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ULTRASCHALLREINIGUNGSVERFAHREN Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Reinigen von mit Kunststoffrückständen verschmutzten Gegenständen, insbesondere
Spinndüsen, durch UltraschaIL Bei der Chemiefaserherstellung müssen besonders die
Spinndüsen in regelmäßigen Abständen ausgewechselt werden» um die in den vielen
sehr engen und teilweise sogar profilierten Bohrungen fest anhaftenden Kunststoffrückstande
restlos zu entfernen. Schon das geringste in einer Bohrung arerbliebene Schmutzteilchen
würde beim Wiederverwenden der Duse die Qualität des hierdurch gezogenen Fadens
deutlich vermindern. Es wird deshalb bei dieser Reinigungsaufgabe und für die anscMießende
Kontrolle meist ein erheblicher Aufwand getrieben. Dabei ist noch zu berücksichtigen,
daß das Düsenmaterial durch das Reinigungsverfahren nur sehr wenig angegriffen werden
darf, damit jede Düse möglichst of wiederverwendet werden kann.
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BIsher löst man diese Reinigungsaufgabe hauptsäcMich mit chemischen
Mitteln. So werden nach einem Verfahren die organischen Kunststoffrückstünde in
einer sehr stark aggressiven alkalischen Bädern bei einer Arbeitstemperatur von
etwa 450°C abgelöst und verbrannt. Danach muß kräftig gespült werden, um alle Salzreste
zu beseitigen. Diese nicht restlos ungefährliche Methode erfordert einen größeren
apparativen Aufwand und beschädigt bei wiederholter Anwendung verhältnismäßig schnell
das Düsenmaterial, besonders an den Allstrittakanten der Düsenlöcher, und führt
zur schnellen Aufrauhung der bewußt glatt gehaltenen lnnenflächen der Düsenbohrungen.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren werden die Spinndüsen viele
Stunden Iang in einem Wärme offen einer Temperatur von knapp 4000C bis gelegentlich
über 500°C ausgesetzt. Auch diese Methode kann man nicht als materialschonend
bezeichnen,
zumal bei dem Verbrennungsvorgang gerade in den Düsenbohrungenunkontrollierbare
Tempe raturanstie ge auftreten. Außerdem müssen in einer zeitraubeien Nachbehandlung
die verkohlten Rückstände mechanisch gut entfernt werden, bzw. lassen sich Rückstände
des Pigments TiO2 mit dieser Methode nicht entfernen.
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Am wenigsten wird das Düsenmaterial dann angegriffen, wenn die verhärteter
Kunststoffreste in einem geeigneten Lösungsmittel chemisch aufgelöst werden. Dabei
verbleiben die Düsen viele Stunden, etwa 8 - 16 Stunden, lang in dem kochenden Lösungsmittel
mit einer Temperatur von etwa 2800C, Diese Arbeitsmethode ist einschließlich sämtlicher
Manipulationen am zeitaufwendigsten.
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Die erwähnten Reinigungsverfahren führen aber zu keinem befriedigenden
Ergebnis, wenn nicht anschließend an jedes Verfahren mechanisch gereinigt wird.
Es lassen sich nämlich die chemisch nicht löslichen Bestandteile, wie z. B. das
Pigment TiO2, wie auch Reste verbrannter Spinnmasse, im allgemeinen durch Ausspülen
oder Ausspritzen nicht vollkommen entfernen. Dazu ist eine Nachreinigung erforderlich,
bei der mit mechanischen Mitteln gearbeitet werden muß. Meist verwendet man hierfür
feine Nadeln oder Ähnliches. Diese Nachbehandlung kann nur durch muhevolle Handarbeit
ausgeführt werden, die sehr zeitraubend ist und ein hohes Verantwortungsbewußtsein
bei den Ausführenden voraussetzt. Vom Zeit- und Arbeitsaufwand her betrachtet, kann
also das Nachreinigen sogar teurer sein als das Hauptreinigen nach einem der erwähnten
Verfahren.
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Aus diesem Grunde hat man vorgeschlagen, die erforderliche Nacharbeit
von Hand durch die mechanische Reinigungswirkung der Ultraschallschwingungen zu
ersetzen. Der Einsatz des Ultraschallreinigens zur Nachbehandlung hat bereits zu
einer deutlichen Rationalisierung geführt. Es wird somit nicht nur die Bearbeitungszeit
für jede einzelne Düse stark verkürzt, sondern nian kann auch mehrere Düsen gleichzeitig
mittels Ultraschall behandeln. Außerdern wird man unabhängiger von se,ktiven Einflüssen,
und man benötigt
keine hoch bezahlten Spezialarbeitskr äfte.
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Trotz der sichtbaren Vorteile des bisherigen Ultraschalleinsatzes
bei der Aufgabe, Spinndüsen vnn Kunststoffresten zu reinigen, erscheint das gesamte
Arbeitsverfahren hierbei noch unvollkommen, weil es zweigeteilt ist. Zum Entfernen
des größten Schmutzanteiles muß man nach einer der erwähnten Methoden bei hoher
Temperatur arbeiten. Es werden also deren bekannte Nachteile nicht beseitigt: Gefährdung
des Düsenmaterials, apparativer Aufwand bzw. großer Zeitaufwand. Erst anschließend
werden bei der Nachbehandlung mit Hilfe von Ultraschallschwingungen die letzten
Feinheiten erreicht, wobei man meist in entspanntem Wasser bei einer Temperatur
um etwa 50 0C beschallt. Es wird also die sich aus dem llltraschalleinsatz ergebende
Rationalisierung nur für den zweiten Teil der Reinigungsaufgabe, der mechanischen
Nachbehandlung, erzielt, während bei der Hauptreinigung die bekannten Nachteile
bestehen bleiben.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der obengeschilderten
Nachteile ein Reinigungsverfahren zu schaffen, bei dem ohne großen Arbeits-und Zeitaufwand
eine gründliche Reinigung gewährleistet ist. Dies wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte
Weise dadurch erreicht, daß die zu reinigenden Gegenstände einem hochsiedenden Lösungsmittel
bei einer Temperatur in der Nähe des Siedepunktes ausgesetzt werden und daß das
heiße Lösungsmittel während des Lösungsprozesses mit Ultraschallschwingungen beauischlagt
wird. Die Ultraschallschwingungen verursachen wegen des mit ihnen verbundenen Auftretens
von Kavitatinnsbläschen in den Düsen bohrungen nicht allein eine schnelle mechanische
Reinigungswirkung, sondern sie £rühren vor allem zu einer bedeutenden Verstärkung
der chemischen Angriffskraft des JJösungsmittels, da bei Lösungsvorgängen die Diffusionsgeschwindigkeit
durch Ultras challkavitation außerordentlich erhöht wird.
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In Praxis wird mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren bei verbes
sertem Reinigungseffekt in überraschender, nicht vorhersehbarer Weise die Einwirkungszeit
des chemischen Lösungsmittels von vielen Stunden auf
wenige Minuten
reduziert.
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Ausführungsbeispiel Es sollen Spinndüsen gereinigt werden, die mit
verhärteten Polyamid-RSi£kständen verschmutzt sind. Als Lösungsmittel eignet sich
hierfür Triäthylenglykol mit einem Siedepunkt bei etwa 280ob. Das Behandlungsgefäß
enthält eine für den Schalldurchgang geeignete Bodenplatte, die an der Außenseite
mit zweckentsprechenden Ultraschallschwingern ausgerüstet ist. Diese werden von
einem Hochfrequenzgenerator mit 750 Watt Ausgangsleistung bei 20 kHz erregt. Das
Behandlungsgefäß, das bei einem lichten Durchmesser von etwa 200 mm mehrere waagerecht
liegende Spinndüsen gleichzeitig aufnehmen kann, besitzt eine thermostatisch regelbare
Außenheizung. Die Arbeitstemperatur wird auf etwa 2700 - 2750C gehalten. Außerdem
besitzt das Gefäß eine Vorrichtung zum Abführen der mit den Ultraschallschwingunge
zugeführten Wärmee»ergie, um ein Sieden des Lösungsmittels zu vermeiden.
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Beim Sieden würde nämlich die Ausbreitung und Wirksamkeit der Ultraschallschwingungen
stark herabgesetzt. Andererseits darf die Temperatur nicht weiter erniedrigt werden
weill dann die chemische Lösungskraft des Lösungs mittels deutlich abnimmt. Man
erhält die günstigste UltrscEhallwirkung, wenn das Lösungsmittel zunächst durch
fast 10 Minuten langes Auskochen entgast und erst dann die Arbeitstemperatur eingestellt
wird. Unter diesen Arbeitsbedingungen sind stark verschmutzte Spinndüsen nach einer
Beschallungszeit von 3 bis 5 Minuten so vollkommen gereinigt, daß eine mechanische
Nachbehandlung nicht mehr erforderlich ist.
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Die Erfindung ist keineswegs auf das Reinigen von Spinndüsen beschränkt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch andere mit Kunststoffrückständen
verschmutzte Gegenstände in einwandfreier und zeitsparender Weise reinigen.