird, die sich quer über den ganzen Boden der Behandlungskammer 11 erstreckt. Unter der Öffnung 17 ist ein Schacht 18 angeordnet, der durch zwei senkrechte trapezförmige Seitenplatten 18a und 18/), die an den sich gegenüberstehenden Kanten des Bodens befestigt sind, zwei schräg liegende Stirnplatten, die an den schräg nach unten verlaufenden Kanten der Seitenplatten 18a und 186 befestigt sind, und eine waagerechte Bodenplatte 18e gebildet wird. Die Decke der Behandlungskammer 11 wird von zwei Wandungen 19a und 196, die von den Oberkanten der Seitenwände 12 und 13 mit verhältnismäßig starker Steigung aufeinander zulaufen, gebildet.

Im Schacht 18 ist ein Zentrifugalzerstäuber 20 drehbar in einer Ebene angeordnet, die parallel zu den Seitenplatten 18a und 186 und in deren Mitte verläuft. Der Zentrifugalzerstäuber 20 hat die Form einer flachen Schale mit einer nicht durchlöcherten Rückwand 21 und einer senkrecht zur Ebene der Rückwand 21 angeordneten ringförmigen Wand 22. Die ringförmige Wand 22 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 23 und mit einem einwärts gerichteten ringförmigen Vorderflansch 24 versehen, der in seiner Mitte eine Öffnung 25 aufweist und einen inneren Kanal 26 bildet, der mit den inneren Enden der Öffnungen 23 verbunden ist.

An der Außenseite der Rückwand 21 des Zerstäubers 20 ist eine axiale Buchse 27 befestigt, die mit geringem Spiel durch eine Öffnung 28 in der Seitenplatte 18a des Schachtes geführt ist. Das Außenende der Buchse 27 ist beispielsweise mit einer Schraube 29 an der Ausgangswelle 30 eines Elektromotors 31 befestigt, der an eine Bodenplatte 32 geschraubt ist, die starr mit der Behandlungskammer 11 verbunden ist, und zwar bei 32' mit der Seitenplatte 18a und bei 32" mit den unteren Enden von zwei Winkeln 33, die starr an ihren oberen Enden mit dem Bodenabschnitt 16a der Kammer 11 verbunden sind.

Die Seitenplatte 186 des Schachts 18 ist mit zwei Öffnungen versehen. In eine dieser Öffnungen ist ein Schauglas 34 eingesetzt, durch das der Betrieb des Zentrifugalzerstäubers 20 beobachtet werden kann. Durch die andere Öffnung ist koaxial mit dem Zerstäuber 20 ein kurzes Rohrstück 35 mit Außengewinde geführt, auf das von jeder Seite der Seitenplatte 186 zwei Haltemuttern 36 und 37 geschraubt sind. Im Innern des

ίο Schachts 18 ist mit dem Rohrstück 35 ein Düsenrohr 38 verbunden, dessen Austrittsteil im rechten Winkel zur Achse des Rohrstücks 35 abgebogen ist. Der Abstand zwischen dem Rohrstück 35 und dem Düsenrohr 38 einerseits und dem Zerstäuber 20 kann mit Hilfe der Haltemuttern 36 und 37, die das Düsenrohr 38 in ihrer Lage halten, verändert werden. Außerhalb des Schachts 18 ist das Rohrstück 35 mit einer Flüssigkeitszuführungsleitung 39 verbunden, die ihrerseits an die Druckseite einer Dosierpumpe 40 angeschlossen ist.

ao Die Saugseite der Dosierpumpe 40 ist mit einer Leitung 41 verbunden, die zum Boden eines Behälters 42 führt, an dessen Oberseite das Austrittsende einer Ablaufleitung 43 angeschlossen ist, deren Eintrittsende mit dem Schacht 18 über einen Rohrverbinder 44, der ein kurzes Stück nach oben durch die Bodenplatte 18e des Schachts 18 ragt, verbunden ist. Der in den Schacht 18 hineinragende Teil des Rohrverbinders 44 (bis etwa 3 mm oberhalb der Bodenplatte 18e) bildet eine Auffangvorrichtung, die verhindert, daß Fremdstoffe oder andere feste Ablagerungen und Verunreinigungen in den Behälter 42 gelangen. Mit dem Behälter 42 ist ein Vorratsbehälter 45 verbunden, aus dem die Flüssigkeit in den Behälter 42 durch eine Leitung 46, in die das Ventil 47 eingesetzt ist, fließt, wobei die Stellung des Ventils 47 durch einen Schwimmer 48, der den Flüssigkeitsstand im Behälter 42 abtastet, gesteuert wird.

Als Durchgang für das zu behandelnde Gut sind in den Seitenwänden 12 und 13 der Kammer 11 zwei sich gegenüberliegende, breite, flache Öffnungen 49 und 50 vorgesehen. Als Führungseinrichtungen sind Stäbe 51 und 56 von rundem Querschnitt vorgesehen. Der Stab 51 ist mit Hilfe eines radialen Schlitzes 51a an dem Teil der Wand 12 befestigt, der die Öffnung 49 unten begrenzt, und mit dieser Wand durch eine oder mehrere Schrauben 516 verbunden. Ebenso ist der Stab 52 mit Hilfe eines radialen Schlitzes 52a an dem unter der öffnung 50 liegenden Teil der Wand 13 befestigt. An dem den oberen Rand der Öffnung 49 bildenden Teil der Wand 12 ist mit Hilfe eines Schlitzes 53a und der Schrauben 536 der Stab 53 befestigt. Auf die beiden Enden dieses Stabes 53 ist je ein quer verlaufender Rundstab 54 geschweißt. In der gleichen Weise ist der Stab 55 mit einem Schlitz 55a mit Hilfe der Schrauben 556 an dem über der Öffnung 50 liegenden Teil der Wand 13 befestigt, und an diesen Stab 55 sind an einer Seite neben den beiden Enden zwei quer verlaufende Rundstäbe 56 geschweißt. Die Anordnung ist so, daß die Abstände zwischen den Stäben 54 und zwischen den Stäben 56 etwas kleiner sind als die Länge der öffnungen 49 und 50. Die verschiedenen Stäbe 51 und 56 bilden also abgerundete Kanten für die Seiten der Öffnungen 49 und 50, wodurch ein Hängenbleiben des durch die öffnungen 49, 50 geführten Fasermaterials verhindert wird. Da die öffnung 49 den Eintritt zur Kammer 11 darstellt, liegen die Stäbe 54 außerhalb der Kammer 11, während die Stäbe 56 an der Austrittsseite innerhalb der Kammer 11 angeordnet sind.

Innerhalb der Kammer 11 sind zwei Leitblechpaare

57, 58 und 59, 60 angeordnet. Die Leitbleche 57 und 58 sind oben an die Wandung 19a der Decke der Kammer 11 und die Leitbleche 59 und 60 an die Wandung 196 der Decke der Kammer 11 geschweißt. Die Leitbleche 57 bis 60 sind an ihren unteren Enden nach oben gebogen, so daß sie Auffangrinnen 57a, 58a, 59a und 60a bilden. Die Auffangrinnen 57a und 60a jedes Paares verlaufen jeweils in entgegengesetzter Richtung schräg nach unten, beispielsweise die Rinnen 57a und 60a zur Vorderwand 14 der Kammer 11 und die Rinnen 58a und 59a zur Rückwand 15 der Kammer 11.

Beim Einsatz der Vorrichtung 10 zum Aufbringen eines Weichmachers auf einen Zigarettenfilterstrang besteht die Flüssigkeit im Behälter 42 und im Vorratsbehälter aus einem Weichmacher, wie Triacetin, Dibutylphthalat oder Methylphthalyläthylglycollat, wenn ein Strang aus Celluloseacetat behandelt wird. Da der Weichmacher gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Strangs sowie durch seine gesamte Dicke hindurch aufgebracht werden muß, wird der Strang durch eine ao Lockerungsdüse oder durch zwei Riffelwalzen zum öffnen des Strangs geleitet, bevor er in die Kammer 11 eingeführt wird. Nach dem Auflockern wird der Strang mit einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise mit 50 bis 150 m/Minute, in der durch den Pfeil A angedeuteten Richtung durch die Öffnungen 49 und 50 gezogen. Gleichzeitig läßt man den Zerstäuber 20 durch den Motor 31 rotieren, mit einer Drehzahl von 1000 bis 10 000UpM, wobei der flüssige Weichmacher mit der Dosierpumpe 40 in einer Menge von 10 bis 300 g/Minute durch die Flüssigkeitszufuhrleitung 39, das Rohrstück 35 und das Düsenrohr 38 in den Kanal 26 des Zerstäubers 20 zwischen Vorderflansch 24 und Rückwand 21 eingeführt wird. Durch die Rotation des Verteilers wird der flüssige Weichmacher durch die Zentrifugalkraft in Form einer »Wand« von Flüssigkeitstropfen, die in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Zerstäubers und damit zur Laufrichtung des Strangs angeordnet ist, aus den Öffnungen 23 herausgeschleudert. Die dem Zerstäuber 20 zugeführte Weichmachermenge, die lineare Laufgeschwindigkeit des Strangs und die Drehgeschwindigkeit des Zerstäubers 20 sind so aufeinander abgestimmt, daß ein Teil der Weichmachertropfen, die nach oben aus dem Schacht 18 herausgeschleudert werden, gegen die Unterseite des Bandes oder Strangs prallen, während andere als Folge des vorherigen Auflockerns des Bandes oder Strangs durch dieses hindurchdringen. Somit werden nicht nur die Fäden oder Fasern an der Unterseite und im Innern des Strangs, sondern auch die oberen Fäden oder Fasern mit Weichmacher überzogen, da ein Teil der Tropfen das Gut durchdringen und an der Oberseite wieder austreten und anschließend wieder auf das Gut zurückfallen. Auf diese Weise wird der Weichmacher gleichmäßig auf sämtliche Fäden im Strang aufgebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Imprägnieren eines insbesondere für die Herstellung von Zigarettenfiltern geeigneten, aus einer Vielzahl von lockeren Fäden bestehenden band- oder strangförmigen Guts mit Flüssigkeiten, mit mindestens einem Zentrifugalzerstäuber, dessen Rotationsachse axial zum Gut verläuft und dem die Flüssigkeiten von innen zuführbar sind, und mit Führungseinrichtungen zur Führung des Guts, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugalzerstäuber (20) und die Führungseinrichtungen in einer Behandlungskammer (11) mit zwei sich gegenüberliegenden breiten, flachen Öffnungen (49, 50), die einen im wesentlichen waagerechten Weg für das Gut zwischen sich einschließen, angeordnet sind und die Laufgeschwindigkeit des Guts und die Drehgeschwindigkeit des Zentrifugalzerstäubers (20) derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein Teil der Flüssigkeiten durch das Gut hindurchdringt und auf dieses zurückfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die die Decke bildenden Wandungen (19;/, 196) der Behandlungskammer (II) zur Horizontalebene geneigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (19;j, 19b) in Richtung der Öffnungen (49,50) geneigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei von den Wandungen (19;?, 19b) nach unten ragende und am unteren Ende mit Auffangrinnen (57;/, 58;/, 59;/, 60;/) versehene Leitblechpaare (57, 58 und 59, 60) angeordnet sind, die quer zur Neigung der Wandungen (19a, 19i>) geführt und in entgegengesetzten Richtungen schräg nach unten geneigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichnet durch einen mit lOOÜ bis 10 000 UpM rotierenden Zentrifugalzerstäuber (20).