DE19902899A1

DE19902899A1 - Vorrichtung zum Einbau an einer Kompaktspinnanlage für die Herstellung von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn

Info

Publication number: DE19902899A1
Application number: DE19902899A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Achtsnit
Original assignee: Individual
Current assignee: Achtsnit Hans-Dieter Dr At; Hans-Dieter Achtsnit At
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: DE19902899B4

Abstract

Bekannt ist das Ein-Stufen-Verfahren zur Herstellung von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn aus Natronwasserglas. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Einbau an einer Kompaktspinnanlage, die es ermöglicht, die von mehreren Abzugsscheiben (d. s. schmale Abzugstrommeln) mit dazugehörigen Spinntrichtern als Zwischenprodukt gebildeten Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarne getrennt und unbeeinflußt voneinander zu einem sowie spannungslos und changierend in einen Einlauf der Nachbehandlungsstrecke zu befördern. DOLLAR A Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach jedem Spinntrichter der eingebauten Abzugsscheiben und vor dem Einlauf in die Nachbehandlungsstrecke: DOLLAR A - eine Fördergalette mit Hilfsrolle DOLLAR A - eine Injektordüse mit flexibler Schlauchleitung und DOLLAR A - eine Changiervorrichtung DOLLAR A eingebaut werden. DOLLAR A Kompaktspinnanlage zur Herstellung von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Einbau an einer Kompaktspinnanlage für die großtechnische Herstellung von feuer festen Kieselsäurestapelfaser-Vorgarnen.

Bekannt ist das kostengünstige Ein-Stufen-Verfahren zur Herstel lung von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn (DE-PS 42 40 354). Kom biniert werden danach das Trockenspinnen von wäßrigem Natron wasserglas, die unmittelbare Bildung von Natronwasserglasstapel faser-Vorgarn nach dem Abzugstrommelverfahren und die chemische und thermische Nachbehandlung unter Bildung von Kieselsäurestapel faser-Vorgarn, das auf Förderbändern abgelegt durch die Nachbe handlungsstrecke transportiert und direkt aufgespult wird.

Beim Trockenspinnen verfestigen sich gesponnene Filamente durch Verdampfen des in der eingesetzten Spinnlösung verwendeten Lö sungsmittels. Nach diesem Spinnprinzip werden heute großtechnisch verschiedene Chemiefasern wie z. B. aus Polyacrylnitril (Lösungs mittel in der Spinnlösung: Dimethylformamid) oder aus Polyvinyl alkohol (Lösungsmittel in der Spinnlösung: Wasser) hergestellt. Der Hauptbestandteil einer Trockenspinnanlage ist ein senkrechter beheizbarer Spinnschacht, durch den das gesponnene Filamentgarn nach unten abgezogen wird. Gleich- oder entgegengesetzt strömt das Spinngas, das das Lösungsmittel aufnimmt und abführt. Die Tempera turgleichmäßigkeit von Schacht zu Schacht ist besonders wichtig. Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Spinnschächte anzuordnen: bekannt ist die Anordnung in Reihe von im allgemeinen 12-64 Stück nebeneinander oder in Gruppen zweiseitig von z. B. 2 × 4 Spinnschächten. Betriebsgrößenvorteile ergeben sich durch die platzsparende Anordnung der Spinnschächte und durch die sich dar aus ergebende Möglichkeiten der zentralen Versorgung der Spinnan lage mit Spinnlösung, mit Flüssigheizung und mit konditioniertem Spinngas sowie durch Einstellung einheitlicher Spinn- und Trockenbedingungen und Filamentgarn Abzugsgeschwindigkeiten.

Entsprechend ihrer Verbreitung sind Trockenspinnanlagen für Chemiefasern in der Literatur ausführlich beschrieben (Béla von Falkai, Synthesefasern, Verlag Chemie, Weinheim 1981, S. 100-103 und Franz Fourné Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften, C. Hanser Verlag, München 1995, S. 489-497 und S. 708-711). Nicht bekannt ist die Kombination des Trockenspinnens von Chemiefasern mit dem Abzugstrommelver fahren.

Zur Herstellung von voluminösen Glasstapelfaser-Vorgarnen wird das Abzugstrommelverfahren verwendet. Die Herstellung erfolgt in einer Produktionseinheit. Diese besteht im wesentlichen aus einer beheizten Spinndüse, einer Abzugstrommel mit dem Spinntrichter und einem Aufspulaggregat. Glasfilamentgarn wird aus der Spinn düse von der Trommel abgezogen und im Spinntrichter in das Glas stapelfaser-Vorgarn umgewandelt. Dieses wird schließlich aufge spult. (R Kiener, Die Verarbeitung von Glasfaser-Garnen auf maschenbildenden Maschinen, Wirkerei- und Strickerei-Technik 41 (1991) 1, S. 33-34). Bekannt geworden ist auch eine Anlage, bei der anstelle der Abzugstrommel mit der Standardbreite von 1000 mm mehrere, d. h. bis etwa 15 Abzugsscheiben (d.s. schmale Abzugstrom meln) mit je einem Abstreifer Gruppen von, im Beispiel, jeweils 100 Filamenten aus einer Spinndüse abziehen (DE-PS 35 18 769). Nach diesem Verfahren werden die 15 Gruppen zu jeweils 100 Fila menten in einem Drallrohr wieder zusammengefaßt, zu einem Vor garn oder Garn geschlossen und dieses schließlich aufgespult. Betriebsgrößenvorteile ergeben sich alleine durch die zentrale Herstellung von Glaspellets, die dosiert den einzelnen Spinnma schinen zugeführt werden, um im Schmelztrog unmittelbar vor der Spinndüse erschmolzen zu werden. Nicht genutzt werden Betriebs größenvorteile, indem die von den Abzugsscheiben aus einer Spinn düse abgezogenen Filamentgruppen getrennt in Glasstapelfaser-Vor garn umgewandelt und aufgespult werden. Eine chemische und ther mische Nachbehandlung von Glasstapelfaser-Vorgarnen,wie der von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarnen ist nicht bekannt.

In der Chemiefaserindustrie werden aus Kosten- und Qualitäts gründen seit langem und wo immer möglich aufeinanderfolgende Verfahrensstufen zusammengefaßt. Um aufeinanderfolgende Ver fahrensstufen zusammenfassen zu können, müssen ihre Mengendurch sätze und gegebenenfalls ihre Geschwindigkeiten etwa gleich oder ohne zu große Schwierigkeiten aneinander anpaßbar sein (Winnac ker-Küchler, Chemische Technologie, Band 6, Organische Technologie 11 C. Hanser Verlag, München 1982, S. 670-672). Über die Zusammen fassung aufeinanderfolgender Verfahrensstufen: Trocken spinnen - Abzugstrommelverfahren - Nachbehandlungsstrecke - Auf spulaggregat zur Herstellung von Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn berichtet auch DE-PS 42 40 354. Nicht eingegangen wird in diesem Patent auf die Übertragung dieses Prinzips auf eine großtechnische Kompaktspinnanlage mit mehreren, z. B. 2, 4, 6, . . . Spinnpaketen und Spinnschächten am Beginn der Anlage und mit einer entspre chenden Anzahl von z. B. 2, 4, 6, . . . Aufspulaggregaten am Ende der Anlage.

Der in Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde mehrere nebeneinander liegende Spinnschächte und Düsen pakete einer Trockenspinnanlage mit einer entsprechenden Anzahl Abzugsscheiben und dazugehörenden Spinntrichtern zu kombinieren und mit einer Vorrichtung zu versehen, die es ermöglicht, das in jedem Spinntrichter gebildete Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarn mit definierter Geschwindigkeit, getrennt und unbeeinflußt vonein ander zu einem sowie spannungslos und changierend in einen Ein lauf des Säurebades einer entsprechend breiten Nachbehandlungs strecke zu befördern, um die hier gebildeten Kieselsäurestapel faser-Vorgarne nach der Nachbehandlungsstrecke an mehreren, der Anzahl der Spinnschächte und Düsenpakete entsprechenden Zahl von Aufspulaggregaten aufspulen zu können.

Diese Problem wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.

Die in der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß erst malig an einer großtechnischen Kompaktspinnanlage aus Natron wasserglas durch Kombination des Trockenspinnverfahrens mit dem Abzugstrommelverfahren, dem sich unmittelbar eine Nachbehandlungs strecke anschließt, mehrere Spulen Kieselsäurestapelfaser-Vor garn gleichzeitig, kosten- und qualitätsgünstig hergestellt werden können.

Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be schrieben. Berücksichtigung findet die in DE-PS 42 40 354 gege bene Lehre.

Es zeigen:

Fig. 1 von einer zweiseitigen Kompaktspinnanlage mit insgesamt 2 × 4 Spinnstellen in Seitensicht: 4 Düsenpakete und Spinn schächte, 4 Abzugsscheiben mit Spinntrichter, die Vorrichtung nach Anspruch 1, die Nachbehandlungsstrecke und die 4 Aufspul aggregate.

Fig. 2 in Aufsicht die 4 Kieselsäurestapelfaser-Vorgarne, die auf einem Transportband der entsprechend breiten Nachbehand lungsstrecke zick-zackförmig nebeneinander liegen.

Vier Spinnschächte 2 in denen das Lösungsmittel Wasser aus den an den Düsenpaketen 1 gesponnenen Natronwasserglasfilamentgarnen 3 verdampft werden soll sind der Hauptbestandteil der darge stellten Hälfte einer zweiseitigen Trockenspinnanlage. An jedem Schachtkopf befinden sich ein Düsenpaket 1 mit Ringspinndüse und Filter, die Spinnpumpe, die Zuleitung für Spinnlösung und die Zuleitung für konditioniertes Spinngas, das am unteren Schachtende abgesaugt wird. Die Spinnschächte 2 sind als Mantel rohre ausgebildet, die bei Betrieb mit Flüssigheizung auf der er forderlichen Temperatur gehalten werden. Unter jedem Spinnschacht 2 ist eine Galette 4 für den Schlichteauftrag vorgesehen, ge folgt von je einer Abzugseinheit bestehend aus Abzugsscheibe (d.i. eine schmale Abzugstrommel) 5 und Spinntrichter 6. Dieser ist etwa im Abstand von 3/4 des Umfanges der Abzugsscheibe 5 nach dem Auflaufpunkt von Natronwasserglasfilamentgarn 3 im Be reich der Abzugsscheibe 5 angebracht. Die Breite der Abzugs scheibe 5 wird im wesentlichen vom Durchmesser des Düsenpaketes 1 und vom Innendurchmesser des Spinnschachtes 2 bestimmt. Jede Abzugsscheibe 5 soll Natronwasserglasfilamentgarn 3 vom Düsen paket 1 durch den Spinnschacht 2 mit definierter Geschwindigkeit abziehen. In jedem Spinntrichter 6 der Abzugsscheibe 5 soll Natronwasserglasfilamentgarn 3 zu Natronwasserglasstapelfaser-Vor garn 8 umgewandelt werden. Unmittelbar nach dem verjüngten Ende jeder der vier Spinntrichter 6 befinden sich je eine Einheit Fördergalette mit Hilfsrolle 7, gefolgt von je einer Injektor düse mit flexibler Schlauchleitung 9. Die Auslauföffnungen der flexiblen Schlauchleitungen 9 sind an einer Changiervorrichtung 10 befestigt. Die Abstände der Austrittsöffnungen der flexiblen Schlauchleitungen 9 auf der Changiervorrichtung 10 haben einen bestimmten Abstand zueinander. Die Fördergalette mit Hilfsrolle 7, angetrieben von einem E-Motor, soll das Natronwasserglas stapelfaser-Vorgarn 8 aus dem Spinntrichter 6 mit definierter Ge schwindigkeit abziehen und nach ihrer mehrfachen Umschlingung der Injektordüse mit flexibler Schlauchleitung 9 zuführen. Das Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarn soll pneumatisch durch die flexible Schlauchleitungen 9 bis zur Austrittsöffnung befördert werden. Die Changiervorrichtung 10 befindet sich unmittelbar vor dem Einlauf in das Säurebad 11 der Nachbehandlungsstrecke. Die Hin- und Herbewegung der Changiervorrichtung 10 wird elektrome chanisch gesteuert, so daß die Natronwasserglasstapelfaser-Vor garne 8, die die Austrittsöffnungen der an der Changiervor richtung 10 befestigten flexiblen Schlauchleitungen 9 spannungs los verlassen sollen, zick-zackförmig und mit bestimmten Abstand zueinander, in den Einlauf des Säurebades 11 befördert werden können. Die Nachbehandlungsstrecke besteht aus Säurebad 11, Waschzone 13, Trockenzone 14, Glühzone 15, Sprühdüse für Schlichte 16, Trockenofen 17 und den Fördergaletten 18 am Aus lauf. Im Säurebad wird bekanntlich das Kieselsäurestapelfaser-Vor garn 12 gebildet und auf Förderbändern durch die gesamte Nachbehandlungsstrecke transportiert. Fig. 2 zeigt beispielhaft in Aufsicht die vier gebildeten Kieselsäurestapelfaser-Vorgarne 12, die zick-zackförmig auf einem Transportband der entsprechend breiten Nachbehandlungsstrecke nebeneinander liegen. Nach dem Aus lauf der Nachbehandlungsstrecke stehen vier Aufspulaggregate 19, die die vier gebildeten Kieselsäurestapelfaser-Vorgarne 12 getrennt voneinander aufspulen sollen.

Bezugszeichenliste

1

Düsenpaket mit Ringspinndüse und Filter; Spinnpumpe; Zuleitung für Spinnlösung; Zuleitung für Spinngas

2

Spinnschacht mit Heizmantel sowie mit Zu- und Rücklauf für Flüssigheizung und Spinngas

3

Natronwasserglasfilamentgarn

4

Galette für Schlichte

5

Abzugsscheibe

6

Spinntrichter

7

Fördergalette mit Hilfsrolle

8

Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarn

9

Injektordüse mit flexibler Schlauchleitung

10

Changiervorrichtung

11

Säurebad

12

Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn

13

Waschzone

14

Trockenzone

15

Glühzone

16

Sprühdüse für Schlichte

17

Trockenofen

18

Fördergalette-Auslauf

19

Aufspulaggregat

Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht zu ziehende Druckschriften

1. DA-PS 42 40 354 C1
2. Béla von Falkai, Synthesefasern, Verlag Chemie, Weinheim 1981, S. 100-103
3. Franz Fourné, Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften, C. Hanser Verlag, München 1995, S. 489-497 und S. 708-711
4. Ralf Kiener, Die Verarbeitung von Glasfaser-Garnen auf maschenbildenden Maschinen, Wirkerei- und Strickerei-Technik 41 (1991) 1, S. 33-34
5. DE-PS 35 18 769 C2
6. Winnacker-Küchler, Chemische Technologie, Band 6, Organische Technologie II, C. Hanser Verlag, München 1982, S. 670-672

Claims

1. Vorrichtung zum Einbau nach jedem Spinntrichter entsprech ender Abzugsscheiben und vor dem Einlauf in das Säurebad einer ausreichend breiten Nachbehandlungsstrecke einer Kom paktspinnanlage mit mehreren Spinndüsen und Spinnschächten einerseits und mit mehreren Aufspulaggregaten andererseits, an der Kieselsäurestapelfaser-Vorgarn hergestellt werden soll, die folgende Merkmale umfaßt:

- Fördergalette mit Hilfsrolle
- Injektordüse mit flexibler Schlauchleitung und
- Changiervorrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergalette mit Hilfsrolle so positioniert sind, daß diese einerseits das im Spinntrichter gebildete Natronwasserglas stapelfaser-Vorgarn abziehen und nach ihrer mehrfachen Um schlingung der Eintrittsöffnung einer Injektordüse mit flexi bler Schlauchleitung andererseits zuführen können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Fördergalette mit Hilfe eines Elektromotors definiert eingestellt und gehalten werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß In jektordüse mit flexibler Schlauchleitung so positioniert sind daß das eingesaugte Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarn pneu matisch bis zur Austrittsöffnung der flexiblen Schlauchleitung transportiert werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Changiervorrichtung mindestens zwei Austrittsöffnungen flexibler Schlauchleitungen, vorteilhafterweise vier bis fünfzehn Austrittsöffnungen flexibler Schlauchleitungen be festigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der flexiblen Schlauchleitungen auf der Changiervorrichtung im Abstand von mindestens 20 mm, vorteilhafterweise im Abstand von 30 mm bis 200 mm befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Changiervorrichtung unmittelbar vor dem Einlauf in das Säurebad einer ausreichend breiten Nachbehand lungsstrecke positioniert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Changiervorrichtung elektromechanisch ge steuert wird, so daß die Natronwasserglasstapelfaser-Vorgarne, die die Austrittsöffnungen der an der Changiervorrichtung be festigten Schlauchleitungen spannungslos verlassen sollen, zick-zackförmig und getrennt voneinander in den Einlauf des Säurebades der ausreichend breiten Nachbehandlungsstrecke befördert werden.