DE1460435C3 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen einer Flüssigkeit in einen laufenden Stapelfaserverband - Google Patents

Description

eine zumindest teilweise in dieser Führungsöffnung angeordnete Flüssigkeitszuleitung, deren Austrittsöffnung koaxial im Bereich des unteren Endes der Führungsöffnung gelegen ist, und zumindest ein nachfolgendes, von der Führungsöffnung in einem S Abstand angeordnetes Scheibenpaar mit seitlichen Abdeckplatten aufweist. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß eine den Stapelfaserverband allseitig umfassende, unmittelbar vor der Druckzone angeordnete Zusammenfaß-Einrichtung vor dem Scheibenpaar vorgesehen ist, deren oberer Rand einen Abstand vom unteren Rand der Führungsöffnung aufweist, der gleich ist der faserführungsfreien Länge und kleiner ist als die maximale Stapellänge des Fasermaterials. Aufgrund dieser Ausbil- t s dung wird einerseits ein zuverlässiger Halt des Faserverbandes auch während der Freigabe beim Flüssigkeitsdurchtritt erzielt; andererseits kann eine hohe spezifische Flächenpressung von bis zu 200 kg/cm² mit geringem konstruktiven Aufwand aufgebaut werden. Die Anwendung derart hoher spezifischer Flächenpressungen ist deswegen vorteilhaft, weil hierdurch die j Fasern des unter Druck gesetzten Faserverbandes geschont werden.

Der Zusammenhalt des Faserverbandes wird noch weiter dadurch erhöht, daß die Länge vom unteren Rand der Faserführungsöffnung kleiner als die mittlere Stapellänge des Fasermaterials ist.

Die Zusammenfaß-Einrichtung ist im einfachsten Fall durch einen sich auf die Scheibendicke verjüngenden Trichter gebildet

Sie kann jedoch vorzugsweise auch aus den Scheiben und den seitlichen Abdeckungen gebildet sein, die auf der den Scheiben zugewandten Seiten je eine Ausnehmung besitzen, die an den durch die Scheiben gebildeten konvergierenden Raum anschließt und sich diesem entsprechend verjüngt.

Zweckmäßig sind gegeneinandergedrückte Scheiben vorgesehen, die am Umfang einen elastischen Belag aufweisen. Die Flüssigkeitszuleitung reicht vorzugsweise in den die Flüssigkeitsaustrittszone bestimmenden Bereich der faserführungsfreien Länge hinein.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
* F i g. 1 schematisch die Umwandlung eines vliesförmi-

gen Faserverbandes in einen rohrförmigen Stapelfaserverband,

Fig.2 schematisch die Zusammenfassung einer Mehrzahl einzelner stabförmiger Faserverbände zu einem einzigen Faserverband von rohrförmigem Querschnitt,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen einer Flüssigkeit in einen laufenden Stapelfaserverband, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 eine Draufsicht eines konventionellen Kalanderwalzenpaares,

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in F i g. 3, die

F i g. 7 und 8 schematische Seitenansichten der Druckzone bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie die dazugehörigen Druckverteilungsdiagramme und

Fig.9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Nach F i g. 1 wird ein zusammenhängender vliesförmiger Stapelfaserverband 1 in an sich bekannter Weise in einen rohrförmigen Stapelfaserverband 2 umgeformt. Nach F i g. 2 kann ein solcher Stapelfaserverband 2' auch durch kreisförmiges Aneinanderlegen von einer Anzahl einzelner stabförmiger Stapelfaserverbände 3 gebildet werden. Der rohrförmige Stapelfaserverband 2 bzw. 2' wird nach F i g. 3 einer innen und außen stützenden Führungszone A zugeführt, die aus einem Trichter 4 und einer ihn koaxial durchgreifenden Flüssigkeitszuleitung 5 besteht. Der Innendurchmesser des Trichters 4 und der Außendurchmesser der Flüssigkeitszuleitung 5 sind so gewählt, daß ein für den Durchtritt des rohrförmigen Stapelfaserverbandes 2 genügender Durchgangskanal verbleibt. Die Wandstärke des rohrförmigen Stapelfaserverbandes 2 wird so gewählt, daß dieser Kanal ausgefüllt wird, d. h. es erfolgt eine allseitig satte Führung des durchlaufenden Stapelfaserverbandes 2.

Nach Verlassen der Führungszone A erfolgt das Einführen von Behandlungsflüssigkeit unter etwa 0,2 bis 0,4 atü Überdruck und Überschuß. Ein Rückfließen durch den Trichter 4 ist durch die erwähnte satte, abdichtende Führung des durchlaufenden Stapelfaserverbandes 2 durch den Trichter 4 und die Flüssigkeitszuleitung 5 verhindert. Die Flüssigkeitszuleitung 5 reicht über die Führungszone A hinaus.

Anschließend wird der Stapelfaserverband 2 in einer Freizone B längs seines Umfanges allseitig, d. h. sowohl innen als auch außen, freigegeben, was der unter Überdruck eingeführten Flüssigkeit gestattet, durch den Stapelfaserverband 2 hindurch im übrigen vollkommen ungehindert radial nach außen zu treten. Die Wahl des Überdruckes hängt in erster Linie von der Kompaktheit des Stapelfaserverbandes 2, von der Wandstärke des Stapelfaserverbandes 2 und der Flüssigkeitsüberschußmenge ab. Die Länge der Freizone B ist kleiner als die maximale Stapellänge des behandelten Fasermaterials und wird bevorzugt kleiner als die mittlere Stapellänge gewählt.

In der Freizone B ist der Stapelfaserverband 2 regelrecht in die Flüssigkeit eingebettet. Nach Passieren der Freizone B gelangt der rohrförmige Faserverband 2 in eine durch einen sich auf den Durchmesser d verjüngenden Trichter 6 gebildete Zusammenfaßzone C, in der der rohrförmige Stapelfaserverband 2 in die Form eines kompakten Bandes 7 (F i g. 4) übergeht. Die noch im Innern des rohrförmigen Stapelfaserverbandes 2 befindliche Flüssigkeit wird hier entgegen dem Materialfluß in die Freizone B zurückgedrängt, wo sie radial austritt.

Der größte Durchmesser d des gebildeten, kompakten, annähernd kreisförmigen Faserbandquerschnitts entspricht beim Austritt aus dem Trichter 6 höchstens der Breite b der das Band 7 abziehenden, schmalen, gegeneinandergepreßten Scheiben 8,9, d. h. d ^ b. Die an sich bekannte Belastungseinrichtung für die Scheibenwellen ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Durch Führung des rohrförmigen Faserverbandes 2 in zwei benachbarten Zonen A und C bilden die Fasern gleichsam einen kompakten Filterschlauch, durch den in der Freizone B Flüssigkeit unter Überdruck allseitig und gleichmäßig durchgepreßt wird.

Das Faserband 7 wird nun in die aus den schmalen Scheiben 8, 9 und den seitlichen Abdeckplatten 10, 11 gebildete Druckzone D geführt, in der auf hydrodynamische Weise ein sehr hoher Druck aufgebaut wird, so daß eine mittlere spezifische Pressung von bis zu etwa 200kg/cm² erreicht wird. Wie aus Fig.7 und 8 ersichtlich, hängt diese spezifische Flächenpressung bei

einer angenommenen Belastung der Scheiben 8, 9 von der Länge der elastischen Deformation (Abplattung) derselben in der Druckzone D, D' ab. Die Länge l\ ist z. B. durch die Anbringung eines elastischen Belages 12 auf den Scheiben erheblich vergrößert und die spezifische Flächenpressung P\ reduziert worden gegenüber einer mit kleinerer Länge /2 erzeugten, höheren spezifischen Flächenpressung Pt. Die kleinere Länge k entsteht bei Verwendung von starren Scheiben 8,9, die z. B. aus Stahl oder verschleißfesten Kunststoffen m gefertigt sind. Im ersteren Fall (F i g. 7) entstehen bei gleicher Belastung Bänder 7 mit hohem, im zweiten (F i g. 8) solche mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt.

Gegenüber konventionellen glatten Kalanderwalzen 13 (Fig.5) von großer Länge, bei denen der ,j Faserverband 14 durch senkrecht zur Kalanderwalzenachse wirkende Kräfte flachgedrückt wird und sich die seitlich abgequetschte Flüssigkeit 15 ansammelt, die nach dem Verlassen der Klemmlinie auf dem Faserverband 14 hängenbleibt und wieder in dieses eindringt, »0 wodurch sich eine unhomogene Flüssigkeitsverteilung ergibt, wird nach der Erfindung (F i g. 4) durch die in der Druckzone D allseitig einwirkenden Kräfte eine vollständige Homogenität der Flüssigkeitsverteilung erzielt.

Eine Variante der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung ist in Fi g. 5 gezeigt. Die Führungszone A', die Freizone B' und die Druckzone D' sind unverändert geblieben. Das Zusammenfassen der rohrförmigen Faserschicht 2' (strichpunktiert gezeichnet) übernimmt beidseitig der Scheiben 17, 18 eine gegen die Scheiben sich öffnende Ausnehmung 19, die in den seitlichen Abdeckungen 20 (nur die hintere ist eingezeichnet) eingelassen ist und die an den durch die Scheiben 17, 18 gebildeten konvergierenden Raum anschließt und sich entsprechend diesem verjüngt. Die längs des Umfangs allseitige Zusammenfassung in der Zusammenfaßzone C erfolgt hier einerseits durch die beiden gegenüberliegend angeordneten Ausnehmungen 19 und andererseits durch die beiden Scheiben 17, 18. Bei dieser Ausführungsform besteht die Zusammenfaßzone (C) und Druckzone (D') — abgesehen von den Scheiben 17, 18 — aus nur zwei Elementen, nämlich den beiden seitlichen Abdeckungen 20. Die Ausnehmung 19 reicht bis an die Druckzone D' heran.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen einer Flüssigkeit in einen laufenden Stapelfaserverband, bei dem dieser in einer Führungszone rohrförmig zusammengefaßt und die Flüssigkeit anschließend unter Überdruck im Überschuß von innen eingeführt und nach außen durchgepreßt und der Stapelfaserverband beim Abziehen in einer seitlich abgeschlossenen Druckzone von der überschüssigen Flüssigkeit durch Abquetschen befreit, verdichtet, geformt und geglättet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verlassen der Führungszone (A, A') der eine bestimmte maximale Stapellänge aufweisende Stapelfaserverband am äußeren und inneren Umfang in einer Freizone (B, B') auf einer Länge freigegeben wird, die kürzer als die maximale Stapellänge des Fasermaterials ist und entlang der der Flüssigkeitsüberschuß radial frei austritt und abfließt, und daß die Faserschicht anschließend durch allseitiges Führen zu einem kompakten Faserband zusammengefaßt und unmittelbar anschließend in der Druckzone (D, D') allseitig eine hydrodynamisch aufgebaute Flächenpressung ausgeübt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Führungsöffnung zur rohrförmigen Zusammenfassung des Faserverbandes, einer zumindest teilweise in dieser Führungsöffnung angeordneten Flüssigkeitszuleitung, deren Austrittsöffnung koaxial im Bereich des unteren Endes der Führungsöffnung gelegen ist und zumindest einem nachfolgenden, von der Führungsöffnung in einem Abstand angeordneten Scheibenpaar mit seitlichen Abdeckplatten, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Stapelfaserverband (2, 2') allseitig umfassende, unmittelbar vor der Druckzone (D, D') angeordnete Zusammenfaß-Einrichtung vor dem Scheibenpaar (8, 9; 17, 18) vorgesehen ist, deren oberer Rand einen Abstand vom unteren Rand der Führungsöffnung aufweist, der gleich ist der Länge der faserführungsfreien Freizone (B, B') und kleiner ist als die maximale Stapellänge des Fasermaterials.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Freizone (B, B') kleiner als die mittlere Stapellänge des Fasermaterials ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfaß-Einrichtung durch einen sich auf die Scheibendicke verjüngenden Trichter (6) gebildet ist. .

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenfaß-Einrichtung aus den Scheiben (17, 18) und den seitlichen Abdeckungen (20) gebildet ist, die auf der den Scheiben (17, 18) zugewandten Seiten je eine Ausnehmung (19) besitzen, die an den durch die Scheiben (17, 18) gebildeten konvergierenden Raum anschließt und sich diesem entsprechend verjüngt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegeneinandergedrückte Scheiben (8, 9 bzw. 17,18) vorgesehen sind, die am Umfang einen elastischen Belag (12) aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuleitung (5) in den die Flüssigkeitsaustrittszone bestimmenden Bereich der Freizone (B, B') hineinreicht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Einbringen einer Flüssigkeit in einen laufenden Stapelfaserverband, bei dem dieser in einer Führungszone rohrförmig zusammengefaßt und die Flüssigkeit anschließend unter Überdruck im Überschuß von innen eingeführt und nach außen durchgepreßt und der Stapelfaserverband beim Abziehen in einer seitlich abgeschlossenen Druckzone von der überschüssigen Flüssigkeit durch Abquetschen befreit, verdichtet,

if geformt und geglättet wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (BE-PS 6 46 798) ist im Anschluß an die Führungszone eine Leitfläche, z. B. in Form einer Spirale, vorgesehen, welche den durchlaufenden Faserverband allseitig abstützt, um eine Auflösung des Faserverbandes durch die von innen nach außen strömende Behandlungsflüssigkeit zu vermeiden. Zwar wird der Faserverband während des Hindurchlaufens durch die Führungszone und die Leitfläche bis zu einem gewissen Grade

2<· zusammengefaßt und abgestützt; anschließend verläuft der Faserverband jedoch mehr oder weniger frei zu dem anschließenden, eine Quetschspalte bildenden Walzenpaar, welches durch seitlich mit Abdeckplatten versehene Scheiben gebildet ist. Der freie Lauf des Faserbandes vor der Druckzone hat zur Folge, daß die entgegen der Laufrichtung des Faserverbandes abgequetschte Flüssigkeit an den Scheibenmänteln nach außen entweichen kann, da die Flüssigkeit den Weg des geringsten Widerstandes wählt. Aufgrund dieser Umstände und der Berührung des Faserverbandes durch einen Gegenhalt während des Durchpressens der Flüssigkeit kann es noch zu gewissen Inhomogenitäten der Flüssigkeitsverteilung quer über den Faserverband kommen.

Λ5 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch das die Homogenität der Flüssigkeitsdurchtränkung gegenüber dem eingangs erwähnten Verfahren noch weiter verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß nach Verlassen der Führungszone der eine bestimmte maximale Stapellänge aufweisende Stapelfaserverband am äußeren und inneren Umfang auf einer Länge freigegeben wird, die kürzer als die maximale Stapellänge des Fasermaterials ist und entlang der der Flüssigkeitsüberschuß radial frei austritt und abfließt, und daß die Faserschicht anschließend durch allseitiges Führen zu einem kompakten Faserband zusammengefaßt und unmittelbar anschließend in der Druckzone allseitig eine hydrodynamisch aufgebaute Flächenpressung ausgeübt wird. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschriebenen Länge der Freigabe des Stapelfaserverbandes von irgendeinem Gegenhalt wird eine Auflösung des Faserverbandes durch die hindurchge-

SJ preßte Flüssigkeit trotz des Fehlens einer Abstützung vermieden. Aufgrund der speziellen Ausbildung und Anordnung der Druckzone kann mit geringem konstruktiven Aufwand eine hohe spezifische Flächenpressung von bis zu 200 kg/cm² erzeugt werden. Der ungehinderte Austritt der Flüssigkeit aus dem Faserverband in Verbindung mit der hydrodynamisch aufgebauten hohen Flächenpressung hat eine wesentlich verbesserte Homogenität der Flüssigkeitsdurchtränkung zur Folge.

^6<; Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand, welche eine Führungsöffnung zur rohrförmigen Zusammenfassung des Stapelfaserverbandes,