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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen Fäden aus Viskose od. dgl. nach dem Nassspinnverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von künstlichen Fäden nach dem Nassspinnverfahren.
Ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Fäden aus Viskose od. dgl. mit einer verhältnismässig hohen trockenen Dehnung nach dem Nassspinnverfahren, bei welchem mehrere Fäden nach der Koagulierung, jedoch vor ihrer Versteifung, zu einer Schar von sich parallel und in einem Abstand voneinander in einer gemeinsamen Ebene mit in der Hauptsache geradlinigem Querschnitt fortbewegenden Fäden vereint und daraufhin in dieser Form versteift und nachbehandelt werden, ist an sich bekannt.
Da bei diesem bekannten Verfahren die Fäden in den Behandlungsbädern nicht unterstützt werden, besteht bei einem geringen gegenseitigen Abstand der Fäden und bei niedriger Spannung in diesen Fäden die Gefahr, dass sie in seitlicher Richtung zu schwingen anfangen, wodurch benachbarte Fäden miteinander in Berührung kommen können und weiter zusammenlaufen, was für die Behandlung nachteilig ist. Im schlimmsten Fall können sich die Einzelfäden, aus denen die Fäden bestehen, derart miteinander verwirren, dass die Fäden späterhin nicht mehr trennbar sind.
Dieser Nachteil tritt besonders in den Versteifungsbädern auf, in denen die Fäden noch plastisch sind. Dies könnte durch Steigerung der Fadenspannung in dieser Strecke vermieden werden. Die Fäden sind jedoch in ihrem plastischen Zustand gegen eine hohe Spannung sehr empfindlich, was sich in den endgültigen Eigenschaften der Fertigfäden bemerkbar macht.
Erfindungsgemäss wurde ein Verfahren des oben als bekannt vorausgesetzten Typs gefunden, bei welchem die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.
Dieses erfindungsgemässe Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden zu einer Fadenschar mit einem gegenseitigen Fadenabstand von 1 bis 6 mm vereinigt werden, sodann unter einer geringen Fadenspan- nung, z. B. von höchstens 8 g/100 den., wäh- rend sie auf einer sich mit derselben Geschwindigkeit fortbewegenden Unterstützung ruhen, in die Verste1fungsflüssigkeit, durch diese und aus ihr herausgeführt und schliesslich frei von einer Unterstützung unter einer höheren Fadenspannung, z. B. von mindestens lOg/100 den., durch die übrigen Behandlungsflüssigkeiten bewegt werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der eine Spinnmaschine, eine Anzahl Bäder und Faden- führungsorgane sowie in die Behandlungsflüssigkeit teilweise eintauchende Badrollen vorgesehen sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsorgane in den unmittelbar nach der Spinnmaschine angeordneten Bädern für jedes Bad aus einer zwangsläufig angetriebenen Badrolle mit einem Durchmesser von mindestens 40 cm und aus Fadenführern bestehen, wobei die um, diese1ben und um die Rolle geführte Fadenschar oberhalb des Flüssigkeitsniveaus des Bades mit der Rollenoberfläche in bzw. ausser Berührung kommt, während sich in den übrigen Bädern in bekannter Weise ein Fadenführer am Anfang und Ende jedes Bades befindet, um die Fäden in diesen Bädern ohne Unterstützung zu führen.
Die in dieser Weise mittels einer teilweise in . die Flüssigkeit eingetauchten, angetriebenen Rolle mit einem Durchmesser von mindestens 40 cm durch ein Versteifungsbad geführten Fäden werden dabei derart unterstützt, dass sie sogar bei geringer Spannung in ihrer eigenen Bahn bleiben, wodurch ein Sichverwirren oder Zusammenlaufen von benachbarten Fäden vermieden wird.
Diese Unterstützung der Fäden übt auf das Versteifungsverfahren keinen nachteiligen Einfluss aus, da es sich hiebei in der Hauptsache um die Einwirkung von Flüssigkeiten, mit denen die Fäden bereits beladen sind, oder von Wärme oder von einer Kombination dieser Flüssigkeiten und Wärme handelt.
Es hat sich gezeigt dass der Durchmesser der Rolle derart zu wählen ist, dass im Bad nicht eine derartige Turbulenz auftritt, dass die Fäden
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demzufolge anfangen würden, sich auf der Rolle in axialer Richtung zu verschieben.
Es wurde gefunden, dass, falls der Rollendurchmesser mindestens 40 cm beträgt, eine ruhige Lage dieser Fäden auf der Rolle, sogar bei hohen Geschwindigkeiten, gewährleistet ist. Weiter hat es sich herausgestellt, dass die Stelle, an der die Fäden die grosse Rolle erreichen und verlassen, für eine genaue Führung der Fäden über die Rol-
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gleichfalls wesentlich ist.
Ausser einem ruhigen Fadenlauf und einer Fadenführung im Versteifungsbad unter geringer Spannung, bietet das Verfahren auch die Mög- lichkeit, die Fäden mit grosser Geschwindigkeit und in sehr geringem gegenseitigem Abstand fortzubewegen.
Die in obenerwähnter Weise durch ein oder mehrere Versreifungsbäder geführten Fäden werden anschliessend ohne Unterstützung durch eine oder mehrere Nachbehandlungsflüssigkeiten geführt. Ein Zusammenlaufen von Fäden oder ein Sichverwirren von Einzelfäden benachbarter Fäden ist dann nicht mehr zu, befürchten, da ohne Gefahr für eine zu niedrige Trockendehnung der Fäden die Spannung in diesen versteiften Fäden zur erwünschten Höhe gesteigert werden kann.
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der Fäden durch die Nachbehandlungsbäder erzielt man darin bei minimaler Badlänge eine gründliche Waschwirkung.
Es sind auch bereits Verfahren für die Herstellung künstlicher Fäden bekannt, bei welchen eine Anzahl Fäden nach der Koagulierung, jedoch vor der Verstc : fung zu einer Schar von sich parallel und in einem Abstand voneinander in einer gemeinsamen Ebene mit in der Hauptsache geradlinigem Querschnitt fortbewegenden Fäden vereint und daraufhin in dieser Form mittels teilweise in die Nachbehandlungsflüssigkeiten eingetauchter angetriebener Rollen grösseren Durchmessers durch die Nachbehandlungsbäder
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die Fäden diese Rollen nicht unterhalb des Flüssigkeitsniveaus erreichen und verlassen.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei die-
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Waschwirkung, den Walzen zu wünschen übrig lässt. Ein Sichverwirren der Fäden ist hier jedoch nicht zu befürchten.
Wenn man erfindungsgemäss eine Fadenführung teilweise mittels grosser Walzen und weiter eine unterstützungsfreie Fadenführung verwendet, ist das Resultat, dass die Zahl der Fadenverwirrungen bis auf einen Bruchteil der üblichen Anzahl herabsinkt, ohne dass sich die Trockendehnung der hergestellten Fäden verringert, wogegen trotzdem eine gute Flüssigkeitsbehandlung erzielt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich 'besonders zur Anwendung bei der kontinuier- lichen Herstellung von künstlichen Fäden aus Viskose.
Bei dieser kontinuierlichen Herstellung von künstlichen Fäden aus Viskose bedient man sich z. B. eines Schwefelsäure und Salze enthaltenden
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dene Cellulosexanthogenat zersetzt werden muss, aus einem verdünnten Koagulierungsbad oder verdünnter Schwefelsäure bestehen kann, das vorzugsweise eine hohe Temperatur aufweist, um eine schnelle Zersetzung zustande zu bringen. So kann man auch heisses Wasser als Zersetzungflüssigkeit verwenden. In der Zersetzungsflüssigkeit werden die Fäden zwecks Erzielung einer befriedigenden Fadenfestigkeit zu gleicher Zeit verstreckt.
Daraufhin werden die Fäden unterstützungsfrei durch ein oder mehrere u. a. die Wasch-, Ent-
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und Bleichf1üssigkeiten enthalten-getrocknet.
Falls z. B. der Fadentiter 120 den., die Fadengeschwindigkeit 100 mon. und der gegenseitige Fadenabstand 4 mm beträgt, können die Fäden nach dem erfindungsgemässen Verfahren durch 'das erste Zersetzungsbad unter einer Spannung von weniger als 10 g (am Fadenteil, der die Flüssigkeit verlassen hat, gemessen) geführt werden. Vorzugsweise beträgt die Fadenspannung dann jedoch 8 g und nicht weniger als 5 g, da bei Spannungen unterhalb 5 g die Fäden beim Verlassen des Bades einen störenden Flüssigkeitsmantel mitführen.
Die Fäden werden dabei um etwa 6% im Zersetzungsbad verstreckt, während die Gesamtverstreckung, d. h. also diejenige, welche im Zersetzungsbad, zuzüglich der Verstreckung, die in den folgenden Nacbibehandlungsbädern erfolgt, etwa 19% beträgt. Die Fäden zeigen dabei keine Neigung zum Schwingen oder Zusammenlaufen.
Wenn man die neu gebildeten Fäden jedoch ohne Unterstützung durch das erste Zersetzungbad führen würde, so bräuchte man eine Fadenspannung von mehr als lOg um ein Zusammenlaufen oder ein Sichverwirren der Fäden zu vermeiden. Die Verstreckung, die man dabei in den Zersetzungslbädern anwenden müsste, wäre dann
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Lauf durch die Bäder zu gewährleisten.
Es hat sich gezeigt, dass mit einer Badrolle mit einem Durchmesser von mindestens 60 cm ein sehr ruhiger Fadenlauf erzielt wird. Die Anwen- : dung einer grossen Badrolle bietet weiter den Vorteil, dass deren Drehachse oberhalb des Flüssigkeitsniveaus angeordnet werden kann, wodurch weniger Verschleiss auftritt, als wenn sich diese Achse in der Flüssigkeit, z. B. in verdünnter Schwefelsäure, dreht, wie dies bei Rollen kleinen Durchmessers der Fall ist.
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Erfindungsgemäss verläuft die Rinnenwandung um die grosse Badrolle vorzugsweise konzentrisch zur Oberfläche dieser Rolle. Hiedurch wird die Flüssigkeitsoberfläche auf ein Minimum zurückgebracht, was in bezug auf den Wärmeverhrauch eine grosse Ersparung bedeutet, wenn heisse Zersetzungsbäder verwendet werden. Auch entstehen dabei keine toten Winkel in der Flüssigkeit.
In Fällen, in denen ein sehr ruhiger Fadenlauf bevorzugt wird, ist es nötig, dass der Abstand zwischen der Rinnenwandung und der Badrolle mindestens 2 cm beträgt. Bei einem kleineren Abstand tritt nämlich eine gewisse Turbulenz des Bades auf, wodurch die Fäden weniger ruhig über die Rolle laufen, während ebenfalls die Gefahr besteht, dass bei hoher Geschwindigkeit die Rinne teilweise leergepumpt wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, in der eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt ist.
In der Zeichnung ist 1 eine Spinnbadwanne, in der eine Serie von Spinndüsen 2 nebeneinander angeordnet ist. Von diesen wird bei normalem Betrieb der Vorrichtung eine Spinnlösung, z. B.
Viskose, die in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise zugeführt wird, in Form von Fäden 3 in die mit einem Spinnbad gefüllte Spinnbadwanne j ! ausgepresst. Oberhalb jeder Spinndüse 2 ist ausserhalb der Spinnbadwanne 1 eine frei drehbare Rolle 4 angeordnet, über welche die von den Spinndüsen, gebildeten und im Spinnbad koagulieren Fäden zu einer gemeinsamen, aus drei zwangsläufig angetriebenen Walzen be- stehenden Abzugsvorrichtung 5 geführt werden.
Vor der oberen Walze dieser Abzugsvorrichtung ist ein Kamm 6 angeordnet, durch den die von den verschiedenen Fadenführungsrollen 4 kommenden Fäden 3 getrennt gehalten werden, so dass sie parallel und in geringem Abstand voneinander dem übrigen Teil der Nachbehandlungsvorrichtung zugeführt werden.
Nachdem die Fadenschar die untere Walze der Abzugsvorrichtung 5 verlassen hat, wird sie um eine zwangsläufig angetriebene Walze 7 mit einem Durchmesser von z. B. 50 cm geführt, die mit der Unterseite in eine Rinne 8 eingetaucht ist, deren Wandung konzentrisch zur Drehachse der Walze 7 verläuft. Die Fäden werden daraufhin über eine zwangsläufig angetriebene Führungrolle 9 weiterbefördert.
Die Rinne 8 wird mit einer Flüssigkeit gefüllt gehalten, welche die im Spinnbad koagulierten, jedoch noch plastisch gebliebenen Fäden versteift.
Diese Flüssigkeit wird der Rinne 8 durch ein Rohr mit Ülberlaufvorrichtung, 10 zugeführt, wäh- rend die Abfuhr der Flüssigkeit durch eine überlaufvorrichtung 11 erfolgt. Die überlaufvorrichtung 10 zum Zuführen des frischen Versteifungsbades befindet sich an der Seite, wo die Fäden auf die Walze 7 auflaufen, während sich die Überlaufvorrichtung 11 an der Seite befindet, wo die Fäden diese Walze verlassen. Dadurch erhält man einen Flüssigkeitsstrom, der sich in der Drehrichtung der Rolle 7. bewegt, was einen ruhigen Fadenlauf fördert.
Die untere Walze der Abzugsvorrichtung 5 und die Führungsrolle 9 sind derart angeordnet, dass die Fäden die Rolle 7 oberhalb des Flüssigkeitsniveaus des Versteifungsbades erreichen und verlassen.
Von der Rolle 9 werden die versteiften Fäden 3 über eine angetriebene Umlenkrolle 12 zu einem Waschbad 13 geführt, in welches die Fadenschar durch nicht angetriebene Rollen 14 eingetaucht wird, so dass die Fäden ohne Unterstützung durch dieses Bad laufen. Das Waschwasser in diesem Bad wird fortwährend erneuert, zu welchem Zweck das Bad eine Zuleitung und eine Ableitung aufweist.
Daraufhin werden die Fäden über eine zwangsläufig angetriebene Rolle 15 zu einer gleichfalls mit einer Zuleitung und einer Ableitung versehenen Rinne 16 geführt, in der die Fäden, falls sie aus Viskose gesponnen sind, der Einwirkung eines Entschwefelungsmittels ausgesetzt werden. Auch in diesem Bad werden die Fäden mittels nicht angetriebener Führungsrollen 14 eingetaucht gehalten, jedoch ebenfalls so, dass die Fäden über den grössten Teil der Eintauchstrecke nicht unterstützt sind.
Nach Verlassen dieses Bades wird die Fadenschar noch durch mehrere anschliessende Rinnen 17, 18, 19 geführt, in denen sie der Einwirkung andrer Behandlungaflüssigkeiten, wie z. B. Wasch-, Bleich und Avivierungsflüssigkeiten, ausgesetzt werden. Auch in diesen Bädern werden die Fäden derart geführt, dass sie über den grössten Teil der Bandlänge nicht unterstützt sind. Nach Verlassen des letzten Bades werden die Fäden auf erhitzten Walzen 20 getrocknet und schliesslich aufgewikkelt.
Obwohl bei der dargestellten Vorrichtung nur eine einzige grosse Badrolle vorhanden ist, bedeutet dies nicht, dass sich die Erfindung darauf beschränkt. Auch zwei oder mehr grosse Badrollen können Anwendung finden. Deren Anzahl hängt von der Fadengeschwindigkeit und auch vom Durchmesser der verwendeten Rollen ab.
Weiter kann die Zahl der Folgebäder, in denen die Fadenschar in nicht unterstütztem Zustand mit den Behandlungsflüssigkeiten in Berührung kommt, eine andere als die in der Zeichnung angegebene Anzahl sein. Dies hängt von der Art
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ib.Änderungen im Spinnteil der beschriebenen Vorrichtung im Rahmen der Erfindung vorzunehmen.
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