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Verfahren zum Entwässern von dünnwandigem, aus feuchter Cellulose
geformtem Material Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von
dünnwandigen geformten Gegenständen aus Cellulose, wie Zellstoff, Baumwollgewebe
o. dgl., und läßt sich auch auf-geformte Gegenstände aus tierischen Fasern, wie
Wolle, Seide und ähnlichen Stoffen, anwenden. Es hat sich gezeigt, daß man bei Anwendung
spezieller Arbeitsbedingungen in der Lage ist, Gegenstände von obengenannter Art
unter wirtschaftlicher Verwertung von elektrisch erzeugter Wärme schnell und gleichmäßig
zu trocknen, ohne daß dabei die geformten Gegenstände beschädigt werden oder eine
Formveränderung erleiden.
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Nach den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen
Formstücken, beispielsweise aus Cellulose, wie Zellstoffbrei, wurde die Ceilulosemasse
in eine geeignete Form gepreßt, und die so geformten Gegenstände wurden dann in
einem Strom von warmer Luft u. dgl. erhitzt, bis sie vollständig getrocknet und
verfestigt waren. Dabei wurde als Heizmittel Dampf oder auch elektrischer Heizstrom
angewandt. :111 diese Behandlungsweisen erwiesen sich aber als kostspielig und langwierig.
Darüber hinaus bestanden stets mehr oder weniger große Schwierigkeiten, die Form
der Gegenstände während des Trocknungsprozesses genau beizubehalten, da infolge
der Dampfentspannung im Innern der geformten Masse das Gefüge eine Lockerung erfährt
und leicht zerrissen wird. Es ist weiter vorgeschlagen worden, den Zellstoffbrei
zwischen Siebformen zu pressen und dabei unter der Einwirkung von Druck zum Teil
zu entwässern, worauf das restliche Wasser dadurch entfernt wird, daß durch die
auf Ober- und Unterseite des geformten Gegenstandes angeordnete Siebform ein elektrischer
Strom geschickt wird. Bei diesen Verfahren beruht die Wirkung des elektrischen Stroms
in der Hauptsache auf einer Elektroosmose, durch welche das Wasser aus dem Innern
der Masse nach außen geführt und dort der Verdampfung leichter zugänglich gemacht
wird.
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Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß dieser Trocknungsprozeß erheblich
dadurch beschleunigt und wirtschaftlicher gestaltet werden kann, wenn man entweder
gleichzeitig mit der elektroosmotischen Behandlung oder für sich allein die Elektrodenplatten
bzw. Siebformen, welche das zu trocknende Material dicht umschließen, elektrisch
erhitzt, so daß das aus dein Innern der Masse an die Oberfläche tretende Wasser
sofort verdampfen muß. Wohl tritt auch bei der bereits vorgeschlagenen elektroosmotischen
Behandlung -der Gegenstände zu einem geringen Grade ein Heizeffekt bei den Elektroden
auf, jedoch ist diese Erscheinung dort nur von untergeordneter Bedeutung, da die
für die Elektroosmose anwendbaren Stromstärken nur gering sein können, um nicht
durch zu starke, als Nebenreaktion immer auftretende elektrolytisclie
Zersetzungserscheinungen
im Feuchtigkeitswasser Zerstörungen in der zu trocknenden :Masse hervorzurufen.
Demgegenüber ist man nach vorliegender Erfindung in der Lage, durch' Anwendung getrennter
Stromkreise, beispielsweise durch Abzweigung verschiedener Sekundärströme vom Primärstromkreis,
die Erhitzung der Elektroden unabhängig von der Elektroosmose vorzunehmen. Andererseits
ist es auch möglich, auf die elektroosmotischeWirkung ganz zu verzichten und die
Trocknung allein durch eine elektrische Heizung zu bewirken. .
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In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen werden zweckmäßige
Ausführungsformen für die vorliegende Erfindung gegeben. Es stellen dar: Fig. i
eine Ausführungsform, bei der nur Wärme angewandt wird, die durch einen Wechselstrom
erzeugt wird, Fig. 2 eine Ausführungsform,. bei der ein Wechselstrom zur Erzeugung
von Hitze und Herbeiführung einer Elektroosmose verwendet wird, Fig.3 eine Ausführungsform,
bei der Wärme durch einen Wechselstrom erzeugt wird und bei der ein pulsierender
Gleichstrom auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Gegenstandes geleitet wird,
um eine Elektroosmose herbeizuführen, Fig. 4. eine Ausführungsform, bei der ein
im wesentlichen gleichförmiger Gleichstrom zur Herbeiführung der Elektroosmose -dient
und die Wärme durch einen Wechselstrom erzeugt wird, Fig. 5 die Metallmatrizen in
Kontakt mit dem zu trocknenden Gegenstand.
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Wie in Fig. 5 im einzelnen -dargestellt ist, wird der zu trocknende
Gegenstand P in innigen Kontakt mit den Metallteilen i und 2 gebracht. Diese Metallteile
i und a bestehen zweckmäßig aus einer Widerstandslegierung, wie Nichrome (amerikanisches
Patent 8 11859) oder einem anderen Metall oder einer Metallegierung von großem
Widerstand. Bei einer besonderen Ausführungsform bestehen die Metallteile i und
2 aus einem Nichromenetz oder aus dünnen, durchlochten Nichrometafeln, die einen
genügend hohen Widerstand besitzen.
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Bevor -der Gegenstand P erfindungsgemäß behandelt wird, ist es zweckmäßig,
ihn soweit als möglich durch mechanischen, auf die Elektroden i und 2 ausgeübten
Druck zu trocknen, so daß möglichst viel Wasser ausgepreßt und gleichzeitig ein
sehr inniger Kontakt zwischen den Teilen i und 2 und dem Gegenstand P geschaffen
wird. Der zur Anwendung gelangende Druck kann iq.o kg/cm-' betragen. Wie aus den
Zeichnungen hervorgeht, verursacht dieser Druck, daß die durchlöcherten Teile i
und 2 in das Zellstoffmaterial eingebettet werden; es ist jedoch nicht nötig, daß
sie vollständig in dem Zellstoff eingebettet liegen. Die Teile i und 2 haben genügend
Öffnungen, um den Dampf .aus dem Zellstoffmaterial während des Trocknens leicht
entweichen zu lassen.
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In der in Fig. i .abgebildeten Ausführungsform bezeichnen die Spulen
i und 2 die Primär- und Sekundärspule eines geeigneten `Transformators, wie eines
Eisenkerntransformators von irgendeinem bekannten Typus. Der in der Sekundärspule
erzeugte Wechselstrom geht durch die Metallteile i und 2 und erhitzt diese. Zweckmäßig
wird auf die Teile i und 9 während des Trocknens Druck ausgeübt, so daß der Gegenstand
P von der vorher bestimmten Form, die er erhalten hat, auch bei der Hitzebehandlung
durch die Metallteile i und 2 nicht abweichen kann.
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Gewünschtenfalls kann eine regulierbare Düse 1V angebracht werden,
mittels welcher man einen Strom von heißer oder kalter Luft über eine oder beide
Oberflächen des Gegenstandes P entlangstreichen lassen kann, um evtl. vorhandene
Wassertropfen zu entfernen und das Trocknen zu unterstützen. Es können auch mehrere
Düsen N vorhanden sein.
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Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform gehören zu der Primärspule
i drei Sekundärspulen 3, 4 und 5. Die Sekundärspule 5 veranlaßt den Durchgang eines
Wechselstromes durch den Metallteil i, um diesen zu erhitzen, die Sekundärspule
4 den Durchgang eines Wechselstromes durch -den Metallteil 2, um diesen zu erhitzen.
Die dazwischenliegende Sekundärspule 3, die mit einem regulierbaren Widerstand R
versehen sein kann, sendet einen Strom durch den Gegenstand P hindurch. Erfahrungsgemäß
hat sich herausgestellt, daß der in der Zwischenspule 3 induzierte Wechselstrom
die Feuchtigkeit im Innern -des Gegenstandes .P an seiner unteren Oberfläche heraustreten
läßt, so daß auch dadurch die Kosten des Prozesses vermindert werden.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen die
gleiche wie in Fig. 2, jedoch ist hier ein Gleichrichter T vorgesehen, um einen
pulsierenden Gleichstrom durch den Gegenstand P zu senden. Der der Primärspule i
gelieferte Strom kann ein gewöhnlicher i2o-Volt-Strom von 6o Wechseln sein.
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Bei der Ausführungsform der Fig. q. erhitzen die Sekundärspulen d.
und 5 die Metallteile i und 2; die Spulen arbeiten genau so wie bei der Ausführungsform
der Fig. 2. Es gelangt jedoch hierbei ein geeigneter Generator G, wie ein Dynamo
o. dgl., zur Verwendung, der einen Gleichstrom durch den Gegenstand
sendet.
Dabei entweicht die Feuchtigkeit durch die Kathode.
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Dadurch, daß die 'Metalloberflächenteile i und 2 aus \Tichrome oder
einem anderen geeigneten Material von genügend hohem Widerstand gemacht werden,
steigt die Temperatur der Oberflächenteile nicht so hoch, claß eine Verbrennung
oder Verkohlung der Außens`iten des Gegenstandes P eintritt. Es hat sich bei den
Ausführungsformen der Fig. i und 2 gezeigt, daß bei Verwendung eines Materials von
niedrigem Widerstand die Teile i und 2 so heiß werden, daß eine Verkohlung des Gegenstandes
P eintritt. Bei Verwendung von Metalloberflächenteilen von genügend hohem Widerstand
kann eine gleichförmige Temperatur aufrechterhalten «-erden, die die Feuchtigkeit
ohne Schädigungen des Gegenstandes verdampft, auch wenn dieser aus Tuch besteht.
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Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung zum Trocknen von Tuch o. dgl.
angewandt wird, dann dürfen die Drahtmatrizen nicht so stark gegen das Tuch gepreßt
werden, daß unerwünschte Muster entstehen. Der Druck muß nur genügend groß sein,
um einen innigeil Kontakt zwischen den Heizplatten und dein Gewebe herbeizuführen.
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Bei den Ausführungsformen der Fig.2, 3 und d. ist es wünschenswert,
daß die nahe beieinanderliegenden Enden der Heizspulen i und 2 die gleiche Polarität
haben, um die Gefahr eines Kurzschlusses zu vermindern oder herabzusetzen, d. h.
wenn das rechte Ende der Spule i während eines Wechsels positiv ist, dann soll das
rechte Ende der Spule 2 auch positiv sein.