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"Vorrichtung zum Verstrecken und Auswaschen von naßgesponnenen Fäden"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstrecken von naßgesponnenen
endlosen Fäden, speziell aus synthetischen Hochpolymeren, in der die Fäden gleichzeitig
gründlich ausgewaschen werden.
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Es ist bekannt, naßgesponnene Fäden z.B. aus n-Polyamiden (DOS 1 494
601) nach dem Spinnen in ein Koagulationsbad und dann in ein langes horizontales
maschbad zu leiten,-in dem sie während des Waschprozesses mit Hilfe von Walzentrios
gleichzeitig verstreckt werden. Die dazu erforderlichen Vorrichtungen benötigen
sehr viel Platz, wenn befriedigende Wascheffekte erzielt werden sollen. Da die Fäden
bei der gegebenen Anordnung die horizontalen Waschwannen nur einmal durchlaufen
können, müssen diese besonders lang sein.
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Zur Erzielung eines intensiven Wascheffektes hat man Bäder konstruiert,
bei denen das Wasser kaskadenartig von einem höheren zu einem niedrigeren Niveau
den Fäden entgegenströmt (DOS- 1 435 619, DOS 1 435 400 und BE-PS 578 430). Die
Waschwirkung ist bei diesen Vorrichtungen zwar gut, ihr steht jedoch ein erheblicher
technischer Aufwand gegenuber, der sich bei der Behandlung von Einzelfäden nicht
lohnt, sondern nur bei stärkeren Faserkabeln oder bei Fadenscharen rentabel ist.
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Um den großen Platzbedarf beim Naßspinnen zu vermindern, hat man schmale
Bäder konstruiert (GB-PS 787 561), in die die Fäden senkrecht ein- und ausgeleitet
werden. Sie eignen sich als Koagulations- und als Waschbäder. Ein gründliches Auswaschen
unter gleichzeitigem Verstrecken kann jedoch nicht durchgeführt werden.
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Außerdem sind heb- und senkb re Bander bekannt, in denen ausschlieRF
lich
verstreckt wird (DT-Anmeldung S 19 869) und bei denen die Galetten sich außerhalb
des Bades befinden. Die Fäden werden über die erste Verstreckgalette in- das Bad
geleitet, mit Hilfe von Umlenkrollen durch das Bad geführt und von der zweiten Galette
abgezogen, so daß die Fäden naß verstreckt werden. Das Auswaschen kann jedoch nur
in einem gesonderten Bad erfolgen, in dem sie eine wesentlich längere Verweilzeit
haben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raumsparende
Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, naßgesponnene endlose Fäden während
und nach einer einstufigen Verstreckung gleichzeitig im Verstreckbad so gründlich
auszuwaschen, daß ein weiterer Waschprozeß in einem gesonderten Waschbad nicht mehr
erforderlich ist.
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Die gestellte Aufgabe konnte befriedigend gelöst werden durch die
in Fig. 1 und 2 in 2 verschiedenen Ansichten gezeigte Verstreck-und Waschvorrichtung
für Fäden mit Stufengalette, die mit einem schmalen, aber tiefen heb- und senkbaren
Bad kombiniert ist, das von den Fäden beliebig oft durchlaufen werden kann, so daß
ein optimaler Wascheffekt erzielbar ist.
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Erfindungsgegenstand ist somit eine Vorrichtung zum Verstrecken und
Auswaschen von endlosen naßgesponnenen Fäden, insbesondere solchen aus synthetischen
Hochpolymeren, die gekennzeichnet ist durch a) eine zweistufige Stufengalette (1)
mit einer kleineren (2) und einer größeren Stufe (6), b) einer an der kleineren
Stufe (2) berührend anliegenden Anpress-Walze (3) c) einem unter der Stufengalette
(1) und der Anpresswalze (2) angeordneten heb- und senkbaren Waschbad (4) mit einem
in diesen: achsenparallel oder nahezu achsenparallel mit der Stufengalette (1) angebrachten
Streckstift oder einer schmalen Verlegerolle (5) und einer im unteren Teil des Waschbades
montierten Verlegerolle (7), deren Achse ebenfalls parallel oder nahezu parallel
zu der Achse der Stufengalette (1) ist und
d)-einer oberhalb der
Stufengalette (l) angeordneten Verlegerolle (8), so daß bei der Funktion der Vorrichtung
der zwischen Anpreßwalze (3) und der kleineren Stufe (2) der Stufengalette (1) in
das mit Waschflüssigkeit gefüllte Waschbad (4) einlaufende und über den Streckstift
oder die schmale Verlegerolle (5) der größeren Stufe (6) der Stufengalette zugeführte
Faden zunächst verstreckt und dann durch mindestens einmaliges U1echlingen der größeren
Galettenstufe (6) und der Verlegerolle (7) im Waschbad gewaschen und über die Verlegerolle
(8) abgezogen wird.
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Nach dem Abziehen des Fadens über die Verlege- oder Umlenkrolle (8)
kann der Faden seiner weiteren Bearbeitung (Trocknung, Fixieren, Spulen etc.) zugeführt
werden.
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In einer modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung kann die Anpreßwalze
(3) durch eine Verlegerolle ersetzt werden. In diesem Fall werden die aus dem Fällbad
kommenden frisch gesponnenen Fäden mehrmals um den kleineren Teil der Stufengalette
und um die Veregerolle geschlungen, bevor sie zum Streckstift (5) geführt werden.
Der Streckstift kann auch durch eine schmale Verlegerolle ersetzt sein.
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Alle Teile der erfindungsgemäßen Anlage sind auf schmalem Raum untereinander
angeordnet. Es ist deshalb möglich, eine größere Anzahl der beanspruchten Kombination
von Vorrichtungen nebeneinander auf einer Maschine anzubringen, so daß bei der Produktion
von endlosen Fäden viele derartiger Streckstellen gleichzeitig ohne großen Platzbedarf
nebeneinander arbeiten können.
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Die Vorrichtung kann eingesetzt werden bei der Herstellung von endlosen
naßgesponnenen Fäden, bevorzugt solchen aus synthetischen llochpolymeren, wie z.B.
aus Polyacrylnitril, Polyvinylidencyanid, Poly-ß-Lactam und anderen Polyamiden sowie
Mischpolymeren derselben.
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Das beanspruchte Bad eignet sich zum Verstrecken und gleichzeitigten
Auswaschen von Rückständen aller dabei in Betracht kommenden Lo-.sx gs1.aittel aus
dcn Fäden, z.l3. Ameisensäure, Diniethylformamid,
Acetonirtil, salzhaltige
Lösungsmittel, wie Alkalirhodanid in Methanol, Kalziumsalze in Dimethylformamid
oder Dimetliylacetamid u.a. Auch die von den Fäden mitgeschleppten I'este der bei
der Fällung naßversponnener Fäden verwendeten Koagulationsmittel können in der beanspruchten
Vorrichtung ausgewaschen werden, z.B. verdünnte wässrige Säuren, wässrige Salzlösungen,
wie sungen von Chloriden (speziell Natriumchlorid) und Formiaten (speziell Natriumformiat)
sowie Dimethyliormar.1id und Diacetylacetamid allein, oder im Gemisch mit Wasser,
mit und ohne Salzzusatz, u.a.
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Als wichtigste für das Bad in Betracht kommende Waschflüssigkeit ist
Wasser, insbesondere entsalztes Wasser, zu nennen. Die Wassertemperaturen können
in einem weiten Bereich variiert werden. Der Wascheffekt ninmt mit steigender Temperatur
zu. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, bei Badtemperaturen zwischen 20°C und 50°C
zu arbeiten. Um eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Waschbad und eine
Intensivierung des Wascheffektes zu erreichen, kann eine Verengung des Bades gute
Dienste leisten, die sich durch das Einführen von Fullkörpern erzielen läßt, wie
in den Fig. 1 und 2 dargestellt; der Füllkörper ist hier mit (9) bezeichnet und
wird etwa durch einen metallischen Hohlkörper realisiert.
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Das Verstreckverhältnis kann in beliebiger Weise den Gegebenheiten
bei den betreffenden Fäden angepaßt werden. Es ist abhängig vom Größenunterschied
der beiden Galettenstufen und kann durch Änderung ihrer Größen auf das für jede
Fadenart optimale Verstreckverhältnis eingestellt werden.
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Die beanspruchte Vorrichtung hat gegenüber dem allgemein verwendeten
Fadenscharverfahren zur Herstellung von endlosen naßgesponnenen Fäden einige ganz
wesentliche Vorteile. In einem nur wenig Raum beanspruchenden Bad wird nicht nur
ein ausgezeichneter Wascheffekt erzielt, sondern in demselben Bad gleichzeitig auch
noch die Ver-Streckung durchgeführt, so daß für diesen Arbeitsgang kein gesonder
tes Bad benötigt wird. In dieser Möglichkeit der Kombination von Verstreck- und
Waschvorgang naßgesponnenen Fäden auf schr cllgem Raum besteht das eigentliche lYesell
der erfindungsgemäßen Vorrichtung .
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Aus der Vorrichtung lassen sich Einzelfadenmaschinen aufbauen, die
- verglichen mit den Vorrichtungen beim Fadenscharverfahren - den Vorteil haben,
daß eventuell auftretende Störungen, wie Fadenbrüche und dergleichen, sich leicht
an den Einzelstellen beheben lassen und dabei nicht die gesamte Fadenschar in S;litleidenscllaft
gezogen wird. Da mit den erfindungsgemäßen Bändern ein besonders guter Wascheffekt
erzielt wird, kann außerdem mit höheren Geschwindigkeiten gefahren werden, als dies
bei vergleichbaren bekannnten Vorrichtungen möglich ist, und dadurch die Produktion
gesteigert werden.
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Beispiel für die Funktion der neuen Vorrichtung: Zur Herstellung eines
Endlosfadens aus einem Poly-ß-amid mit dem Titer dtex 165f70 wird eine 25 %ige Lösung
von Polymonomethylacetidinon(3) in 98 %iger Ameisensäure durch eine Spinndüse mit
70 Loch vom Durchmesser 15o /u in ein Fällbad aus 15 %igem Natriumformiat gesponnen.
Das sich anschließende Verstreck- und Waschbad hat eine Höhe von 40,0 cm, eine Breite
von 12,5 cm und eine Tiefe von 15,o cm und ist mit 7,5 Liter salzfreiem Wasser gefüllt.
Das -Wasser wird während des Wasch- und Verstreckvorganges auf einer Temperatur
von 20°C gehalten und ein Zulauf von 30 l/h eingestellt.
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Wenn der koagulierte Faden das Fällbad verlassen hat, wird er mit
einer Geschwindigkeit von 21 m/min zur kleineren Stufe der-Stufengalette geleitet
und über diese nach unten in das Bad geführt zu einem Umlenkstift, an dem er nach
oben zur größeren Stufe der Stufengalette umgelenkt wird. Von dieser Galettenstufe
wird er erneut in das Bad zu einer Verlegerolle geleitet, die am unteren Ende des
Bades angebracht ist. Diese Strecke zwischen der Verlegerolle und der großen Galettenstufe
durchläuft der Faden sechsmal.
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Er legt in der Waschflüssigkeit eine Strecke von insgesamt 420 cm
zurück. Die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens beträgt 78 m/min, was bei der gegebenen
Einlaufgeschwindigkeit einem Verstreckverhältnis von 1:3,7 entspricht. Nach dem
Verlassen der Stufengalette kann der Faden seiner weiteren Verarbeitung zugeführt
werden.
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In dem gewaschenen Faden wurde der Restgehalt an Ameisensäure und
Natriumformiat bestimmt und die ergebnisse einem unter vergleichbaren Bedingungen
nach einem bekannten Fadenscharverfahreu gewaschenen Faden gegenübergestellt: Ameisensäure
Na-formiat % % Einzelstellenverstreckung o,lo o - o,l Fadenscharverfahren o,2o -
o,3o o,lo - o,15 Das Analysenergebnis zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verstreck-
und Waschbad bessere Wascheffekte erzielt werden.