DE2601955A1

DE2601955A1 - Einrichtung zum erspinnen von kunstfaeden

Info

Publication number: DE2601955A1
Application number: DE19762601955
Authority: DE
Inventors: Ivan Viktorovitsch Grizkov
Original assignee: GRIZKOV
Current assignee: GRIZKOV
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1977-07-21
Also published as: NL166285B; US4032273A; DE2601955B2; DE2601955C3; NL7600515A; NL166285C; GB1493221A

Description

EINRICHTUNG ZIM ERS?Ib!KEH VON KUKSTFÄDilN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einriolitun^ zum Erspinnen von Kunstfäden, die eine Düse^ ein Paar von den Faden transportierenden Zylindern und ein Gefäß mit Spinnlösung enthält, in welchem Sammler für die Zu- und Ableitung der Spinnlösung und ein Teil eines der Zylinder· de β Paares, v/elcher in die Spinnlösung des Gefäßes eingetaucht untergebracht sind.

Die Erfindung betrifft somit die kontinuierliche Herstellung von chemischen Fäden, beispielsweise von Viskosefr'den.

Es sind Einrichtungen zum Erspinnen von Kunstfäden bekannt, bei denen die ersponnenen Fäden während ihrer Förderung einer Nachreduktion durch jene Menge an Spinnlösung unterzogen v/erden, die aus der Er spinnungs zone vom Faden ausgetragen wird. Außerdem kann die Nachreduktion des Fadens auch durch Berieselung dieses Fadens mit der Lösung oder durch Behandlung des Fadens mittels der Lösung in Röhren oder Rinnen erfolgen (siehe z.B. die in den USA erteilten Patente Nr. 2 993 229 und 3 292 210).

Hierbei weist die für die Nachreduktion verwendete Lösung in dor Regel eine Temperatur auf, die niedriger ist, als die Temperatur der zum Erspinnen des Fadens verwendeten Spinnlösung, was zu einer Verminderung der Nachreduktionsgeschwindigkeit des Fadens führt, so daß als Folge hiervon die Spinngeschwindigkeit des Fadens begrenzt v/ird. ■

Es ist auch eine Einrichtung zum Erspinnen von Kunstfäden (siehe z.B. die BRD-Patente Nr. 1 258 012 und 1 223 989) bekannt, die eine in einem Gefäß mit Spinnlösung angeordnete Düse, ein Zylinderpaar zur Förderung des ersponnenen Fadens und noch ein weiteres Gefäß mit Spinnlösung enthält, in welchem Sammler für die Zu- bzw. Ableitung der Spinnlösung und ein Teil eines der Zylinder des Zylinderpaars, welcher in die Spinnlösung eingetaucht ist, angeordnet sind. Bei dieser Einrichtung sind die Zylinder paarweise gegeneinander versetzt angeordnet, derart daß sich ihre geometrischen Achsen im Raum schneiden; als Folge hiervon werden die Fäden auf der Oberfläche der Zylinder in gleichmäßigen \1 indungen verlegt. Außerdem weist die Lösung, in die ein Teil eines der Zylinder dieses Zylinderpaars eingetaucht ist, gegenüber der Temperatur der zum Erspinnen des Fadens verwendeten .Spinnlösung (50 bis 55⁰C) eine erhöhte Temperatur (68 bis 70⁰C) auf. Dies verbessert einerseits die Qualität des gewonnenen Fadens beträchtlich und gestattet auch eine Erhöhung der Spinngeschwindigkeit desselben, führt jedoch andererseits zur Komplizierung der baulichen Gestaltung der Maschine, da sowohl die Schaffung eines besonderen Systems von Sammlern für die Zuleitung der Spinnlösung zur Nachreduktion des Fadens sowie auch die Verwendung besonderer gegen die Wirkung der eine hohe Temperatur aufweisenden Spinnlösung beständiger Werkstoffe zur Herstellung der Gefäße erforderlich werden, und wobei die Bedingungen für die Bedienung der Maschine verschlechtert werden. Überdies bewirkt die Nachreduktion des

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Fadens in einem gesonderten Gefäß erhebliche Steigerung des Verbrauchs dieser Lösung, wobei während der Nachreduktj.on eine große Menge elementaren Schwefels abgeschieden wird, der sich an den Fadenführern und Rohrleitungen des Sammlers absetzt.

Zweck der Erfindung besteht darin, diese Kachteile zu bοheben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zum Erspinnen von Kunstfäden zu schaffen; bei der eine und dieselbe Spinnlösung sowohl zum Erspirmön als auch zur Nachreduktion der Fäden unter Beibehaltung einer hohen Qualität des gewonnenen Fadens benutzt v/erden könnte, so daß das Volumen der zur Herstellung dieser Fäden verwendeten Spinnlösung bedeutend verringert und die bauliche Gestaltung der ganzen Maschine sowie deren Bedienung beträchtlich vereinfacht werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Düse sich im.Gefäß befindet, in welchem zwischen der Düse und dem eingetauchten Teil des Zylinders eine für die Spinnlösung durchlässige das Gefäß in eine Erspinnungszone des Fadens und eine Naehreduktionszone des Fadens unterteilende und die aus der Nachreduktionszone in die Erspinnungszone überströmende Spinnlösung filtrierende Zwischenwand angeordnet ist, wobei der Sammler für die Zuleitung der Spinnlösung in der Nachreduktionszone und der Sammler für die Ableitung der Spinnlösung in der Erspinnungszone des Fadens angeordnet ist.

Es ist günstig, wenn im Gefäß im wesentlichen vertikale Führungen aufgestellt sind, in welche die filtrierende Zwischenwand hineinragt.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Zwischenwand er-

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Λ.

forderlichenfalls aus dem Gefäß herausgezogen und gegen eine andere ersetzt werden kann.

Es ist i'örderlich, wenn die filtrierende Zwischenwand aus einem gegen die Einwirkung der Spinnlösung beständigen Werkstoff besteht.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Verwendung derselben über einen langen Zeitraum gewährleistet wird.

Gernäß einer v/eiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung so gestaltet sein, daß der Sammler für die Ableitung der Spinnlösung zwischen der Seitenwand des Gefäßes und der Düse, jedoch der Sammler für die Zuleitung der Spinnlösung zwischen der Seitenwand des Gefäßes und dem in die Spinnlösung eingetauchten Teil des Zylinders angeordnet ist.

Somit werden in der erfindungegemäßen Vorrichtung nur ein Gefäß und nur eine Spinnlösung sowohl zum Erspinnen des Fadens als auch zur Nachreduktion desselben benutzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß es ermöglicht wird, das zirkulierende Gesamtvolumen der Spinnlösung von 100 auf 60 Liter* je Düse in der Stunde stark zu reduzieren, wodurch nicht nur eine Senkung der Wärmeabgaben aus der Lösung in den unter der Kapsel befindlichen Raum der Maschine gewährleistet wird, sondern es ermöglicht auch, daß - was besonders wichtig ist -zu dem zu erspinnenden Faden weniger Verunreinigungen in Forin von polyvalenten Metallen, die sich in der Lösung befinden, gelangen und vom Faden aktiv aufgenommen werden.

Nachstehend wird eine Tabelle angeführt, in der unter experimentellen Bedingungen erhaltene Daten über die Menge von im Faden enthaltenem Bisen in Abhängigkeit von dessen Gehalt in der Lösung und vom Volumen der im Gefäß zirkulierenden Lösung angegeben sind.

709829/0594 _BAD ORIGINAL^"

2B019b5

Gehalt von Eisen in der Lösung, g/l

10 10 50 50

Menge der den Faden umspülenden Spinnlösung, Liter je Düse

60 100

Geha.lt von im Faden enthaltenem j·) j i'.en, in/</ k s;

5,2 7,4

8,9 14,1

Wie aus den in der Tabelle angegebenen Daten ersichtlich ist, wirkt sich eine Vergrößerung der Menge der zirkulierenden Spinnlösung auf den im Faden enthaltenen Gehalt von Eisen und demontsprechend auf die Qualität desselben merklich aus.

Die im Gefäß befindliche Zwischenwand bewirkt die Filtration der Lösung unmittelbar in der Zone der Abscheidung elementaren Schwefels aus schwefelhaltigen Nebenprodukten der Viskosespinnlösung. '

Der frisch abgeschiedene Schwefel wird besonders intensiv aus der Dicke des Fadens in den ersten 10 bis 12 see des Prozesses seiner Nachreduktion entzogen. Das mit Hilfe der Zwischenwand erfolgende Zurückhalten des sich in die Lösung abscheidenden elementaren Schwefels verhindert eine Ansammlung desselben in der Lösung und eine Ablagerung desselben auf der Oberfläche des zu erspinnenden Fadens, was sich ebenfalls auf die Gütekennwerte des fertigen Fadens günstig auswirkt, v/eil sonst der auf der Fadenoberfläche befindliche Schwefel den Verarbeitungsprozeß des Fadens wegen einer Schwefelablagerung an den Fadenführern verschlechtert. Ausserdem trägt das Absetzen des elementaren Schwefels an der Zwischenwand zur gleichmäßigen Zirkulation der Lösung in den Rohrleitungen bei, da im System der üblichen Filtration

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der Spinnlösung in der von der Stelle der Abscheidung elementaren Schwefels beträchtlich entfernten Säurestation bedeutende Schwierigkeiten auftreten, welche damit zusammenhängen, daß als Zusätze zur Lösung verschiedene oberflächenaktive Stoffe verwendet werden. So findet bei Vorhandensein von anionaktiven Präparaten, beispielsweise Leukanol, mit der Zeit ein starkes Dispergieren der Schwefelteilchen statt, welche sich einer quantitativen Filtration an den Filtern nicht unterziehen lassen. Andererseits findet bei der Verwendung von kationaktiven Präparaten, solchen wie Laurylpyridinsulfat, eine Aggregation der Schwefelteilchen statt, die zu deren Absetzen in den Rohrleitungen und der Apparatur führt und eine damit verbundene Verschlechterung der Zirkulation der Lösung bewirkt.

Die Unterbringung der Zwischenwand im Gefäß vereinfa.cht also nicht nur die bauliche Gestaltung der Maschine, sondern setzt auch die Menge der zirkulierenden Spinnlösung herab.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes' der Erfindung dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung zum Erspinnen von Kunstfäden im Querschnitt in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei Fortlassung des oberen Zylinders;

Fig. 3 eine räumliche Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei teilweiser Fortlassung der Seitenwan- _;düngen.

Die Vorrichtung zum Erspinnen von Kunstfäden, beispielsweise

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von Viskosefäden, enthält ein Gefäß 1 (Fig. 1 und 2) mit Spinnlösung A, Düsen 2, Paare B von rotierenden, den Faden fördernden Zylindern 3 und 4, eine für die Spinnlösung durchlässige Zwischenwand 5, einen Sammler 6 für die Zuleitung der Spinnlösung in das Gefäß 1 und einen Sammler 7 für¹ die Ableitung der Spinnlösung.

Hierbei sind im Gefäß 1 ganz in die Spinnlösung A getauchte Düsen 2 untergebracht, wie dies Fig. 1 zeigt, während der Zylinder 4 .des Zylinderpaares B nur zum Teil in die Spinnlösung dieses Gefäßes eingetaucht ist, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht.

Die Zylinder 3 und 4 des Zylinderpaares B sind in an sich bekannter Weise übereinander derart angeordnet, daß sich ihre geometrischen Achsen im Raum schneiden (da eine solche Anordnung der Zylinder allgemein bekannt ist, ist die Lage derselben in den Figuren der Zeichnung nicht dargestellt_s um das Verständnis der Zeichnungen zu erleichtern). An der Stirnseite des Zylinders 3 ist eine zylindrische Abstufung S (Fig. 3) vorgesehen, auf welche der ersponnene Faden C zunächst gelangt, wobei der Durchmesser des Zylinders 4 etwas größer ist als der Durchmesser des Zylinders 3, wie das in Fig. 1 veranschaulicht ist.

Die Zwischenwand 5 ist im Gefäß 1 zwischen den Düsen 2 und dem in die Spinnlösung eingetauchten Teil des Zylinders 4 angeordnet. Diese Zwischenwand gewährleistet die Filtration der Spinnlösung und unterteilt das Gefäß 1 in zwei Zonen 9 bzw. 10, wobei die Zone 9 die Erspinnungszone ist, weil sich in ihr die Düsen 2 befinden, während die Zone 10 die Nachreduktionszone ist, da sich in ihr derjenige Teil des Zylinders 4.des Zylinderpaares B befindet, auf welchem die Nachreduktion des Fadens erfolgt.

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Die durchlässige Zwischenwand 5 ist von einer "beliebig aufgebauten Karkasse gebildet, die mit einem gegen die Einwirkung des Säureraediums der .Spinnlösung und deren erhöhte Temperatur beständigen Gewebe, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, Teflon u.a. bezogen ist. Man kann die Zwischenwand auch aus ej-nem monolithischen Material mit mit einem Gewebe bezogenen Öffnungen ausführen, die in verschiedener Höhe der Zwischenwand angebracht sind (diese Ausführungsmöglichkeit ist in der Zeichnung nicht dargestellt).

Die Zwischenwand 5 ist im Gefäß vertikal aufgestellt, wie das in Fig. 3 dargestellt ist, oder aber mit einer geringen Neigung angeordnet, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Um die Zwischenwand in einer solchen Stellung zu halten, sind im Gefäß Führungen 11 vorgesehen, in welche die Zwischenwand 5 mit ihren Enden hineinragt. Eine derartige Halterung der Zwischenwand ermöglicht es, ein schnelles Auswechseln derselben vorzunehmen, wozu es genügt, die Zwischenwand in diesen Führungen nach oben zu verschieben und diese auf ebensolche ¥eise gegen eine andere auszuwechseln.

Die Führungen 11 sind sowohl an den inneren Stirnseiten des Gefäßes als auch an Kragstücken 12 (Fig. 2 und 3) angebracht.

In der Nachreauktionszone 10 ist der Sammler 6 für die Zuleitung der Spinnlösung vorgesehen, v/elcher von der Zwischenwand 5 entfernt angeordnet ist und sich zwischen der Außenwand des Gefäßes und dem in die Spinnlösung eingetauchten Teil des Zylinders 4 befindet.

Da in der Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Kunstfäden die Vorrichtung zum Erspinnen des Fadens aus einer Vielzahl von Sektionen D besteht, in jeder von denen ein Zylinderpaar B von Zylindern 3 und 4 und eine Gruppe von

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Düsen 2 vorgesehen sind, so ist der Sammler 6 in der oben beschriebenen Weise in jeder Sektion D angeordnet und mittels eines Rohrstutzens 13 lait einer allen Sektionen gemeinsamen Verteilerleitung 14 mit kalibrierten Öffnungen 15 (Fig. 1) zur genauen Dosierung der Lösung in jede Sektion D der Einrichtung verbunden. Im Sammler β sind über dessen gesamte Länge im gleichen gegenseitigen Abstand verteilte Öffnungen 16 (Fig. 2) ausgeführt, wodurch eine gleichmäßige Zuleitung der Spinnlösung zu den unter dem Zylinder 4 befindlichen Bereichen auf der ganzen Länge · desselben gewährleistet wird. Zur bequemen Montage der Einrichtung ist hierbei die gemeinsame Verteilerleitung 14 in der Zone 10 der Nachreduktion des Fadens angeordnet, die sich durch sämtliche Sektionen D erstreckt.

In der Erspinnungszone S (Fig. 1) des Fadens ist der Sammler 7 für die Ableitung der Spinnlösung aus dem Gefäß 1 an einer von der Zwischenwand 5 entfernten Stelle zwischen der Seitenwand des Gefäßes und den. Düsen 2 angeordnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Im Sammler 7 sind Öffnungen 17 vorgesehen. Zur Schaffung der günstigsten Bedingungen zum Erspinnen des Fadens sind alle Erspxnnungszonen 9 in der Maschine zur kontinuierlichen Fadenherstellung zu einer Gesamtsektion 18 vereinigt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende .

Ein fadenförmiger Strang der Viskose wird aus der Düse 2 (Fig. 1) herausgedrückt und gelangt in die Erspinnungszone 9> v/o er unter der Einwirkung der Säure-Salz-Spinnlösung A in den Faden C umgewandelt wird. Der frisch erspönnene Faden C wird auf die Abstufung 8 des Zylinders 3 geleitet, läuft um

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diese herum und gelangt zum unteren Zylinder 4. Auf dem Abschnitt a - b wird der Faden in Abhängigkeit vom Verhältnis der Durchmesser der zylindrischen Abstufung 8 und des Zylinders 4 um 16 bis 18;ό gestreckt. Dadurch, daß die Zylinder 3 und 4 des Zylinderpaares B sich im Raum schneidende Achsen besitzen, wird der Faden spiralförmig über die Länge der Zylinder gelegt, wobei er 16 bis 22 Windungen vollführt, welche die beiden Zylinder umfassen, und v/ird dann zu den nachfolgenden Arbeitsoperationen weltergeleitet. Hierbei wird der Faden, während des Herumlaufens um die Zylinder in der Zone 10 mehrfach in die Spinnlösung getaucht und nachreduziert .

Während des Erspinnens des Fadens wird dem Gefäß 1 ununterbrochen Spinnlösung aus den Öffnungen 16 des Sammlers 6 zugeleitet, die dann die Zwischenwand 5 durchströmt und über den Sammler 7 abfließt. Eine derartige Bewegung der Spinnlösung gestattet es, eine erhöhte Temperatur derselben in der Naohreduktionszone 10 sicherzustellen, da die Zuführung der frischen Lösung in der Nähe des Zylinders 4 erfolgt. Dank der intensiven Durchmischung der Lösung durch den Zylinder 4 sinkt die Temperatur der Lösung über den Gefäßquerschnitt, so daß sie in der Erspinnungszone 9 um 2 bis niedriger ist als in der Zone 10, wobei die Höhe der Temperatursenkung von der Menge der zugeführten Lösung und der Rotationsgeschwindigkeit von der Menge der zugeführten Lösung und der Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders 4 abhängt. Die gesenkte Temperatur in der Erspinnungszone 9 ist zur Gewährleistung gleichmäßigerer Bedingungen der Formung des Viskosestrahls zu einem Faden notwendig. Somit trägt die Zwischenwand 5 zur Schaffung der Bedingungen bei, welche

zur Erhöhung der Stabilität der Fadenerspinnung an der Düse erforderlich sind, und unterdrückt zugleich die von der Rotation des Zylinders 4 herrührenden Turbulenz-Ströme in der

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Lösung. Darüberhinaus filtriert die Zwischenwand 5 die Spinnlösung von Schwefel, der sich in der Naehreduktionszone 10 ansammelt, weil bei der Nachreduktion des Fadens in den Säure-Salz-Lösungen erhöhter Temperatur eine Ab-' scheidung in die Lösung von Teilchen elementaren Schwefels vonstatten geht_f welche sich am Werkstoff der Zwischenwand absetzen und nicht in die Erspinnungszone 9 durchdringen.

Hat sich eine hinreichende Schwefelmenge an der Zwischenwand 5 angesammelt, so wird diese entfernt und gegen eine neue ersetzt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Krspinnen von Kunstfäden, die eine Pü^e, ein Paar von den Faden transportierenden Zylindern und ein Gefäß mit Spinnlösung enthält, in welchem Sammler .tür die Zu- und Ableitung der Spinnlösung und ein Teil eines der Zylinder des Paares, welcher in die Spinnlösung des Gefäßeε eingetaucht ist, untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) sich im Gefäß (1) befindet, in welchem zwischen der Düse (2) und dem eingetauchten Teil des Zylinders (4) eine für die Spinnlösung durchlässige, das Gefäß (1) in eine Erspinnungszone (9) des Fadens und eine Kaehreduktionsζone (10) des Fadens unterteilende und die aus der Nachreduktions zone (10) in die Sr-spinnungszone (9) überströmende Spinnlösung filtrierende Zwischenwand (5) angeordnet ist, wobei der Sammler (6) für die Zuleitung der Spinnlösung in der Nachreduktionszone (10) und der Sammler (7) für die Ableitung der Spinnlösung in der Erspinnungszone (9) des Fadens angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gefäß (1) im wesentlichen vertikale Führungen (11) aufgestellt sind, in welche die Zwischenwand (5) hineinragte

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, da durch gekennzeichnet, daß die Zv/irichsnwaiiö (5) au-;:· einen gegen die Einv/irkung der Spinnlö-3ii.nßber-bendigQ'ji VJorkstoff besteht.

h. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_} da -durch gekennzeichnet, daß der Sar^Jo (7) für die Ableitung dor Spinnlösung zwischen der Seitenwand des Gefäßes (1) und der Düse (2), jedoch der Sammlor (6) für die Zuleitung der Spinnlösung zwischen der Seitenwand des Gefaxtes (i) und dem in die Spinnlösung eingetauch ten Teil des Zylinders (4) angeordnet ist.

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