DE19735497A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vegatbilien freien Wollbändern - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen von Vege­ tabilien aus loser Rohwolle und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wodurch von Vegetabilien freie Wollbänder ohne Beschädigung der Woll­ fasern wirtschaftlich und umweltfreundlich herstellbar sind.

Bei der Verarbeitung von Wolle sind u. a. folgende Arbeitsschritte notwendig: Das Paral­ lelisieren von Wollfasern und die Entfernung von Vegetabilien (Pflanzenresten) aus der Wolle. Die Anordnung der Einzelfasern aus einer wirren Flockenform in eine geordnete Längslage ist bei allen Spinnverfahren der kritischste Arbeitsgang. Dieser Prozeß ist bis heute mit einer beträchtlichen Beanspruchung der Einzelfaser verbunden, die selbst bei der schonendsten Behandlung in gewissem Umfang Faserbrüche zur Folge hat.

Bei der Durchführung des Arbeitsprozesses hatte man verschiedene Möglichkeiten. Ein­ mal wäre es möglich gewesen, die Parallelisierung durch einen kräftigen Wasserstrom zu erreichen, zum anderen kamen mechanische Mittel in Frage. Schließlich waren pneumati­ sche Lösungen ebenfalls denkbar. Man ist jedoch den zweiten Weg gegangen, wobei eine Kratzenfläche, die aus vielen Drahthäkchen gebildet wird, den Parallelisierungseffekt er­ gibt (J. of the Text. Inst., 10, 1950, S. 725-736). Diese mechanische Lösung hat den Vor­ teil, daß man das Fasergut nicht einer Naßbehandlung aussetzen und damit nicht den Nachteil einer geringen Faserfestigkeit (Naßfestigkeit) in Kauf nehmen muß. Bei der pneumatischen Lösung setzt man das Fasergut einem Luftstrom aus, der die Fasern auf eine rotierende Trommel saugt. Diese Trommel besteht aus einer oder mehreren trichter­ förmigen Rinnen, deren Bodenfläche als Siebwandung ausgebildet ist. Die Breite dieser Boden-, und damit Saugfläche ist einstellbar und in jedem Fall kleiner als die Faserlänge.

Als Nachteil gegenüber der mechanischen Lösung war bis heute das Fehlen der zusätz­ lichen mechanischen Reinigungswirkung der Krempelarbeit. Die Parallelisierung von Naturfasern wie Wolle geschieht heute somit ausschließlich durch mechanische Kratzen­ systeme (Krempelausrüstung), weil hiermit die Reißfestigkeit der Faser durch Feuchtig­ keit nicht vermindert wird und durch den Einbau einer sogenannten Klettenschlägerwalze Pflanzenreste aus der Wolle entfernt werden können.

Heute gibt es im Prinzip zwei verschiedene Verfahren zur Entfernung von Pflanzenteilen aus der gewaschenen Rohwolle. Zum einen das chemische Verfahren der sogenannten Karbonisation, zum anderen die mechanische Entfernung der Kletten, Grasreste, etc. beim Krempelvorgang bzw. Kämmen. Die Grobspinnereien, die ihre Wolle nicht kämmen wie die Kammgarnspinnereien, benützen ausschließlich die Karbonisation.

Bei der Karbonisation werden durch Einbringung der gewaschenen, aber noch mit Pflan­ zenresten verschmutzten Wolle in ein Schwefel- oder Salzsäurebad die Pflanzenreste (Zellulose) zersetzt und aufgelöst. Die Wolle wird dann im Karbonisierofen getrocknet, wobei die zellulosehaltigen Bestandteile verkohlen (carbonisieren) und durch Klopfma­ schinen entfernt werden können.

Die mechanische Entfernung der Pflanzenreste beginnt beim sogenannten Krempeln, d. h. Parallelisieren der Fasern. Die Entfernung der Kletten an der Wollflocke erfolgt unter Ausnutzung des bestehenden Dickenunterschiedes zwischen Klette und Wollfaser, wobei ein Spezialbeschlag für die Klettenwalze (Briseur) zur Anwendung kommt. Der Verzug zwischen Speisewalze und und Briseur bewirkt, daß die feinen Wollfasern zwischen die Zähne der Garnitur eingezogen werden, während die kompakteren Kletten auf Grund ihrer Größe durch den Beschlag auf der Walzenoberfläche gehalten werden.

Nachdem auf diese Weise die Klettenstücke von den Wollflocken getrennt wurden, ist es möglich, die Kletten durch die schnelle Drehbewegung einer mit Stahlschienen versehe­ nen Walze herauszuschlagen (92US-894946). Die Wirksamkeit diese Herausschlagens ist von etlichen Parametern abhängig (Umdrehungsgeschwindigkeit, Anzahl der Schienen­ schläge, etc.). Die angestrebte Zerteilung der Kletten am Krempelflor zielt daraufhin, etwa noch nicht entfernte Klettenteile, die trotz der Arbeit des Klettenschlägers mit in den Flor gelangt sind und sich in faserparalleler Lage befinden, in eine Form zu bringen, die eine Entfernung beim Kämmen ermöglicht. Eine Ausscheidung dieser Teile an der Krem­ pelei ist sehr schwierig und man versucht deshalb, die Voraussetzung zu schaffen, daß sie auf alle Fälle durch eine andere Maschineneinheit (Kammstuhl) später noch entfernt werden können.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren sind zum einen wirtschaftlicher Natur, zum anderen betreffen sie die Umwelt. So treten bei der mechanischen Reinigung bis zu 10 Gew.-% Wollverluste auf, die Wollqualität wird z. T. gemindert (Faserbrüche) und faserähnliche Pflanzenreste können gar nicht entfernt werden. Bei der Karbonisation werden umweltschädliche Säuren eingesetzt, die problematisch zu entsorgen sind. Auch hier treten durch das Klopfen Faserbrüche in der Wolle auf.

Die vorliegende Erfindung wendet die an sich bekannte pneumatische Parallelisierung der Wollfasern an (Deutsches Patent Nr. 9 00 182). Der bis heute geltende Nachteil dieser Lö­ sung wird durch ein neuartiges Verfahren zur Entfernung von Vegetabilien aus Woll­ fasern beseitigt. Dies wird durch Vorschalten einer "Belichtungseinheit" erreicht, wo­ durch die Pflanzenreste nahezu vollständig in Staub umgewandelt und damit leicht ent­ fernt werden können. Damit ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann sowohl auf die Karbonisation als auch auf die mechanische Reinigung vollständig verzichtet werden. Dies bedeutet, daß die Verwen­ dung von Schwefel- bzw. Salzsäure samt Apparatur und Räume wegfällt, was sowohl umweltfreundliche als auch energiesparende Auswirkungen haben wird.

Durch die Anwendung der "Belichtungseinheit" wird der Anteil der pflanzlichen Ver­ unreinigungen und des Staubs im Vorgarn oder Kammband um den Faktor 10 verringert.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Wollfasern bleiben erhalten oder ver­ bessern sich sogar, was die allgemeine Qualität der Wolle erhöht. Wollverluste treten praktisch nicht mehr auf. Die pneumatische Parallelisierung der Wollfasern ergibt ein sehr gleichmäßiges Garn. Die Fasern werden dabei schonend behandelt. Die Dichte und damit die Dicke des Faserbandes kann in beliebigen Grenzen geändert werden.

Die Reinigung und das Parallelisieren der Wolle geschieht in einer geschlossenen Anlage.

Dadurch wird keine spezieller Raum benötigt. Der Arbeitsplatz ist lärmgeschützt und es bedarf keiner besonderen Schutzkleidung für die Mitarbeiter. Größenvarianten der Anlage können leicht durch Anpassen der Baugruppen an die Bedürfnisse der Anwender reali­ siert werden.

Prinzipiell besitzt die Anlage für das vorgeschlagene Verfahren folgende Baugruppen: Reißvorrichtung, Belichtungseinheit, Lüftungseinheit, Siebtrommel und eine Einrichtung zum Drehen oder Aufwickeln des Faserbandes sowie Verkleidung der Anlage.

Die Reißvorrichtung besteht aus einer Trommel, die einen Sägezahnbesatz oder einen Be­ satz aus Stiften auf ihrer Oberfläche aufweist. Die Belichtungseinheit besteht z. B. aus Gasentladungslampen oder einer Lasereinheit mit mehreren Strahlern, einem Belich­ tungsschacht und einer darauf zugeschnittenen Stromversorgung mit Steuer- und Regel­ einheit. Werden Lampen von z. B. 10 kW Leistung verwendet , muß ein Kühlsystem für eine Ableitung der Wärme sorgen.

Für den Transport der Wollfasern muß durch eine Lüftungseinheit ein Luftstrom erzeugt werden. Aus sicherheitstechnischen und funktionalen Gesichtspunkten wird Stickstoff als Gas verwendet. Eine entsprechende Filteranlage fängt die verkohlten Pflanzenreste auf.

Für die Parallelisierung der Wollfasern wird eine Siebtrommel verwendet, die ein oder mehrere sich über den ganzen Umfang erstreckende Leitbleche trägt, die eine im Radial­ schnitt trichterförmige Führung beliebiger Neigung bilden, deren Bodenfläche aus der den Saugluftstrom freigebenden Siebwandung der Trommel besteht. Die Breite der Bodenfläche ist einstellbar, um sie der jeweiligen Faserlänge anpassen zu können, und ist kleiner bemessen als die Länge der Fasern.

Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in rein schematischer Wiedergabe.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Die Wollflocken 1 werden über die Füh­ rungswalzen 2 der Reißvorrichtung 3 zugeführt und in Einzelfasern aufgelöst. Über den von einem regelbaren Ventilator 4 erzeugten Luftstrom aus Stickstoff werden dann die Wollfasern mit den pflanzlichen Verunreinigungen in den Belichtungsschacht 5 geblasen.

Dort trifft die von den Lampen 6 erzeugte Strahlung sowohl die Wollfasern als auch die Vegetabilien.

Während die Wollfasern die elektromagnetischen Wellen reflektieren, absorbieren diese die Pflanzenreste nahezu vollständig und werden dadurch auf über 200°C erwärmt, was zur Verkohlung führt. Die Stickstoffatmosphäre verhindert ein Aufflammen der Pflanzen­ reste, so daß die anliegenden Wollfasern nicht beschädigt werden. Durch die Regelung der Gas- und somit Transportgeschwindigkeit wird die Verweilzeit der Fasern und der Pflanzenreste im Belichtungsschacht so eingestellt, daß die Verkohlung sämtlicher Vege­ tabilien sichergestellt wird. Zusätzlich wird über die Stromregelung 8 die Intensität der Strahlung variiert, so daß mit dieser Vorrichtung Wollsorten mit unterschiedlichem Ver­ schmutzungsgrad bearbeitet werden können. Die Stromregelung 8 versorgt über die Stromleitungen 7 sämtliche Lampen.

Nachdem die Fasern und die zu Staub gewordene Pflanzenreste den Belichtungsschacht verlassen haben, werden beide Materialien durch Saugwirkung auf die Siebtrommel 9 ge­ führt. Dabei wird der Staub durch die in der Bodenrille befindlichen Öffnungen abgezo­ gen und in einem Filter gesammelt. Dies wird dadurch erreicht, indem ein Gasrohr 11 im Inneren der Siebtrommel 9 über ein Filter 12 mit dem Ventilator 4 verbunden ist. Die Iso­ lierwände 13 bilden den zweiten Stickstoffkanal, so daß ein geschlossener Kreislauf für den Gastransport entsteht.

Staubteilchen, die innerhalb der Faserlage verbleiben, werden durch einen geeigneten Rüttelmechanismus am Ausgang der Anlage endgültig entfernt. Die Bildung des Woll­ bandes geschieht wie in Patent 9 00 182 ausgeführt. Das von Pflanzenresten gereinigte Wollband wird schließlich über die Führungswalzen 10 aus der Anlage transportiert.

Die gesamte Anlage wird von einem Gehäuse 14 eingeschlossen.

Claims (16)

1. Verfahren zum Entfernen von Vegetabilien aus loser Rohwolle, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Rohwolle enthaltenen brennbaren Vegetabilien durch Zuführen von Energie oxidiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elektro­ magnetische Wellen abstrahlender Strahler in dem Maschinengehäuse vorgesehen ist, dessen die gegen die lose Rohwolle gerichtete Strahlung so gewählt ist, daß der Strahl durch die Vegetabilien absorbiert und durch die Wollfasern reflektiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler eine energie­ reiche elektromagnetische Strahlung erzeugende Beleuchtungsquelle ist, welche mit definierter Form und definiertem Abstand in dem Maschinengehäuse angeordnet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler aus einem oder mehreren LASERn besteht.

5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation der Vegetabilien in einer Stickstoffatmosphäre erfolgt, derart, daß ein Auf­ flammen der Vegetabilien und damit eine Beschädigung der anliegenden Wollfasern ver­ hindert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportgeschwindig­ keit der mit Vegetabilien verschmutzten Wollfasern durch den als Brennkammer dienenden Belichtungsschacht derart einstellbar ist, daß die Verkohlung sämtlicher Pflanzenreste sichergestellt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffzufuhr in den Belichtungsschacht regelbar ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Strahler über eine Stromregelung derart einstellbar ist, daß Wollsorten mit unterschied­ lichen Verschmutzungsgraden bearbeitbar sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation der Vegetabilien vor dem Parallelisieren der Wollfasern erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wollfasern und die zu Staub gewordenen Pflanzenreste nach dem Verlassen der Brennkammer der Oberfläche einer Saugtrommel zugeführt werden, auf deren Umfang die Wollfasern unter der Richt­ wirkung von auf der Trommeloberfläche vorgesehenen, vorteilhaft rinnenartigen Führungen parallel zueinander abgelegt werden und so in Form eines Bandes abgenom­ men werden können.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub durch die in den Bodenrillen angeordneten Öffnungen absaug- und in einem Filter (12) sammelbar ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden An­ sprüche zur Herstellung von Vegetabilien freien Wollbändern, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14), in dem

• - eine Reißvorrichtung (3), der Wollflocken (1) über hinter einer Eintrittsöffnung des Ge­ häuses (14) angeordnete Führungswalzen (2) zum Auflösen in Einzelfasern zuführbar sind,
• - einen regelbaren Ventilator (4) zum Erzeugen eines Luftstromes aus Stickstoff, durch welchen die Wollfasern mit den pflanzlichen Verunreinigungen in einen Belichtungs­ schacht (5) blasbar sind,
• - Strahler (6) zum Erzeugen elektromagnetischer Wellen, wobei die Wellenlängen so ge­ wählt sind, daß die Wollfasern die Wellen reflektieren und daß die Pflanzenreste voll­ ständig oxidiert werden, und
• - eine sich drehende unter Saugdruck stehende Siebtrommel (9), auf deren Umfang sich die Wollfasern unter Richtwirkung von auf der Trommeloberfläche vorgesehenen rinnen­ artigen Bodenrillen parallel zueinander ablegen und so in Form eines Bandes abnehmbar sind, angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenrillen Öff­ nungen aufweisen, durch welche die zu Staub gewordenen Pflanzenreste absaugbar und einem Sammelfilter (12) zuführbar sind

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasrohr (11) im Inneren der Siebtrommel (9) über den Filter (12) mit dem Ventilator (4) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die von Pflanzenresten gereinigte Wollfasern durch Führungswalzen (10) aus dem Gehäuse (14) transportierbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler aus Lichtwellen erzeugenden Lampen (6) bestehen, deren Lichtintensität durch eine Stromregelung (8) regelbar ist.