Die Erfindung betrifft außerdem eine Presswalzenanordnung zur Behandlung einer sich relativ zur Presswalzenanordnung bewegenden Fasermasse, umfassend eine Press- walze mit einer Pressmantelfläche, durch die in Betrieb in einer Presszone ein auf die Fasermasse einwirkender Pressdruck erzeugt ist, und mit einer Imprägniereinrichtung, durch die im Betrieb ein Behandlungsfluid der Fasermasse zugeführt ist, wobei im Be- trieb die Presszone einen Expansionsbereich ausbildet, in welcher der Pressdruck in Bewegungsrichtung der Fasermasse abnimmt.

Als Pressmantelfläche wird diejenige Fläche bezeichnet, die als gedachte oder tatsäch- lich vorhandene Mantelfläche die Presszone zur Ober-oder Unterseite der Fasermasse begrenzt, also diejenige idealisierte Hüllfläche, über die der Pressdruck auf die Faser- masse einwirkt.

Zur Herstellung der von der Erfindung betroffenen Fasermassen wird gewöhnlicherwei- se eine polymere Masse aufgeschmolzen oder in einem Lösungsmittel gelöst und an- schließend über Spinnvorrichtungen zu Endlosfäden verzogen. Zur Herstellung der End- losfäden sind verschiedene Spinnprozesse wie Trocken-, Nassspinnverfahren oder eine Kombination aus Trocken-und Nassspinnverfahren möglich. Die Spinnfäden werden dabei in einer Spinnmaschine erzeugt und von dieser mittels eines oder mehrerer Ab- zugsorgane abgezogen, wobei sie gleichzeitig zu Fadenbündeln bzw.-kabeln geformt werden. Danach werden die Filamente in weiteren Bearbeitungsschritten gewaschen und nachbehandelt.

Vor der Nachbehandlung wird beispielsweise bei der Herstellung von Stapelfasern das von der Spinnmaschine abgezogene Kabel aus parallel angeordneten Endlosfäden ei- ner Schneidvorrichtung zugeführt. Nach dem Verlassen der Schneidvorrichtung wird in der Regel aus den einzelnen Stapelfasern ein Faservlies gebildet und zur Weiterbe- handlung auf einer Transportvorrichtung abgelegt.

Die Stapel werden durch Stapelschneidmaschinen erzeugt, beispielsweise im Trocken- schnitt durch die in"Ullman-Band 11, Fasern-Herstellungsverfahren", Seiten 249-289, beschriebene Maschine.

Viskosefasern werden als zellulosische Regeneratfasern in der Regel in wässrigen Me- dien ersponnen. Zur Stapelfasererzeugung aus dem endlos gesponnenen Faserkabel eignen sich z. B. eine Schneidmaschine, welche im Wesentlichen aus einem Walzenpaar für die Zuführung des Spinnkabels zum Schneidapparat, dem eigentlichen Schneidap- parat und einer Stapelfaserabschwemmvorrichtung besteht. Der Schneidapparat zieht das vom Abzugsorgan zugeführte Kabel mittels eines Wasserstrahlinjektors zu den hori- zontal rotierenden Schneidmessern. Die Schneidmesser bleiben während des Schneid- vorgangs durch fortwährendes Nachschleifen schnitthaltig. Darüber hinaus erfolgt durch die Wasserstrahizuführung eine erste Auflösung der beim Schnittvorgang entstehenden Stapelfaserpakete vor dem Aufschwemmen der Stapelfaserpakete an der Nachbehand- lungsmaschine. Eine derartige Maschine wird beispielsweise von der Firma Ing. A. Mau- rer S. A. hergestellt.

Die Nachbehandlung von beispielsweise Viskosefasern kann bzw. muss über mehrere Behandlungsschritte erfolgen. Dabei werden in Nachbehandlungsmaschinen für Visko- sefasern typischerweise die folgenden Behandlungsschritte unter Zufuhr eines Behand- lungsfluids durchgeführt : Entsäuerung, Entschwefelung, Wäsche, Bleiche und Wäsche, Antichlorbehandlung, Wasserwäsche sowie Aufbringen von Avivage bzw. einer Fettauf- lage. Diese Behandlungsschritte werden gewöhnlicherweise in einer Vorrichtung durch- geführt, zu der die geschnittene Stapelfaser, auch als"Flocke"bezeichnet, aus der Schneidmaschine über eine Einschwemmvorrichtung unter Bildung einer möglichst gleichmäßig verteilten Vliesauflage gelangt.

Die Vorrichtung zur Behandlung der Fasermasse ist herkömmlicherweise als ein langes Aggregat ausgebildet, in dem die zu einem gleichmäßigen Vlies verteilte Fasermasse bzw. Fasermasse auf einer Transporteinrichtung durch die einzelne Behandlungszone hindurchgefördert wird. Als Transporteinrichtung kann dabei ein Bandförderer mit bei- spielsweise einem endlosen Siebband oder einem endlosen Drahtgewebegurt, ein Schwingförderer oder ein Exzenter-Rastenförderer verwendet werden.

Bei der Behandlung der Fasermasse muss darauf geachtet werden, dass die in den ein- zelnen Behandlungsschritten zugeführten Behandlungsfluide im aufgeschwemmten Vlies rasch und homogen verteilt werden.

Gleichzeitig ist es von Vorteil, wenn vor der Durchführung eines Behandlungsschrittes das Behandlungsfluid aus dem vorangegangenen Behandlungsschritt möglichst voll- ständig aus der Fasermasse entfernt wurde.

Zum Entfernen eines Behandlungsfluids aus der Fasermasse wird herkömmlicherweise eine Presswalzenanordnung verwendet, die auf die Fasermasse einen Pressdruck aus- übt. Durch den Pressdruck wird das Behandlungsfluid aus der Fasermasse abgepresst.

Im darauffolgenden Behandlungsschritt wird die abgepresste Fasermasse dann mit dem diesen Behandlungsschritt zugeordneten Behandlungsfluid imprägniert. Durch die Presswalzenanordnung werden also zwei aufeinanderfolgende Behandlungsschritte voneinander getrennt.

In dem Bereich, in dem der Pressdruck auf die Fasermasse einwirkt, d. h. der Presszo- ne, bildet sich kurz hinter der Stelle des höchsten Pressdruckes ein Bereich aus, in der in Förderrichtung der Fasermasse der Pressdruck abnimmt. Dieser Bereich wird als Ex- pansionsbereich bezeichnet.

Um die Fasermasse mit dem Behandlungsfluid zu benetzen, wird herkömmlicherweise die Fasermasse auf einer Transportvorrichtung unterhalb von Berieselungswannen ge- führt. Unmittelbar nach dem Abpressen wird das Behandlungsfluid auf die Fasermasse durch darüberliegende Berieselungsanlagen aufgetropft. Das Auftropfen des Behand- lungsfluides bewirkt jedoch eine nur ungleichmäßige Imprägnierung und Benetzung der gerade abgepressten Fasermasse.

Ein spezielles Problem tritt bei der Herstellung von Zellulosefasern bzw. Faservliesen aus Zellulosefasern auf, die durch ein NMMO-oder Lyocell-Verfahren hergestellt wer- den. Dabei wird eine Spinnlösung enthaltend Wasser, Zellulose und tertiäres Aminoxid zu einem Endlosfaden extrudiert und verstreckt.

Bei der Verstreckung sind die Zellulosefäden einer hohen mechanischen Beanspru- chung ausgesetzt. Die nach dem NMMO-oder Lyocell-Verfahren hergestellten Filament und Stapelfasern weisen eine hohe Kristallinität bzw. Orientierung der cellulosischen Moleküle auf. Bedingt durch diese vom Herstellungsprozess stammenden Produktei- genschaften neigen Lyocell Fasern zur Fibrillierung. Fibrillierung bedeutet, dass sich aufgrund der starken Kristallinität und Orientierung von der kreisförmigen Faseroberflä- che einer Einzelfaser kleine Fibrillen abspalten. Die Fibrillenbildung setzt sich entlang der Faserachse fort.

Um die Fibrillierungsneigung zu verringern, kann die Faser mit chemischen Vernetzern, welche die fibrillären Elemente an den Faserstammkörper binden, behandelt werden. In der Regel wird ein Vernetzungs-oder Crosslinking-Prozess so gesteuert, dass das zel- lulosische Faserkabel mit einem chemischen Vernetzungsmittel imprägniert wird und die Vernetzungsreaktion durch Bedämpfung bei höheren Temperaturen gestartet wird.

Die Vernetzungsmittel müssen nach der Faserherstellung homogen in die Fasermasse eingebracht, die Faser gegebenenfalls temperiert und in nachfolgenden Behandlungs- schritten aus der Faser ausgewaschen werden. Außerdem muss die Zellulosefaser, wie andere nicht-zellulosische Fasern auch, aviviert und getrocknet werden.

Problematisch bei dieser Behandlung ist, dass die Vernetzungsmittel zu spontanen chemischen Abbau-bzw. Hydrolyse-Reaktionen neigen, da die Chemikalien im wässri- gen Milleu hydrolysieren bzw. nicht lange Zeit beständig sind. Wenn die Reaktionspa- rameter-beispielsweise die Reaktionsgeschwindigkeit oder die Reaktionstemperatur- nicht exakt eingehalten werden kann es ebenfalls zu Abbau-und Zersetzungsreaktionen kommen. Daher muss das Vernetzungsmittel in abgeschlossenen Bereichen unter mög- lichst exakter Steuerung des Reaktionsverlaufs eingebracht werden. Üblicherweise er- fordern die Vernetzungsmittel ein schnelles Einbringen in die Zellulosefaser mit an- schließender schneller Temperierung sowie nachfolgend einer möglichst schnellen Auswaschung der Restchemikalien mit gleichzeitiger Abkühlung. Während der soge- nannten Vernetzung wirken auf die Fasermasse erhöhte Temperaturen sowie basische oder saure Flüssigkeiten. Die chemische Reaktion der Cellulose mit dem Vernetzer läuft bei erhöhten pH Werten (beispielsweise ca. 11-14) ab, wodurch es zu einer Hydrolyse des Vernetzungsmittels kommt. Die Zersetzungsneigung des Vernetzers kann durch möglichst tiefe Temperaturen im Vernetzungsbad zurückgedrängt werden. Die tiefen Temperaturen können in oder vor der Abpressvorrichtung eingestellt werden. Nach der thermischen Fixierung des Vernetzers, d. h. Abreagieren des Vernetzers mit den Cellu- loseketten zwischen ca. 20 und 98 °C muss zur Schonung der zellulosischen Faser das Alkali aus der Fasermasse entfernt werden.

Durch die hohe Faserdichte und Faserquellung bei zellulosischen Fasermassen sind zudem lange Verweilzeiten zum Durchdringen der Fasermasse notwendig, da nur eine geringe geodätische Höhe der darüberliegenden Flüssigkeit auf das Faservlies wirkt und die Druckverluste des Faservlieses nur über eine lange Einwirkdauer des Fluides über- wunden werden können.

Das herkömmliche Verfahren und die herkömmliche Vorrichtung, bei denen die abge- presste Fasermasse mit einem Behandlungsfluid lediglich berieselt wird, reichen zu ei- ner genauen Steuerung der Prozessparameter gerade bei chemisch leicht reagierenden bzw. sich zersetzenden Behandlungsfluiden, wie Vernetzungsmitteln, nicht aus.

In Anbetracht der üblicherweise zur Behandlung von Fasermassen eingesetzten Verfah- ren und Vorrichtungen liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren bzw. die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, dass eine möglichst schnelle und homogene Verteilung des Behandlungsfluids, des Tempe- rierungsmittels (Heißwasser, Heißdampf sowie ggf. andere Wärmeträger) sowie diverser Waschmedien in der Fasermasse und damit auch eine exakte Prozesssteuerung mög- lich ist.

Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Behandlungsfluid im Expansionsbereich durch die Pressmantelfläche hindurch in die Fasermasse geleitet wird.

Bei der eingangs genannten Presswalzenanordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Presswalzenanordnung im Expansionsbereich Öffnungen aufweist, durch die im Betrieb das Behandlungsfluid durch die Pressmantelfläche hindurch in die Faser- masse geleitet ist.

Diese Lösung ist einfach und hat den Vorteil, dass sich das Behandlungsfluid sehr schnell und homogen in der abgepressten und verdichteten und sich in der Expansions- zone entspannenden Fasermasse verteilt. Da im Expansionsbereich der Pressdruck in Bewegungsrichtung der Fasermasse abnimmt, saugt in diesem Bereich die Fasermasse das Behandlungsfluid selbsttätig durch die Pressmantelfläche hindurch an. Somit findet eine gleichmäßige und schnelle Durchdringung der abgepressten Fasermasse mit dem Behandlungsfluid bereits in der Presszone statt. Dadurch wird der Behandlungsprozess kontrollierbarer und ist leichter zu steuern.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den weiteren Vorteil, dass die Baulänge einer Be- handlungsmaschine wesentlich verkürzt werden können. Im Gegensatz zu den her- kömmlichen Maschinen, bei denen aufgrund der Berieselung eine Durchdringung der Fasermasse nur über eine lange Einwirkzeit und einen entsprechend längeren Trans- portweg der Fasermasse durch die Behandlungszone möglich ist, kann sich bei der er- findungsgemäßen Lösung aufgrund der sofortigen Durchdringung der nächste Behand- lungsschritt unmittelbar an das Imprägnieren der Fasermasse mit dem Behandlungsfluid anschließen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es also möglich, das Presswerk ähnlich einem Walzwerk aufzubauen, bei dem die einzelnen Walzen in Walzrichtung unmittelbar auf- einander folgen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können demnach bei der Behandlung der Fasermasse mehrere Behandlungsschritte hintereinander ausgeführt werden, indem die Fasermasse nacheinander durch mehrere Presswalzenanordnungen geleitet wird, wobei jeweils bei einer Presswalzenanordnung ein erstes Behandlungsfluid in der Kompressionszone aus der Fasermasse abgepresst und die Fasermasse in der Expansionszone mit einem zweiten Behandlungsfluid imprägniert wird.

Die Fasermasse kann mittels eines separaten Fördermittels beispielsweise in Form ei- nes Förderbandes durch die Presszone transportiert werden, wobei sich die Presswalze passiv mitdreht. Die Presswalze kann aber auch mit einem eigenen Antriebsmittel ver- sehen sein. In diesem Fall kann auf ein separates Fördermittel verzichtet werden, da die Presswalze selbst das Fördermittel bildet. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Press- walze können dabei zwischen 0,1 und 400 m/min, bevorzugt zwischen 0,1 und 60 m/min, insbesondere zwischen 0,1 und 10 m/min liegen. Mit diesen Umfangsgeschwin- digkeiten kann in einer Behandlungszone eine Faserdurchsatz von 10 bis 1500 kg/(m2 h), bevorzugt zwischen 10 und 1200 kg/(m2 h) erreicht werden. Der Faserdurchsatz er- rechnet sich aus dem Gewicht der Fasermasse im absolut trockenen Zustand geteilt durch die Verweilzeit je Behandlungsfeld und ist abhängig von der Länge des Behand- lungsfelds.

Vor dem Expansionsbereich kann die Fasermasse in der Presszone durch einen Kom- pressionsbereich geleitet werden, in dem der Pressdruck in Durchleitungsrichtung der Fasermasse zunimmt, so dass ein bereits in der Fasermasse vorhandenes Behand- lungsfluid abgepresst wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann im Kom- pressionsbereich das abgepresste Behandlungsfluid aus der Fasermasse durch die Pressmantelfläche abgeleitet werden. Dazu kann beispielsweise eine Absaugeinrichtung vorgesehen sein, durch die im Betrieb das Behandlungsfluid aus dem Kompressionsbe- reich abgesaugt wird. Anstelle einer Absaugeinrichtung können allerdings auch lediglich Öffnungen in der Pressmantelfläche vorgesehen sein, durch die aufgrund des im Kom- pressionsbereich in Behandlungsrichtung zunehmenden Pressdruckes das Behand- lungsfluid selbsttätig hindurchtritt, so dass nach Durchtritt der Fasermasse durch die Presszone nahezu kein Behandlungsfluid aus dem vorangegangenen Behandlungs- schritt mehr in der Fasermasse vorhanden ist.

Der Liniendruck, mit dem eine erfindungsgemäße Presswalze in die Fasermasse ge- drückt wird, beträgt bis zu 100 N pro mm Walzenbreite.

Ergänzend oder alternativ zur Ableitung oder Absaugung des Behandlungsfluids in der Kompressionszone kann auch Behandlungsfluid in der Kompressionszone zum Ausspü- len der Fasermasse vor dem Abpressen in die Fasermasse durch die Pressmantelfläche hindurch geleitet werden. Beispielsweise kann die Fasermasse in der Kompressionszo- ne mit dem in der Expansionszone der vorgeschalteten Presswalze zugeführten Be- handlungsfluid ausgespült werden, so dass kein Behandlungsfluid von dem Behand- lungsschritt, der in Transport-oder Förderrichtung der Fasermasse durch die Vorrich- tung vor der Kompressionszone angeordnet ist, in den Behandlungsschritt verschleppt werden, der in Förderrichtung hinter der Expansionszone angeordnet ist.

Eine gründliche und gleichmäßige Imprägnierung der Fasermasse mit dem Behand- lungsfluid lässt sich dann erreichen, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestal- tung das Behandlungsfluid unter Druck zum Beispiel durch im Pressbereich angeordne- te Düsen in Kompressions-und/oder Expansionsbereich in die Fasermasse gepresst wird. Der auf die Presswalzenbreite bezogene Flüssigkeitsdurchsatz kann zwischen 0,1 und 125 m3/ (h m), bevorzugt zwischen 0,1 und 50 m3/ (h m), insbesondere zwischen 0,1 und 20 m3/ (h m) liegen.

Eine besonders kompakte Bauweise lässt sich erzielen, wenn die Imprägniereinrichtung, durch die das Behandlungsfluid der Fasermasse zugeführt wird, zumindest abschnitts- weise innerhalb der Presswalze angeordnet ist. Dabei kann das Behandlungsfluid ge- mäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung aus dem Inneren der Presswalze durch Öffnungen in die Fasermasse geleitet werden. Hierzu kann die Presswalze an ihrer der Fasermasse zugewandten Oberfläche mit Öffnungen versehen sein, durch die das Be- handlungsfluid in die Fasermasse geleitet wird. Die Öffnungen können regelmäßig oder unregelmäßig in der Oberfläche der Presswalze ausgebildet sein und beispielsweise einen im Wesentlichen düsenförmigen Querschnitt aufweisen. Der Öffnungsgrad der Walz, also das Verhältnis der von den Öffnungen eingenommenen Flächen zur gesam- ten Oberfläche der Walze kann zwischen 1 und 95%, vorzugsweise zwischen 3 und 90%, besonders bevorzugt zwischen 3 und 85%.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Presswalze aber auch an ihrer der Fa- sermasse zugewandten Fläche Rippen ausbilden, die zumindest abschnittsweise die Pressmantelfläche bilden und zwischen denen im Betrieb das Behandlungsfluid in die Fasermasse einleitbar ist. Diese Rippen können sich gemäß weiteren Ausgestaltungen im Wesentlichen quer zu oder im Wesentlichen in Bewegungsrichtung der Fasermasse erstrecken.

Um ein Verschleppen des Behandlungsfluids von den beiden durch die Presswalzenan- ordnung getrennten Behandlungsschritten zu vermeiden, können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Rippen als ein Wehr ausgebildet sein, das einer Strö- mung des Behandlungsfluids durch die Presswalze hindurch vom Kompressionsbereich zur Expansionszone und damit einem Verschleppen entgegenwirkt. Dies ist insbesonde- re bei quer zur Bewegungsrichtung der Fasermasse verlaufenden Rippen möglich Hier- zu kann die Höhe der Rippen so bemessen sein, dass in der Presszone ein oberes, der Fasermasse abgewandtes Ende einer Rippe im Wesentlichen zwischen dem Kompres- sionsbereich und dem Expansionsbereich stets über das Niveau des Behandlungsfluids im Kompressionsbereich und/oder Expansionsbereich ragt.

Insbesondere bei der Ausgestaltung der Presswalze mit voneinander beabstandeten, vorzugsweise quer zur Förderrichtung der Fasermasse verlaufenden Rippen können im Inneren der Presswalze gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung Sprühdüsen integriert sein, durch die das Behandlungsfluid im Betrieb in Nebel-oder Strahiform auf die Fasermasse vorzugsweise in der Presszone gerichtet ist. Um eine Förderung des Behandlungsfluids aus dem Kompressionsbereich durch die sich drehende Presswalze in den Expansionsbereich zu verhindern, können die Düsen dabei auch auf den Kom- pressionsbereich gerichtet sein, um das dort vorhandene Behandlungsfluid zu verwäs- sern oder zu verdrängen. Eine vollständige Benetzung der Fasermasse durch das von den Sprühdüsen abgegebene Behandlungsfluid wird erreicht, wenn sich der Sprühkegel der Düsen im Bereich der Fasermasse bzw. in der Presszone im Wesentlichen über- lappt.

Je nach Art des verwendeten Behandlungsfluids, nach Größe und Gewicht der Faser- masse sowie nach Zusammensetzung der Fasermasse kann es notwendig sein, den Bereich zu verstellen, über den das Behandlungsfluid durch die Pressmantelfläche hin- durch auf die Fasermasse geleitet wird. Hierzu kann die Imprägniereinrichtung eine Ver- stelleinrichtung aufweisen, durch welche die Größe und die Orientierung des Austrittsbe- reichs des Behandlungsfluids in der Pressmantelfläche verstellt wird. Die Verstelleinrich- tung kann hierzu gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung als ein in der Press- walze angeordneter Abdeckkörper mit einem Schlitz ausgestaltet sein, der denjenigen Teil des Pressmantelfläche oder der Presswalze abdeckt, durch den kein Behand- lungsfluid treten soll. Dieser Abdeckkörper kann beispielsweise als ein mit einem Längs- schlitz versehener, in der Presswalze drehbar gehaltener rohrförmiger Körper ausgestal- tet sein.

Anstelle oder zusätzlich zu einer Zuleitung des Behandlungsfluids aus dem Inneren der Presswalze kann die Imprägniereinrichtung eine Zuleitung aufweisen, durch die im Be- trieb das Behandlungsfluid von außerhalb der Presswalze im Wesentlichen bis in den Expansionsbereich geleitet ist. Diese Zuleitung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens in der Presszone zumindest abschnittsweise zwischen zwei sich im Wesentlichen in Bewegungsrichtung der Fasermasse erstreckenden Rippen angeordnet sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn der der Pressmantelfläche zugewandte Abschnitt der Zuleitung im Wesentlichen bündig mit den Rippen abschließt, so dass die Pressmantelfläche möglichst glatt ist und wenig Reibwiderstand gegenüber der Faser- masse bietet.

Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Presswerk zur Behandlung von Fasermassen, mit wenigstens einer Presswalzenanordnung zum Pressen der Fasermassen und mit einem Fördermittel zum Transport der Fasermassen durch das Presswerk, wobei eine Presswalzenanordnung gemäß einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen ver- wendet wird.

Bei einem Presswerk mit mehreren in Förderrichtung der Fasermasse hintereinander angeordneten Presswalzenanordnungen können diese unmittelbar aneinander folgen.

Das Presswerk und die Presswalzenanordnung können mit einer Fasermasse betrieben werden, deren Gewicht absolut trocken pro Flächeneinheit zwischen 0,1 bis 20 kg/m2, vorzugsweise 0,1 bis 10 kg/m2 beträgt. Als Fasermassen können Kabel oder schwere, dicke Vliese nachbehandelt werden.

Als Behandlungsfluide können reines Wasser, wässrige organische oder anorganische Lösungsmittel, wässrige oder konzentrierte Laugen und Säuren, Bleichechemikalien, Präparationsmittel bzw. inerte Gase, dampfförmige Medien, Heiz-oder Kühlmedien so- wie Lösungsmitteldämpfe verwendet werden.

Gegenüber der Presswalze kann beim Presswerk im Bereich der Presszone eine weite- re Presswalze angeordnet sein, die als Gegendruckmittel zur Aufnahme des Pressdru- ckes dient. Diese zweite Presswalze kann dieselbe Ausgestaltung aufweisen, wie die oben beschriebene erste Presswalze. Bei dieser Ausgestaltung wird die Fasermasse zwischen den beiden Presswalzen hindurch geleitet.

Als Materialien für die Presswalzen können Metalle oder Kunststoffe verwendet werden, deren Oberfläche gummiert, poliert oder geschliffen sein kann. Um eine Faserschädi- gung zu vermeiden, sollten die Kanten der Presswalzen und gegebenenfalls die Kanten der an der Presswalze angeordneten Öffnungen und Rippen gebrochen sein.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in ihrem Aufbau und ihrer Funktion näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung einer Fasermasse ; Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung im Querschnitt Fig. 3 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 im Querschnitt ; Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presswalzenanord- nung in einer perspektivischen Ansicht ; Fig. 5 das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 im Querschnitt ; Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungemäßen Presswalzenanordnung in einer perspektivischen Darstellung ; Fig. 7 eine stirnseitige Ansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 ; Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung im Querschnitt.

Zunächst wird der Ablauf des Verfahrens zur Herstellung der Fasermasse anhand der Fig. 1 beschrieben.

In einem in Fig. 1 nur schematisch dargestellten System 1 wird eine Extrusionslösung 2 hergestellt. Hierzu wird in einem oder mehreren Mischern eine Suspension aus trocke- ner oder feuchter zerkleinerter Zellulose und Wasser und/oder tertiärem Aminoxid gebil- det. Der Suspension wird unter Einsatz erhöhter Temperaturen bei Unterdruck soviel Wasser abgedampft, dass eine als Extrusionslösung dienende Zelluloselösung entsteht.

In einem Reaktionsbehälter 1 wird eine Extrusionslösung 2 zubereitet. Die Extrusionslö- sung enthält Zellulose, Wasser und tertiäres Aminoxid, beispielsweise N-Methyl- morpholin-N-Oxid (NMMO) sowie gegebenenfalls Stabilisatoren zur thermischen Stabili- sierung der Zellulose und des Lösungsmittels. Stabilisatoren können z. B. sein : Propylga- lat oder alkalisch wirkende Medien oder Mischungen untereinander. Gegebenenfalls können weitere Additive enthalten sein, wie beispielsweise Titandioxid, Bariumsulfat, Grafit, Carboxymethylzellulosen, Polyethylenglykole, Ketin, Ketusan, Alginsäure, Poly- saccharide, Farbstoffe, antibakteriell wirkende Chemikalien, Flammschutzmittel enthal- tend Phosphor, Halogene oder Stickstoff, Aktivkohle, Ruße oder elektrisch leitfähige Ruße, Kieselsäure sowie organische Lösungsmittel als Verdünnungsmittel usw.

Über eine Pumpe 3 wird die Extrusionslösung 2 durch ein Leitungssystem 4 gefördert.

Im Leitungssystem 4 ist ein Druckausgleichsbehälter 5 angeordnet, der Druck-und/oder Volumenstromschwankungen im Leitungssystem 4 ausgleicht, so dass ein Extrusi- onskopf 6 kontinuierlich und gleichmäßig mit der Extrusionslösung 2 versorgt werden kann.

Das Leitungssystem 4 ist mit Temperierungseinrichtungen (nicht gezeigt) versehen, durch welche die Temperatur der hier beispielhaft verwendeten Extrusionslösung 2 ge- nau gesteuert werden kann, sowie mit einer Filtrationseinheit (nicht gezeigt). Dies ist notwendig, da die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Extrusionslösung stark temperaturabhängig sind. So sinkt die Viskosität der Extrusionslösung 2 mit stei- gender Temperatur und/oder steigender Scherrate.

Im Leitungssystem 4 sind des Weiteren Berstschutzeinrichtungen vorgesehen, die auf- grund der Neigung der Extrusionslösung zu einer spontanen exothermen Reaktion not- wendig sind. Durch die Berstschutzeinrichtungen werden im Falle einer spontanen exo- thermen Reaktion Beschädigungen am Leitungssystem 4 und am Druckausgleichsbe- hälter 5 sowie am nachgeschalteten Extrusionskopf 6 vermieden, wie sie aufgrund des Reaktionsdruckes auftreten können.

Eine spontane exotherme Reaktion in der Extrusionslösung 2 tritt beispielsweise bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur sowie bei einer Alterung der Extrusionslö- sung 2 vorzugsweise in Totwassergebieten auf. Um das Auftreten von Totwassergebie- ten und Strömungsablösungen zu vermeiden und eine gleichmäßige Durchströmung des Leitungssystems 4 mit Extrusionslösung sicherzustellen, ist das Leitungssystem 4 im gesamten, von der hochviskosen Extrusionslösung durchströmten Bereich strö- mungsgünstig ausgebildet.

Im Extrusionskopf 6 wird die Extrusionslösung in einen Düsenraum 7 auf eine Vielzahl von Extrusionskanälen 8 in Form von Spinnkapillaren 8 verteilt. Die Spinnkapillaren 8 sind in Reihe, in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene, angeordnet. Durch einen einzigen Extrusionskopf 6 wird somit gleichzeitig eine Vielzahl von Endlosformkörpern hergestellt.

Darüber hinaus kann auch eine Vielzahl von Extrusionsköpfen 6 vorgesehen sein, die jeweils eine Vielzahl von Endlosformkörpern bzw. im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 Spinnfäden ausbilden. In Fig. 1 ist der Einfachheit halber lediglich eine Spinnkapil- lare 8 dargestellt.

Die Spinnkapillare weist üblicherweise einen Innendurchmesser D von weniger als 500 pm, für Spezialanwendungen kann der Durchmesser auch weniger als 100 um, vor- zugsweise um die 50 bis 70 um betragen.

Die von der Extrusionslösung durchströmte Länge L der Spinnkapillare beträgt mindes- tens das Doppelte, höchstens das 100-bis 150-fache des Innendurchmessers D.

Die Spinnkapillare 8 ist zumindest abschnittsweise von einer Heizeinrichtung 9 umge- ben, durch welche die Wandtemperatur der Spinnkapillare 8 steuerbar ist. Die Wand- temperatur der Spinnkapillare 8 beträgt im Betrieb um die 150°C. Die Temperatur der Spinnlösung beträgt im Betrieb zwischen ca. 80 und 130°C. Die Spinnkapillaren 8 kön- nen in beliebiger Form auch in einem Trägerkörper, welcher von außen temperiert wird, angebracht sein, so dass sich hohe Lochdichten im Extrusionskopf 6 ergeben.

Die Heizeinrichtung 9 erstreckt sich vorzugsweise bis zu der in Strömungsrichtung S gelegenen Austrittsöffnung 10 des Extrusionskanals. Dadurch wird die Wand des Extru- sionskanals 8 bis hin zur Extrusionskanalöffnung 10 beheizt.

Durch die direkte oder indirekte Beheizung des Extrusionskanals bildet sich an dessen Innenwand und aufgrund der temperaturabhängigen Viskosität der Extrusionslösung eine gegenüber der Kernströmung niedrigviskose, erwärmte Filmströmung aus. Dadurch werden das Geschwindigkeitsprofil der Extrusionslösung innerhalb des Extrusionskanals 8 und der Extrusionsvorgang positiv so verändert, dass eine verbesserte Schlingenfes- tigkeit und eine verringerte Fibrillierungsneigung der extrudierten Spinnlösung erreicht wird.

Im Extrusionskanal 8 wird die Extrusionslösung extrudiert und tritt danach in Form eines Spinnfadens 11 in einen Luftspalt 12 aus. Der Luftspalt weist in Strömungsrichtung S der Extrusionslösung eine Höhe H auf.

Im Luftspalt 12 wird Luft 13 der Extrusionslösung aus dem Extrusionskopf 6 mit hoher Geschwindigkeit zugeführt. Die Strömungsrichtung kann bis zum Extrusionsfaden hori- zontal geführt werden ; die Strömungsgeschwindigkeit der Luft 13 kann größer sein als die Extrusionsgeschwindigkeit des Spinnfadens, mit welcher der Endlosformkörper aus der Extrusionskanalöffnung 10 austritt. Durch eine im Wesentlichen koaxial geführte Luftströmung wirkt an der Grenzfläche zwischen Endlosformkörper 11 und Luft 13 eine Zugspannung, durch die der Endlosformkörper 11 verstreckt werden kann.

Nach Durchquerung des Luftspaltes 12 tritt der Endlosformkörper in eine Koagulations- badzone 14 ein, in der er mit einer Koagulationslösung befeuchtet oder benetzt wird. Die Befeuchtung kann entweder mittels einer Sprüh-oder Benetzungsvorrichtung (nicht ge- zeigt) geschehen, oder durch ein Eintauchen des Endlosformkörpers 11 in das Koagula- tionsbad. Durch die Koagulationsbadlösung wird die Extrusionslösung stabilisiert.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass nach der Koagulationsbadzone 14 der End- losformkörper 11 im Wesentlichen zugspannungsfrei auf einer Fördereinrichtung 15 ab- gelegt wird. Die Fördereinrichtung 15 ist als ein Schüttelförderer ausgestattet. Aufgrund der hin-und hergehenden Bewegung des Schüttelförderers 16 werden die Endlosfila- mente in geordneten Stapeln 17 auf der Fördereinrichtung abgelegt. Durch die zug- spannungsfreie Förderung auf der Fördereinrichtung 15 kann sich der Endlosformkörper 11 stabilisieren, ohne dass nachteilige Effekte auf die mechanischen Eigenschaften des Endlosformkörpers 11 ausgeübt werden, wie sie beispielsweise durch eine zu frühe me- chanische Beanspruchung kurz nach der Extrusion des Endlosformkörpers 11 auftreten können.

Je nach Ausführung wird vor oder nach der Fördereinrichtung 15 der Endlosformkörper 11 mittels eines Abzugswerkes 18 abgezogen und über Umlenk-oder Fördervorrichtun- gen19 einer Schneidmaschine 20 zugeführt. Über das Abzugswerk 18 werden die ent- sprechenden Faserparameter wie Titer, Festigkeit und Dehnung eingestellt.

In die Schneidmaschine 20 werden parallel die Endlosformkörper 11 nur eines Teils der Extrusionsköpfe 6 oder sämtlicher Extrusionsköpfe 6 eingeleitet. In der Schneidmaschi- ne 20 befindet sich ein Walzenpaar (nicht gezeigt) für die Zuführung der Endlosformkör- perbündel 11 der verschiedenen Extrusionsköpfe 6 zum Schneidapparat, der eigentliche Schneidapparat (nicht gezeigt) und eine Stapelfaserabschwemmvorrichtung (nicht ge- zeigt). Der Schneidapparat (nicht gezeigt) zieht das vom Abzugswalzenpaar zugeführte Kabel mittels eines Wasserstrahlinjektors zu horizontal rotierenden Schneidmessern.

Durch die Schneidmesser wird die Fasermasse auf eine vorbestimmte Länge abgelängt.

Die Schneidmesser bleiben während des Schneidvorgangs durch fortwährendes Nach- schleifen schnitthaltig. Durch die Wasserstrahizuführung findet eine erste Auflösung der beim Schnittvorgang entstehenden Stapelfaserpakete vor dem Aufschwemmen der Sta- pelfaserpakete zu einer Fasermasse statt.

Aus der Schneidmaschine 21 tritt eine im Wesentlichen mattenförmige Fasermasse 21, die zusammen mit dem Wasser, das im Schneidvorgang zugeführt wurde, in eine Vor- richtung 22 zur Behandlung der Fasermasse 21 geschwemmt wird. Die Fasermasse 21 wird durch eine Wirrlage der in der Schneidmaschine 20 geschnittenen Fasern gebildet.

Die Vorrichtung 22 zur Behandlung der Fasermasse 21 bildet m Wesentlichen den Ge- genstand der vorliegenden Erfindung.

In der Vorrichtung 22 werden für Viskosefasern typische Behandlungsschritte durchge- führt, wie beispielsweise Entsäuern, Entschwefeln, Waschen, Bleichen und Waschen, Antichlor-Behandeln, Wasserwaschen sowie Aufbringen von Avivage/Fettauflage oder sonstigen Chemikalien. Die einzelnen Behandlungsschritte bzw. -phasen finden jeweils in Behandlungszonen 23,24, 25,26, 27 statt, die durch Presswalzenanordnungen 28, 29,30, 31,32, 33 voneinander getrennt sind. In jeder Behandlungszone 23 bis 27 wird über eine Imprägniereinrichtung 34,35, 36,37, 38 jeweils ein dieser Behandlungszone bzw. Behandlungsschritt zugeordnetes Behandlungsfluid aus entsprechenden Vorrats- behältern 39,40, 41,42, 43 zugeleitet. Die Behandlungszonen weisen in Förderrichtung der Fasermassen einen Abstand von mindestens ca. 0,5 m von Walzenmittelpunkt zu Walzenmittelpunkt auf, der Anstand kann aber, je nach Anforderung des Behandlungs- vorgangs bis zu 10m und mehr betragen. Im Extremfall können die einzelnen Presswal- zenanordnungen 28,29, 30,31, 32,33 auch unmittelbar aufeinander folgen, so dass sich die Presswalzen gerade nicht berühren.

Die Vorratsbehälter 39 bis 43 werden dabei im Gegenstrom mit Behandlungsfluid ver- sorgt, d. h. das Behandlungsfluid aus einem in Förderrichtung B der Fasermasse 21 nachfolgenden Schritt wird im wesentlichen ungereinigt einem in Behandlungsrichtung davor liegendem Behandlungsschritt zugeleitet ; die Richtung der Durchströmung des Behandlungsfluids durch die Vorrichtung 22 ist der Förderrichtung der Fasermasse 21 durch die Vorrichtung 22 entgegengesetzt. In Förderrichtung B nimmt folglich die Rein- heit des Behandlungsfluids in den Vorratsbehältern 39 bis 43, die als Auffangbehälter unter der Fasermasse 21 angeordnet sind, zu. Die Fasermasse 21 wird durch die Vor- richtung 22 auf einer Fördereinrichtung 44 transportiert, die als Bandförderer mit einem endlosen Siebband oder Drahtgewebegurt, als Schwingförderer oder als Exzenter- Rastenförderer ausgebildet sein kann.

Die Presswalzenanordnungen 28 bis 33 können, wie in Fig. 1 dargestellt, entweder als paarweise Walzen oder als alleinstehende Walzen mit einer feststehenden Gegendruck- fläche ausgebildet sein. Die Anpresskraft der Walzen kann auf elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Weg sowie mechanisch beispielsweise über He- belkräfte erzeugt werden. Der typische Anpressdruck der Presswalze liegt bei bis zu ca.

100 N pro mm Walzenbreite.

Durch den von den Presswalzenanordnungen 28 bis 33 ausgeübten Pressdruck wird das in der jeweiligen Behandlungszone 23 bis 27 eingebrachte Behandlungsfluid aus der Fasermasse gepresst und ein Verschleppen des Behandlungsfluids von einem vo- rangegangenen Behandlungsschritt in den nächsten Behandlungsschritt verhindert.

Nach Durchlaufen der Vorrichtung 22 kann die Fasermasse 21 noch weiteren, in Fig. 1 nicht dargestellten Behandlungsschritten zugeführt werden. Beispielsweise kann sich eine Trocknungsvorrichtung mit Öffnungsaggregaten zur Entfeuchtung und Auflocke- rung der Fasermasse und daran ein Verpackungsaggregat zur Herstellung eines ver- sandfertigen Produkts anschließen.

Fig. 1 zeigt beispielhaft die Herstellung einer Fasermasse aus einer zellulosehaltigen Spinnlösung. Die Verwendung der Vorrichtung 22 ist jedoch nicht auf Zellulosefasern beschränkt, sondern kann auf viiesartige oder verwobene Fasermassen aus Spinnfäden anderer Zusammensetzung ebenfalls verwendet werden. Zur Herstellung solcher Fa- sermassen aus nichtviskosen oder nicht-zellulosischen Fasern sind aus dem Stand der Technik andere Herstellverfahren bekannt.

Im Folgenden wird jeweils eine Presswalzenanordnung beispielhaft beschrieben. Da die grundsätzliche Funktion der Presswalzenanordnungen 28 bis 33 jeweils dieselbe ist, wird in der folgenden Beschreibung beispielhaft nur auf eine einzige Presswalzenanord- nung eingegangen.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presswalzenan- ordnung 50 zur Behandlung der Fasermasse 21 in einem Schnitt senkrecht zu der Be- wegungsrichtung B der Fasermasse 21.

Die in Fig. 2 gezeigte Presswalzenanordnung wird zur Kabelwäsche oder zur Stapelfaserwäsche mit kleinen Geschwindigkeiten und großen Fasermassen verwendet, wobei die Fasermasse mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 40 m/min in Förderrich- tung bewegt wird. Diese Geschwindigkeit entspricht der Extrusionsgeschwindigkeit der Endlosformkörper am Extrusionskopf. Bei einem Flächengewicht der Fasermasse von 0,1 kg/m2 absolut trocken beträgt der Faserdurchsatz ca. 52 kg/(m2 h), wobei das Be- handlungsfluid mit einer Durchflussrate von 125 m3/ (h m) pro m Walzenbreite zugeführt wird.

Die Presswalzenanordnung 50 weist eine Presswalze 51 auf, die an einer in Fig. 2 nicht dargestellten Lagerung drehend gelagert ist und sich in Pfeilrichtung P mit der Bewe- gung der Fasermasse 21 mitdreht. Die Presswalze 51 wird mit einer Anpresskraft F in die Fasermasse 21 gedrückt. Dabei bildet sich eine Pressmantelfläche 52, welche dieje- nige gedachte Hüllfläche um die Presswalze 51 ist, durch welche der von der Presskraft F erzeugte Pressdruck auf die Fasermasse 21 einwirkt.

Der Bereich, über den die Presskraft F als Pressdruck über die Pressmantelfläche 52 auf die Fasermasse 21 einwirkt, wird als Presszone 53 bezeichnet, In Bewegungsrich- tung B der Fasermasse 21 nimmt in der Presszone zunächst der Pressdruck bis zu etwa dem Bereich hin zu, in dem die Presswalze 51 am tiefsten in die Fasermasse 21 ein- dringt. Der Bereich des in Bewegungsrichtung B der Fasermasse zunehmenden Press- druckes wird im Folgenden als Kompressionsbereich 54 bezeichnet. An den Kompressi- onsbereich 54 schließt sich in Bewegungsrichtung B der Fasermasse 21 ein Expansi- onsbereich 55 an, in dem der Pressdruck in Bewegungsrichtung B der Fasermasse wie- der abnimmt.

In der Kompressionszone 54 wird aufgrund des zunehmenden Pressdruckes das in der Fasermasse 21 aufgenommene Behandlungsfluid 56 abgepresst, so dass im Anschluss an die Kompressionszone 54 nahezu kein Behandlungsfluid 56 aus dem vorangegan- genen Behandlungsschritt mehr in der Fasermasse 21 vorhanden ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Presswalze 51 mit Durchgangsöffnungen 57 versehen, die sich vom Inneren der Presswalze zum Äußeren der Presswalze erstre- cken. An der äußeren Umfangsfläche 59 der Presswalze 51 enden die Durchgangsöff- nungen 57 in Aussparungen 58, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnungen 57. Die Aussparungen können auch schlitzförmig entlang der Presswalzenachse angebracht und über den Umfang entsprechend verteilt sein.

Der Durchmesser der Bohrungen liegt bei einem Walzendurchmesser von 400 mm bei 3 bis 12 mm. Der Öffnungsgrad der Presswalze 51 liegt, weitgehend unabhängig von ih- rem Durchmesser, bei ca. 5 bis 40%.

Die Durchgangsbohrungen 57 können zufällig verteilt, in Reihen in Achsrichtung oder in Umfangsrichtung oder versetzt zueinander an der äußeren Umfangsfläche. 59 angeord- net sein.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bildet das Innere der Presswalze einen Teil einer Imprägniereinrichtung, durch die Behandlungsfluid in die Fasermasse eingeleitet wird.

Im Inneren der Presswalze 51 ist ein Abdeckkörper 60 vorgesehen, der im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet ist und eine sich in Achsrichtung der Presswalze 51 erstreckende Öffnung 61 in Form eines Schlitzes aufweist, welcher der Presszone zu- gewandt ist. Der Abdeckkörper 60 bewegt sich nicht mit der Presswalze 51 mit, sondern ist stationär. An seinen dem Schlitz zugewandten Enden ist der Abdeckkörper 60 jeweils mit Dichtelementen 62 versehen, so dass kein Behandlungsfluid aus dem Innenraum 63 der Presswalze 51 zwischen Abdeckkörper 60 und innerer Umfangsfläche 64 der Presswalze 51 gelangen kann.

Der Abdeckkörper 60 dient dazu, den Bereich 65 zu begrenzen, über den Behand- lungsfluid in die Fasermasse 21 eingebracht wird. Der Bereich 65 erstreckt sich dabei gemäß Fig. 2 hauptsächlich in den Bereich der Expansionszone 55, aber auch-zumin- dest abschnittsweise-in den Bereich der Kompressionszone 54. Wenn aus dem Innen- raum 63 der Presswalze 51 Behandlungsfluid, das beispielsweise unter einem Druck von 2,5 bis 3 bar stehen kann, durch die Durchgangsöffnungen 57 geleitet wird, so wird dieses Behandlungsfluid in der Kompressionszone 54 das Behandlungsfluid 56, in Fig. 2 schematisch angedeutet, aus dem vorangegangenen Behandlungsschritt ausspülen und gleichzeitig wird es in der Expansionszone 55 durch die Kapillarwirkung und das Auf- quellen der Fasermasse 21 aufgrund des sich verringernden Druckes aufgesogen. Als Ergebnis erhält man eine homogene und rasche Verteilung des durch die Presswalze 51 bzw. die Pressmantelfläche 52 hindurch zugeleiteten Behandlungsfluids. Um die Lage des Schlitzes 61 relativ zur Presszone 53 verstellen zu können, ist der erste Abdeckkör- per 60 koaxial in der Presswalze 51 um deren Längsachse X schwenkbar gehalten, wie dies durch den Doppelpfeil A angedeutet ist.

Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der Fig. 2. Dabei wird im Fol- genden lediglich auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eingegangen.

Die Presswalzenanordnung der Fig. 3 kann zum Beispiel zum Waschen eines Zellulose- viieses mit einem Gewicht von ca. 4,1 kg/m2 als Fasermasse 21 verwendet werden. Bei dieser Anwendung wird die Fasermasse mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,1 m/min in Förderrichtung bewegt. Der Faserdurchsatz pro m Walzenbreite beträgt bei einer derar- tigen Anwendung um die 40 kg/(h m2). Das Behandlungsfluid wird mit einem Durchsatz von 0,7 m3/ (h m) zugeführt.

Im Unterschied zum einstückigen Abdeckkörper 60 der Fig. 2 ist der Abdeckkörper bei der Weiterbildung der Fig. 3 in zwei Abdeckkörper 60a und 60b zweigeteilt. Jeder der beiden Abdeckkörper 60a, 60b ist unabhängig vom anderen Abdeckkörper an der inne- ren Umfangsfläche 64 der Presswalze 51 um deren Längsachse X schwenkbar gehal- ten. Somit kann bei der Presswalzenanordnung 50 gemäß Fig. 3 sowohl der Öffnungs- winkel a als auch die Orientierung des Schlitzes 61 durch Verstellung eines Abdeckkör- pers 60a, 60b oder beider Abdeckkörper 60a, 60b verändert werden. Um den Innen- raum 63 der Presswalze 51 außerhalb des Schlitzbereiches abzudichten, ist ein Dicht- körper 66 vorgesehen, der einen Bewegungsschlitz 67 abdeckt, der ebenfalls von den beiden Abdeckkörpern 60a, 60b gebildet wird und die Beweglichkeit der beiden Abdeck- körper 60a, 60b gegeneinander sicherstellt. Der Dichtkörper 66 kann innerhalb der Ab- deckkörper 60a, 60b oder aber, in einer alternativen Ausgestaltung, zwischen Abdeck- körper 60a, 60b und Presswalze 51 angeordnet sein. An seinen Enden ist der rohrförmi- ge, mit Längsschlitz versehene Dichtkörper 66 mit Dichtelementen 68 versehen, die ein Eindringen von Behandlungsfluid zwischen Abdeckkörper und Dichtkörper verhindern.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann durch die starke Variabilität hinsichtlich Größe und Lage der Behandlungszone 65 eine genaue Anpassung an den jeweiligen Behand- lungsschritt und die Benetzungserfordernisse des in diesen Behandlungsschritt zuge- führten Behandlungsfluids vorgenommen werden.

In Phantomlinien ist beispielsweise eine einseitige Verstellung des in Fig. 3 linken Ab- deckkörpers 60b gezeigt, was in einer nur im Expansionsbereich 55 gelegenen Behand- lungszone 65 resultiert, durch die das Behandlungsfluid in die Fasermasse 21 geleitet wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Presswalzenanordnung ist in der Fig. 4 dargestellt. Dabei werden für Elemente, deren Aufbau oder Funktion im Wesentlichen den Elementen des vorangegangenen Ausführungsbeispiels entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Presswalze 51 aus einer Vielzahl von in Achsrichtung X der Presswalze 51 verlaufenden Rippen 70 gebildet. Die Rippen weisen eine Wandstärke auf, die in radialer Richtung vom inneren der Presswalze 51 nach au- ßen hin zunimmt. An ihrer Außenseite bilden die Rippen 70 zumindest abschnittsweise in der Presszone 53 die Pressmantelfläche 52. Die Rippen 70 sind jeweils an den bei- den in Achsrichtung X gelegenen Enden des Pressmantelfläche an Befestigungsschei- ben oder-ringen befestigt. Die Rippen 70 verlaufen sämtlich parallel zueinander und sind voneinander gleich beabstandet, der zwischen ihnen liegende Bereich 71 ist im Wesentlichen materialfrei. Die Rippen 70 untereinander können durch in Umfangsrich- tung verlaufende, scheiben-oder ringförmige Streben miteinander verbunden sein, so dass sie eine größere mechanische Stabilität erlangen.

In der in Fig. 4 dargestellten Ausführung kann der Öffnungsgrad der Presswalze 40 in Einzelfällen bis zu zwischen 90 und 95% betragen. Die Anzahl der Rippen beträgt zwi- schen 30 und 80, vorzugsweise um die 60. Bei einem Durchmesser der Presswalze von 400 mm kann die Breite der Rippe in Umfangsrichtung zwischen 1 und 20 mm betragen, wobei durch breitere Stege zwar ein höherer Druck, aber ein geringerer Flüssigkeits- durchsatz erzielbar ist.

Im Innenraum 63 der Presswalze 51 ist eine Imprägniervorrichtung 72 angeordnet, durch die Behandlungsfluid in den Innenraum 63 der Presswalze 51 geleitet ist. Eine derartige Imprägniereinrichtung 72 kann beispielsweise alternativ auch beim Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. 2 anstelle oder mitsamt dem Abdeckkörper 60 verwendet werden.

Umgekehrt kann auch die Imprägniereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 oder 3 mitsamt dem dort beschriebenen Abdeckkörper 60 verwendet werden.

Die Imprägniereinrichtung 72 des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 besteht aus einer zentralen Zuleitung 73, die koaxial zur Achse X der Presswalze 51 verläuft. Die Zulei- tung 73 ist in Fig. 4 an ihrem in Achsrichtung X gelegenen Ende geschnitten dargestellt, an ihrem in Fig. 4 rechten Ende kann jedoch auch eine Endkappe vorgesehen sein, o- der die Zuleitung 73 kann in Achsrichtung X durch die gesamte Presswalze 51 hindurch- reichen und das Behandlungsfluid einer weiteren Presswalzenanordnung zuführen. Das in Strömungsrichtung S des Behandlungsfluids gelegene Ende der Zuleitung 73 kann mit dem Eingang der Zuleitung 73 verbunden sein, um ein Recycling des Behand- lungsfluids in diesem Behandlungsschritt zu ermöglichen.

Die Imprägniereinrichtung 72 ist des Weiteren mit einer oder einer Mehrzahl von Sprüh- düsen 74 versehen, die auf die Fasermasse 21 gerichtet sind. Das Behandlungsfluid strömt von der zentralen Zuleitung bzw. dem Sammelrohr 73 durch die einzelnen Düsen 74 und zwischen den Rippen 70 hindurch in die Fasermasse 21.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Achsrichtung X des Ausführungsbeispiels der Fig. 4.

In Fig. 5 ist zu erkennen, dass durch das Behandlungsfluid aus den Sprühdüsen 74 je- weils ein Sprühkegel 75 gebildet wird, wobei sich die Sprühkegel 75 gegenseitig so ü- berlappen, dass in der Presszone 53 kein Bereich vorhanden ist, der nicht vom Behand- lungsfluid benetzt wird. Die Sprühkegel 75 können kegelförmig oder eben sein.

Um ein Verschleppen des Behandlungsfluids 56 in den in Bewegungsrichtung B der Fasermasse 21 hinter der Presszone 53 gelegenen Bereich zu verhindern, ist die Höhe H jeder Rippe 70 so bemessen, dass die im Wesentlichen in der Presszone 53 gelege- nen Rippen ein Wehr bilden, durch das eine direkte Strömung des Behandlungsfluids zwischen den Bereichen beiderseits der Presszone nicht möglich ist.

Da durch die Drehbewegung D der Presswalze 51 durch den Zwischenraum 71 jeweils zwischen zwei Rippen 70 Behandlungsfluid von einem Behandlungsschritt in den nächs- ten Behandlungsschritt gefördert werden könnte, ist eine Sprühdüse 74'auf die Kom- pressionszone gerichtet, um evtl. dort einströmendes Behandlungsfluid 56 aus dem vo- rangegangenen Behandlungsschritt auszuspülen.

Über eine Verstelleinrichtung 76, beispielsweise, indem die Sprühdüsen 74 an gegen- einander verdrehbaren, zur Zuleitung 73 konzentrischen Rohren 76 angebracht sind, kann der Behandlungsbereich 65 hinsichtlich Größe und Orientierung durch Verstellung der Sprühdüsen 74 eingestellt werden.

Der Abstand der Rippen in Umfangsrichtung voneinander ist so bemessen, dass zwi- schen den Rippen eine ausreichende Menge an Behandlungsfluid durchtreten kann und gleichzeitig der Pressdruck in der Presszone 53 noch gleichmäßig auf die Fasermasse 21 einwirken kann.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung 50. Dabei werden für Elemente, deren Auf- bau und Funktion einem Element der vorangegangenen Ausführungsbeispiele ent- spricht, die gleichen Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispie- len verwendet.

Die Presswalze 51 des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 weist in Achsrichtung X der Presswalze 51 voneinander beabstandete Rippen 70 auf, zwischen denen ein Zwi- schenraum 71 gebildet ist.

Die Presswalzenanordnung 50 weist ferner zwei Imprägniereinrichtungen 72a, 72b auf, die bezüglich der Bewegungsrichtung B der in Fig. 6 der Einfachheit halber nicht darge- stellten Fasermasse zu beiden Seiten der Presswalze 51 angeordnet sind.

Jede Imprägniereinrichtung 72a, 72b weist ein parallel zur Achsrichtung X der Presswal-. ze 51 verlaufendes Sammelrohr 73 auf, von dem aus sich Zuleitungen 80 in die Zwi- schenräume 71 zwischen den Rippen 70 bis in die Presszone 53 erstrecken.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 sind die Zuleitungen 80 der beiden Imprägnierein- richtungen 72a und 72b einstückig miteinander verbunden, so dass das Behandlungsflu- id vom Sammelrohr 73 der Imprägniereinrichtung 72a zum Sammelrohr 73 der Impräg- niereinrichtung 72b strömt und ein Teil des Behandlungsfluids in der Presszone 53 durch in Fig. 6 nicht gezeigte Öffnungen der Zuleitungen 80 austritt.

Alternativ können auch die Zuleitungen 80 der Imprägniereinrichtung 72a und die Zulei- tungen 80 der Imprägniereinrichtung 72b voneinander getrennt sein, so dass durch die Imprägniereinrichtung 72a ein anderes Behandlungsfluid als durch die Behandlungsein- richtung 72b in die Presszone 53 geleitet werden. Dadurch ist eine größere Variabilität und Anpassungsfähigkeit der durch die Presswalzenanordnung 50 durchführbaren Be- handlung an unterschiedliche Fasermassen und Behandlungsfluide möglich.

Der Querschnitt der Zuleitungen 80 ist so ausgestaltet, dass er im Wesentlichen den Querschnitt der Zwischenräume 71 entspricht und somit die Zwischenräume 71 weitge- hend ausfüllt. Die Strömung S des Behandlungsfluids durch das Sammelrohr 73 wird durch die Zuleitungen 80 bis in die Presszone 53 geleitet. Dies ist insbesondere in Fig. 7 zu erkennen, in der eine stirnseitige Ansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 in Be- wegungsrichtung B der Fasermasse 21 dargestellt ist.

In Fig. 7 ist eine Zuleitung als Teilschnitt im Bereich der Presszone, insbesondere im Bereich des Expansionsbereichs 55 dargestellt.

Die Zuleitung weist in diesem Bereich Öffnungen 81 auf, durch die das Behandlungsfluid in den Zwischenraum 71 austritt und durch die Pressmantelfläche 52 hindurch in die Fasermasse 21 eintritt.

Alternativ zur Darstellung in Fig. 7 kann der der Fasermasse 21 zugewandte Abschnitt der Zuleitungen 80 auch in Kontakt mit der Fasermasse 21 gelangen. In diesem Fall sind jedoch besondere Vorkehrungen hinsichtlich Oberflächenqualität und Abriebfestig- keit der Zuleitungen 80 zu treffen, um eine Beschädigung der Fasermasse 21 und einen vorzeitigen Verschleiß der Zuleitungen 80 durch die unter Druck vorbeitransportierte Fasermasse 21 zu verhindern.

In einer alternativen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 und 7 kann die bezüglich der Bewegungsrichtung B der Fasermasse 21 vordere Imprägniereinrichtung 72a auch als eine Absaugeinrichtung ausgestaltet sein, mit der über die Öffnungen 81 in den Zuleitungen 80 Behandlungsfluid beispielsweise aus dem Kompressionsbereich abgesaugt wird.

In Fig. 7 ist ferner ein Antriebsmittel 82, beispielsweise ein Elektromotor dargestellt, durch den die Presswalze 51 drehend synchron mit der Bewegung der Fasermasse an- getrieben ist. Ein derartiges Antriebsmittel 82 kann auch bei anderen Ausführungsbei- spielen verwendet werden. Bei dieser Ausgestaltung kann die Presswalze selbst als Fördermittel für die Fasermasse 21 eingesetzt werden, durch das die Fasermasse 21 durch die einzelnen Behandlungsschritte des Presswerks transportiert wird.

Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presswalzenan- ordnung 50 in einem Schnitt parallel zur Bewegungsrichtung B der Fasermasse 21 und senkrecht zur Achsrichtung X der Presswalze 51. Die Presswalzenanordnung 50 gemäß Fig. 8 weist eine Gegendruckwalze 90 auf, die mit einer der Andruckkraft Fi der Press- walze 51 entegegengerichteten Presskraft F2 gleicher Größe in die Fasermasse 21 ge- drückt wird. Die Presswalze 51 und die Gegendruckwalze 90 weisen beide denselben Aufbau auf, der dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, entspricht.

Der Einfachheit halber werden für das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 daher für Elemen- te, deren Aufbau und Funktion Elementen der vorangegangenen Ausführungsbeispiele entspricht, dieselben Bezugszeichen verwendet.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 wird, wie durch den Pfeil Si schematisch darge- stellt, im Expansionsbereich 54 das Behandlungsfluid aus dem vorangegangenen Be- handlungsschritt durch die Gegendruckwalze 90 abgesaugt, während im Expansionsbe- reich 55, wie durch den Pfeil S2 angedeutet, Behandlungsfluid für den nächsten Behand- lungsschritt durch die Presswalze 52 in die Fasermasse geleitet wird.

Alternativ zu dieser Ausführung kann jede Walze 51,90 in der Presszone 53 sowohl eine Absaugung als auch eine Imprägnierung bewirken.

Wie in Fig. 1 anhand der Vorrichtung 22 dargestellt ist, kann sich bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Presswalzenanordnung 50 bei einem Presswerk 22 die für den nächsten Behandlungsschritt zuständige Presswalzenanordnung unmittelbar anschlie- ßen, da aufgrund der Imprägnierung der Fasermasse 21 durch die Pressmantelfläche 52 hindurch eine sofortige homogene Verteilung des Behandlungsfluids in der Faser- masse 21 stattfindet.

Dadurch verkürzt sich die Baulänge der Press-und Behandlungsvorrichtung 22 be- trächtlich.

Aufgrund der sofortigen homogenen Verteilung innerhalb der Fasermasse 21, die durch den geringen Faserabstand in der Expansionszone 55 und die daraus resultierende Ka- pillarwirkung unterstützt wird, lässt sich der Imprägnierungsprozess genauer durchfüh- ren und leichter steuern. Dadurch ist auch eine Imprägnierung auch mit kritisch handzu- habenden Behandlungsfluiden, die unter Umständen zu spontanen chemischen Reakti- onen neigen, möglich.

Die erfindungsgemäßen Walzen können auch an anderer Stelle einer Anlage zur Faser- herstellung, beispielsweise als Abzugswalzen mit integrierter Wacheinrichtung, einge- setzt werden.

Neben der beispielhaft beschriebenen Fasermasse aus Zellulose können auch Faser- massen aus natürlichen oder synthetischen Fasern durch die erfindungsgemäße Vor- richtung und das erfindungsgemäße Verfahren behandelt werden, beispielsweise Fa- sermassen aus Viskose, Acetat, Polyester, Polyamid und Polyacryl.

Nachfolgend sind spezielle Beispiele zur näheren Erläuterung der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele tabellarisch angeführt.

Bei den Beispielen 1 bis 4 der nachfolgenden Tabelle wird ein nach dem Lyocell- Verfahren hergestelltes Faserkabel mittels einer Nass-Schneidmaschine in Stapelform gebracht und in diesem Zustand als Fasermasse 21 auf eine Behandlungsvorrichtung 22 aufgebracht. Dabei wird bei der Gewichtsangabe von der Fasermasse im absolut trockenen Zustand ausgegangen. Bei Beispiel 5 wird das Faserkabel direkt ohne vorhe- riges Schneiden der Behandlungsvorrichtung 22 als Fasermasse 21 zugeführt. Als Be- handlungsfluid wird bei allen Beispielen Wasser eingesetzt. Die Vorrichtung 22 ist bei allen Beispielen 1 bis 5 so ausgestaltet, dass in jeder Behandlungszone die Fasermasse 21 vollständig über ihre gesamte Dicke vom Behandlungsfluid durchdrungen wird. Beispiel 1 2 3 4 5 Imprägnierung mittels Berieselung Walze Walze Walze Walze Walzentyp Fig. 4 Fig. 4 Fig. 2 Fig. 2 Zustand Stapel Stapel Stapel Stapel Kabel Liniendruck je mm N/mm 12 12 10 10 10 Presswalzenbreite Fasermasse je m2 kg/m2 7,2 7,2 3,1 4,1 0, 1 Fläche der Behand- lungszone Wasch-m/min 1,5 1,5 0,3 0,1 36 geschwindigkeit Flüssigkeitsdurchsatz m31hm 15, 4 15, 4 2, 5 0, 7 125 je Meter Walzenbreite Faserdurchsatz je m2 kg/rn2 h 324, 8 1299, 4 93, 8 41, 3 51, 6 Behandlungszone Bei Beispiel 1 findet die Imprägnierung der Fasermasse gemäß dem Verfahren aus dem Stand der Technik durch Berieselung der Fasermasse mit dem Behandlungsfluid in För- derrichtung hinter der Presswalze statt. Bei diesem Verfahren wird die Fasermasse 21 nicht sofort nach dem Auftreffen des Behandlungsfluids vollständig durchdrungen, so dass sich das Behandlungsfluid in einer Art See oberhalb der Fasermasse ansammelt und erst allmählich durch die Fasermasse 21 sickert. Diese Seebildung nimmt mit zu- nehmender Dicke der Fasermasse zu. Eine vollständige Durchdringung der Fasermasse mit dem Behandlungsfluid wird erst bei einer längeren Verweilzeit der Fasermasse in der Behandlungszone erreicht. Hierzu muss die Behandlungszone in Förderrichtung der Fasermasse durch die Behandlungsvorrichtung eine entsprechende Länge aufweisen.

Bei Beispiel 2 wird die Behandlung dagegen mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Presswalze bei ansonsten zu Beispiel 1 identischen Behandlungsbedingungen durchge- führt. Wie aus der Tabelle beim Vergleich von Beispiel 1 und 2 zu erkennen ist, ist bei Beispiel 1, also der Lösung aus dem Stand der Technik, der Faserdurchsatz je m2 Be- handlungszone und Stunde deutlich geringer als bei Beispiel 2.

Bei den Beispielen 3 bis 5 werden ebenfalls die erfindungsgemäßen Presswalzen verwendet, so dass die Fasermasse sofort bei Kontakt mit der Flüssigkeit durchdrungen wird und lange Behandlungsfelder zur vollständigen Durchdringung der Fasermasse nicht erforderlich sind. Zudem ist bei diesen Ausführungsformen eine wesentlich gleich- mäßigere und schnellere Verteilung des Behandlungsfluids in der Fasermasse die Fol- ge.