DE2164785A1

DE2164785A1 - Ultraschallreinigungsverfahren

Info

Publication number: DE2164785A1
Application number: DE19712164785
Authority: DE
Inventors: Claus Faenger; Hans-Joachim Dr Gollmick; Karl Klinkhart
Original assignee: Schoeller and Co Elektrotecnische Fabrik GmbH and Co
Current assignee: Schoeller and Co Elektrotecnische Fabrik GmbH and Co
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1971-12-27
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE2164785B2

Description

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

PATENTANSPRUCHE

1. Verfahren zum Reinigen von mit Kunststoffrückständen verschmutzten Gegenständen, in sie sondere Spinndüs en, durch Ultra challbehandlung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zu reinigenden Gegenstände einem hoch siedenden Lösungsmittel bei einer Temperatur in der Nähe des Siedepunktes ausgesetzt werden und daß das heiße Lösungsmittel während des Lösungsprozesses mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zur Reinigung von Spinndüsen Triäthylenglykol mit einem Siedepunkt bei etwa 280°C verwendet und bei der Ultraschallbehandlung eine Arbeitstemperatur von etwa 270°-275°C eingehalten wird und daß die Ultraschallschwingungen von einem Hochfrequenzgenerator mit hoher Ausgangsleistung im niedrigen Ultraschallfrequenzbereich (etwa 18 bis 100 kHz) erzeugt werden.