DE2833219A1 - Anlage zur bearbeitung von filtermaterialien zur verwendung bei staubschutzmasken - Google Patents

Anlage zur bearbeitung von filtermaterialien zur verwendung bei staubschutzmasken

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DE2833219A1 DE19782833219 DE2833219A DE2833219A1 DE 2833219 A1 DE2833219 A1 DE 2833219A1 DE 19782833219 DE19782833219 DE 19782833219 DE 2833219 A DE2833219 A DE 2833219A DE 2833219 A1 DE2833219 A1 DE 2833219A1
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Description

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, FP/MHI-2259
5-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku,
Tokyo, Japan
und 28.JuIiOT
Ryomei Giken Kabushiki Kaisha,
4—31 * Minami-Kanon 6-chome,
Hiroshima-shi, Hiroshima-ken,
Japan
Anlage zur Bearbeitung von Filtermaterialien zur
Verwendung bei Staubschutzmasken
Die Erfindung betrifft die Behandlung von Filtermaterialien
zur Verwendung bei Staubschutzmasken oder dergleichen.
In Fabriken, wo große Mengen pulverisierten Staubs erzeugt
werden, beispielsweise im Fall des Schweißens, Gießens oder beim Schmieden, ist das Tragen von Staubschutzmasken obligatorisch und gegenwärtig muß das Filter zur Verwendung in solchen Masken alle 1 bis 3 Tage ausgewechselt werden.
Die Anmelder haben bereits ein Behandlungsverfahren zur
starken Verbesserung der Effizienz bzw. Wirksamkeit in der
Staubaufnahme eines Filtermaterials zur Verwendung in Staubschutzmasken oder dergleichen vorgeschlagen (japanische Patentanmeldung Nr. 52-3^997)» bei welchem das Filtermaterial mit
einem synthetischen Harz imprägniert wird, und nachdem es getrocknet worden ist, einem dem Gerben entsprechenden Arbeitsgang (tanning-equivalent working treatment) einem physikalischen Verfahren unterzogen, beispielsweise indem es durch
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eine Anlage hindurchgeführt wird, in der die Rollen in zick-zack-förmiger Art angeordnet sind.
Der hierin verwendete Ausdruck "dem Gerben entsprechenden Arbeitsgang" bedeutet einen Bearbeitungsschritt, der im wesentlichen äquivalent zu dem sogenannten Gerben von Leder ist, der im wesentlichen durch ein reines physikalisches Verfahren ausgeführt wird und kein anderes chemisches Agens als Tannin bzw. Gallusgerbsäure verwendet.
Als Filtermaterial kann ungewebtes Gewebe, das aus chemischen Polypropylen-Fasern, Kunstseide (rayon), Acrylharz, oder dergleichen einzeln oder in Kombination, gewebte Gewebe, Filz, Schaum, Gummi, Urethanschaum, etc. verwendet werden.
Mit Bezug auf die Verschiedenheiten des synthetischen Harzes, das imprägniert v/erden soll, kann nahezu Jedes Harz, beispielsweise Vinylacetatharz, Acrylharz, Alkydharz, Polystrolharz, oder Phenolharz verwendet werden=,
Das Verfahren für die dem Gerben entsprechende Behandlung erfordert, daß das Filtermaterial durch die Anlage zum Zwecke der Verbesserung seiner Effizienz in der Staubaufnahme hindurchgeführt wird, indem feine Sprünge, Brüche bzw. Spalten (cracks) in dem filmförmigen Harz auf dessen Fasern erzeugt werden. In dem dem Gerben entsprechenden Arbeitsgang der Filtermaterialien mittels solch einer Anlage wird das Filtermaterial beträchtlich deformiert, da es in gestreckter Haltung gehalten wird, um nicht zwischen den Rollen zum Zwecke der Erzeugung feiner Brüche in dem filmförmigen Harz auf dessen Fasern des Materials durchzuhängen.und auf diese Weise weist die Anlage Nachteile darin auf, daß bei der Deformation sich Schwierigkeiten mit dem Verfahren des Schneidens zu einer vorherbestimmten Größe nach der Behandlung ergeben und daß der
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Wirkungsgrad bzw. die Effizienz der Staubaufnahme zu gering ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend geschilderte Problem zu lösen und ebenso eine Anlage für eine dem Gerben entsprechende Behandlung mit verbesserter Effizienz und Leistung bereitzustellen.
Gemäß vorliegender Erfindung ist die Anlage zur Behandlung von Filtermaterialien zur Verwendung in Staubschutzmasken oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar von Kämmrollen vorgesehen sind und jede Rolle konische, oder pyramidenartige Vorsprünge aufweist, die gleichmäßig auf ihrer Oberfläche gebildet sind, und die Rollen jeden Paars im wesentlichen parallel so angeordnet sind, daß ein einstellbarer Walzenspalt zwischen ihnen entsteht und ihre jeweiligen Vorsprünge und Ausnehmungen miteinander in dem Walzenspalt kämmen, wobei die Anordnung dergestalt getroffen ist, daß der Walzenspalt in bezug auf die Dicke des durchgeführten Gewebes von Filtermaterial eingestellt werden kann, wobei die Spitzen der Vorsprünge in das Gewebe eindringen (pierce), so daß das Material locker (£Luffy) wird und seine Wirksamkeit in der Schmutzaufnahme verbessert und sein Widerstand gegenüber Gasdurchtritt verkleinert wird.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Kämmrollen für eine Vielzahl von Durchlässen des Gewebematerials vorgesehen, das dadurch hindurchgeführt wird.
Zweckmäßig weist die Anlage ein Paar Klemmrollen zum Antreiben und Hindurchführen des Gewebematerials durch das bzw. die Paare von Kämmrollen auf und kann ferner eine Abwickelhaspel vor einem Paar von Klemmwalzen zur Aufnahme
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eines spiralförmig aufgewickelten Gev/ebes von unbehandeltem Filtermaterial und eine Aufnahmerolle hinter den Kämrarollen zur Aufnahme des behandelten Gewebematerials auf
wobei die Abwickelhaspel und die Aufnahmerolle so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie die Klemmwalzen angetrieben sind.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen;
Figo 1 eine perspektivische Ansicht einer Kämmrolle (carding roll);
Fig. 2a jeweils schematische Seit-= und Vorderansichten und 2b eines Paars von montierten Kämmrollen, die
den Zustand angeben, in dem das Filtermaterial zwischen den Kämmrollen hindurchbewegt wird;
Fig. 3a jeweils schematische Seiten-= und Endansichten; und 3b
Fig. 4a jeweils Drauf- und Ansichten; und und JW>
Fig. 5 einen Graph bezüglich der Schmutzaufnahmerate der Anlage»
In Fig. 1 ist ein Beispiel einer Kämmrolle (carding roll) gezeigt, für die dem Gerben (tanning) entsprechenden Arbeitsvorgang mit V-förmigen Nuten, die sowohl in axialer,, als auch in Umfangsrichtung der Rolle mit gleicher Ganghöhe (pitches) am gesamten Umfang angeordnet sind, so daß scharfe Vorsprünge 7 sich gleichmäßig sowohl in der axialen, als auch
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der Umfangsrichtung erstrecken, die aus den Endteilen von Pyramiden mit rechteckförmiger Grundfläche gebildet werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind eine obere und eine untere Kämmrolle 1 so montiert, daß ihre jeweiligen Vorsprünge und Unterbrechungen miteinander sowohl in axialer, als auch in Umfangsrichtung kämmen, wobei die obere und untere Rolle angetrieben wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 3, wenn das Filtermaterial 8 zwischen den Kämmrollen 1 hindurchgeführt wird, ist ersichtlich, daß es in einem fein gewellten beziehungsweise gerippten (corrugated) Zustand deformiert wird, während es sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung gepreßt wird, wobei das Harz (resin)weit auf das Filtermaterial verteilt wird. Wenn die Endteile der Vorsprünge 7 auf den Oberflächen der Kämmrollen scharf sind, stechen sie (pierce) in das Filtermaterial 8, wenn es zwischen den Rollen und an der Auslaßseite der Rollen (Bezugszeichen A) hindurchgeführt wird. Wenn die Endteile jener Vorsprünge von dem Filtermaterial abheben, bewirken sie eine Ziehwirkung am Zugende (pulling end tearing action), um das Filtermaterial locker zu machen. Aufgrund des lockeren Zustandes des so hergestellten Materials wird der Wirkungsgrad des Filtermaterials zur Aufnahme -von Staub verbessert und sein Widerstand gegenüber dem Luftdurchsatz ist verkleinert, so daß jegliche übermäßige Schwierigkeit beim Atmen durch den Träger (wearer) erleichtert bzw. gelindert wird (alleviated).
Unter Bezugnahme auf Fig. 4- weist die Bearbeitungsanlage einen Rahmen 6 auf, der die Kämmrollen 1 ebenso wie ein Paar von Klemmwalzen 2 (pinch rolls), eine Abwickelhaspel 5, eine Aufnahmerolle 4 und einen Antriebsmotor 5 für die Klemmwalzen 2 auf.
Die Anordnung und die Wirkungsweise der Einzelteile vorliegender Erfindung sind wie folgt:
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Eine Vielzahl von Kämmrollen 1 sind mit Abstand voneinander längs des Rahmens 6 angeordnet, um eine Anzahl von Bearbeitungsstationen für das Filtermaterial 8 zu bilden. Die Klemmwalzen 2 sind so angeordnet, daß sie durch den Antriebsmotor 5 zum Zuführen des Filtermaterials dienen und vor den Kämmrollen 1 angeordnet sind. Die Abwickelhaspel ist vor den Klemmwalzen 2 angeordnet und trägt spiralförmig aufgewickeltes Gewebe unbehandelten Filtermaterials; die Aufwickelhaspel wird durch einen weiteren Motor mit derselben Geschwindigkeit wie die Klemmwalzen 2 zur Unterstützung der Zuführung durch die Klemmwalzen angetrieben. Die Aufnahmespule M- zum Aufwickeln des behandelten Filtermaterials 8 ist hinter den Kämmrollen durch einen Motor, vorzugsweise mit derselben Geschwindigkeit wie die Klemmrollen und die Abwickelhaspel angetrieben. Wenn die Anlage mit zugehörigem Verfahren vor und nach der dem Gerben äquivalenten Behandlung in einer Strecke angeordnet ist, dann sind die Abwickelhaspel 3 und/ oder die Aufnahmerolle 4- unnötig, da es so möglich wird, von der einen Anlage direkt zu der nächsten zuzuführen. Beispielsweise kann die Bearbeitungsanlage direkt mit der Anlage zum Schneiden des Filtermaterials in vorherbestimmte Längen verbunden sein, in welchem Fall das Zuführen in diese Anlage die Aufnahmehaspel 4- nicht notwendig macht.
Ein Beispiel eines Bearbeitungsprozesses und einer Anlage dafür gemäß der Erfindung wird nachfolgend beschrieben:
Das Filtermaterial besteht aus einem gemischt gewebten Gewebe von 80 % Polypropylen und 20 % Kunstseide (rayon), die mit einer Emulsion aus einem Vinylacetatharz vakuumimprägniert worden sind. Überschußflüssigkeit wird mittels Rollen ausgequetscht und das Filtermaterial dann mit einem Heißlufttrockengebläse bei 105 °C getrocknet. Das getrocknete Filtermaterial wird dann durch die vorstehend beschrie-
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bene Bearbeitungsanlage hindurchgeschickt und die Bearbeitung durchgeführt, während der Klemmspalt zwischen den Kämmrollen, ebenso wie die Anzahl des Hindurchschickens des Filtermaterials zwischen den Rollen geändert wird. Als Meßergebnis der Beziehung zwischen der Schmutzaufnahmerate und dem Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt in entsprechenden Fällen, wurden die folgenden Daten erhalten:
Art des pulverisierten Schmutzes: Stearinsäuredämpfe
ρ Testkanal: Filterfläche: 3,3 m
Lineargeschwindigkeit: Gasmenge 1 l/min
Meßverfahren: Schmutzmeßgerät nach dem Piezo-Gleichgewichts-Verfahren, hergestellt durch Nihon Kagaku Kogyo Co.; 2 Stück
Die gefundene Beziehung zwischen der Staubaufnahmerate und dem Walzenspalt zwischen den Rollen ist in Fig. 5 dargestellt, während die Beziehung der Anzahl, die das Material zwischen den Rollen hindurchgeführt worden ist, und der Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt (als Druckverlust ausgedrückt) in nachfolgender Tabelle dargestellt sind:
Der Walzenspalt betrug in diesem Fall -2 mm:
keine Bearbeitung 3
Durch
läufe		 5
Durch
läufe		 10
Durch
läufe
Widerstand gegen
über Luftdurch-
tritt H Druckver
lust in mm Ag		 34- 30 26 24
9Q9822/052Q
2633219
Meßergebnisse;
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Schmutzaufnahmerate durch Vergrößerung der Anzahl von Durchlässen des Materials zwischen den Rollen und durch Verkleiner-ung des Walzenspalts zwischen den Rollen verbessert worden» Es ist ersichtlich, daß die besten Ergebnisse bei 20 Durchläufen und einem Walzenspalt von etwa -2 mm erzielt worden sind. Des weiteren ist von obenstehender Tabelle des Verlustdruckes ersichtlich, daß der Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt progressiv verkleinert wird, je mehr das Filtermaterial zwischen den Rollen 1 hindurchgeführt worden 'st. Durch Verwendung der Anlage gemäß vorliegender Erfindung kann ein Filtermaterial hergestellt werden, das einen großen Wirkungsgrad bei der Staubaufnahme und einen geringen Widerstand gegenüber Gas-(und Luft)durchtritt aufweist und durch sorgfältige Auswahl einer Anzahl von Kämmrollenpaaren zur Durchführung der erforderlichen Anzahl von Durchlässen über das Filtermaterial kann dieser Bearbeitungsvorgang als kontinuierliches Verfahren ausgeführt werden.
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Leerseite

Claims (4)

Pat ent ansprüch e
1. Anlage zur Bearbeitung von Filtermaterialien zur Ver- \v>__><i(/wendung in einer Staubschutzmaske oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest ein Paar von Kämmrollen (1) vorgesehen sind und jede Rolle konische, oder pyramidenartige Vorsprünge aufweist, die gleichmäßig auf ihrer Oberfläche gebildet sind, und die Rollen (7) jeden Paars im wesentlichen parallel so angeordnet sind, daß ein einstellbarer Walzenspalt zwischen ihnen entsteht und ihre jeweiligen Vorsprünge und Ausnehmungen miteinander in dom Walzenspalt kämmen, wobei die Anordnung dergestalt getroffen ist, daß der Walzenspalt in bezug auf die Dicke des durchgeführten Gewebes von Filtermaterial eingestellt werden kann, wobei die Spitzen der Vorsprünge in das Gewebe eindringen (pierce), so daß das Material locker ( fluffy) wird und seine Wirksamkeit in der Schmutzaufnahme verbessert und sein Widerstand gegenüber Gasdurchtritt verkleinert wird.
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ORIGINAL INSPECTED
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Paaren von Kämmrollen für eine Anzahl von Durchlässen des Gewebematerials vorgesehen sind, das durch diese hindurchgeführt wird»
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar angetriebener Klemmrollen zum Durchführen eines Gewebematerials durch das Paar bzw« die Paare von Kämmrolleno
4. Anlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Abwickelhaspel (3) vor dem Paar von Klemmwalzen zur Aufnahme eines spiralförmig aufgewickelten Gewebes unbehandelten Filtermaterials, und durch eine Aufnahmerolle hinter den Kämmrollen zur Aufnahme des behandelten Ge= webematerials, wobei die Abwickelhaspel und die Aufnahmespule so angeordnet sind, daß sjb im wesentliehen mit derselben Geschwindigkeit wie die Klemmwalzen angetrieben sind.
909822/0 5 2-·
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