DE1410805A1

DE1410805A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Textilfaserbuendeln bei erhoehter Temperatur

Info

Publication number: DE1410805A1
Application number: DE19611410805
Authority: DE
Inventors: Saburo Okajima; Masahide Yasawa
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1960-12-06
Filing date: 1961-12-05
Publication date: 1968-10-17
Also published as: GB950349A; US3213470A

Description

Patentanwälte
Dr.-Ing. HANS RUSCHKE
Dipl.-ing. HBNZ AGULAR " " ■"" ι / * none

8 München 27, Plenzenauer Str. 2 141080b

P 14 IO 805.5 (A 58 943 VIIa/8a) 27* Jlffii 1968

Asali Easel Kogyo Kabushiki Kaisha, Osaka / Japan

,Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Textilfaserbündeln "bei erhöhter lemperatur

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von !Eextilfaserstoffbündeln in hintereinander geschalteten Kammern unter auf einen Höchstwert ansteigendem und danach anfallendem Druck bei einer !temperatur . oberhalb von 100° sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. " ■

Bin wesentliches Problem bei ,der kontinuie3?3j^,chen Behandlung derartiger !Eextilfaserbündel bei Temperaturen über 100° liegt darin, dass zur Vermeidung τοη Überhitzung

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bei einem möglichst geringen Wärmegefälle gearbeitet werden muss. Dies wird in der Regel nur bei der Wärmeübertragung durch eine Konvektion aus einem Wärmeträger möglich. Dazu kommt, dass die Faserbündel einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen müssen, um bearbeitungsfähig zu sein und eine Erwärmung über 100° ein völliges Austrocknen der Fasern zur Folge hätte. Wenn nicht durch eine entsprechende Atmosphäre die Verdampfung der Feuchtigkeit verhindert wird.

Es ist bei chargenweisem Betrieb bekannt, die Wärmebehandlung in Dampf oder in einem Dampfgemisch unter einem der Sättigungstemperatur des Dampfes entspre'chenden Druck vorzunehmen, wobei die Sättigungstemperatur des Dampfes etwa der Behandlungstemperatur entsprficht.

Bei der kontinuierlichen Behandlung von Fasersträngen ergibt^sich dabei jedoch die Schwierigkeit, einen entsprechend hohen Druck in der eigentlichen Behändlungskammer ohne Behinderung der kontinuierlichen Durchführung des Stranges aufrechtzuerhalten. (DEP 1181169 und 286 429).

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Es ist bekannt, (DRP 1 181 169 und 286 429), einen gewissen Überdruck in derartigen Behandlungskammern dadurch zu erzeugen, dass Siphonartige Flüssigkeitsverschlüsse vor und hinter den Kammern angeordnet sind, durch die der Strang läuft. Bei dieser bekannten Anordnung wird zwangsläufig jedoch der Faserstrang einer Nassbehandlung unterzogen. ,

Bei einer anderen bekannten Anordnung (USA-Patentschriften 2 427 054 und 2 142 910) ist vor bezw. hinter der eigentlichen Dampfbehandlungskammer eine Spannkammer angeordnet, in welcher Behandlungsstufen durchgeführt werden. Durch die Undichtigkeit bei"der Zu- und Abführung des G-arnstranges stellt sich dabei ein gewisses Druckgefälle ein, so dass in der eigentlichen Hauptbehandlungskammer mit einem geringen Überdruck gearbeitet werden kann.

Eine weitere bekannte lösung zur Einstellung eines entsprechend hohen Druckes am Garnbündel besteht darin, das G-arnbündel quer durch eine Reihenebeneinanderlie—■ genden Dampf zu- und -ableitung en zu führen. Bei dieser bekannten Anordnung kann durch entsprechende Drosselung

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des Austritts der Zuführleitung ein Strahl relativ hoher Temperatur vor der endgültigen Entspannung .auf die Pasern geleitet und dadurch eine Behandlung bei entsprechend hoher Temperatur durchgeführt werden.

Diese bekannte Anordnung hat jedoch einen sehr hohen Dampfverbrauch.

Alle diese bekannten Anordnungen ermöglichen nur schwer eine genaue Einhaltung der Behandlungstemperatur, da der Druckabfall an den Zu- und Abführstellen sehr weitgehend vom Faserbündel abhängt und dadurch ein unterschiedlicher Drucken der Behandlungsstelle unvermeidbar ist.

Übliche Regeleinrichtungen würden infolge ihrer in jedem Falle vorhandenen Ansprechträgheit keine wesentliche Verbesserung bringen.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Textilfaserbündeln zu schaffen,

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bei der die Anströmung des Dampfes aus den Zu- und Abführöffnungen wesentlich, geringer als bei bekannten Anordnungen ist und dadurch der Druck in der Behandlungskammer wesentlich genauer beeinflussbar ist, wobei ferner eine Beeinflussung des Paserstranges 'durch den ausströmenden Dampf, die insbesondere zum JPlattern führen kann, -vermieden ist» . .

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass man die Faserstoffbündel mit Satt- oder Hassdampf und ggf. Pressluft durch Durchgangsöffnungen durch Kammern leitet _t welche einen Druck in der Kammer zwischen 10 bis .15 Atmosphären halten. Diese erfindungsgemässe Anordnung wendet das von Labyrinthdichtungen, z.B. im iCurbinenbau bekannte Prinzip auf die Behandlung -Tön. Eextilfasersträngen an. Durch eine, grössere Anzahl von Kammern an den Durchgangsöffnungen mit entsprechendem Yoslumen stellt sich in Abhängigkeit von der Konstruktion und; den Betriebsbedingungen ,ein im wesentlichen konstantes Druckgefälle zwischen den einzelnen Kammern ein, welches, zwischen jeder der Kammern, d.h. .beid- '"'' seitig geder Durchgangsöffnungen relativ gering ist.

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Dadurch wird auch, die Üb er strömung gering und . im wesentlichen von Änderungen der Struktur des Faserstranges unabhängig.

Das zu behandelnde Textilfaserstbffbündel kann ein Strang aus endlos gesponnenen synthetischen Fasern sein, oder ein von einer Anzahl von Spulen auf einem Zettelgestseil in der Yorbehandlungsstufe des Webens abgezogenes Bündel sein oder aber auch ein Vorgarn aus beliebigen lextilfasern im Spinnereiverfahren sein.

Die Torrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von.Textilfaserstoffbündeln zur Durchführung des Verfahrens besteht vorzugsweise aus mehreren vorgeschalteten Druckkammern mit Durchgangsöffnungemcfür !Eextilbündel sowie seitlichen Ableitungen und ggf. den· Pressluftleitung en, den Höchstdruckkammern iind": mehreren nachgeschalteten Druckkammern mit Durch*-· · gangsöffnungen für Textilbündel sowie seitlichen Dampfableitungen und ggf. Presluftleitungen, wobei die Höchstdruckkammern Kondensatableitungen besitzen.

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Dabei kann die Dampfbehandlungskammer als gerades Roar ausgebildet sein, sie kann aber aucli die Form eines TJ-Rohres haben, in welcher Haltewalzen zur Einführung des !Textilfaser stoff bündeis angeordnet sind. In der Dampfbehandlungskammer können Rollen zur Bewegung des Bündels unter Spannung angeordnet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt;

3?ig.l schematisch einen Axialsohnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit geradliniger Durchführung des Easerstranges,

Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit TJ-f örmiger Behandlungskammer, und

Fig.5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit geradliniger Behandlungskammer, jedoch sehleifenförmiger Führung des Stranges in der Behandlungskammer.

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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen, die Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtungen zeigen, näher erläutert. Figur 1 betrifft einen Fall, in dem die erforderliche Zeit zur Verarbeitung kurz ist, und die Dampf behandlungskammer aus einem geraden Rohr besteht und das erfindungsgemässe Verfahren dadurch bewirkt wird, daß' man das Bündel durch ein gerades, unter Druck gesetztes Rohr führt. Figur 2 betrifft einen Fall, in dem die erforderliche Bearbeitungszeit länger ist und die Behandlungskammer ein U-Rohr (J-box) darstellt. Das in die Dampfbehandlungskammer eingeführte Bündel verbleibt in ihr eine bestimmte Zeit, bevor es weggeführt wird. Figur 3 betrifft den Fall, in welchem in der Dampfbehandlungskammer Rollen angeordnet sind, durch die das Bündel für eine bestimmte Zeit, wahrend es vorwärts und rückwärts auf den Rollen bewegt wird, gestreckt wird, bevor es in die Atmosphäre abgezogen wird.

In den Figuren 1-3 wird das Textilfaserstoffbündel 1, welches sich von der linken Seite her in der durch den Pfeil angezeigten Richtung bewegt, durch die Durchgangsöffnung 3 in die Druckkammer 2, die am Einlassende der Dampfbehandlungskammer 4 angeordnet ist, anschliessend durch die DurchgangsÖffnung 3' in die benachbarte Druckmammer 2¹, die unter einem höheren Druck steht. ·

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und sehliesslich in die Dampfbehandlungskammer 4 geführt, in welcher es für eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur dampfbehandelt wird. Hieraufwird das Textilfaserstoffbündel 1 durch die Durchgangsöffnung 6 in eine Druckkammer 5i cLie && Auslassende der Dampfbehandlungskammer angeordnet ist und anschliessend durch die Durchgangsöffnung 6^r in die benachbarte kleine, unter Druck stehende Kammer 5¹ mit niedrigerem Druck und sehliesslich in die Atmosphäre geführt, c;

Der durch die Durchgangsöffnung 3^! am Einlassende der Dampfbehandlungskammer 4 in Richtung der unter Druck gesetzten Kammer 2¹ und 2 im Gegenstrom zur Laif richtung des Bündels 1 entweichende Dampf wird unmittelbar in die Atmosphäre oder durch die Auslassleitungen 7 und 7' in. Wasser entlassen, die an jeder der Kammern angeordnet sind. Diese Auslassleitungen weisen Ventile 8 und auf, so daß man die Drücke in jeder der Kammern derartig einstellen kann, daß sie in der Laufrichtung des Bündels schrittweise höher werden. Der durch die Durchgangsöffnungen 6 und 6¹ am Auslassende der Dampfbehandlungskammer 4 in die Druckmammern 1o und Ίο¹ in gleicher Richtung mit der Laufrichtung des Bündels entweichende " Dampf wird unmittelbar in die Atmosphäre oder durch

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die Äuslassleitungen 1o und 1o', mit der jede der Kammern versehen ist, entlassen. Diese Auslassleitungen und 1o^f sind mit Ventilen 11 und 11' versehen, damit man die Drücke in Jeder der Kammern derartig einstellen kann, daß sie in der Laufrichtung des Bündels schrittweise niedriger sind. Der aus der Dampf behandlungskammer 4- durch die Durchgangsöffnungen 6 und 6¹ zusammen mit dem IFaserstoffbündel entweichende Dampf wird also teilweise durch die mit einem Steuerventil versehene Auslassleitung, die an • der ersten unter Druck stehenden Kammer 5 angeordnet ist, in die Atmosphäre entlassen, wodurch der Druck in der Kammer vermindert wird. Der Rest des Dampfes entweicht durch die Durchgangsöffnung 6¹ in die nächste unter Druck stehende Kammer 5'» sus welcher ein Teil des Dampfes durch die mit einesm Steuerventil 11' versehene Auslassleitung Io' in die Atmosphäre entlassen wird, wodurch der Druck in der zweiten Kammer weiter herabgesetzt wird. Je weiter die unter Druck stehende Kammer 5' von der Dampf behandlungskammer 4 angeordnet ist, desto niedriger ist der Druck in dieser Kammer. Wenn die unter Druck stehenden Kammern 5 und 5¹ nicht warmgehalten werden, kühlt sich der Dampf an den Kammerwandungen ab und kondensiert. Das Kondensat wird zusammen mit einem Teil des.Dampfes durch die Auslaß-

leitungen 1o und 1o' abgezogen.

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Will man das Entweichen des Dampfes aus der Dampfbehandlungskammer 4 soweit als möglich vermeiden, so kann in der unter Druck stehenden Kammer, die der Dampfbehandlungskammer am nächsten ist, eine längere Durchgangsöffnung für das Textilfaserbüridel angeordnet werden. Dies ist aus den Figuren zu ersehen. Es können feine Bohre 15 und- 16 (Figur 1) vorgesehen sein,^ durch welche das iDextilfaserbundel nicht allzu locker hindurchgeführt wird, wodurch der Widerstand des zusammen mit dem Bündel entweichenden Dampfes den Dampf druck in detr unter Druck stehenden Kammer 5 herabsetzt. Bisweilen kann man Pressluft unter gleichem Druck oder etwas niedrigerem Druck als dem Dampfdruck in der Behandlungskammer M-durch die Leitungen 9 und 12 in die der Dampfbehandlungskammer U- nächsten unter Druck stehenden Kammern 2¹ und 5 einleiten, wie in den Figuren gezeigt ist, wodurch ein Entweichen des Dampfes verhindert und jede der unter Druck stehenden Kammern zur Hauptsache mit der Pressluft angefüllt ist. Dies ermöglicht einen leichteren Betrieb, da der entlassene Strom zur Hauptsache aus Luft besteht, welche weniger Wärme enthält, als im Falle des Ablassens von Dampf mit höherer Temperatur. Eine derartige Einleitung von Pressluft zum Ausgleich des Dampfdruckes ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend. Jedenfalls kann man durch Anordnung einer Anzahl unter Druck stehender Kammern an den beiden Enden der Dampf-

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behandlungskammer 4 und durch Anordnung von Durehgangsöffnungen für das Textilfaserbündel und einer Auslaßleitung mit Steuerventil, zur Steuerung des Dampfdruckes in jeder öer unter Druck stellenden Kammern und um das Kondenswasser abzulassen, den Druckunterschied zwischen .den zwei benachbarten kleinen Druckmammern in geeigneter Weise steuern und hierdurch die kontinuierliche Behandlung von Textilfaserbündeln mit unter Druck stehendem Dampf erleichtern.

In die Dampfbehandlungskammer 4 wird durch .die Leitung 13 Dampf bestimmter Temperatur eingeleitet. Das in der Dampfbehandlungskammer während der Behandlung gebildete Kondensat wird durch die Dampffalle 14 nach aussen abgelassen. Wenn man die Vorrichtung warm häi-t, kondensiert sich jedoch die Feuchtigkeit auf dem Textilfaserbündel, das aus der Vorrichtung mit viel grösserem feuchtigkeitsgehalt austritt und es entsteht in der Vorrichtung kein oder nur wenig Kondensat.

J_e grosser die Anzahl der unter Druck stehenden Kammern am Einlass- und Auslassende der Dampfbehandlungskammer ist, desto geringer sind die Druckunterschiede zwischen den benachbarten beiden Druckkammern 2, 2¹ und 5, 5¹ . Hierdurch wird das Elattern und Zittern des Textilfaserstoffbün-

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dels herabgesetzt, und eine Beeinträchtigung des Materials durch diese Effekte verringert oder vermieden. Versuche haben ergeben, daß bei einem Textilfaserstoffbündel derartiger Grosse, daß die Summe der Querschnittsfläche der Fäden etwa 3o bis 4-o# der Querschnittsfläche der Durchlaß-Öffnung beträgt, durch ReibSung zwischen dem Bündel und der Wandung des Durchlasses weniger Beschädigungen des Bündels (selbst bei üblicher Arbeitsgeschwindigkeit, d.h. io bis 80 m/min) auftreten, jedoch der unter Druck stehende Dampf durch den Zwischenraum der Fäden in Richtung der Seite niederen Druckes entweicht. Es wurde festgestellt, daß bei einem Druckunterschied zwischen den benachbarten beiden unter Druck stehenden Kammern von 0,7 bis 1,5 at das Flattern und Zittern des Textilfaserbündels, das durch den Strom des entweichenden Dampfes hervorgerufen wird, nicht so stark ist, daß das Material beschädigt wird. Unter diesen Bedingungen wird im Gegenteil durch das Flattern und Zittern jeder einzelne Faden zerteilt und der entweichende Strom trifft auf einen erhöhten Oberflächenreibungswiderstand., Das'Yerfahren wird hierdurch glatt durchgeführt, indem man.die Druckunterschiede zwischen den beiden zwei benachbarten,, unter. Druck stehenden Kammern, wie oben erwähnt, bei 0,7 bis 1,5 at. hält... Bei.einem Druckunterschied von 5 bis Iq.,al; wird durch, das Flattern des Textilfaserbündels das Material be-

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schädigt?, da die Geschwindigkeit des entweichenden Dampfes zu hoch ist. Ist also der Arbeitsdruck in. der Dampf-, behandlungskammer ziemlich höher, so gestaltet sich das kontinuierliche Verfahren zur Dampfbehandlung schwierig, wenn man nicht eine grössere Anzahl der unter Druck stehenden Kammern vorsieht.

Wenn das Fadenbündel vollständig durch Wasser oder Kondensat angefeuchtet ist, hängt jeder Faden durch die Oberflächenspannung des Wassers zusammen und die Dispersion oder Entwicklung, jedes Fadens mit den entweichenden Dampfstrom wird schwierig. Aus diesem Grunde ist die ,Seibungsoberfläche zwischen dem Fadenbündel und dem entweichenden Dampfsti-om herabgesetzt. Dies hat zur Folge, daß der Reibungswiderstand der Fäden in der Durchgangsöffnung gegen den entweichenden Strom viel geringer ist als in dem Falle, in dem die. Fäden, aus denen das Bündel zusammengesetzt ist, gut dispergiert sind. Daher ist die druckabdichtsaide Wirkung des. Fadenbündels in der Durchlassöffnungherabgesetzt. Aus diesem Grund .ist es zur Erzielung einer ■Hpchdruekab.dichtung erwünscht., ,daß die Kohäsion jedes, ,JBextilfadens durch Oberflächenspannung von allzuviel Wasser /vermieden wird?_;Ein einfaches Anfeuchten der Fäden ist jedoch, statthaft. Wenn die Zugabe einer Yerarbeitungslösung- zum·Fadenbündel./zwingend ist, z.B.. beim. Ent fet ten, iBleichen.j Färben·, usw« ^ ymuss

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man das Bündel zur Verringerung des zugesetzten Wassers so vollständig wie möglich ausquetschen, man muss die feinen Rohre 15 und 16, die genügend länger sind, verwenden, oder man muss die Anzahl der Druckkammern erhöhen. " .

Die Form der Durchlass öffnungen, durch welche man das Fadenbündel hindurchführt, ist gewöhnlich kreisförmig. Die Öffnung kann zweckmässigerweise auch ein flaches Aussehen im Schnitt aufweisen, insbesondere, wenn das Bündel zwischen Haltewalzen ausgequetscht wurde, welche ihm in seinem Schnitt ein flaches Aussehen verleihen. ·

In Figur 2 ist ein Beispiel für eine verhältnismässig längere Behandlungsdauer gezeigt. Das lextilfaserstoffbündel wird in eine U-förmige Dampfbehandlüngskammer (J-boxtyp) geführt und bleibt in dieser für eine bestimmte Zeit, bevor es aus der Vorrichtung entlassen wird, Das Textilfaserstoffbündel wird der Behandlungskammer 4-durch die Haltewalzen 17, welche den Einlasswiderstand überwinden, zugeführt, und sammelt sich in der U-Kammer ohne Strecken an. Nach der für eine bestimmte Zeit durchgeführten Behandlung wird das lextilfaserstoffbündel durch die Haltewalzen ioder die Führungswalze 18 und

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anschliessend durch eine Anzahl von Druckkammern am Auslassende in die Atmosphäre geführt. Figur 3 zeigt ein Beispiel, in welchem Hollen 19 und 2o in der Behandlungskammer 4· angeordnet sind. Das in die Behandlungskammer 4-eingeführte Textilfaserbündel wird für eine verhältnismässig lange Zeitspanne behandelt, während es auf den Rollen unter Spannung auf eine bestimmte Länge vorwärts und rückwärts bewegt wird.

Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung anwendbar auf die Behandlung von Textilfaserstoffbündeln mit gesättigtem oder ungesättigtem, unter Druck stehendem Dampf bei einer geeigneten (Temperatur oberhalb 10O⁰C, . insbesondere oberhalb 120⁰C. Das Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Dampfbehandlung bei 10 bis 15 at und höher, die bisher nicht durchgeführt werden konnte.

Patentansprüche:

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Claims

, Juni 1968

Patentansprüche

1.) Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von > -lextilfaserstoffbündeln in hintereinander geschalteten Kammern unter auf einen Höchstwert ansteigendem und danach abfallendem Druck bei einer temperatur oberhalb von 1OG⁰, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstoffbündel mit Satt- oder Nassdampf und gegebenenfalls Pressluft durch Durchgangsöffnungen durch Kammern leitet, welche einen Druck in der Kammer zwischen .10 bis 15 Atmosphären halten.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Textilfaserstoffbündel ein Strang aus endlos gesponnenen synthetischen Fasern ist»

J.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß· das zu behandelnde Textilfaserstoffbündel ein von einer Anzahl von Spulen auf einem Zettelgestell· in der Vorbeüandlungsstufe des Webens abgezogenes Bündel ist.

4.) Verfahren- nach Anspruch 1, dadurch·gekennzeichnet, daß das zu behandelnde 'lextilfaserstoffbündel ein Vorgarn aus beliebigen Textilfasern im Spinnereiverfahren ist.

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'5.) Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Textilfaserstoffbündeln nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren'vorgeschalteten Druckkammern (2 und 2¹) mit Durchgangsöffnungen (5 und 5¹) für Textilbündel (1) sowie seitlichen Ableitungen (7 und 7¹) und gegebenenfalls den Pressluftleitungen (9), den Hochstdruckkammern (4) und mehreren nachgeschalteten Druckkammern (5 und 5¹) ' mit Durchgangsöffnungen (6 und 6') für Textilbündel . (1) sowie seitlichen Dampfableitungen (1o und Id) und gegebenenfalls Pressluftleitungen (12) besteht, wobei die Höchstdruckkammern (4) Kondensatableitungen (14) besitzen.

6.) Vorrichtung nach-Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfbehandlungskammer (4) als gerades Rohr ausgebildet ist.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfbehandlungskammer (4) in Form eines Ü-Rohres (J-Box Type) ausgebildet ist, in welcher, Haltewalzen (17) zur Einführung des Textilfaserstoffbündels angeordnet sind.

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8.) Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der Dampfbehandlungskammer (4) Rollen (19 ?' 2o) zur Bewegung des Bündels unter Spannung angeordnet sind.

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