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Vorrichtung zum Trocknen, Vergüten oder Härten eines RunststofSharzes
und dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen, Vergüten
oder Härten eines Kunstsofharzes ünd dgl., das in einem Lösungsmittel aufgelöst
und auf einem langen bogenförmigen Material, z.B. Papier oder Gewebe, aufgetragen
ist, mit einer in einer umgekehrten U-förmigen Gestalt vertikal aufgestellten Heizkammer,
durch die das lange bogenförmige Material von seinem einen Ende bis zu seinem anderen
Ende hindurchgeführt wird, einer Vorrichtung zum Umwälzen von Luft in der Kammer
in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Materialbewegung und mit einer
mit einem Luftabsaugende der Heizkammer verbundenen Vorrichtung zur Wiedergewinnung
des Lösungsmittels und zur Umwälzung der Luft durch das zweite Ende der Heizkammer.
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Die Erfindung ist weiter im allgemeinen auf eine Vorrichtung zum Trocknen,
Vergüten, Härten, Altern, Reifen usw. gerichtet.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung aber auf eine neue und verbesserte
Vorrichtung, welche zum Trocknen, Vergüten oder Härten eines Harzes und dgl. geeignet
ist, das in einem Lösungsmittel
aufgelöst und auf einem langen
bogenförmigen Material oder einem Streifen aufgetragen ist.
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Es ist eine Trockenmaschine beltarnft, die eine vertikal aufgestellte,
umgekehrte, U-förmige Heizkammer und eine Vorrichtung aufweist, welche mit einem
Luftabsaugende der Heizkammer gekuppelt ist, um das Lösungsmittel aufzufangen bzw.
wiederzugewinnen und die lösungsmittelfreie Luft in der Heizkammer umzuwälzen.
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Die Anforderungen an Erzeugnissen, die in einer solchen bekannten
Trockenmaschine behandelt werden, z.B. laminierte oder geschichtete Platten aus
Phenolharz, Epoxydharz und dgl., werden in jüngster Zeit immer höher geschraubt.
Wenn diese laminierten Platten im Verlauf des Verfahrens getrocknet, vergütet, gehärtet
oder gealtert werden (nachstehend wird der Einfachheit halber nur noch vom Trocknen
und Härten gesprochen), besteht eine Neigung, daß die in dem Kunstharz und dgl.
vorhandenen Verunreinigungen verdampfen, von der Luft mitgeführt werden und anschließend
in den laminierten Schichten der laminierten Platten abgelagert oder von diesen
absorbiert werden, was eine Verschlechterung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften
der laminierten Platten zur Folge hat.
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Um den oben beschriebenen Nachteil der bekannten Vorrichtung auszuschalten,
hat man bereits den Versuch unternommen, die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung
zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels zu verbessern, die an dem Luftabsaugende
der Heizkammer angebracht ist, so daß dadurch die Verunreinigungen aus der zirkulierenden
Luft entfernt werden können. Dies verkompliziert jedoch die Konstruktion und Arbeitsweise
der Trockenmaschine, und außerdem kann eine augenblickliche Absorption oder Ablagerung
der Verunreinigungen in den laminierten Schichten nicht völlig vermieden werden.
Wenn andererseits die das verdampfte Lösungsmittel mitführende Luft in die Außenatmosphäre
abgegeben wird, läßt sich in den laminierten Platten kein schadlicher Einfluß feststellen,
der von den Verunreinigungen ausgehen könnte. Dadurch wird jedoch das Ausmaß der
Wiedergewinkung
des Lösungsmittels herabgesetzt sowie das Problem
der Luftverschmutzung hervorgerufen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung
zum Trocknen und Aushärten von Kunststoffmaterialien zu schaffen, welche laminierte
Schichten bilden, und in der alle oben erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtung
praktisch überwunden sind.
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Es soll ferner eine Trocken- und Härtevorrichtung geschaffen werden,
in der eine Verschmutzung der Erzeugnisse aufgrund von Verunreinigungen, die von
der zirkulierenden Luft mitgeführt werden, völlig ausgeschlossen ist.
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Es ist auch beabsichtigt, eine Trocken- und Härtevorrichtung zu schaffen,
welche jegliche Möglichkeit einer Luftverschmutzung vollständig ausschließt.
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Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, die Trocken- und Härtevorrichtung
derart auszubilden, daß eine Verkomplizierung der Konstruktion und des Verfahrens
vermieden werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die vorliegende Erfindung von einer
Vorrichtung aus, die zum Trocknen und Härten eines Kunststoffs oder irgendeines
anderen Harzes dient, das in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf einem langgestreckten
bogenförmigen Material aufgetragen ist, z.B. auf Papier oder Gewebe bzw.
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Stoff, und die eine in einer umgekehrten U-förmigen Gestalt vertikal
aufgestellt Heizkammer aufweist, durch welche das langgestreckte bogenförmige Material
von seinem einen Ende bis zu seinem anderen Ende hindurchgeführt wird, wobei Luft
in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Naterialbewegung umgewälzt wird
und eine Vorrichtung mit dem Luftabsaugende.der Heiztkammer gekuppelt ist, um das
Lösungsmittel wiederzugewinnen und die Luft in der Heizkammer umzuwälzen. Die Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Heizkammer vorgesehen ist, die ebenfalls
in einer umgekehrter U-förmigen Gestalt vertikal aufgestellt und mit dem Naterialabgabeende
der ersten Heizkammer
gekuppelt ist, daß das Voll der ersten keizkamrner
abgegebene Material nach oben und anschließend nach unten geführt wird, so daß es
von einem Abgabeende der zweiten Heizkammer abgegeben werden kann, daß eine Vorrichtung
zur Zuführung einer verhaltnismaßig kleineren Menge an Frischluft als für die erste
Heizkammer in einer Position nahe dem Materi&]#abgabeende der zweiten Kammer
vorgesehen wst und daß eine Vorrichtung zum Absaugen einer der zugeführten Luftmenge
entsprechenden Luftmenge von einer geeigneten Position dar zweiten Heizkammer in
die Außenatmosphäre vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildung ausführlich
beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und der Abbildung hervorgehenden Einzelheiten
oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und
mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen w=-den.
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Die Zeichnung zeigt schematisch in einem vertikalen Schnitt die wesentlichen
Bauteile sowie den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Trocken- und Härtevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es wird nun auf die Zeichnung Bezug genommen. In dieser ist eine Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zum Trocknen und Aushärten einer Kunstharzlösung
dargestellt, die auf einem langen bogenförmigen Material, z.B; Papier oder Gewebe
bzw. Stoff, aufgetragen ist. Die Hauptkomponenten der Vorrichtung sind eine erste
Heizkammer 1 und eine zweite Heizkammer 2, die beide als umgekehrte U-förmige Konstruktion
vorliegen.
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In den Heizkammern 1 und 2 sind in einer passenden Zahl Heizelemente
H1 und H2, z.B. Rohrleitungen, vorgesehen, durch welche Dampf strömt. Ein längliches
bogenförmiges Material 3, z.B. Papier oder ein Gewebe bzw. Stoff, wird durch einen
Eintauchbehälter 4 hindurchgeleitet, der mit einer Kunststoffharzlösung gefüllt
ist. Das auf diese Weise durch den Eintauchbeha#lter 4 hindurchgeleitete material
3 wird anschließend in die
erste Heizkammer 1 eingeführt und zwischen
und zwischenden Heizelementen H1 nach oben und dann nach unten gelenkt.
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In der ersten Heizkammer 1 wird Luft in einer Richtung entgegengesetzt
zur Bewregwngsrichtung des Materials 3 umgewälzt.
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Zu diesem Zweck wird durch ein Luftumwälzgebläse 5 eingespeiste und
in einer Vorwärmkammer 6 mit Heizrohren 113 im Innern vorerwärmte Luft durch eine
untere Öffnung 1a der Heizkammer 1 eingeführt, von wo aus sie durch das Innere der
Kammer strömt und dieselbe durch eine Auslaßöffnung 1c verläßt. Die Luft wird dann
durch eine Abkühlkammer 7 geleitet, die mit einer passenden Zahl von Kühlelementen
C versehen ist, welche aus Rohrleitungen bestehen können, durch welche ein Kühlmedium
strömt.
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Durch diese Verfahrensschritte kann das Lösungsmittel der auf dem
Material 3 abgelagerten Kunststoffharzlösung im wesentlichen vertrocknet werden,
und der von der Luft mitgeführte Dampf des Lösungsmittels wird in der Abkühlkammer
7 abgekühlt und verflüssigt. Die auf diese Weise von dem Lösungsmittel befreite
Luft wird anschließend mittels des Luftumwälzgebläses 5 zurück in die Luft-Vorwärmkammer
6 gebracht. Das in der Abkühlkammer 7 angesammelte Lösungsmittel wird über ein Ventil
10 aus dieser abgelassen und für geeignete Zwecke wieder verwendet.
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An einer Luftleitung, die sich zwischen der Abkühlkammer 7 und dem
Luftumwälzgebläse 5 erstreckt, sind ein Luftauslaßrohr 9 und ein Frischluft-Zuführrohr
8 angeschlossen, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist.
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In der zweiten Heizkammer 2, die im wesentlichen aus einer ähnlichten
Konstruktion wie die erste Heizkammer 1 besteht, wird das Material 3 durch einen
Einlaßschlitz 2a eingeführt, der dicht neben dem Materialabgabeschlitz der ersten
Heizkammer i angeordnet ist.
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Während das Material 3 in der ersten Heizkammer 1 fast vollständig
ausgetrocknet worden ist, wird es in der zweiten Heizkammer
2 in
der Umgebung von Fr#schluft zusätzlich oder ergänzend ausgetrocknet, die über eine
Vorwarmkammer 11 mit Heizrohren H4 im Innern in die Kammer 2 eingeführt wird. Die
zweite Heizkammer 2 wird auf einer hcheren Temperatur als die Heizkammer 1 gehalten,
und die in dieser Kammer 2 benötigte Luftmenge ist wesentlich kleiner als in der
ersten Kammer 1.
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Es sei darauf hingewiesen, daß Luftauslaßrohre 12 und 13 mit der zweiten
Heizkammer 2 verbunden sind, welche Luft von der Decke und dem Boden der Heizkammer
abziehen. Sobald während der Polymerisation der Kunstharze Wasser erzeugt wird,
wird das obere Ablaß- oder Absaugrohr 12 eingesetzt, um Luft entsprechend der durch
die Vorwärmkammer 11 eingeführten Menge abzuziehen, und sobald der Dampf des Lösungsmittels
schwerer ist als die Luft, wird für den gleichen Zweck das untere Abzugsrohr 13
eingesetzt.
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In den meisten Fällen, in denen ein Kunstharz, beispielsweise ein
Phenolharz, Epoxydharz oder dgl., das in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf einem
Material, z.B. Papier oder Tuch, aufgetragen ist, ausgetrocknet wird, wird auch
das Phenolharz, Epoxydharz oder dgl. polymerisiert, während das Lösungsmittel vertrocknet
wird. Für diese Polymerisation oder Aushärtung des Kunstharzes ist eine höhere Temperatur
erforderlich als man sie für die Verdampfung des Lösungsmittels benötigt.
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In dem Fall z.B., daß ein Phenolharz in Methanol, das als Lösungsmittel
dient, aufgelöst ist, besitzt das Methanol einen Siedepunkt von etwa 65 OC wohingegen
die Polymerisation oder Aushärtung des Phenolharzes eine Temperatur von 150°COC
bis 190°Cbis oder mehr erforderlich macht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Polymerisations-oder Aushärtungsprozeß
sowie ein ergänzender oder zusätzlicher Trockenvorgang in der zweiten Heizkammer
unter «er obe- hnten höheren Temperatur ausgeführt, wobei sich die Heizkammer in
einem im wesentlichen geschlossenen Zustand befindet und die
Frischluftzufuhr
in einer weit geringeren Wencge erfolgt0 Durch das oben beschriebene charakteristische
Mer-Lmal der vorliegenden Erfindung, d.h0 durch die Trennung des gesamten Troclxnungs-
und Aushärtui#gsvorganges üblicher Art in zwei Abschnitte, wobei bei dem einen eine
größere Luftmenge mit einer niedrigeren Temperatur umgewälzt wird und bei dem anderen
eine kleine Frischluftmenge (unter einem fast geschlossenen Zustand der Heizkammer)
mit einer höheren Temperatur zugeführt wird9 kann der oben erwähnte Nachteil der
bekannten Vorrichtung, d.h0 die Verschlechterung der elektrischen und mechanischen
Eigenschaften der Erzeugnisse aufgrund der Absorption von Verunreinigungen in der
mitgeführten Luft, praktisch vermieden werden.
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Ferner wird die Polymerisation, Kondensation oder das Aushärten der
Kunstharze gewöhnlich durch die Erzeugung einer kleinen Wärmemenge begleitet, und
da die zweite Heizkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in einem im wesentlichen
geschlossenen Zustand gehalten wird, während die Frischluftzufuhr in einer extrem
begrenzten Menge erfolgt, wird der Wärmeverbrauch der Kammer wesentlich wirtschaftlicher
gestaltet.
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Aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion der Trocken- und Aushärtevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Temperaturverteilung in der Polymerisationskammer
(zweite Heizkammer) gegenüber derjenigen in einer herkömmlichen Vorrichtung erheblich
verbessert werden, und der Polymerisations- oder Aushärteprozeß kann rationeller
gestaltet werden als dies bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist. In der ersten
Heizkammer der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur
auf den für die Verdampfung des Lösungsmittels günstigsten Wert ausgewählt werden,
d.h. auf einen beträchtlich niedrigeren Temperaturwert, wodurch der Wärmeverbrauch
in der ersten Heizkammer wirtschaftlicher gestaltet und die beste Verdampfungsbedingung
für das Lösungsmittel erzielt werden kann.
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Die Anfangskosten, die für die Schaffung der zweiten Heizkammer erforderlich
sind, können ferner um etwa 20 der Gesamtkosten für die Vorrichtung verringert werden,
und zwar wegen des begrenzten Heizungsausmaßes, der geringen Strömungsgeschwindigkeit
der Luft und leichten Wärmeisolation, während gleichzeitig die Leistungsfähigkeit
der Vorrichtung gemäß der Erf 7 ndung um das Zwei- oder Mehrfache relativ zu derjenigen
der bekannten Vorrichtung vervielfacht wird. Außer den oben beschriebenen vorteilhaften
Merkmalen können durch die vorliegende Vorrichtung der Energieverbrauch und die
Arbeit wirtschaftlicher gestaltet werden, die Qualität der Produkte verbessert,
das Lösungsmittel leichter wiedergewonnen und eine Luftverschmutzung völlig verhindert
werden.