Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR IMPREGNATING A FIBROUS MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/000147
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for impregnating a fibrous material with an impregnating agent that, as a solution or an emulsion, contains at least one additive. When impregnating the fibrous material, the fibrous material to be impregnated is dissolved in advance with the aid of a dissolving device (1). The pre-dissolved fibrous material is introduced with the aid of a dosing device (2) in dosed quantities into a working chamber (6) of a continuous mixing system (4) though an inlet (3). The introduced fibrous material in the working chamber (6) of the continuous mixing system (4) is, with the aid of a conveying and mixing device (10), conveyed past mixing heads (13), and the fibrous material at least partially surrounds the mixing heads (13) from the inlet (3), along a conveying distance (11), and to an outlet (12). The fibrous material, which is guided past the mixing heads (13) and which at least partially surrounds these mixing heads, is, with the aid of the mixing heads (13), locally slackened in an area around the mixing heads (13) and is treated with the impregnating agent by introducing the impregnating agent by means of the mixing heads (13) via one or more nozzles (15) in the locally slackened fiber material during which the impregnating agent is distributed in an essentially homogeneous manner over the fibers of the fibrous material. Finally, the fibrous material treated with the impregnating agent is discharged from the working chamber (6) via the outlet (12).

Inventors:
LOKAJ WERNER (DE)
BUTENUTH GUENTER (DE)
Application Number:
PCT/DE2006/001093
Publication Date:
January 04, 2007
Filing Date:
June 26, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
FARM CONTAINER GMBH MASCHINEN (DE)
LOKAJ WERNER (DE)
BUTENUTH GUENTER (DE)
International Classes:
D06B3/02
Foreign References:
US3393537A1968-07-23
US4485644A1984-12-04
US4372002A1983-02-08
GB1217759A1970-12-31
DE1760583A11971-12-23
Attorney, Agent or Firm:
BOEHMERT & BOEHMERT (Siegfried Detmolder Strasse 235, Bielefeld, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:

1. Verfahren zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion mindestens ein Additiv enthält, bei dem:

- das zu imprägnierende Fasermaterial mit Hilfe einer Auflöseeinrichtung (1) vorab aufgelöst wird;

- das vorab aufgelöste Fasermaterial mit Hilfe einer Dosiereinrichtung (2) in dosierten Mengen durch einen Einlaß (3) in einem Arbeitsraum (6) eines Durchlaufmischsystems (4) eingebracht wird;

- das eingebrachte Fasermaterial in dem Arbeitsraum (6) des Durchlaufmisch- Systems (4) mit Hilfe einer Förder- und Mischeinrichtung (10) an Mischköpfen (13) vorbei und die Mischköpfe (13) zumindest teilweise umgebend von dem Einlaß (3) entlang einer Förderstrecke (11) zu einem Auslaß (12) gefördert wird;

- das an den Mischköpfen (13) vorbei geführte und diese zumindest teilweise umgebende Fasermaterial mit Hilfe der Mischköpfe (13) in einem Bereich um die Mischköpfe (13) herum lokal aufgelockert und mit dem Imprägniermittel behandelt wird, indem das Imprägniermittel mittels der Mischköpfe (13) über eine oder mehrere Düsen (15) in dem lokal aufgelockerten Fasermaterial eingebracht wird, wodurch das Imprägniermittel im wesentlichen homogen über die Fasern des Fasermaterials verteilt wird; und

- das mit dem Imprägniermittel behandelte Fasermaterial durch den Auslaß (12) aus dem Arbeitsraum (6) ausgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel als hochkonzentrierte Lösung / Emulsion des mindestens einen Additivs über die eine oder alle Düsen (15) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel als Nebel eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge des mit dem Imprägniermittel eingebrachten min- destens einen Additivs in Abhängigkeit von einem Feststoffgehalt der dosierten

Mengen des in dem Arbeitsraum (6) eingebrachten aufgelösten Fasermaterials bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß als das mindestens eine Additiv mit dem Imprägniermittel ein

Flammschutzmittel eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Additiv mit dem Imprägniermittel ein Schimmel- Schutzmittel eingebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Förderstrecke (11) über die Mischköpfe (13) Imprägniermittel mit verschiedenen Additiven eingebracht werden.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischköpfe (13) beim Einbringen des einen oder aller Imprägniermittel fortdauernd von dem vom Einlaß (3) zum Auslaß (12) des Arbeitsraumes (6) geförderten Fasermaterial zumindest teilweise umgeben werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Mischköpfe (13) zumindest teilweise umgebende Fasermaterial mit einer an den Mischköpfen (13) gebildeten rotierenden Auflockerungseinrichtung (14) in dem Bereich um die Mischköpfe (13) herum lokal auf- gelockert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als rotierende Auflockerungseinrichtung an den Mischköpfen (13) ein rotierendes Bauteil (14) mit einer Umfangslänge verwendet wird, die größer als eine gestreckte Länge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Auflockerungseinrichtung (14) an den Mischköpfen (13) hochtourig rotiert mit einer Drehzahl von etwa 500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise mit einer Drehzahl von etwa 1.000 bis 3.000 Umdrehungen pro

Minute, weiter bevorzugt mit einer Drehzahl von etwa 1.500 bis 3.000Umdrehungen pro Minute.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß das eingebrachte Fasermaterial in dem Arbeitsraum (6) entlang der Förderstrecke (11) mittels von der Förder- und Mischeinrichtung (10) umfaßter Mitnahmewerkzeuge (9) gefördert wird, die auf einer in dem Arbeitsraum (6) angeordneten Welle (8) angebracht sind und mit der Welle (8) gedreht werden, um das eingebrachte Fasermaterial von dem Einlaß (3) zu dem Auslaß (12) zu fördern.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Welle (8) eine Welle mit einer Umfangslänge verwendet wird, die größer als eine gestreckte Länge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaß- ten Fasern ist.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial als Langfasermaterial von Fasern- mit einer Länge von etwa 30mm bis etwa 200mm imprägniert wird.

5 15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen des aufgelösten Fasermaterials mittels einer Feuchtigkeitsanalyse eine Grundfeuchte des Fasermaterials ermittelt wird.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 10 zeichnet, daß nach dem Ausbringen des behandelten Fasermaterials mittels einer weiteren Feuchtigkeitsanalyse eine Gesamtfeuchte des behandelten Fasermaterials ermittelt wird.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 15 zeichnet, daß das behandelte Fasermaterial mit einer Gesamtfeuchte von weniger als etwa 25% aus dem Arbeitsraum (6) ausgebracht wird.

18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Fasermaterial nach dem Ausbringen aus dem

20 Arbeitsraum (6) getrocknet wird.

19. Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion mindestens ein Additiv enthält, mit:

- einer Auflöseeinrichtung (1) zum Vorabauflösen des Fasermaterials;

25 - einem Durchlaufmischsystem (4) zum Behandeln des zu imprägnierenden Fasermaterials mit dem Imprägniermittel; und

- einer dem Durchlaufmischsystem (4) vorgeschalteten Dosiereinrichtung (2) zum dosierten Beschicken des Durchlaufmischsystems (4) mit dem vorab aufgelösten Fasermaterial;

•30 wobei

- in dem Durchlaufmischsystem (4) ein Arbeitsraum (6) zum Aufnehmen des über die Dosiereinrichtung (2) eingebrachten Fasermaterials gebildet ist;

- in dem Arbeitsraum (6) eine Förder- und Mischeinrichtung (10) angeordnet ist, mit der das eingebrachte Fasermaterial von einem Einlaß (3) des Arbeits- raums (6) entlang einer Förderstrecke (11) zu einem Auslaß (12) des Arbeitsraums (6) gefördert werden kann; und

- in dem Arbeitsraum (6) Mischköpfe (13) angeordnet sind, mit denen das entlang der Förderstrecke (11) an den Mischköpfen (13) vorbei geförderte Fasermaterial lokal aufgelockert und mit denen das Imprägniermittel über eine oder mehrere Düsen (15) in dem lokal aufgelockerten Fasermaterial eingebracht λverden kann.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischköpfe (13) hintereinander entlang der Förderstrecke (11) angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder alle Düsen (15) an den Mischköpfen (13) als Rotationsdüse gebildet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mischköpfen (13) jeweils eine rotierende Auflockerungseinrichtung (14) gebildet ist, mit der das geförderte Fasermaterial in dem Bereich um die Mischköpfe (13) herum lokal aufgelockert werden kann.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder alle Düsen (15) in die rotierende Auflockerungseinrichtung (14) integriert sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Auflockerungseinrichtung ein rotierendes Bauteil (14) mit einer Um-

fangslänge ist, die größer als eine gestreckte Länge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder alle Düsen (15) mittels öffnungen in der Auflockerungseinrichtung oder dem rotierenden Bauteil gebildet sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Förder- und Mischeinrichtung (10) Mitnahmewerkzeuge (9) auf- weist, die auf einer in dem Arbeitsraum (6) angeordneten Welle (8) angebracht sind und mit der Welle (8) gedreht werden können, um das eingebrachte Fasermaterial von dem Einlaß (3) zu dem Auslaß (12) zu fördern.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) eine Umfangslänge aufweist, die größer als eine gestreckte Länge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, gekennzeichnet durch eine dem Arbeitsraum (6) nachgeschaltete Trocknungseinrichtung zum Trock- nen von behandeltem Fasermaterial.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (6) in einer Mischtrommel (7) gebildet ist.

Description:

Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion mindestens ein Additiv enthält.

Stand der Technik

Derartige Verfahren werden verwendet, um beliebige Fasermaterialien, bei denen es sich um Kunst- oder Naturfasern handeln kann, mit Additiven zu imprägnieren, die zum Ausbilden bestimmter Gebrauchseigenschaften des Fasermaterials dienen. So werden Additive beispielsweise verwendet, um die Fasern des Fasermaterials flammbeständig zu machen oder gegen einen Pilz- oder Bakterienbefall zu schützen. Es ist bekannt, vliesartige Gebilde auf Basis von Fasermaterialien, beispielsweise Matten, die als Dämmstoffe verwendet werden, mittels Besprühen oder mit Hilfe einer Tauchimprägnierung zu imprägnieren. Beim Besprühen der Matten ist jedoch eine gleichmäßige Durchdringung der Fasern nicht gewährleistet, da aufgrund der Schattenwirkung der verdichteten Fasern eine homogene, allseitige Imprägnierung nicht möglich ist. Bei der Tauchimprägnierung erfolgt eine Durchflutung der Matten mit dem flüssigen Imprägniermittel. Hierbei saugen besonders Naturfasern die Flüssigkeit auf. Die Matten müssen deshalb anschließend aufwendig getrocknet werden, um eine Lagerstabilität zu gewährleisten. Dieses Verfahren ist deshalb unwirtschaftlich.

In dem Dokument DE 198 29 277 Al ist eine Imprägnierung mittels Sprühen oder Tauchen beschrieben. Das Besprühen wird in einer Ausführung in einem Drehrohr-

trockner ausgeführt. Die Zugabe von zu imprägnierenden Fasern in ein trommelartiges System führt hierbei dazu, daß die Fasern sich an der inneren Wandung konzentrieren und ineinander verfilzen. Die Verfilzung verhindert eine vollständige Imprägnierung.

In dem Dokument DE 43 39 078 C2 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Imprägnierung mit Hilfe eines mehrstufigen Tauchverfahrens in verschiedenen Bädern ausgeführt wird. Dieses hat den Nachteil, daß eine Verunreinigung der Folgebäder aufgrund mitgeschleppten Materials eintritt. Darüber hinaus ist im Anschluß an das mehrstufige Tauchverfahren wiederum eine aufwendige Trocknung des Fasermaterials notwendig.

Die Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel zu schaffen, bei denen eine im wesentlichen homogen verteilte Imprägnierung der Fasern erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Imprägnieren eines Faser- materials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion ein Additiv enthält, geschaffen, bei dem das zu imprägnierende Fasermaterial mit Hilfe einer Auflöseeinrichtung vorab aufgelöst wird; das vorab augelöste Fasermaterial mit Hilfe einer Dosiereinrichtung in dosierten Mengen durch einen Einlaß in einem Arbeitsraum eines Durchlaufmischsystems eingebracht wird; das eingebrachte Fasermaterial in dem Arbeitsraum des Durchlaufmischsystems mit Hilfe einer För-

der- und Mischeinrichtung an Mischköpfen vorbei und die Mischköpfe zumindest teilweise umgebend von dem Einlaß entlang einer Förderstrecke zu einem Auslaß gefördert wird; das an den Mischköpfen vorbei geführte und diese zumindest teilweise umgebende Fasermaterial mit Hilfe der Mischköpfe in einem Bereich um die Mischköpfe herum lokal aufgelockert und mit dem Imprägniermittel behandelt wird, indem das Imprägniermittel mittels der Mischköpfe über eine oder mehrere Düsen in dem lokal aufgelockerten Fasermaterial eingebracht wird, wodurch das Imprägniermittel im wesentlichen homogen über die Fasern des Fasermaterials verteilt wird; und das mit dem Imprägniermittel behandelte Fasermaterial durch den Auslaß aus dem Arbeitsraum ausgebracht wird.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion mindestens ein Additiv enthält, geschaffen, wobei die Vorrichtung eine Auflöseeinrichtung zum Vorabauflösen des Fasermaterials, eine Durchlaufmischsystem zum Behandeln des zu imprägnierenden Fasermaterials mit dem Imprägniermittel und eine dem Durchlaufmischsystem vorgeschalteten Dosiereinrichtung zum dosierten Beschicken des Durchlaufmischsystems mit dem vorab aufgelösten Fasermaterial aufweist, und wobei in dem Durchlaufmischsystem ein Arbeitsraum zum Auf- nehmen des über die Dosiereinrichtung eingebrachten Fasermaterials gebildet ist, in dem Arbeitsraum eine Förder- und Mischeinrichtung angeordnet ist, mit der das eingebrachte Fasermaterial von einem Einlaß des Arbeitsraums entlang einer Förderstrecke zu einem Auslaß des Arbeitsraums gefördert werden kann, und in dem Arbeitsraum Mischköpfe angeordnet sind, mit denen das entlang der Förderstrecke an den Mischköpfen vorbei geförderte Fasermaterial lokal aufgelockert und mit denen das Imprägniermittel über eine oder mehrere Düsen in dem lokal aufgelockerte Fasermaterial eingebracht werden kann.

Das Imprägniermittel wird zum Ausbringen vorzugsweise mit einem Druck beauf- schlagt, so daß das Imprägniermittel versprüht wird.

- A -

Ein wesentlicher Vorteil, welcher mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erreicht ist, besteht darin, daß eine im wesentlichen homogen verteilte Imprägnierung der Fasern erreicht wird. Das Imprägniermittel wird materialsparend und gleichmäßig über die zu imprägnierenden Fasern verteilt. Dieses wird insbesondere dadurch erreicht, daß das Fasermaterial vor dem Einbringen in dem Arbeitsraum aufgelöst wird, was bevorzugt bis hin zur Vereinzelung des Fasermaterials ausfuhrbar ist, und mit Hilfe der Mischköpfe eine lokale Auflockerung des Fasermaterials durchgeführt wird, so daß ein Verfilzen des Fasermaterials vermieden ist. Auf diese Weise trifft das eingebrachte Imprägniermaterial auf ein aufgelockertes Fasermateri- al, bei dem kaum eine Schattenwirkung von Fasern gegenüber anderen Fasern auftritt.

Da das Fasermaterial die Mischköpfe zumindest teilweise umgebend in dem Arbeitsraum gefördert wird, wird das Imprägniermittel direkt in das aufgelockerte Faserma- terial eingebracht. Verluste, die auftreten, wenn Imprägniermittel nicht in dem Fasermaterial eingebracht wird, sondern beispielsweise auf die Innenwandung des Arbeitsraums, sind vermieden. Hierdurch ist auch sichergestellt, daß möglichst wenig Additiv zur Imprägnierung des Fasermaterials verwendet werden muß. Auf diese Weise trägt das Verfahren zur Kosteneinsparung bei.

Die Vermeidung des unbeabsichtigten Verteilens von Imprägniermittel auf die Innenbereiche des Arbeitsraumes trägt weiterhin dazu bei, daß der Verschleiß der Anlage vermindert wird, da weniger Verschmutzung der Bauteile in dem Arbeitsraum auftritt. Deshalb können die Reinigungsintervalle verlängert werden. Die Ablagerung von Imprägniermittel auf solchen Bauteilen kann darüber hinaus zur Beschädigung dieser Bauteile führen, beispielsweise aufgrund der chemisch aggressiven Wirkung des Additivs.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Imprägniermittel als hochkonzentrierte Lösung / Emulsion des mindestens einen Additivs über die

eine oder alle Düsen eingebracht wird. Im Unterschied zum Stand der Technik ist es bei dem vorgeschlagenen Verfahren möglich, hochkonzentrierte Lösungen / Emulsionen des mindestens einen Additivs einzubringen. 40- oder 50-prozentige Lösungen / Emulsionen können verwendet werden. Auf diese Weise wird der Anteil von verteil- tem Lösungsmittel minimiert, wodurch die Gesamtfeuchte der imprägnierten Fasern möglichst gering gehalten werden kann.

Eine möglichst homogene Verteilung des Imprägniermittels auf den zu imprägnierenden Fasern wird bei einer Weiterbildung der Erfindung dadurch unterstützt, daß das Imprägniermittel als Nebel eingebracht wird, beispielsweise als Sprühnebel oder Gischt.

Ein gezielter und materialsparender Einsatz des Additivs ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Menge des mit dem Imprägniermittel einge- sprühten mindestens einen Additivs in Abhängigkeit von einem Feststoffgehalt der dosierten Mengen des in dem Arbeitsraum eingebrachten aufgelösten Fasermaterials bestimmt wird. Hierbei wird vorzugsweise so vorgegangen, daß auf Basis einer Wägung das Gewicht des Feststoffs des Fasermaterials bestimmt wird und anschließend die Menge des Additivs ermittelt wird, welche zur Erzielung einer gewünschten Im- prägnierung des Fasermaterials notwendig ist. Eine solche Verfahrensgestaltung unterstützt wiederum einen effizienten Einsatz des mindestens einen Additivs.

Zweckmäßig ist vorgesehen, als das mindestens eine Additiv mit dem Imprägniermittel ein Flammschutzmittel und / oder ein Schimmelschutzmittel einzubringen. Mit Hilfe des Verfahrens können grundsätzlich beliebige Additive im wesentlichen homogen über die zu imprägnierenden Fasern verteilt werden. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß entlang der Förderstrecke über die Mischköpfe Imprägniermittel mit verschiedenen Additiven eingebracht werden. Auf diese Weise ist eine nacheinander durchgeführte Imprägnierung des Fasermaterials mit unterschiedlichen Additiven ermöglicht. So kann in einem ersten Abschnitt der För-

derstrecke das Fasermaterial beispielsweise mit einem Flammschutzmittel imprägniert werden. In einem späteren Abschnitt der Förderstrecke wird dann zusätzlich noch ein Schimmelschutzmittel eingesprüht.

Der materialsparende und effiziente Einsatz des mindestens einen Additivs wird bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch unterstützt, daß die Mischköpfe beim Einbringen des einen oder aller Imprägniermittel fortdauernd von dem vom Einlaß zum Auslaß des Arbeitsraumes geförderten Fasermaterials im wesentlichen umgeben werden. Dieses bedeutet, daß das Einbringen des Imprägniermittels fortdauernd in das lokal aufgelockerte Fasermaterial erfolgt. Es kann sogar vorgesehen sein, im Bereich der Mischköpfe eine jeweilige Sensoreinrichtung vorzusehen, die das Einbringen des Imprägniermittels derart steuert, daß Imprägniermittel nur eingebracht wird, wenn mit Hilfe der Sensoreinrichtung festgestellt wird, daß der Mischkopf von zu imprägnierendem Fasermaterial umgeben ist. Als Sensoreinrichtung kann beispiels- weise ein optischer Sensor verwendet werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das die Mischköpfe umgebende Fasermaterial mit einer an den Mischköpfen gebildeten rotierenden Auflockerungseinrichtung in dem Bereich um die Mischköpfe herum lokal auf- gelockert wird. Auf diese Weise wird eine möglichst optimierte Auflockerung des zu imprägnierenden Fasermaterials erreicht. Die rotierende Auflockerungseinrichtung an den Mischköpfen ist bevorzugt mittels eines rotierenden Bauteils mit einer Um- fangslänge gebildet, die größer als eine gestreckte Länge des längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern ist. Mit Hilfe einer solchen Ab- Stimmung des rotierenden Bauteils in Abhängigkeit von den längsten Fasern wird verhindert, daß die Fasern sich um das rotierende Bauteil wickeln, was einerseits zu einem schlechteren Ergebnis der Imprägnierung führen würde und andererseits zur Beschädigung der Anlage führen kann.

Die lokale Auflockerung des Fasermaterials zum Einsprühen des Imprägniermittels wird bevorzugt dadurch erreicht, daß die rotierende Auflockerungseinrichtung an den Mischköpfen hochtourig rotiert mit einer Drehzahl von etwa 500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise mit einer Drehzahl von etwa 1.000 bis 3.000 Um- drehungen pro Minute, weiter bevorzugt mit einer Drehzahl von etwa 1.500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute.

Um das zu imprägnierende Fasermaterial in dem Arbeitsraum mit einem gewünschten Durchsatz zu fördern und gleichzeitig in einem aufgelockerten Zustand zu erhal- ten, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das eingebrachte Fasermaterial in dem Arbeitsraum entlang der Förderstrecke mittels von der Förder- und Mischeinrichtung umfaßter Mitnahmewerkzeuge gefördert wird, die auf einer in dem Arbeitsraum angeordneten Welle angebracht sind und mit der Welle gedreht werden, um das eingebrachte Fasermaterial von dem Einlaß zu dem Auslaß zu fördern.

Als Welle wird bei einer Fortbildung der Erfindung eine Welle mit einer Umfangs- länge verwendet, die größer als eine gestreckte Länge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern ist. Hierdurch wird verhindert, daß sich die Fasern des zu imprägnierenden Fasermaterials um die Welle wickeln oder es zu einer erhöhten Verfilzung des Fasermaterials kommt.

Das Verfahren kann genutzt werden, um künstliche Fasern oder Naturfasern, insbesondere Fasern nachwachsender Rohstoffe wie beispielsweise Einjahrespflanzen mit einer im wesentlichen homogen verteilten Imprägnierung zu versehen. Im Vergleich zu bekannten Verfahren entfalten sich die Vorteile insbesondere beim Imprägnieren eines Langfasermaterials mit Fasern mit einer Länge von etwa 30mm bis etwa 200mm.

Ausgestaltungen der Erfindung können vorsehen, daß vor dem Einbringen des aufge- lösten Fasermaterials mit Hilfe einer Feuchtigkeitsanalyse eine Grundfeuchte des

Fasermaterials und / oder nach dem Ausbringen des behandelten Fasermaterials mittels einer weiteren Feuchtigkeitsanalyse eine Gesamtfeuchte des behandelten Fasermaterials ermittelt wird. Ausgehend von der Information über die ermittelte Grundfeuchte des eindosierten Fasermaterials kann die Menge an Lösungsmitteln bestimmt werden, die über die Mischköpfe eingebracht wird, so daß das behandelte Fasermaterial dann eine vorbestimmte Gesamtfeuchte aufweist. Die Einhaltung der vorbestimmten Gesamtfeuchte kann mit Hilfe der weiteren Feuchtigkeitsanalyse überprüft werden. Darüber hinaus kann die Information über die Gesamtfeuchte des ausgebrachten Fasermaterials genutzt werden, um über eine optionale, der Imprägnierung nachgeschaltete Trocknung des ausgebrachten Fasermaterials zu entscheiden. Insbesondere kann bestimmt werden, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang eine Nachtrocknung notwendig ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das behan- delte Fasermaterial mit einer Gesamtfeuchte von weniger als etwa 25% aus dem Arbeitsraum ausgebracht wird. Dieses hat den Vorteil, daß das ausgebrachte Fasermaterial ohne weitere Trocknung verarbeitet werden kann, beispielsweise zum Herstellen eines Dämmstoffes.

Das möglichst homogene Verteilen des Imprägniermittels auf dem zu behandelnden Fasermaterial wird bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch unterstützt, daß die eine oder alle Düsen zum Ausbringen des Imprägniermittels als eine Rotationsdüse ausgeführt sind. Die Verwendung von Rotationsdüsen hat insbesondere auch den Vorteil, daß nach dem Stoppen der Zuführung von Imprägniermit- tel zu der Rotationsdüse in kürzester Zeit Restbestände des Imprägniermittels aus der Rotationsdüse aufgrund der Zentrifugalkraft austreten, so daß ein späteres Nachtropfen aus der Düse verhindert ist. Darüber hinaus ist es in diesem Fall nicht notwendig die Düse mit Hilfe mechanischer Mittel zu verschließen. Eine oder mehrere Rotationsdüsen können an den Mischköpfen als getrennt drehbare Düsen gebildet sein. Besonders bevorzugt ist jedoch, daß die eine oder alle Düsen eines Mischkopfes in

dem rotierenden Bauteil gebildet sind, welches seinerseits Teil der Auflockerungseinrichtung ist. Auf diese Weise ist eine Integration der einen oder aller Düsen in die Auflockerungseinrichtung / das rotierende Bauteil erreicht. Bei dieser Ausführung kann zweckmäßig vorgesehen sein, daß die eine oder alle Düsen als eine jeweilige öffnung an der Auflockerungseinrichtung gebildet sind, welche über einen Zuführkanal mit dem auszubringenden Imprägniermittel versorgt wird. Zum Ausbringen kann das Imprägniermittel mit einem Druck beaufschlagt werden. Alternativ oder in Kombination hiermit kann das Ausbringen des Imprägniermittels auch infolge der beim Drehen der Rotationsdüse wirkenden Zentrifugalkraft erfolgen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Imprägnieren eines

Fasermaterials;

Fig. 2 einen Eingangsabschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 im Detail; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Mischtrommel der Vorrichtung nach Fig. 1, die mit zu imprägnierendem Fasermaterial befüllt ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Imprägnieren eines Fasermaterials mit einem Imprägniermittel, welches als eine Lösung oder eine Emulsion ein oder mehrere Additive enthält. Das Imprägniermittel wird als Flüssigkeit verdüst. Mit Hilfe der Imprägnierung werden beispielsweise ein Flammschutz und / oder ein Schimmelschutz für die imprägnierten Fasern ausgebildet.

Bevor das zu imprägnierende Fasermaterial der Behandlung mit dem flüssigen Imprägniermittel ausgesetzt wird, wird das Fasermaterial mit Hilfe einer Auflöseeinrichtung 1 vereinzelt. Das aufgelöste Fasermaterial wird anschließend mit Hilfe einer

Dosiereinrichtung 2 in dosierten Mengen einem Einlaß 3 eines Durchlaufmischsystems 4 zugeführt, vorzugsweise kontinuierlich.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Auflöseeinrichtung 1 und der Dosier- einrichtung 2 im Detail. Gemäß Fig. 2 wird das aufgelöste Fasermaterial mit Hilfe einer Waage 2a gewogen und über ein Förderband 5 dem Einlaß 3 in dosierten Mengen zugeführt.

Um den Feststoffgehalt des zu imprägnierenden Fasermaterials zu ermitteln, wird das Fasermaterial in aufgelöstem, wahlweise vereinzeltem, oder nicht aufgelöstem Zustand einer Feuchtigkeitsanalyse unterzogen, so daß eine Grundfeuchte des zu imprägnierenden Fasermaterials ermittelt wird. Unter Verwendung der Information über die Grundfeuchte und des Gewichts einer dosierten Menge des Fasermaterials kann der Feststoffgehalt der dosierten Menge ermittelt werden. Diese Information wird verwendet, um eine Menge an Additiv zu bestimmen, die nach dem Einbringen der dosierten Menge über den Einlaß 3 zum Imprägnieren der eingebrachten Menge an Fasermaterial mit dem flüssigen Imprägniermittel versprüht wird. Die Information über die Grundfeuchte des eingebrachten Fasermaterials kann darüber hinaus dazu verwendet werden, eine Menge an Lösungsmittel des Imprägniermittels zu bestim- men, die für das behandelte Fasermaterial die Einhaltung eines Maximalwertes für die Grundfeuchte des behandelten Fasermaterials sicherstellt. Tabelle 1 zeigt Beispiele für die Bestimmung des zuzugebenden Additivs und / oder des zu verwendenden Lösungsmittels in Abhängigkeit von einem bestimmten Feststoffgehalt.

Tabelle 1

Gemäß Fig. 1 gelangt das durch den Einlaß 3 in dosierten Mengen eingebrachte Fasermaterial in einen Arbeitsraum 6, der in einer Mischtrommel 7 gebildet ist. In der Mischtrommel 7 ist mittig eine Welle 8 angeordnet, auf der Mitnahmewerkzeuge 9 montiert sind, die mit Hilfe der Welle 8 gedreht werden. Mit Hilfe der Welle 8 und der Mitnahmewerkzeuge 9 ist eine Misch- und Fördereinrichtung 10 gebildet, um das über den Einlaß 3 eingebrachte Fasermaterial von dem Einlaß entlang einer Förderstrecke 11 zu einem Auslaß 12 zu fördern. Die Anzahl und die Kontur der Mitnahmewerkzeuge 9 ist auf die Eigenschaften des zu imprägnierenden Fasermaterials abgestimmt. Hierbei spielen insbesondere die Faserart und die Länge der Fasern eine

wesentliche Rolle. Indem die Mitnahmewerkzeuge 9 versetzt auf der Welle 8 angeordnet sind, wird gewährleistet, daß die Fasern ohne Verfilzung entlang der Förderstrecke 11 zum Auslaß 12 gefördert werden.

Der Durchmesser der Mischtrommel 7 und seine Länge sind spezifisch auf eine ge- wünschte Durchsatzmenge an Fasermaterial und die Eigenschaften des Fasermaterials abgestimmt. Darüber hinaus wird die Durchsatzleistung durch die Drehzahl der Welle 8 beeinflußt.

Auf der Innenseite der Mischtrommel 7 sind mehrere Mischköpfe 13 entlang der Förderstrecke 11 angeordnet. Die Mischköpfe 13 verfügen jeweils über ein rotierendes Bauteil 14 und eine Düse 15, die in das rotierende Bauteil 14 integriert ist. Die Düse 15 ist in dem rotierenden Bauteil 14 als eine öffnung mit einem dahinter liegenden Zuführkanal gebildet, durch den das auszubringende Imprägniermittel zugeführt wird. Das zu imprägnierende Fasermaterial wird beim Fördern entlang der För- derstrecke 11 an den Mischköpfen 13 vorbei und diese umgebend zum Auslaß 12 gefördert. Dadurch, daß das zu imprägnierende Fasermaterial auf seinem Weg entlang der Förderstrecke 11 an den Mischköpfen 13 vorbei geführt wird, erfolgt eine lokale Auflockerung des Fasermaterials um die Mischköpfe 13 herum, nämlich mit Hilfe des jeweiligen rotierenden Bauteils 14, welches als Auflockerungseinrichtung wirkt. An dem rotierenden Bauteil 14 sind Vorsprünge gebildet, die zur Mitnahme von Fasern dienen, wodurch die Auflockerung unterstützt wird. In das so lokal aufgelockerte Fasermaterial wird über die Düse 15 das flüssige Imprägniermaterial direkt in das Fasermaterial eingesprüht. Jeder der Mischköpfe 13 kann über eine oder mehrere Düsen verfügen.

Zur Optimierung der lokalen Auflockerung des zu imprägnierenden Fasermaterials werden die rotierenden Bauteile 14 hochtourig gedreht mit einer Drehzahl von etwa 500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise mit einer Drehzahl von etwa 1.000 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute, weiter bevorzugt mit einer Drehzahl von etwa 1.500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute. Die gewünschte Drehzahl wird in

Abhängigkeit vom Durchmesser des rotierenden Bauteils 14 und dem Fasermaterial eingestellt. Eine Umfangslänge des rotierenden Bauteils 14 ist größer als eine gestreckte Faserlänge der längsten von dem zu imprägnierenden Fasermaterial umfaßten Fasern, so daß sich die Fasern nicht um das rotierenden Bauteil 14 wickeln. In ähnlicher Weise ist die Umfangslänge der Welle 8 in Abhängigkeit von der Faserlänge abgestimmt, um ein Umwickeln der Welle 8 mit den Fasern zu verhindern.

Die oben beschriebene Abstimmung zwischen eindosierter Menge an Fasermaterial und dem zugegebenen Additiv und dem verwendeten Lösungsmittel erlaubt es, eine vorgegebene Gesamtfeuchte der behandelten Fasern sicherzustellen. Bevorzugt ist diese Gesamtfeuchte kleiner als 25%. Optional kann vorgesehen sein, dem Auslaß 12 eine Trocknungseinrichtung (nicht dargestellt) nachzuschalten, in welcher die behandelten Fasern zur weiteren Verminderung der Gesamtfeuchte getrocknet werden.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Mischtrommel 7 in gefülltem Zustand. Das dosiert eingebrachte Fasermaterial befällt den Arbeitsraum 6 bis zur Höhe der Welle 8. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Mischkopf 13 von dem Fasermaterial umgeben ist, so daß das flüssige Imprägniermittel direkt in das Fasermaterial eingedüst wird.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung können sowohl künstliche Fasern als auch Naturfasern mit einer homogen verteilten Imprägnierung versehen werden. Auf diese Art und Weise imprägnierte Fasern können anschließend für beliebige Anwendungszwecke weiterverarbeitet werden. Die homogen imprägnierten Fasern werden vor- zugsweise für die Herstellung von Dämmstoffen verwendet, beispielsweise in Form von Matten.

- Bezugszeichen -

Aufstellung der Bezugszeichen:

1 Auflöseeinrichtung

2 Dosiereinrichtung

2a Waage

3 Einlaß

4 Durchlaufmischsystem

5 Förderband

6 Arbeitsraum

7 Mischtrommel

8 Welle

9 Mitnahmewerkzeuge

Misch- und Fördereinrichtung 1 Förderstrecke

Auslaß

Mischköpfe rotierendes Bauteil

Düse

- Patentansprüche -