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Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren
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einer porösen Warenbahn Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Imprägnieren einer porösen Warenbahn, bei dem bzw. bei der
das auf die eine Warenbahnseite aufgebrachte, lösungsmittelbehaftete Imprägniermittel
unter Anwendung von Wärme in die Warenbahn eingebracht und danach die imprägnierte
Warenbahn insbesondere durch Heiß luft getrocknet wird.
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Die Vorrichtung zum Imprägnieren der Warenbahn besteht aus einem Auftragswerk,
das das Imprägniermittel unter Anwendung von Wärme in die Warenbahn eindringen läßt,
und aus einem Durchlauftrockner mit Transport- und Führungsmitteln für die Warenbahn.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird das Imprägniermittel
mittels Auftragsrollen auf die eine Warenbahnseite aufgetragen. An der Auftragsstelle
stützt sich die Warenbahn an einem Heizschuh ab. Der Auftrag und das Eindringen
des Imprägniermittels in die poröse Warenbahn erfolgt dabei unter gleichzeitiger
Anwendung von Wärme und Druck.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird die Warenbahn über Rollen
geführt, durchläuft ein Bad mit Imprägniermittel und wird anschließend über ein
Rakel zum Abrakeln des überschüssigen Imprägniermittels geführt.
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Diese herkömmlichen Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Imprägnieren
einer porösen Warenbahn haben eine Reihe von Nachteilen: 1. Das von einer Auftragsrolle
aufgebrachte Imprägniermittel kann von der Warenbahn nur in einem Maße aufgenommen
werden, wie es die durch das Zusammenpressen der Warenbahn zwischen Heizschuh und
Auftragsrolle verminderte Porösität der Warenbahn zuläßt. Der überschüssige Anteil
des aufgebrachten Imprägniermittels wird abgequetscht und fließt zurück in das Bad.
Auch beim Durchgang von Klebestellen, Bahnenden und Abrissen fließt Imprägniermittel
zurück in das Bad. Endlich muß am Bahnrand überschüssiges -Imprägniermittel separiert
werden, das ebenfalls in das Band zurückfließt. Dieses zurückfließende oder zurückgeförderte
Imprägniermittel ist aber bereits an oder vor der Auftragsstelle erwärmt worden.
Wegen der im Imprägniermittel vorhandenen thermischen Reaktionskomponenten wird
das Bad durch das zurückfließende Imprägniermittel vergiftet und beginnt sich deshalb
zu verfestigen. Aus diesem Grunde ist dieses Verfahren für gewünschte große Imprägniermittelmengen
nicht geeignet.
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2. Größere Imprägniermittelmengen lassen sich in das Bahnmaterial
bei dem herkömmlichen Verfahren der Tauchimprägnierung einbringen. Bei diesem Verfahren
ist aber der Lösungsmittelanteil im Imprägniermittel verhältnismäßig groß, er liegt
nämlich bei mehr als 50 %. Das bedeutet für die anschließende Trocknung einen hohen
Energieverbrauch.
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3. Selbst bei einem großen Lösungsmittelanteil kann überschüssiges
Imprägniermittel nicht sehr bald nach dem Auftrag abgerakelt oder auf andere Art
und Weise abgenommen werden. Auch in diesem Falle muß der Warenbahn eine verhältnismäßig
lange Zeit zum Quellen gegeben werden, denn bei nicht genügend langer Quellzeit
ist die Warenbahn zu uneben, um von ihr überschüssiges Imprägniermittel abrakeln
zu können.
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4. Vielfach ist auch erwünscht, daß auf der Oberfläche ein Film aus
dem Imprägniermittel, z.B.
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ein Harzfilm, zurückbleibt. Wird in einem solchen Fall eine dünnflüssige
Harzlösung eingesetzt, ist die Oberfläche zu empfindlich, um mit der Blasluft bei
voller Trocknerleistung beaufschlagt werden zu können. Aus diesem Grunde muß mit
der Trocknung langsam begonnen werden.
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5. Sowohl bei Anwendung von Wärme und Druck als auch bei herkömmlichem
Tränkauftrag darf das Imprägniermittel nicht über den Siedepunkt des Löangsmittels,
der in der Regel bei 600 C liegt, erhitzt werden, weil sonst die mit der Erwärmung
angestrebte Verminderung der dynamischen Viskosität durch Verlust an Lösungsmittel
zumindest teilweise wieder aufgehoben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorr-~htung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine Warenbahn besser
imprägniert werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß zum Einbringen des Imprägniermittels in die Warenbahn diese auf der
der Auftragsseite gegenüberliegenden Seite mit Wasserdampf, insbesondere Sattdampf,
beaufschlagt wird.
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Die Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung dieses
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Auftragswerk auf der gegenüberliegenden
Warenbahnseite ein Dämpfer nachgeordnet ist, der die von aufgetragenem Imprägniermittel
freie Warenbahnseite mit Wasserdampf beaufschlagt.
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Mit der Erfindung können im Vergleich zu bekannten Verfahren größere
Mengen Imprägniermittel schneller und mit geringerem vorrichtungstechnischem Aufwand
aufgetragen und die Warenbahn anschließend mit geringerem Energiebedarf getrocknet
werden. Dieser Erfolg beruht auf mehreren Effekten.
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Durch die Beaufschlagung der Warenbahn mit Wasserdampf wird die Warenbahn
erwärmt, so daß sie dem eindringenden Imprägniermittel keine Wärme entzieht, wodurch
die Viskosität des Imprägniermittels erhöht werden würde. Der Wasserdampf feuchtet
die Warenbahn, wodurch deren Kapillarität erhöht wird, erhitzt die Warenbahn schnell
und erhitzt das Imprägniermittel auf der Auftrags seite an der Grenzschicht Imprägniermittel
/ Warenbahn schnell,
wodurch die Viskosität des Imprägniermittelsvermindert
wird. Eine Kondensation von Wasser an der Grenzschicht Imprägniermittel / Warenbahn
führt zu einer Verdünnung des Imprägniermittels, was wiederum zu einer Verbesserung
des Eindringens; des Imprägniermittels in die Warenbahn führt.
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Während bei den bekannten Verfahren aus den geschilderten Gründen
das Imprägniermittel nicht über die Siedetemperatur des Lösungsmittels erwärmt werden
durfte, wirkt sich eine stärkere Erwärmung des Imprägniermittels mittels Wasserdampf,
insbesondere Sattdampf, nicht negativ aus, da die Erwärmung des Imprägniermittels
von der Warenbahnseite aus erfolgt, in die das Imprägniermittel eindringen soll.
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Es wurde gefunden, daß bei der Erfindung die dynamische Viskosität
eint Harzlösung als Imprägniermittel über raschend stark vermindert werden konnte,
und zwar von mehr als 1.000 cPoise auf weniger als 10 cPoise. Aufgrund dieser starken
Herabsetzung der dynamischen Viskosität des lösungsmittelbehafteten Imprägniermittels
kann dessen Lösungsmittelanteil gegenüber herkömmlichen Verfahren um die Hälfte
herabgesetzt werden. Das hat zur Folge, daß bei der Trocknung der imprägnierten
Bahn entsprechend weniger Energie benötigt wird.
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Nach einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
die Warenbahn über ein Polster aus Wasserdampf geführt. Zum Aufbau des Polsters
reicht ein geringer Überdruck, z.B. einige Pascal, gegenüber der Umgebung aus. Bei
der Führung der Warenbahn über ein Polster aus Wasserdampf wird das vorher aufzutragende
Imprägniermittel vorzugsweise auf die Oberseite der
Warenbahn aufgetragen,
während die Warenbahn sich anschließend mit ihrer Unterseite auf dem Polster abstützt.
Das Polster sorgt dafür, daß bei Sättigung der Warenbahn mit dem Imprägniermittel
die Rückseite der Warenbahn berührungslos geführt wird, so daß Streifenbildung od.
dgl. auf der Warenbahn verhindert wird.
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Gute Ergebnisse erhält man bei einer Behandlung der Warenbahn mit
Sattdampf von etwa 1000 C und einer Behandlungszeit von 0,2 bis 5 Sekunden. Als
Imprägniermittel eignen sich Harze, insbesondere Formaldehydharze, und vorzugsweise
Melaminharze. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich das Imprägniermittel
in einem Arbeitsgang in der gewünschten Menge, sogar in einer für die Sättigung
der Warenbahn ausreichenden Menge, auftragen.
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Damit während der Erwärmung des lösungsmittelbehafteten Imprägniermittels
durch den von der Warenbahnseite zugeführten Wasserdampf kein oder möglichst wenig
Lösungsmittel auf der freien Seite des Imprägniermittelauftrages verdampft, wird
die Warenbahn im Bereich ihrer Beaufschlagung mit Wasserdampf auf der gegenüberliegenden
Seite mit Kaltluft beaufschlagt.
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Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der
Dämpfer mit gespanntem Wasserdampf gespeist, der aus Düsen austritt und zwischen
der Warenbahn und einer Stützfläche des Dämpfers ein Dampfkissen bildet. Ein derartiger
Dämpfer gewährleistet eine berührungslose Führung bei geringem Energieverbrauch
an Dampf insbesondere dann, wenn zumindest am in Warenbahnlaufrichtung
vorne
liegenden Rand, vorzugsweise aber sowohl am vorne als auch hinten liegenden Rand,
der Stützfläche jeweils ein Austrittsschlitz mit einer Prallfläche für Dampfstrahlen
vorgesehen ist, die aus Einzeldüsen austreten. An Stelle des Wasserdampfaustrittes
an dem in Warenbahnlaufrichtung hinten liegenden Rand der Stützfläche kann dieser
Rand mit einem Gleitschuh oder einer Stützrolle bestückt sein. Zur Beaufschlagung
des aufgetragenen, aber noch nicht in die Warenbahn eingedrungenen, lösungsmittelbehafteten
Imprägniermittels mit Kaltluft kann auf der dem Dämpfer gegenüberliegenden Warenbahnseite
eine mit Kaltluft gespeiste Luftkissendüse angeordnet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind das Auftragswerk
vor dem Trocknereingang und der Dämpfer innerhalb des Trockners angeordnet. Bei
dieser Anordnung wird der ausgeblasene Wasserdampf von der Trockneratmosphäre aufgenommen,
so daß besondere Auffanghauben nicht erforderlich sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 einen Durchlauftrockner
mit Auftragswerk und Dämpfer für die Imprägnierung einer porösen Warenbahn in schematischer
Darstellung und in Seitenansicht und Fig. 2 einen Dämpfer in isometrischer Darstellung.
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In einem Trocknergehäuse 1 eines Durchlauftrockners sind obere und
untere, mit Heißluft gespeiste Luftkissendüsen 2, 3 an sich bekannter Art zueinander
versetzt angeordnet. Zwischen den Luftkissendüsen 2 und 3 wird eine Warenbahn 4
schwebend geführt. Die Warenbahn gelangt über einen Einlaß 5 in das Trocknergehäuse
1 und über einen entsprechenden, nicht dargestellten, Auslaß wieder aus dem Trocknergehäuse
1 heraus. Während des Durchlaufs wird die Warenbahn 4 von der aus den Luftkissendüsen
2, 3 ausgeblasenen Heißluft nicht nur schwebend geführt, sondern gleichzeitig auch
getrocknet.
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Vor dem Einlaß 5 ist ein Auftragswerk für lösungsmittelbehaftetes
Imprägniermittel vorgesehen, das aus einer Rolle 6 und einem damit einen Durchtritt
7 für die Warenbahn 4 bildenden, mit Lösungsmittel gefüllten Behälter 8 besteht.
Innerhalb des Trocknergehäuses 1, hinter dessen Einlaß und unterhalb der Führungsebene
der Warenbahn 4, ist ein mit Sattdampf gespeister Dämpfer 9 angeordnet.
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Auf der dem Dämpfer 9 gegenüberliegenden Seite der Warenbahn ist eine
in der konstruktiven Ausfuehrung gleiche, aber von einem Gebläse 24 mit Kaltluft
gespeiste Einrichtung 10 angeordnet.
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Der Dämpfer 9 weist zwei zueinander parallellaufende Rohre 11, 12
auf, denen über einen gemeinsamen Rohranschluß 13 unter Uberdruck stehender Wasserdampf
zugeführt wird. In jedem Rohr 11, 12 ist eine Reihe von Düsen 14 vorgesehen, aus
denen jeweils ein Dampfstrahl 15, 16 austritt. Jeder Düsenreihe liegt eine Prallfläche
17, 18 gegenüber, die mit einem Rand 19, 20 einer Stützplatte 21 einen Austrittsschlitz
22, 23 für den Wasserdampf bildet. Die aus den Düsen 14 austretenden einzelnen Dampfstrahlen
15 fächern sich an der Prallfläche 17 auf, werden hier umgelenkt und vereinigen
sich
zu einem gemeinsamen Schlitzstrahl, der aus den Austrittsschlitzen
22, 23 schräg austritt. Diese Schlitzstrahlen speisen den Bereich zwischen der Stützplatte
21 und der Warenbahn 4 und hauen hier ein Dampfkissen auf.
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Die Funktion der Einrichtung 10 ist entsprechend, nur mit dem Unterschied,
daß an Stelle von unter Überdruck stehendem Wasserdampf dem Rohranschluß Druckluft
zugeführt wird. An Stelle der Ronstruktion des Ausführungsbeispiels für die Einrichtung
10 kann allerdings auch eine herkömmliche Luftkissendüse verwendet werden.
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Die Warenbahn 4 wird im Durchlauf durch das Auftragswerk 6, 8 mit
lösungsmittelbehaftetem Imprägniermittel beschichtet. Sobald die Warenbahn 4 in
den Bereich des Dämpfers 9 und der Einrichtung 10 einläuft, wird die Warenbahn 4
von der von Imprägniermittel freien Warenbahnseite aus mit Sattdampf erwärmt. Dadurch
wird das Eindringen des Imprägniermittels begünstigt. Da die Warenbahn 4 während
des Durchlaufs durch den vom Dämpfer 9 und der Einrichtung 10 gebildeten Spalt schwebend
geführt ist, bleibt die Porösität der Warenbahn erhalten, so daß die Warenbahn voll
gesättigt werden kann. Die mit lösungsmittelbehaftetem linprägniermittel befeuchtete
Warenbahn 4 gelangt dann in den Bereich der heißluftgespeisten Luftkissendüsen 2,
3, wo sie getrocknet wird. Die unmittelbare Trocknung der Warenbahn 4 ist möglich,
weil der Imprägniervorgang beendet ist, wenn die Warenbahn 4 den Bereich des Dämpfers
9 verläßt.
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Da die Warenbahn 4 von dem als "Luftkissendüse" ausgestalteten Dämpfer
9 unmittelbar in den Bereich der die Trocknung bewirkenden Luftkissendüsen 2, 3
gelangt, treten bei der Erfindung keine Führungsprobleme auf,
wie
sie bei anderen Imprägnieranlagen mit über Rollen geführten Warenbahnen wegen der
duch Quellung der Warenbahn bedingten Längung und Breitung der Warenbahn auftreten.
Gewisse, nicht zu vermeidende Unebenheiten der Warenbahn führen nicht zu Qualitätsverlusten,
da die Warenbahn sowohl während des Imprägnierens als auch während der Trocknung
schwebend geführt wird.
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