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Dreistufiges Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Cellulosefasern aus Viskose od. dgl.
Gegenstand der Erfindung ist ein dreistufiges Verfahren zum Regenerieren von Cellulosefasern aus Viskose od. dgl. insbesondere für die Herstellung von Cordfäden, bei dem die Rohfäden im zweiten Fällbad
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unterworfen werden500C. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als 1. Spinnbad ein hochkonzentriertes kaltes Spinnbad und nachfolgend ein niedrig konzentriertes heisses Spinnbad benutzt wird, während das 3. Spinnbad mit beispielsweise 21o Schwefelsäure eine erhöhte Temperatur von ungefähr 70 - 950 C besitzt.
Spinnverfahren, bei welchen die Koagulation künstlicher Fäden in mehreren hintereinander geschalteten Bädern durchgeführt wird, wobei die Fäden im zweiten Fällbad einer höheren Verstreckung unterwörfen werden, sowie auch Spinnverfahren, bei denen höherkonzentrierte Schwefelsäurebäder und auch Fällbäder mit hohen Temperaturen verwendet werden, sind bekannt, ebenso wie beispielsweise Anordnungen, bei welchen die FällbadwanncninForm von Kanälen mit strömender Flüssigkeit ausgebildet sind, wobei niveaumässig getrennte Fällbäder verwendet werden. Ebenso ist grundsätzlich auch die Abdeckung von Spinnbädern bekannt geworden.
Bei dem vorliegenden Verfahren werden die vorgenannten einzelnen Elemente teilweise aber in ganz besonders gearteter Kombination zum Teil mit neuen Elementen verwendet, wobei ein Erfolg hinsichtlich der Güte und Festigkeit des erzeugten Produktes erzielt wird, wie er bisher nicht bekannt war.
Zweiseitig ausgebildete Spinnmaschinen, bei denen auf der einen Maschinenseite der Faden im Spinnbad geformt und dann auf die andere Maschinenseite geführt und von dort in ein unteres Stockwerk geleitet wird. sind ebenfalls schon vorgeschlagen, jedocl wurde bei diesen Vorschlägen nur Vorsorge zum Schutz der Maschinengetriebe und-antriebe getroffen, während ein Schutz des fertigen oder halbfertigen Fadens gegen schädliche Einwirkung von Behandlungsflüssigkeit u. dgl. erst wirksam mit der vorliegend beschriebenen Anordnung erreicht wird.
Es sind im Lauf der letzten Jahre und Jahrzehnte viele Vorrichtungen, die diesem Ziel dienen sollen, bekannt geworden. Alle diese Vorrichtungen weisen jedoch gewisse Mängel auf, sei es hinsichtlich der Schwierigkeit des Anspinnens, sei es hinsichtlich der Unzulänglichkeit einzelner Maschinenteile oder durch die Möglichkeit, den geformten Faden in irgend einem Stadium nachträglich zu schädigen, seine Eigenschaften negativ zu beeinflussen und anderes mehr. Alle diese Mängel zu beheben und eine Vorrichtung zu schaffen, die hinsichtlich Platzbedarf, Bedienungsbedarf, Auswechselbarkeit einzelner Teile, Fadentransport und Leistung allen zu stellenden Anforderungen genügt, ist das Ziel des nachstehend beschriebenen neuen Verfahrens und der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung.
Ein besonderer Nachteil vieler Spinnmaschinen beruht darauf, dass der geformte Faden einerseits beim Auflaufen auf das'Aufnahmeorgan-bzw. beim fortlaufenden Spinnen und Nachbehandeln beim Auflaufen auf das Nachbehandlungsorgan-noch nicht restlos durchkoaguliert bzw. zersetzt ist bzw. dass die Zersetzung auf umständliche und wenig praktische Weise durchgeführt wird und dass anderseits eine Streckung des Fadens in einem falschen Verfahrensaugenblick nicht vermieden wird. Hiedurch erhalten die Fäden
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ein zu hohes Quellungs- und ein zu geringes Schrumpfungsvermögen, was sich nachteilig auf die Gebrauchseigenschaften des Fadens, insbesondere als Cordmaterial, auswirkt.
Auch die Anordnung der bisher bekannten kontinuierlich arbeitenden Spinn-Nachbehandlungs-und Zwimvorrichtungen in drei Etappen ist nachteilig, wegen der Bedienungsschwierigkeiten einerseits und der Unannehmlichkeit, die darin liegt, dass das Säurespinnbad die oberste Etageemmi :. r t, dann die mit allerlei fliessenden Flüssigkeiten verschiedener chemischer Natur arbeitende Nachbehandlung in der mittleren Etage angeordnet ist und für die Zwirnvorrichtung die unter Etage benutzt wird, so dass immer die Möglichkeit der Schädigung des gegen Chemikalien sehr empfindlichen Fertiggarns durch solche herabtropfenden oder-spritzenden Stoffe besteht.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist auch schim vorgeschlagen, den Faden aus dem Spinnbad nach oben heraustreten zu lassen und nach Fertigkoagulation auf einem verschränkten Walzenpaar oder ähnlich wirkenden Apparaturen durch ein mit Wasserstrahlpumpen zt m Ansagender Fäden betriebenes Rohr mit den ebenfalls mit Injektorpumpen- in einzelnen hintereinander geschalteten Rohren strömenden Behandlungsflüssigkeiten nachzubehandeln und nach Passieren einer konischen Trockenwalze cd. agl. direkt zu zwirnen. Auch diese Vorrichtung hat Nachteile, da die Nachbehandlung und die Zwirnung räumlich nicht oder ungenügend getrennt sind und die Wäsche mit im Gleichstrom bewegten Naehbehandlungsflüs- sigkeiten unzureichend ist.
Durch die nachstehend beschriebene erfindungsgemäässe Vorrichtung und ihre besondere Anordnung und das mit ihr durchführbare verbesserte Verfahren werden nun zahlreiche Mängel behoben, die den bisher bekannt gewordenen Anlagen anhaften. Es gelingt mit der neuen Vorrichtung, auf einfache Weise im kontinuierlichen Verfahren eine einwandfreie Seide herzustellen, die besonders für Reifencord wegen ihrer hervorragenden physikalischen Eigenschaften brauchbar ist. Ein grosser Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt auch darin, dass die Möglichkeit besteht, bereits vorhandene Betriebsmaschinen in brozer Zeit unter Benutzung der neuen Gesichtspunkte umzubauen, so dass eine überraschend schnelle Umstellung vorhandener Betriebe auf die neue Arbeitsweise möglich ist.
Ein weiterer erfindungsgemäss erreichbarer Vorteil liegt darin, dass der Fabrikationsprozess auf diese Art in drei unabhängige Arbeitszyklen unterteilt werden kann, die bezüglich der dazu verwendeten Mittel und der Arbeitsbedingungen voneirander insofern unabhängig sind, als eine im Aufwinde- bzw. Zwirn- betrieb für das Feniggarn oder eine in der Nachbehandlung etwa eintretende Stockung sichnicht indievor- hergehenden Arbeitszyklen und-was von besonderer Wichtigkeit ist-nicht rückwärts in den Spinnbetrieb fortpflanzt.
In dem ersten dieser Arbeitszyklen, dem Spinnbetrieb, wird der Faden geforn : t, verstreckt, durchko- aguliert und die Cellulose regeneriert. Dieser Arbeitsgang wird gänzlich im mehr oder weniger sauren Medium ausgeführt. Der Arbeiter, der diese Arbeit ausführt und an dessen Händen starke Säuren sind, kommt infolge der neuartigen Anordnung nicht mehr mit gewaschener Ware in Berührung. Sein Arbeitszyklus ist einfach und kurz und kann durch Unterbrechungen in den nachfolgenden Arbeitszyklen. licht gestört werde : 1.
Auch der zweite Arbeitszyklus ist kurz und umfasst das Waschen, die Nachbehandlung, das eventuelle Verstrecken, das Trocknen unter Spannung, um das gewünschte Schrump'vermogen des Garnes einzustellen und endlich den Transport des Fadens in ein höherliegendes Stockwerk. Der Arbeiter, welcher in diesem Zyklus arbeitet, hat an den Händen Waschwasser und kommt kaum mit der abfliessenden äusserst schwach sauren Flüssigkeit in Berührung. Er berührt also keine orl en SÅauren und kann darum mit
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der"Textilabteilungen"nicht mehr in Berührung.
Der dritte Arbeitszyklus, der in einem Stockwerk über demjenigen, in welchem die vorhergehenden Operationen stattfinden, ausgeführt wird, umfasst den Textilteil. Die Anordnung ist derart durchgebildet, dass das Fertigprodukt nicht durch die Lösungen, Dämpfe oder von den vorhergehenden chemischen Arbeitsprozessen stammende Gase geschädigt werden kann.
Nachstehend wird das Arbeitsverfahren an Hand von beispielsweisen Angaben näher beschrieben und nachfolgend die apparative Anordnung zur Durchführung des Verfahrens an Hand der beigefügten schen. a- tischen Darstellungen näher erläutert :
Beispiel l : Eine Viskose mit zirka 6-8% Cellulose und etwa 6-8% Alkali und einem Salzpunkt
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gebildete Arbeitskräfte und eine so gute Aufsicht verfügt, dass ein Berühren oder Bespritzen der ausgewaschenen oder der getrockneten Seide mitsfujren Flüssigkeiten mit Sicherheit vermieden wird. Durch Jas Herüberleiten des Fadens auf die andere Seite der Maschine ist aber diese Sicherheit auch bei weniger gut ausgebildeten Arbeitskräften gegeben.
Wenn daher auch die Arbeitsweise mit Nachbehandlung usw auf derselben Maschinenseite, auf der gesponnen wird, in dervorbeschriebenenKombination in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt, wird doch der Arbeitsweise der Vorzug gegeben, bei der der fertig koagulierte Faden zur Nachbehandlung und Trocknung auf die andere Maschinenseite herübergeführt wird.
Bei der beschriebenen Arbeitsweise, bei der der Faden unterhalb der Maschine von der Spinnseite auf die Nachbehandlungsseite befördert wird, ist jegliche Gefahr einer Übertragung stärkerer Säure direkt oder durch den Arbeiter auf die Nachbehandlungsseite ausgeschlossen. Auch die Schädigung durch Dämpfe oder Gase wird durch die Absaugung unmöglich gemacht. Auf der zweiten Hälfte der Waschzylinder können, wenn dies notwendig ist, noch andere Zuleitungen für Nachbehandlungsflüssigkeiten vorgesehen sein.
Nach der Wäsche und Nachbehandlung durchläuft der Faden ein zweckmässig über den Wasch-und Nachbehandlungswalzen angeordnetes, z. B. flach ausgebildetes Avivagebad und steigt aus diesem zu den darüber montierten Trockenwalzen empor und wird von diesen mittels Blasluft, die von Fall zu Fall eingeschaltet wird, durch ein Rohr (für jeden Faden ein besonderes Rohr) in den darüber befindlichen Raum zum Aufwinden bzw. Zwirnen geblasen. Im Gegenstrom wird dann durch das erwähnte Rohi konditionierte Luft geblasen, so dass das Fadenbündel fertig konditioniert zu dem Textilraum gelangt. Das Avivagebad ist eine zielbewusste Trennung zwischen Waschung und Trocknung, so dass jegliches Heraafspritzen von Wasser oder auch den geringsten Säureresten auf den trockenen Faden unmöglich wird.
Die Geschwindigkeit der Trockenwalzen im Verhältnis zu der der Waschwalzen wird zweckmässig so eingestellt, dass beim Trocknen unter Spannung aie für Cordgarnzwecke geeignete Dehnbarkeit und das gewünschte Schrumpfungsvermögen erreicht wird, so dass also die Bruchdehnung im fertigen Faden beispielsweise nur etwa noch 8-12o beträgt. Das beschriebene Verfahren kann grundsätzlich auch mit anderen Celluloselösungen, z.
B. mit Kupferoxydammoniakcelluloselösungen, unter Benutzung der entsprechenden Fällbäder durchgeführt werden, wobei nur zu beachten ist, dass die starke Verstreckung an dem innerlich noch nicht koagulierten und zu Cellulose regenerierten Faden vorgenommen wird und der Faden nach völliger Regenerierung und Nachbehandlung nur soweit gedehnt wird, dass er die für die beabsichtig- te Verarbeitung gewünschte Dehnbarkeit erhält.
Die zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zu verwendende Apparatur wird nachstehend an Hand der beigefügten ochematischen Darstellungen beschrieben :
In den Fig. 1-4 sind vier verschiedene Ausführungsformen dargestellt, die sich voneinander im wesentlichen durch die verschiedenartige Ausbildung des dritten Spinnbades und die Überführung des fertig verstreckten und zu Cellulose regenerierten FadenbündeJs zur Wasch-urd Nachbehandlung unterscheiden.
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eines Filters 2 durch die Spinndüse 3 in das Spinnbad 4 gesponnen wird.
Die Ausbildungsform dieses Spinnbadbehälters richtet sich einerseits nach der Zusammensetzung der verwendeten Spinnlösung und anderseits nach der Zusammensetzung und der Temperatur des verwendeten Spinnbades und der unter Berück- sichtigung dieser Verhältnisse jeweils benötigten Schlepplänge im Fällbad. Auch der Abstand der Abzugsgalette 6 wird so gewählt, dass der gesponnene Faden 5 beim Auflaufen auf diese Galette (unter Berücksichtigung der gewählten Abzugsgeschwindigkeit) den für die nachfolgende Verstreckung günstigsten Zersetzungsgrad erreicht hat. Von der Galette 6 läuft das Fadenbündel in das zweite unter 6 angeordnete Bad 8, aus dem es unter Passieren einer geeigneten Führung 7 unter starker Verstreckung von der Abzugsrolle 9 abgezogen wird.
DieDrehgeschwindigkeit der Abzugsrolle 9 kann für sich gesondert und unabhängig eingestellt und verändert werden. Die Abzugswalze 9 kann ebenso wie die Abzugswalze 6 entweder als eine für jede Spinnstelle gesondert ausgebildete lolle, aber auch als durchgehende Walze für die gesamte Maschinenlänge ausgebildet sein. Von der Walze 9 fällt der Faden in das letzte dritte Bad 10, in welchem er unter Durchlauf entsprechend angeordneter Fiihrungselemente restlos zu Cellulose zersetzt wird.
Im Gegensatz zu denAusiührungsformen gemäss Fig. 2-4 ist das Bad 10 gemäss Fig. 1 nicht weiter unterteilt. Es ist bis auf die Eintritts- und Austrittsstelle für aas Fadenbündel mit Deckeln versehen, die zur Bedienung leicht aufgeklappt werden können. Oberhalb des Bades ist eine (in den Figuren nicht gezeichnete) Absaugung zum Absaugen aller hier auftretenden Dämpfe und Gase vorgesehen.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 2 ist von dem Bad 10 das tiefer angeordnete abgedeckte Bad 13 abgeteilt, in das das Fadenbündel durch eine von abfliessender Badflüssigkeit aus 10 bespülte Rinne 12 nach 13 herabgeschwemmt wird.
Gemäss Fig. 3 und 4 geschieht die Förderung des Fadenbündels durch ein Rohr 12, dessen Länge so ein-
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gestellt ist, dass der Faden mit Sicherheit völlig zu Cellulose regeneriert nach 13 eintritt. Die Bäder 4,8, 10 und 13 sind zweckmässig durchlaufend längs der ganzen Maschinenlänge ausgebildet und mit Zu- und Ablauf in bekannter Weise versehen.
Wie schon früher betont ist es zur Erzielung eines brauchbaren Fadens nicht unumgänglich notwendig, bei der Maschine, wie vorstehend beschrieben, streng die eigentliche Spinnseite von der Nachbehandlungsseite abzutrennen, jedoch erweist sich diese Anordnung wegen der sonst für die Fadenqualität bestehenden Gefahrenseinflüsse als durchaus zweckmässig.
Abreissende Fäden weiden durch die in den Bädern aufrecht erhaltene Badströmung nach einem Ma- schienenende hin fortgeschwemmt, so dass ein Herausnehmen des Spinndüsenhalters und ein neues Anspin- neu völlig vermieden wird. Die Bäder sind so tief ausgebildet, dass durch dieses Abschwemmen von Abfall die laufenden Fadenbündel nicht gestört werden.
Gemäss der Ausführungsform in Fig. 3 kann dem Förderrohr noch zusätzlich kaltes oder heisses Wasser zugeführt werden, und gemäss der Ausbildungsform in Fig. 4 trägt das Förderrohr an der Eintrittsstelle des Fadenbündels einen Trichter 11, dessen oberer Rand etwas unter dem Flüssigkeitsniveau in 10 liegt. Seitlich. unterhalb des Trichters ist ein (in der Figur nicht gezeichneter) mit kaltem oder heissem Wasser, zweckmässig mit Heissdampf betriebener Injektor angeschlossen, der das Fadenbündel auftreibt und durch das Rohr 12 fördert. Bei dieser Ausführungsform kann das Rohr 12 verhältnismässig flach geführt sein, wodurch eine allzu grosse Höhenausbildung der Maschine vermieden wird.
Zweckmässig trägt das Injektorrohr in geeigneten Abständen Verengungen, um ein allzu starkes Auftreiben des Fadenbündels zu vermeiden, das Unzuträglichkeiten zur Folge haben könnte. Das Förderrohr 12 wird zweckmässig oberhalb des Flüssigkeitsniveaus des als Schwemmkanal ausgebildeten Bades 13 in dieses eingeführt und das Fadenbündel nach oben durch die flung 14 dem verschränkt angeordneten und hinsichtlich ihrer Umdrehungszahl für sich gesondert regulierbaremWaschwalzenpaar 15 zu einer im Gegenstrom arbeitenden Wäsche und gegebenenfalls auch zur Nachbehandlung zugeführt.
Von den Walzen 15 läuft das Fadenbündel durch ein über den Walzen angeordnetes und diese zweckmässig überdeckendes, der Avivierung oder Schlichte dienendes Bad 16 und von diesem auf das hinsichtlich der Umdrehungsgeschwindigkeit ebenfalls gesondert regulierbare Trockenwalzenpaar 17, von dem es-gegebenenfalls unter einer gewissen Verdehnung und Beibehaltung eines bestimmten Schrumpfungsvermögens bei Wiederbefeuchtung- durch das Förderrohr 19 in den, im allgemeinen darüber liegenden Textilraum gefördert wird, wobei durch das Rohr 25 dem Rohr 19 laufend konditionierte Luft dem laufenden Fadenbündel entgegenströmt, so dass der Faden fertig konditioniert zur textilen Verarbeitung gelangt. In 23 ist in den Fadenlauf ein Relais eingeschaltet, das bei einem Fadenbruch eine in 18 angeordnete.
Blasvorrichtung in Betrieb setzt, die unter gleichzeitiger Ausschaltung des konditionierten Luftstromes 25 den abgerissenen Faden duch das Rohr 19 wieder nach oben bläst, wo er zunächst von einem Absaugerohr 20 angesaugt wird, oder er kann mittels eines beweglichen, z. B. mit Gas- oder Luftdruck betriebenen Hilfsinjektors 21 auf dem mit einer Spule 24 versehenen Wickelorgan 22 aufgespult oder auch gleich einer Zwirnvorrichtung zugeführt werden. Bei hier auftretenden Fadenbrüchen wird das nachgelieferte Garn automatisch in das Saugrohr 20 abgesaugt, bis die Störung wieder beseitigt ist. Bei Verminderung der Fadenspannung aus ir- gendeinem Grunde, z. B. wegen.
Spulenwechsel24, schaltet der automatische Schalter 23 den Luftinjektor 18 ein ; der Faden wird durch das Transportrohr 19 geblasen, an dessen Ausgang er in das Rohr 20 abgesaugt werden oder mittels des Hilfsinjektors 21 dem Aufwickelorgan 22 zugeführt werden kann.
Diese Einrichtung erlaubt der Textilabteilung, räumlich und verfahrensmässig unabhängig von der chemischen Abteilung zu arbeiten.
Die automatische Schaltung für den Injektor 18 wird mittelbar mit der pneumatischen Schaltung für die Klimaanlage gekuppelt, welche durch den Luftstrom geschlossen wird solange der Injektor arbeitet, aber wenn er ausgeschaltet, wird klimatisierte Luft durch die Zuleitung 25 in das Transportrohr 19 im Gegenstrom zum Fadenlauf getrieben. Auf diese Art erreicht der Faden das Aufnahmeorgan schon konditioniert und temperiert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dreistufiges Verfahren zum Regenerieren von Cellulosefasern aus Viskose od. dgl., insbesondere für die Herstellung von Cordfäden, bei dem die Rohfäden im zweiten Fällbad einer starken Verstreckung beispielsweise um 50-100 unterworfen werden, unter Verwendung von höher konzentrierten Spinnbädern, z. B. mit zirka 40-70 % Schwefelsäure und bekannten Zusätzen, sowie niedriger konzentrierten, z. B.
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