AT1086U1

AT1086U1 - Reinigung von spinndüsen

Info

Publication number: AT1086U1
Application number: AT0900994U
Authority: AT
Original assignee: Courtaulds Fibres Holdings Ltd
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1996-10-25
Also published as: TR28377A; US5415697A; EP0700457A1; AU6726894A; WO1994028211A1; TW268977B

Description

AT 001 086 Ul

Diese Erfindung betrifft die Reinigung von Spinndüsen einer Herstellungsanlage für lösungsgesponnene Fasern.

Bei der Herstellung von lösungsgesponnenen Fasern, wie zum Beispiel für Tencel-Zellulosefasem (Tencel ist ein Warenzeichen von Courtaulds Fibres Limited), wird eine Spinnlösung, die in einer wässerigen Lösung von Aminoxid aufgelöste Holzzellulose umfaßt, durch eine Reihe von Filtern zu einer Mehrzahl von Spinnköpfen gepumpt. Jeder Spinnkopf umfaßt eine Mehrzahl von sehr dünnen Metallplatten, in welche tausende von Spinndüsenöffnungen gestanzt sind. Die Düsenöffnungen sind normalerweise ungefähr 80 μ groß und weisen eine Trompetenform auf.

Es ist besonders wichtig, die Blockierung der Düsen zu verhindern und zu diesem Zweck wird besonders auf die Konstruktion von Filtern stromaufwärts der Düse zum Filtern der Spinnlösung vertraut. Dennoch kommt der Zeitpunkt, zu dem der Spinnkopf abgebaut und die Spinndüsen gereinigt werden müssen.

In der Vergangenheit wurden die Spinndüsen durch Einweichen der Spinndüsenplatten in warmem entmineralisierten Wasser zur Regeneration der Zellulose gereinigt. Der Großteil der Spinnlösung kann auf diese Weise entfernt werden, aber eine Reihe von Düsenöffnungen bleibt blockiert. Die verbleibenden blockierten Öffnungen werden normalerweise durch eine Kombination von Dampfreinigung, Hochleistungsul traschall waschen mit Wasser und einer Trichlorethylen-Ultraschallbehandlung und besonders sorgfältiger Überwachung gereinigt. Die Trichlorethylen-Ultraschallbehandlung ist ein wichtiger Schritt in dem Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik, aber sie ist ein relativ toxischer Verfahrensteil, und die Abhängigkeit von dem Einsatz von Trichlorethylen für diesen Verfahrensteil muß verringert werden.

Daher wird eine verläßliche Reinigungsmethode gesucht, die weniger von der Fähigkeit von Prüfern abhängt, die tausende Düsenöffnungen auf Blockierungen untersuchen, um blockierte Öffnungen zu entdecken, und welche die Spinndüsenplatten nicht beschädigt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer sicheren und verläßlichen Reinigungsmethode für Düsenöffnungen in einer 2 AT 001 086 Ul

Spinndüsenplatte eines Spinnkopfes einer Herstellungsanlage für lösungsgesponnene Zelluloseprodukte.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Reinigen und Ablösen einer Spinnlösung von den Düsenöffnungen in einer Spinndüsenplatte eines Spinnkopfes einer Herstellungsanlage für lösungsgesponnene Zellulosefasem geschaffen, welches Verfahren folgende Schritt umfaßt: (a) Entfernen der Spinnlösungsmasse von der Spinndüsenplatte, (b) Einweichen der Spinndüsenplatte in demselben Lösungsmittel, das zur Herstellung der Spinnlösung verwendet wird, (c) Veranlassen, daß das Lösungsmittel durch die Düsenöffnungen in eine erste Richtung strömt, (d) Veranlassen, daß das Lösungsmittel durch die Düsenöffnungen in die entgegengesetzte Richtung zu der ersten Richtung strömt, (e) Abwaschen des Lösungsmittels unter Anwendung von Ultraschall von der Platte in warmem entmineralisierten Wasser, (f) Dampfreinigen zum Entfernen regenerierter Zelluloserückstände von den Düsenöffnungen, (g) Abwaschen der Düsenplatte unter Anwendung von Ultraschall in einem Reinigungsmittel, welches die physikalischen Eigenschaften der

Regenerierten Zellulose beeinflußt und das Ablösen der Zellulose von den Düsenöffnungen unter der Wirkung des Ultraschallwaschens erleichtert, und (h) Abwaschen der regenerierten Zellulose unter Anwendung von Ultraschall von den Düsenöffnungen.

Wenn die Spinnlösung eine wässerige Lösung von Zellulose in Aminoxid umfaßt, ist das in Schritt (b), (c) und (d) verwendete, geeignete Lösungsmittel warmes Aminoxid.

Das Reinigungsmittel kann ein chlorierter Kohlenwasserstoff wie Trichlorethylen sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Reinigen und Ablösen einer Spinnlösung von den 3 AT 001 086 Ul

Spinndüsenöffnungen einer Spinndüse, die zur Herstellung von lösungsgesponnenen Fasern verwendet wird, geschaffen, welche Vorrichtung ein Gefäß umfaßt, in dem die zu reinigende Spinndüse befestigt wird, welches Gefäß ein erstes Rohr aufweist, das mit dem Gefäß an einer Seite der Spinndüse verbunden ist, sowie ein zweites Rohr, das mit dem Gefäß an der anderen Seite der Spinndüse verbunden ist, und ein Umlaufrohr, welches das Innenvolumen des Gefäßes an einer Seite der Spinndüse mit dem Innenvolumen des Gefäßes an der anderen Seite der Spinndüse verbindet, einen Behälter zur Aufnahme des Lösungsmittels für die Spinnlösung, eine Lösungsmittel-Versorgungsquelle für die Spinnlösung, ein erstes Dreiwegventil mit einer ersten Öffnung, die mit der Versorgungsquelle durch ein drittes Rohr verbunden ist, einer zweiten Öffnung, die mit dem Gefäß durch das erste Rohr verbunden ist, und einer dritten Öffnung, die mit dem Behälter durch ein viertes Rohr verbunden ist, wobei das erste Ventil wahlweise in eine erste Position stellbar ist, in der das erste Ventil die Lösungsmittel-Versorgungsquelle mit dem Gefäß durch das erste Rohr und das dritte Rohr verbindet, oder in eine zweite Position, in der das erste Ventil das Gefäß mit dem Behälter durch das erste Rohr und das vierte Rohr verbindet, sowie ein zweites Ventil mit einer ersten Öffnung, die mit der Versorgungsquelle durch ein fünftes Rohr verbunden ist, einer zweiten Öffnung, die mit dem Gefäß durch das zweite Rohr verbunden ist, und einer dritten Öffnung, die mit dem Behälter durch ein sechstes Rohr verbunden ist, wobei das zweite Ventil wahlweise in eine erste Position stellbar ist, in der das zweite Ventil die Lösungsmittel-Versorgungsquelle mit dem Gefäß durch das zweite Rohr und das fünfte Rohr verbindet, oder in eine zweite Position, in der das zweite Ventil das Gefäß mit dem Behälter durch das zweite Rohr und das sechste Rohr verbindet, sowie ein drittes Ventil in dem Umlaufrohr, das zum Öffnen und Schließen des Umlaufrohres betätigbar ist.

Vorzugsweise ist ein Mittel zum Abwaschen des Lösungsmittels durch Ultraschall von den Platten in warmem entmineralisierten Wasser vorgesehen.

Vorzugsweise sind Dampfreinigungsmittel zum Entfernen regenerierter Zellulose von den Düsenöffnungen vorgesehen. 4 AT 001 086 Ul

Wenn Spinndüsenplatten, die zur Herstellung von Zellulosefasem verwendet werden, gereinigt werden sollen, ist ein Waschmittel zum Abwaschen von Zelluloserückständen durch Ultraschall von den Platten vorzugsweise mit einem Reinigungsmittel versehen, das die physikalischen Eigenschaften der regenerierten Zellulose beeinflußt und das Ablösen der Zellulose von den Düsenöffnungen durch die Wirkung des Ultraschallwaschens erleichtert.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, von welchen:

Figur 1 schematisch eine Querschnittsansicht durch einen Spinnkopf einer Herstellungsanlage für lösungsgesponnene Fasern zeigt, welche die Düsenplatten darstellt, die gereinigt werden sollen,

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht von drei Spinndüsenöffnungen des Spinnkopfes von Figur 1 zeigt,

Figur 3 schematisch ein Blockfließdiagramm eines Verfahrens zur Reinigung der Komponenten des in Figur 1 dargestellten Spinnkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und

Figur 4 schematisch eine Vorrichtung zum Durchfuhren des Lösungsmittel-Waschschrittes des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.

Mit Bezugnahme auf Figur 1 ist ein Spinnkopf dargestellt, der ein oberes Gehäuse 11 umfaßt, das mit einem unteren Gehäuse 12 verschraubt ist, sowie eine Spinndüse 15, die sechs Spinndüsenplatten 13 umfaßt, von welchen jede etwa 3000 gestanzte Spinndüsenöffnungen aufweist. Die Platten 13 sind jeweils etwa 1,4 mm dick. Jede Düsenöffnung 14 (von welchen drei in Figur 2 vergrößert dargestellt sind) weist einen Durchmesser von 80 μ auf.

Die Spinndüse 15 besitzt Flansche 16, die normal zu den Platten 13 abstehen, welche Flansche 16 sich um den Umfang der Platten erstrecken und zum Tragen einer perforierten Trägerplatte 17 dienen, auf welcher ein einfaches zweilagiges Siebfilter 18 aus rostfreiem Stahl mit einer Teilchenretention von 35 μ bis 37 μ angeordnet ist. Die Trägerplatte 17 stützt die Filter 18 gegen den hohen Druck der Spinnlösung auf den Filtern 18. Ferner sorgen die Flansche 16 5 AT 001 086 Ul auch für eine örtliche Versteifung, die dazu beiträgt, daß sich die Platten 13 nicht unter dem Druck der Spinnlösung verbiegen, der auf die Platten 13 wirkt.

Wenn der Spinnkopf 10 aus der Produktionslinie zur Reinigung entfernt wird, erstarrt die Spinnlösung (normalerweise eine wässerige Lösung von Holzzellulose in Aminoxid) auf den Filtern 18 und den Platten 13 und blockiert die Düsenöffnungen 14 vollständig.

Der Spinnkopf muß im warmen Zustand abgebaut werden, während die Spinnlösung noch beweglich ist, so daß die Entfernung der Spinnlösung erleichtert wird. Daher werden die schmutzigen Komponenten in einem erwärmten Gehäuse 19 (siehe Figur 3) warmgehalten. Das obere Gehäuse 11 wird von dem unteren Gehäuse 12 getrennt und saubergeschabt (Schritt 20) und in einem warmen entmineralisierten Wasserbad 21 (siehe Figur 3) (normalerweise bei 60°C) eingeweicht. Während des Einweichens regeneriert und schrumpft die Zellulose; nach einer gewissen Zeit kann die regenerierte Zellulose leicht entfernt werden.

Die Trägerplatte 17 wird von dem Gehäuse entfernt und ebenfalls zur Entfernung erstarrter Spinnlösung abgeschabt und dann in warmem (60°C) entmineralisierten Wasser in einem Bad 21 eingeweicht.

Die Filterelemente 18 werden gewaschen und dann üblicherweise verworfen.

Selbst wenn überschüssige Spinnlösung sorgfältig von den Platten 13 (in Schritt 20) abgeschabt wird, erstarren kleine Mengen an Spinnlösung und blockieren weiterhin die Düsenöffnungen 14 und können durch Schaben nicht entfernt werden.

Nach dem Einweichen werden das obere und untere Gehäuse 11, 12 unter Verwendung einer Dampfpistole 22 dampfgereinigt. Die Komponenten werden dann getrocknet und bei einer Station 143 überprüft.

Die Spinndüse 15 wird, wie in Figur 4 dargestellt, in einer Lösungsmittel-Waschvorrichtung 24 befestigt.

Mit Bezugnahme auf Figur 4 umfaßt die Lösemittel-Waschvorrichtung 24 ein verschließbares Gefäß 25 mit einander gegenüberliegenden Flanschen 26, 6 AT 001 086 Ul 27. Die Spinndüse 15 wird in dem Gefäß 25 derart befestigt, daß ein äußerster Flansch 15(a) der Spinndüse zwischen den Flanschen 26, 27 zur Bildung eines flüssigkeitsdichten Verschlusses eingeklemmt wird. Bei dem unteren Teil des Gefäßes 25 ist eine massive Stange 28 an die Fläche des Flansches 27 geschweißt, wodurch verhindert wird, daß die Spinndüse 15 zu fest in dem Gefäß 25 festgeklemmt wird.

Das Gefäß 25 ist mit zwei Rohren 29, 30 versehen; eines der Rohre (29) ist mit dem Gefäß 25 an einer Seite der Spinndüse 15 verbunden, und das andere Rohr (30) ist mit dem Gefäß 25 an der anderen Seite der Spinndüse 15 verbunden.

Warmes Aminoxid (mit 110°C) wird von einem Sammelbehälter 31 durch eine Pumpe 32 über Rohre 33, 34 zu zwei mechanisch verbundenen Ventilen 35, 36 gepumpt.

Das Ventil 35 hat drei Verbindungen; die erste ist die Verbindung mit der Versorgungsquelle für warmes Aminoxid durch das Rohr 33, die zweite ist die Verbindung mit dem Gefäß 25 durch das Rohr 29 und die dritte ist die Verbindung mit dem Behälter 31 über ein Rohr 37. Das Ventil 35 hat zwei Betriebspositionen. In der ersten Position verbindet es das Rohr 33 mit dem Rohr 29; in der zweiten Position verbindet es das Rohr 29 mit dem Rohr 37.

Das Ventil 36 hat auch drei Verbindungen; die erste ist die Verbindung mit der Versorgungsquelle für warmes Aminoxid durch das Rohr 34, die zweite ist die Verbindung mit dem Gefäß 25 durch das Rohr 30 und die dritte ist die Verbindung mit dem Behälter 31 durch ein Rohr 38. Das Ventil 36 hat zwei Betriebspositionen. In der ersten Position verbindet es das Rohr 34 mit dem Gefäß 25 durch das Rohr 30; in der zweiten Position verbindet es das Rohr 30 mit dem Behälter 31 durch das Rohr 38.

Das Gefäß 25 ist mit einem Umlaufrohr 39 versehen, welches die Volumen des Gefäßes 25 an den gegenüberliegenden Seiten der Spinndüse 15 durch ein Ventil 40 verbindet.

Bei Betrieb wird das Ventil 35 zur Zuleitung des warmen Aminoxids zu dem Gefäß 25 über die Rohre 33 und 29 eingestellt, und das Überlaufventil 40 7 AT 001 086 Ul wird geöffnet. Das Ventil 36 wird zur Verbindung des Rohre 30 mit dem Sammelbehälter 31 durch das Rohr 38 eingestellt. Warmes Aminoxid wird durch das Gefäß 25 zirkuliert, um die Platten 13 einzuweichen, ohne einen Strom durch die Spinndösenöffnungen 14 zu pressen. Die Platten werden auf diese Weise etwa 15 bis 30 Minuten eingeweicht.

Dann wird das Ventil 40 geschlossen, so daß das warme Aminoxid durch die Spinndüsenöffnungen in den Platten 13 bei seinem Durchgang zu dem Sammelbehälter 31 strömt.

Nach dem Anhalten der Pumpe 32 wird das Ventil 36 dann zur Verbindung des Rohres 34 mit dem Rohr 30 eingestellt, und das Ventil 35 wird zur Verbindung des Rohres 29 mit dem Sammelbehälter 31 über das Rohr 37 eingestellt. Nun wird warmes Aminoxid in die entgegengesetzte Richtung durch die Spinndüsenöffnungen 14 zu dem Sammelbehälter 31 zirkuliert.

Nachdem die Düsenplatten 13 gründlich mit warmem Aminoxid gewaschen wurden, wird die Pumpe 32 angehalten, so daß warmes Aminoxid zu dem Sammelbehälter 31 abfließen kann. Das Gefäß 25 wird geöffnet und die Spinndüse 15 entfernt. Die Spinndüse wird in einem Ultraschall-Wasserbad 41 gewaschen. Die Platten 13 werden dann mit einer Dampfpistole 22 dampfgereinigt, getrocknet und in Trichlorethylen in einem Ultraschallbad 42 (siehe Figur 3) gewaschen. Die Spinndüse 15 wird dann getrocknet und bei einer Station 43 überprüft. Die Prüfstation umfaßt eine Hintergrundlichtquelle, auf welcher die zu prüfenden Platten 13 angeordnet werden. Ein geschulter Prüfer kontrolliert, ob noch Düsenöffnungen 14 blockiert sind und entfernt gegebenenfalls die Blockierung mit einer feinen Sonde (Schritt 44) oder führt die Spinndüse wieder dem Dampfreinigungsschritt 22 und der Ultraschallreinigung in dem Trichlorethylenbad 42 zu. Wenn die Spinndüse bei der Prüfung als rein bezeichnet ist, wird sie in einem Trichlorethylen-Ultraschallbad 45 als Endpolierschritt behandelt.

Der Spinnkopf wird bei Station 46 unter Verwendung der gereinigten Gehäuse 11, 12 und der gereinigten Spinndüse 15 und Trägerplatte 17 wieder zusammengebaut, wobei frische Filtersiebe 18 und Dichtungen verwendet 8 AT 001 086 Ul werden. Der zusammengebaute Spinnkopf 10 wird dann auf Betriebstemperatur gebracht, wenn er in der Herstellungsanlage ausgetauscht werden soll, indem er in ein erwärmtes Gehäuse 47 gebracht wird. 9

Claims

AT 001 086 Ul ANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Reinigen und Ablösen einer Spinnlösung von Düsenöffnungen in einer Spinndüsenplatte eines Spinnkopfes einer Herstellungsanlage für lösungsgesponnene Zellulosefasem, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt: (a) Entfernen der Spinnlösungsmasse von der Spinndüsenplatte (13), (b) Einweichen der Spinndüsenplatte (13) in demselben Lösemittel, das zur Herstellung der Spinnlösung verwendet wird, (c) Veranlassen, daß das Lösemittel durch die Düsenöffnungen (14) in eine erste Richtung strömt, (d) Veranlassen, daß das Lösemittel durch die Düsenöffnungen (14) in die entgegengesetzte Richtung zu der ersten Richtung strömt, (e) Abwaschen des Lösemittels unter Anwendung von Ultraschall von der Platte (13) in warmem entmineralisierten Wasser, (f) Dampfreinigen zum Entfernen regenerierter Zelluloserückstände von den Düsenöffnungen (14), (g) Abwaschen der Düsenplatte (13) unter Anwendung von Ultraschall in einem Reinigungsmittel, welches die physikalischen Eigenschaften der regenerierten Zellulose beeinflußt und das Ablösen der Zellulose von den Düsenöffnungen (14) unter der Wirkung des Ultraschallwaschens erleichtert, und (h) Abwaschen der regenerierten Zellulose unter Anwendung von Ultraschall von den Düsenöffnungen (14).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösungsmasse von der Spinndüse durch Schaben entfernt wird. 10 AT 001 086 Ul
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnlösung eine wässerige Lösung von Zellulose in Aminoxid umfaßt und das in Schritt (b), (c) und (d) verwendete Lösemittel warmes Aminoxid ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel ein chlorierter Kohlenwasserstoff ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel Trichlorethylen ist.
6. Vorrichtung zum Reinigen und Ablösen einer Spinnlösung von den Spinndüsenöffnungen einer Spinndüse, die zur Herstellung von lösungsgesponnenen Fasem verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Gefäß (25) umfaßt, in dem die zu reinigende Spinndüse (15) befestigt wird, welches Gefäß ein erstes Rohr (29) aufweist, das mit dem Gefäß an einer Seite der Spinndüse verbunden ist, sowie ein zweites Rohr (30), das mit dem Gefäß an der anderen Seite der Spinndüse verbunden ist, und ein Umlaufrohr (39), welches das Innenvolumen des Gefäßes an einer Seite der Spinndüse mit dem Innenvolumen des Gefäßes an der anderen Seite der Spinndüse verbindet, einen Behälter (31) zur Aufnahme des Lösemittels für die Spinnlösung, eine Lösemittel-Versorgungsquelle für die Spinnlösung, ein erstes Dreiwegventil (35) mit einer ersten Öffnung, die mit der Versorgungsquelle durch ein drittes Rohr (33) verbunden ist, einer zweiten Öffnung, die mit dem Gefäß durch das erste Rohr (29) verbunden ist, und einer dritten Öffnung, die mit dem Behälter (31) durch ein viertes Rohr (37) verbunden ist, wobei das erste Ventil (35) wahlweise in eine erste Position stellbar ist, in der das erste Ventil (35) die Lösemittel-Versorgungsquelle mit dem Gefäß (25) durch das erste Rohr (29) und das dritte Rohr (33) verbindet, oder in eine zweite Position, in der das erste Ventil (35) das Gefäß (25) mit dem Behälter (31) durch das erste Rohr (29) und das vierte Rohr (37) verbindet, sowie ein zweites Ventil (36) mit einer ersten Öffnung, die mit der Versorgungsquelle durch ein fünftes Rohr (34) verbunden ist, einer zweiten Öffnung, die mit dem Gefäß (25) durch das zweite Rohr (30) verbunden ist, und einer dritten Öffnung, die mit dem Behälter (31) durch ein . sechstes Rohr (38) verbunden ist, wobei das zweite Ventil (36) 11 AT 001 086 Ul wahlweise in eine erste Position stellbar ist, in der das zweite Ventil (36) die Lösemittel-Versorgungsquelle mit dem Gefäß (25) durch das zweite Rohr (30) und das fünfte Rohr (34) verbindet, sowie in eine zweite Position, in der das zweite Ventil (36) das Gefäß (25) mit dem Behälter (31) durch das zweite Rohr (30) und das sechste Rohr (38) verbindet, sowie ein drittes Ventil (40) in dem Umlauffohr (39), das zum Öffnen und Schließen des Umlauffohres (39) betätigbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschallelement (41) zum Abwaschen des Lösemittels unter Anwendung von Ultraschall von den Platten (13) der Spinndüse (15) in warmem entmineralisierten Wasser vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Dampffeinigungsmittel (22) zum Entfernen regenerierter Zellulose von den Düsenöffnungen (14) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8 zum Reinigen von Spinndüsenplatten, die zur Herstellung von Zellulosefasem verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Waschelement (42) zum Abwaschen von Zelluloserückständen unter Anwendung von Ultraschall von den Platten mit einem Reinigungsmittel vorgesehen ist, welches die physikalischen Eigenschaften der regenerierten Zellulose beeinflußt und das Lösen der Zellulose von den Düsenöffnungen durch die Wirkung des Ultraschallwaschens erleichtert. 12