DD294740A5 - Vorrichtung zur behandlung von faserkabeln mit einer fluessigkeit - Google Patents

Abstract

ie Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Fluessigkeit, wobei Faserbeschaedigungen vermieden werden sollen. Erfindungsgemaesz geschieht dies dadurch, dasz zur Nachbehandlung von frisch gesponnenen Fasern in Kabelform mittels Rohrwaesche zur Fuehrung und zum Transport ein Doppelinjektor eingesetzt wird. Dieser hat den Vorteil, dasz in einem ersten Schritt das Faserkabel unter geringem Druck in das bewegte Medium eingebettet wird und erst im zweiten Injektor die benoetigte Fluessigkeitsmenge unter hoeherem Druck das Faserkabel erfaszt und weiterfaehrt. Faserbeschaedigungen werden auf diese Weise vermieden. Fig. 1\{aserkabel; Verfahren; Vorrichtung; Waschvorrichtung; Faserbeschaedigung; Injektor; Doppelinjektor; Fasernachbehandlung\}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung ein Waschrohr und einen Injektor aufweist. Das Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln beinhaltet die Verwendung solch einer Vorrichtung. Zur vollständigen Entfernung von Verunreinigungen aus Fasern nach dem Spinnen ist es notwendig, diese Fasern einer Nachbehandlung zu unterwerfen. Dazu können die Fasern geschnitten und aufgeschwemmt werden und als Stapelfaservlies auf Siebbändern durch verschiedene Badberio.'slungszonen hindurchgeführt werden. Eine schonendere und effizientere Variante der Nachbehandlung führt das Endlos-Faserkabel durch ein geschlossenes Rohrsystem, das von einer Nachbehandlungsflüssigkeit durchspült wird. Gegenüber herkömmlicher Nachbehandlung ist es möglich, die Einzelfilamente innerhalb kurzer Zeit mit größeren Mengen Waschflüssigkeit in Kontakt zu bringen, so daß eine gute Auswaschung bewirkt wird. Dieses wesentlich höhere Verhältnis Waschflüssigkeit zu Faseroborfläche kann bei herkömmlichen Siebband- und Rasternachbehandlungen nicht erreicht werden. Verfahren dieser Art sind beispielsweise in CH-PS 273357 und US-PS 2713784 beschrieben. Besondere Ausführungsformen der

sogenannten Rohrwäsche, wie sie unter anderem in „Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren" K. Goetze 3884/885 (1967) beschrieben ist, verzichten auf mechanische Abziehhilfen gänzlich und spülen das Faserkabel durch das Rohrsystem hindurch.

In diesem Fall erlangen Injektoren, die das Faserkabel in das Waschrohr einführen und das Faserbündel mit Nachbehandlungsflüssigkeit durchdringen und fortbewegen, eine wichtige Bedeutung. Um das Faserbündel in entsprechender Weise aufzunehmen und die Produktionssicherheit zu gewähren, ist ein Strahldruck der Injektoren von bis zu 3,0bar erforderlich. Bei empfindlichen Fasern, beispielsweise bei feinen Fasern oder solchen, die

modifizierende Zusätze, wie Ruß, Pigmente oder andere anorganischen Partikel enthalten, verursacht dieser „harte Strahl"

Faserrisse. Faserrisse in diesem Bereich beeinflussen die Weiterverarbeitung, aber auch die Produktqualität in sehr negativer Weise. Als Beispiel sei der Gehalt an Langfasern bei der Herstellung von Stapelfasern erwähnt: Faserrisse bewirken, daß sich die Fasern

nicht mehr zuverlässig schnöden lassen, so daß sich in Stapelfasern, die auf eine bestimmte Länge geschnitten sein sollen, unerwünschte Langfa^eer.i befinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu

verbessern, daß ein Endlos-Faserkabel in ein Waschrohr eingebracht und hindurchgeschwemmt werden kann, ohne

Faserbrüche oder Faserrisse zu verursachen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Injektor als Doppelinjektor, bestehend aus einer oberen und einer

unteren Injektoreinheit mit jeweils einer hohlen Düsennadel und einem Düsenstock ausgebildet ist.

Es ist zweckmäßig, wenn der Innendurchmesser der Düsennadel und des Düsenstockes in der oberen und in der unteren Injektoreinheit jeweils etwa gleich sind und wenn die Innendurchmesser der unteren Injektoreinheit größer sind als die Innendurchmesser der oberen Injektoreinheit. Dadurch ist in der unteren Injektoreinheit genug Platz vorhanden, daß das Faserkabel von einer ausreichend dicken Flüssigkeitsschicht umgeben und dadurch geschützt ist. Vorzugsweise sind der Strahldruck der oberen und der Strahldruck der unteren Injektoreinheit unabhängig einstellbar. Es ist zweckmäßig, wenn oberhalb jeder Düsenöffnung eine ringförmige Kammer vorgesehen ist, in die die Zuflüsse des

bewegten Mediums münden.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn die Strahldruckdifferenz zwischen oberer und unterer Injektoreinheit

0,5 bis 2 bar, vorzugsweise etwa 1,0 bar beträgt und wenn das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen, die durch die obere und untere

Injektoreinheit zugeführt werden, zwischen 1:1 und 1:5 liegt und vorzugsweise 1:3 beträgt. Es ist möglich, Faserkabel, bestehend

aus 6000 bis 5000000 Einzelelementen, zu behandeln.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1: den Längsschnitt durch einen Doppelinjektor, wie er erfindungsgemäß in einer Vorrichtung zur Behandlung von

Faserkabeln eingesetzt werden kann; Fig. 2: eine modifizierte Ausführung gemäß Fig'. 1; Fig. 3: ein Diagramm mit der Darstellung der physikalischen Abläufe in dem Doppelinjektor nach Fig. 1.

Der Doppelinjektor besteht gemäß Fig. 1 aus einem feststehenden Mittelteil 1, dessen oberer Teil den Düsenstock der oberen Injektoreinheit 2 bildet und dessen unterer Teil die Düsennadel der unteren Injektoreinheit 3 darstellt. Als Düsennadel für die

obere Injektoreinheit 2 ist ein durch Schrauben bewegbares rohrförmiges Oberteil vorgesehen. Die Düsenöffnung 4 kann durch

Auf- und Abbewegen dieses Oberteiles eingestellt werden. An) obersten Ende ist dieses Teil trichterförmig erweitert, zur Aufnahme und Führung des Faserkabels 6. Die untere Injektoreinheit 3 besteht aus einem ebenfalls beweglichen, rohrförmigen Unterteil, dessen oberster Teil den Düsenstock bildet. Gemeinsam mit dem als Düsennadel ausgebildeten, feststehenden Mittelteil 1 wird die Düsenöffnung 5 der unteren Injektoreinheit gebildet. Seitlich oberhalb der Düsenöffnungen 4 und 5 münden die Zuflüsse 7 und 8 des bewegten Mediums in

ringförmige Kammern 9 und 10, bevor das Medium durch die Düsenöffnung unter Druck mit dem Faserkabel 6 in Berührung gelangt. Die Form der Ringkammer 9 und 10 ist so ausgelegt, daß kein seitlicher Überdruck zustande kommt.

Mittels der oberen Injektoreinheit 2 kann das Faserbündel mit einem gegenüber der unteren Injektoreinheit 3 reduzierten Strahldruck und einem Teil der Gesamtwaschflüssigkeit sehr schonend in den Doppelinjektor eingezogen werden. Dabei wird

das Faserbündel in Waschflüssigkeit gebettet und dem unteren Injektor 3 zugeführt.

Der untere Injektor 3 kann mit einem bis zu zwei bar gegenüber dem oberen Injektor 2 erhöhten Strahldruck betrieben werden. Dabei wird die restliche Waschflüssigkeitsmenge zugeführt. Der hohe Strahldruck erreicht nun nicht mehr die einzelnen Fasern, denn diese sind mit der im ersten Injektor 2 zugeführten Flüssigkeit umgeben und dadurch geschützt. Somit kann das gewünschte, sichere Einführen des Faserbündels in die einzelnen Waschzonen in schonender Weise erfolgen. In einer besonderen Ausführungsform des Doppelinjektors kann der trichterförmige Teil, der das Faserkabel in den Doppelinjel.tor einbringt, zusätzlich mit Einzugshilfen ausgestattet sein. In Fig. 2 ist eine modifizierte Ausführungsform dieser Art dargestellt. Über den Zulauf 11 gelangt die Spülflüssigkeit in die Ringkammer 12, dringt weiter durch die Überströmkanäle 13 zur Düsenringkammer 14 und erfaßt unmittelbar nach Austritt aus

dem Ringspalt 15 das Faserkabel und schwemmt dieses weiter.

Bei Wechsel der Faserart im Kabel können die Düsenquerschnitte durch Verschieben der Düsennadel im Düsenstock verändert

und damit die Strömungsverhältnisse optimiert werden, so daß Faserbrüche ausgeschlossen sind.

Beispiel 1 Ein Endlos-Faserkabel aus HWM-Fasern*, bestehend aus 530000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex, wird mit einer Geschwindigkeit von 25m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht. Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5bar. Es werden 10OOI Sauerwasser/Stunde durchgepumpt. Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5bar. Die Flüssigkeitsmenge 3000l/h. Die Fig. 3 veranschaulicht die Strömungsverhältnisse in den einzelnen Abschnitten des Doppelinjektors. Zu diesem Zweck ist

dieser nochmals daneben dargestellt.

Am Ende der ersten Waschzone ist eine Abquetschwalze vorgesehen, die eine Bädertrennung bewirkt. In das nächste Nachbehandlungsbad wird das Kabel durch einen zweiten Doppelinjektor eingebracht. Beispiel 2 Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern, die Graphit inkorporiert haben, besteht aus 312000 Filamenten mit einem Einzeltiter

von 5,5dtex. Es wird mit einer Geschwindigkeit von 25m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein

Rohrwaschsystem eingebracht. Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5bar. Es werden 2000I Sauerwasser/Stunde durchgepumpt. Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 2,0bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000l/h. Beispiel 3 Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern-Baumwolltype (ZS-Faserproduktion), bestehend aus 53000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,3 dtex wird mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht. Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,7 bar. Es werden 500I Sauerwasser/Stunde durchgepumpt. Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 1200l/h. Beispiel 4 Ein Endlos-Faserkabel aus Zellulosefasern, bestehend aus 10000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex, wird mit einer Geschwindigkeit von 60m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht. Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5bar. Es werden 5001 Waschwasser/Stunde durchgepumpt. Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,0bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000l/h.

Anmerkung: diese Fasern heißen auch Modal-Fasern. Sie haben einen hohen Naßmodul (HWM = heigh wet modules), d.h., sie reißen auch im nassen Zustand nicht. -

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung ein Waschrohr und einen Injektor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor als Doppelinjektor, bestehend aus einer oberen und einer unteren Injektoreinheit (2; 3) mit jeweils einer hohlen Düsennadel und einem Düsenstock ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Düsennadel und des Düsenstocks in der oberen und in der unteren Injektoreinheit (2; 3) jeweils etwa gleich sind und daß die Innendurchmesser der unteren Injektoreinheit (3) größer als die Innendurchmesser der oberen Injektoreinheit (2) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahldruck der oberen und der Strahldruck der unteren Injektoreinheit (2; 3) unabhängig einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb jeder Düsenöffnung (4; 5) eine ringförmige Kammer (9; 10) vorgesehen ist, in die die Zuflüsse des bewegten Mediums münden.

5. Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldruckdifferenz zwischen oberer und unterer Injektoreinheit 0,5 bis 2bar, vorzugsweise etwa 1,0bar, beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen, die durch die obere und untere Injektoreinheit (2; 3) zugeführt werden, zwischen 1:1 und 1:5 liegt und vorzugsweise 1:3 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faserkabel, bestehend aus 6000 bis 5000000 Einzelfilamenten, behandelt wird.