DE2833219C3

DE2833219C3 - Vorrichtung zur Bearbeitung einer Lage Filtermaterial

Info

Publication number: DE2833219C3
Application number: DE19782833219
Authority: DE
Inventors: Shigeo Hiroshima Hasegawa; Masanori Masumoto
Original assignee: Ryomei Engineering Co Ltd
Current assignee: Ryomei Engineering Co Ltd
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1981-10-22
Also published as: JPS5475676A; SG25982G; GB2009272A; FR2410498B1; DE2833219A1; FR2410498A1; NL7807720A; DE2833219B2; GB2009272B; JPS598164B2

Description

35

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer Lage Filtermaterial, das insbesondere mit einem synthetischen Harz oder dergleichen imprägniert ist, zur Verwendung in einer Staubschutzmaske oder dergleichen mit mindestens einem drehbar angeordneten Paar von Prägewalzen, deren Vorsprünge und diesen zugeordnete Ausnehmungen miteinander kämmen und zwischen denen die Lage Filtermaterial kontinuierlich durchführbar ist, wobei der Spalt zwischen den beiden Walzen einstellbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 15 36 849 bekannt. Die Prägewalzen sind mit in axialer Richtung verlaufenden und mit Ausnehmungen alternierenden Vorsprüngen versehen, wobei die synchrone Drehverbindung der Walzen so abgestimmt ist, daß an der Stelle des geringsten Abstandes zwischen den Walzen ein Vorsprung der einen Walze mit einer Ausnehmung der anderen Walze zusammentrifft. Die Vorsprünge der einen Walze und die mit diesen zusammenwirkenden Ausnehmungen der anderen Walze dienen zur Herstellung von quer zur Längsrichtung verlaufenden Faltlinien, so daß das Filtermatenalband sich in einer anschließenden Faltstation automatisch in Falten legt. An eine Verbesserung der Filtereigenschäften des Filtermaterials durch Einwirkung der Prägewalzen ist bei der bekannten Vorrichtung nicht gedacht.

Die CH-PS 3 16 721 zeigt u.a. eine Vorrichtung zur Herstellung von Filtermaterial bestehend aus einer perforierten Trägerschicht und beiderseitigen Filtrierschichten. Auf die zunächst noch nicht perforierte Trägerschicht, ζ. B. aus Papier, die von einer Vorratsrolle abgewickelt wird, wird die Filtrierschicht, z. B. eine Watteschicht, die ebenfalls von einer Vorratsrolle abgenommen wird, aufgebracht, worauf dann die Trägerschicht mittels einer Perforierwalze perforiert wird. Zu diesem Zweck weist die Perforierwalze Stacheln auf. Dabei ist gleichzeitig die Anordnung so getroffen, daß Fasern der Filtrierschicht durch die Stacheln der Perforierwalze durch die Perforationsöffnungen hindurchgedrückt werden. Auf der anderen Seite der Trägerschicht ist eine Bürstenwalze angebracht, mittels welcher die aus den Öffnungen hervortretenden Fasern wieder zu einer zusammenhängenden Schicht vereinigt werden. Die Stachelwalze dient also allein zur Perforierung der Trägerschicht und zum Hindurchdrücken von Fasern einer auf einer Seite der Trägerschicht aufgebrachten Filtrierschicht durch die Perforationsöffnungen hindurch auf die andere Seite der Trägerschicht. Eine Prägung und damit eine dadurch bewirkte Verbesserung der Filtereigenschaften des Filtermaterials erfolgt durch die Stachelwalze nicht.

Aus der DE-OS 16 Π 124 ist eine Filtermaterialbahn bekann», die verschieden geformte Einprägungen aufweisen kann, z. B. in Form von Vorsprüngen. Wie man die'se Einprägungen erhält, ist in der DE-OS 16 11 124 offengelassen. Die Einprägungen der bekannten Filtermaterialbahn sollen im übrigen auch nur dazu dienen, die Windungen der Wicklung aus Filtermaterial im Abstand voneinander zu halten. An eine Erhöhung der Filterwirkung des Filtermaterials durch die Einprägungen ist nicht gedacht.

Ausgehend von dem aus der DE-AS 15 36 849 bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der in einfacher Weise sich ein Filtermaterial mit hoher Filterleistung herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorsprünge pyramidenförmig ausgebildet sind und sich zusammen mit den Ausnehmungen über die gesamte wirksame Oberfläche der Walzen verteilen.

Beim Durchlauf des Filtermaterials zwischen den beiden Prägewalzen erfährt dieses eine beträchtliche Defornverung. Dabei wird das Filtermaterial sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung gleichermaßen deformiert, was insbesondere bei einem mit einem synthetischen Harz oder dergleichen imprägnierten Filtermaterial vorteilhaft ist. Der Harzfilm wird durch die Einwirkung der pyramidenförmigen Vorsprünge aufgebrochen, mit der Folge, daß der Gasdurchgangswiderstand erheblich verringert wird. Ferner wird durch die allseitige Deformation des Filtermaterials die wirksame Filteroberfläche erheblich erhöht. Insgesamt erhält man mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein lockeres Filtermaterial, das sich durch geringen Gasdurchgangswiderstand und hohe Filterleistung auszeichnet. Daher ist das mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitete Filtermaterial besonders für Staubschutzmasken geeignet, bei denen es wichtig ist, daß das Atmen durch das Filtermaterial nicht allzusehr erschwert wird.

Bevorzugte konstruktive Weiterbildungen der erfin- ■ dungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Prägewalze,

F i g. 2a und F i g. 2b jeweils schematische Seiten- und Vorderansichten eines Paares von miteinander kämmenden Prägewalzen,

F i g. 3a und F i g. 3b jeweils einen Teil der Seiten- und Vorderansichten gemäß Fig.2a bzw. Fig.2b in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4a und F i g. 4b jeweils Drauf- und Seitenansicht einer Anlage mit mehreren hintereinander angeordneten Paaren von Prägewalzen, und

Fig.5 eine grafische Darstellung der Staubaufnahmerate eines Filtermaterials, das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hindurchgeführt worden ist

In F i g. 1 ist eine Prägewalze 1 gezeigt, deren gesamte Mantelfläche mit pyramidenförmigen Vorsprüngen 7 versehen ist. Die Grundfläche der Pyramiden ist jeweils rechteckförmig. Außerdem sind die Pyramiden scharfkantig ausgebildet

Wie in F i g. 2 dargestellt, sind eine obere und eine untere Prägewalze 1, Γ so montiert, daß ihre jeweiligen Vorsprünge 7, T und Ausnehmungen 9, ?' 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 Prägewalzen 1 hindurchgeführt wird, ist ersichtlich, daß es in einem fein gewellten beziehungsweise gerippten Zustand deformiert wird, während es sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung gepreßt wird, wobei das Harz weit auf das Filtermaterial verteilt wird. Wenn die Endteile der Vorsprünge 7, T auf den Oberflächen der Prägewalzen scharf sind, stechen sie in das Filtermaterial 8, wenn es zwischen den Walzen und an der Auslaßseite der Walzen (Bezugszeichen A) hindurchgeführt wird. Wenn die Endteile jener Vorsprünge von dem Filtermaterial abheben, bewirken sie eine Ziehwirkung am Zugende, um das Filtermaterial locker zu machen. Aufgrund des lockeren Zustandes des so hergestellten Materials 8' 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 das Material erleichtert wird.

Gemäß F i g. 4 weist die Vorrichtung einen Rahmen 6 auf, der die Prägewalzen 1,1' ebenso wie ein Paar von Klemmwalzen 2, eine Abwickelhaspel 3, eine Aufnahmerolle 4 und einen Antriebsmotor 5 für die Klemmwalzen 2 auf.

Die Anordnung und die Wirkungsweise der Vorrichtung sind wie folgt:

Eine Vielzahl von Prägewalzen 1, Γ 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 Prägewalzen 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 4 zum Aufwickeln des behandelten Filtermaterials 8 ist hinter den Prägewalzen durch einen Motor, vorzugsweise mit derselben Geschwindigkeit wie die Kleminwalzen und die Abwickelhaspel angetrieben. Wenn die Vorrichtung vor und nach der einem Gerben äquivalenten Behandlung in einer Strecke angeordnet ist, dann sind die AbwickelhasDel 3 und/oder die Aufnahmerolle 4 unnötig, da es so möglich wird, von der einen Vorrichtung direkt zu der nächsten zuzuführen. Beispielsweise kann die Bearbeitungsvorrichtung direkt mit einer 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 der _ Vorrichtung dafür wird nachfolgend beschrieben:

io' Das Filtermaterial besteht aus einem gemischt gewebten Gewebe von 80% Polypropylen und 20% Kunstseide, die mit einer Emulsion aus einem Vinylacetatharz vakuumimprägniert worden sind. Oberschußflüssigkeit wird mittels Walzen ausgequetscht und das Filtermaterial dann mit einem Heißlufttrockengeblase bei 105⁰C getrocknet Das getrocknete Filtermaterial wird dann durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung hindurchgeschickt und die Bearbeitung durchgeführt, während der Klemmspalt zwischen

den Prägewalzen, ebenso wie die Anzahl der Durchgänge des Filtermaterials zwischen den Walzen geändert wird. Als Meßergebnis der Beziehung zwischen der Staubaufnahmerate und dem Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt in entsprechenden Fälien, wurden die folgenden Daten erhalten:

Art des pulverisierten Schmutzes bzw. Staubes:

Stearinsäuredämpfe
Testkanal: Filterfläche: 3,3 m²

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 F i g. 5 dargestellt, während die Beziehung der Anzahl, die das Material zwischen den Walzen hindurchgefühtt worden ist, und der Widerstand gegenüber dem Gasdurchtritt (als Druckverlust ausgedrückt) in nachfolgender Tabelle dargestellt sind:

Keine 3
Bear- Durchbeitung gänge

Durchgänge

10

Durchgänge

Widerstand gegen- 34 30 26 24

über Luftdurchtritt H Druckverlust in mm Ag

Der Walzenspalt betrug in diesem Fall -2 mm. Darunter soll verstanden werde», daß die Eindringtiefe der Vorsprünge in die zugeordneten Ausnehmungen 2 mm betrug.

Meßergebnisse

Wie in F i g. 5 dargestellt, ist die Staubaufnahmerate durch Vergrößerung der Anzahl von Durchlässen des Materials zwischen den Walzen und durch Verkleinerung des Walzenspalts zwischen den Walzen verbessert worden. Es ist ersichtlich, daß die besten Ergebnisse bei 20 Durchgängen 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 Walzen 1, 1' hindurchgeführt worden ist. Durch Verwendung der beschriebenen Vorrichtung

kann ein Filtermaterial hergestellt werden, das einen großen Wirkungsgrad bei der Staubaufnahme und einen geringen Widerstand gegenüber Gas-(bzw. Luft-)durchtritt aufweist.

Die Vorrichtung eignet sich zur kontinuierlichen Behandlung bzw. Bearbeitung des Filtermaterials.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bearbeitung einer Lage Filtermaterial, das insbesondere mit einem synthetisehen Harz oder dergleichen imprägniert ist, zur Verwendung in einer Staubschutzmaske oder dergleichen mit mindestens einem drehbar angeordneten Paar von Prägewalzen, deren Vorsprünge und diesen zugeordnete Ausnehmungen miteinander kämmen und zwischen denen die Lage Filtermaterial kontinuierlich durchführbar ist, wobei der Spalt zwischen den beiden Walzen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (7, T) pyramidenförmig ausgebildet sind und sich zusammen mit den Ausnehmungen (9, 9') über die gesamte wirksame Oberfläche der Walzen (1, 1') verteilen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Prägewalzen (1) ein angetriebenes Klemmwalzenpaar (2) vorgeschaltet ist, das die Lage Filtermaterial (S) den Prägewalzen zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klemmwalzenpaar (2) eine Abwickelhaspel (3) zur Aufnahme der zu bearbeitenden Lage Filtermaterial (8) vorgeschaltet ist, und daß sich an das bzw. die Prägewalzenpaare (i) eine Aufnahmetrommel (4) für die bearbeitete Lage Filtermaterial (8') anschließt, wobei die Abwickelhaspel und Aufnahmetrommel etwa mit derselben Geschwindigkeit angetrieben sind, wie die Klemmwalzen (2).