DE977091C - Vorrichtung zum Auswaschen von wasserloeslichen Stoffen aus frisch ersponnenen Kunststoff-Faeden im fortlaufenden Arbeitsgang - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. JANUAR 1965

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswaschen von wasserlöslichen Stoffen aus frisch ersponnenen Kunststoff-Fäden im fortlaufenden Arbeitsgang, bei welcher eine Fadenschar im Gegenstrom zu einer durch einen flachen, geneigten und mit Querdämmen versehenen Trog fließenden und diesen über einen Ablauf verlassenden Behandlungsflüssigkeit gezogen wird.

Aus den französischen Patentschriften 531533 und 884700 ist es bereits bekannt, frisch erzeugte Fäden parallel und dicht nebeneinander durch flache Tröge zu ziehen, in denen die Behandlungsflüssigkeit in zur Fadenbewegung entgegengesetzter Richtung fließt. Die Tröge weisen Zu- und Abflüsse sowie Trennwände auf, welche den Flüssigkeitsstrom in Abschnitte unterteilen. Bei diesen bekannten Anlagen reicht der Flüssigkeitsspiegel nicht bis zur Oberkante dieser Trennwände, und die Fäden werden von dem darunterliegenden Flüssigkeitsspiegel über die höher gelegenen Oberkanten der Trennwände angehoben. Diese Umlenkungen der Fäden wiederholen sich an jeder einzelnen dieser Trennwände.

Um nun das Eintauchen von verhältnismäßig leichten Fäden in den jeweils oberhalb gelegenen Flüssigkeitsabschnitt zu gewährleisten, sobald sie

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mit beträchtlicher Geschwindigkeit über die Oberkanten der Trenn- und Endwände des Troges gelaufen sind, werden zur sicheren Führung der Fäden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels bei anderen bekannten Anlagen Rollen od. dgl. verwendet. Es liegt auf der Hand, daß Fäden unter Spannung, der sie im allgemeinen unterworfen sind, Führungsorgane benötigen, um sie von ihrer Bahn abzulenken, wohingegen spannungslos laufende ίο oder durchhängende Fäden, die allerdings der Gefahr ausgesetzt sind, gegenseitig in Berührung bzw. zum Anhaften zu kommen, über die höher gelegenen Trennwandkanten zu »klettern« vermögen, nachdem sie einen Badabschnitt durchlaufen haben.

Aus der deutschen Patentschrift 688 809 ist· eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Kunststoff-Fäden im fortlaufenden Arbeitsgang bekannt, die aus einer Reihe voneinander unabhängiger, leicht geneigter Kanäle besteht, in denen in Abständen voneinander, einzeln oder zu Paaren vereinigt, je mit einem Schlitz zur Durchführung des Faserbandes versehene Trennungs- oder Zwischenwände angeordnet sind, wobei die Schlitze von zwei aufeinanderfolgenden Wänden in der Höhe derart versetzt sind, daß das Faserband einmal die untere, das andere Mal die obere Kante der aufeinanderfolgenden Schlitze bestreicht.

Die Fadenführung erfolgt dabei hinsichtlich der Behandlungsflüssigkeit etwa in deren halber Höhe. Zur Einleitung in die und zur Herausleitung aus den Kanälen dienen auch Walzen. Dabei kann nicht vermieden werden, daß die Walzenlager auch außerhalb des Bades von der Behandlungsflüssigkeit benetzt und korrosiv beeinflußt werden. Bei Inbetriebnahme ist es sehr schwierig, die angesponnenen Fäden aufzunehmen, über alle Umlenkorgane und durch die Schlitze der Zwischenwände zu führen, um sie zur Sammelvorrichtung zu bringen. Noch größer sind diese Schwierigkeiten bei Fadenbrüchen wegen der benachbarten, den Nachbehandlungsgang durchlaufenden nicht gebrochenen Fäden.

Durch die Erfindung wurde nun eine Vorrichtung entwickelt, welche die vorstehend angegebenen 4-5 Nachteile vermeidet.

Die Vorrichtung der Erfindung zum Auswaschen von wasserlöslichen Stoffen aus frisch ersponnenen Kunststoff-Fäden im fortlaufenden Arbeitsgang, bei welcher eine Fadenschar im Gegenstrom zu S° ' einer durch einen flachen, geneigten und mit Querdämmen versehenen Trog fließenden und diesen über einen Ablauf verlassenden Behandlungsflüssigkeit gezogen wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten der Endwände des Troges und seiner Querdämme angenähert in der Ebene des Flüssigkeitsspiegels, liegen, daß zur Spannung der Fadenschar Stäbe in gewissen Abständen über die gesamte Troglänge verteilt sind und daß die Querdämme an ihren Unterkanten mit in Fadenlaufrichtung gegeneinander versetzten Öffnungen versehen sind und mit Bezug auf die Richtung der Fadenbewegung einen spitzen Winkel mit dem Trogboden bilden. .

Der wesentliche Fortschritt, der mit der Vorrichtung der Erfindung erzielt wird, kann kurz dahin gehend zusammengefaßt werden,. daß eine mechanische Berührung der Fäden durch Umlenkglieder ausgeschaltet und eine wirksame Zirkulation der Behandlungsflüssigkeit gewährleistet ist. Die durch die Lage der Oberkanten der Trennwände des Troges und seiner Querdämme bedingte geradlinige Führung der nebeneinanderliegenden Fäden dicht unterhalb des Flüssigkeitsspiegels nutzt dessen Oberflächenspannung aus. Da bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung keine Walzen zur Führung der Fäden erforderlich sind, können auch keine Korrosionen an deren Lagern auftreten. Es ist sowohl bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung als auch bei Fadenbrüchen sehr einfach, die angesponnenen Fäden aufzunehmen und zur Sammelvörrichtung zu führen.

Die Vorrichtung der Erfindung sei nachstehend für die Anwendung beim Kupferoxydammoniak-Spinnverfahren und an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche in schematischer Weise eine in praktischem Betrieb stehende und voll leistungsfähige Anlage erkennen läßt.

Fig. ι ist ein Gesamtgrundriß einer Einrichtung zur Herstellung von Kunstseidefäden nach einem kontinuierlichen Kupferoxydammoniakverfahren;

Fig. 2 ist eine Teildraufsicht des Troges, begrenzt durch die Schnittlinien C-C und D-D, der bis zur Stelle des Säureeinlasses zur Säurebehandlung dient, während sein übriger Teil für die Wasserbehandlung vorgesehen ist; Fig. 3 stellt eine Seitenansicht zu Fig. 2 dar; Fig. 4 ist ein Grundriß eines Teiles des Behandlungstroges gemäß Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und zeigt den Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit während des Betriebes;

Fig. S ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4 und veranschaulicht ebenfalls die örtlichen Strömungen der Behandlungsflüssigkeit während des Betriebes.

In Fig. ι ist die Gesamtvorrichtung zur Durch- *°5 führung einer kontinuierlichen Herstellung von Kunstseidefäden nach dem Kupferoxydammoniakverfahren dargestellt. Die Spinnanlage ist bei 1 schematisch angedeutet und besteht aus zwei Bänken mit Trichtern 2 bzw. 3. Die von den Trichtern der Bank 2 erzeugten Fäden werden im Abstand parallel kontinuierlich durch den mit 4 bezeichneten Behandlungstrog gemäß der Erfindung und sodann durch Trockner 5 und 6 zu Sammelspulen geführt, die auf der entsprechenden Seite der Sammelvorrichtung 7 angebracht sind. Die in den Trichtern der Bank 3 erzeugten Fäden werden durch einen dem Trog 4 entsprechenden Trog 8 in der gleichen Weise wie durch Trog 4 und sodann durch den Trocknern 5 und 6 entsprechende Trockner 9 und 10 hindurchgeführt, worauf die Fäden auf entsprechende Spulen der Sammelvorrichtung 7 aufgespult werden.

Die Kupferoxydammoniakcelluloselösung wird durch Spinndüsen in jedem der Trichter der Bank 3 mittels einer in üblicher Weise arbeitenden Pumpe

ausgepreßt. Bei der dargestellten Maschine sind in jeder Bank sechzig Trichter verwendet, die in geradlinigen Reihen vertikal angeordnet sind.

In dem Trogabschnitt für die Säurebehandlung ist eine Reihe von Dämmen 37 (Fig. 2 und 3) vorgesehen, deren Oberkanten angenähert in der Ebene des Flüssigkeitsspiegels liegen. Mit Bezug auf die Richtung der Fadenbewegung bilden sie einen spitzen Winkel mit dem Trogboden, d. h., gegen die Eintrittsstelle der Fäden sind sie geneigt, und an ihren Unterkanten sind sie mit in Fadenlaufrichtung gegeneinander versetzten öffnungen versehen. Durch die Dämme 37 wird der gesamte Trog bis zur Einlaßstelle für die verdünnte Säure in regelmäßige Abschnitte unterteilt. Die Fäden werden über diese Dämme 37 gezogen und durch Stäbe 39, die in gewissen Abständen über die gesamte Troglänge verteilt sind, unter einer bestimmten Spannung gehalten. Durch Kämme 40, die gleichfalls in

ao gewissen Abständen über die gesamte Troglänge verteilt sind, werden die noch plastischen Fäden 15 voneinander getrennt gehalten. Besonderes Augenmerk ist darauf zu richten, daß sich die Fäden nicht berühren, da sie sonst zusammenkleben, die Flüssigkeit über die Dämme des Troges hinweg mitreißen und schließlich selbst zerrissen würden.

In der Ausführungsform gemäß Darstellung dient der sich an den Säureeinlaß 38 anschließende Teil des Troges 32 zur Wasserbehandlung der Fäden.

Dieser Teil ist durch Dämme 41, die den Dämmen 37 im Säurebehandlungsteil ähnlich sind, unterteilt. Im äußersten oberen Ende des Troges ist ein nicht gezeigter Zulauf für Warmwasser vorgesehen. Durch Stützen 43 wird der Trog in der geiwünschten Schräglage gehalten. In dem Trogte.il unmittelbar neben dem Trogteil mit dem Säureeinlaß 38 sind Abflüsse 44 angeordnet, durch welche das Behandlungswasser abläuft, so daß es sich nicht mit dem Säurebad im Behandlungsteil des Troges mischen, kann.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Abschnitte des Troges mit den während des Arbeitsvorganges beobachteten Flüssigkeitsbewegungen dargestellt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wurde beobachtet, daß über jedem der Dämme 37 ein niedriger Flüssigkeitswall besteht, in welchem die Flüssigkeit im wesentlichen im Ruhezustand ist.

Nach der Beigabe von Methylorange als Indikator in den unteren Teil des Troges zeigte sich oberhalb des Dammes eine scharfe Trennlinie. Von den Fäden wurde keine merkbare Methylorangemenge in den oberen Badteil mitgerissen, wodurch erwiesen war, daß eine Mitnahme der Badflüssigkeit von einem durch die Dämme begrenzten Abschnitt in den anderen, wenn überhaupt, dann nur in einem zu vernachlässigenden Ausmaß erfolgt. Andererseits floß die verdünnte Säure sowohl durch die gestaffelten öffnungen am Boden der einzelnen Dämme als auch über die an den Seitenkanten des Troges anliegenden Dammpartien nach unten, so daß im allgemeinen ein Gegenstrom zu der Fadenl>ewegung stattfand. Es wurde beobachtet, daß auch innerhalb jedes Abschnittes zwei im allgemeinen örtlich beschränkte, jedoch lebhafte Flüssigkeitskreisläufe auftraten, die in den Fig. 4 und 5 durch Pfeile angedeutet sind. Diese örtlichen Kreisströme wurden in der Nähe der Seitenwände anscheinend gegen den Boden des Troges herabgedrückt, während die inneren Teile des Stromes sich mehr in der Richtung der Fadenbewegung bewegten und vom Trogboden etwas abgehoben wurden. Kurz vor dem Damm trat außerdem über die ganze Breite der Fadenbahn deutlich eine lebhafte Bewegung oder ein Rückprall auf. Die Beigabe des Indikators zu den Badflüssigkeiten veranschaulichte die Intensität der Flüssigkeitszirkulation innerhalb jedes Bades bis zur gleichmäßigen Verteilung des Indikators über das ganze Bad. Durch diese Bewegung wurde der Niederschlag weitestgehend in Bewegung gehalten und von der Badflüsaigkeit durch die Dammöffnungen und durch den ganzen Trog hindurchgeschwemmt und mit den Abwässern . abgeführt. Die oben geschilderte Eigenart der Strömung und des Flüssigkeitskreislaufes wurde durch andere Indikatoren ebenso bestätigt, sowohl in den Abteilungen des Troges, in denen Kupfer vorherrschte, als auch im Wasserbad, in welchem Säure vorherrschend war.

Während die örtlichen Flüssigkeitsströme im allgemeinen nebeneinanderliegenden Wirbeln glichen, die in der in Fig. 4 dargestellten Weise zirkulierten, schienen sich die inneren Ränder der Ströme zu vermischen. Die Intensität der turbulenten Durchwirbelung, die durch diese Wirbel in der Badflüssigkeit verursacht wurde, sicherte die durchgreifende Flüssigkeitsbehandlung der durch die oberen Teile der Bäder hindurchlaufenden Fäden. Es wurde gefunden, daß die Anwendung nicht durchbrochener Dämme oder von Dämmen, die zur dargestellten Richtung entgegengesetzt geneigt waren, eine weniger intensive Fadenbehandlung ergab. Im letzteren Falle zeigten die Wirbel eine andere Gestalt. Die Wirbelbildung beim Erfindungsgegenstand verhinderte sowohl ein stagnierendes Rühren der Flüssigkeit als auch deren Abfluß unter den Fäden.

Bei dem oben erläuterten und in den. Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wurden in den durch Dämme begrenzten Trogabteilungen zwei wirbelartige Flüssigkeitszirkulationen beobachtet, wenn Dämme mit den erfindungsgemäß angeordneten öffnungen verwendet wurden.

Soweit dies beobachtet werden konnte, bestand jeder der örtlichen Ströme im allgemeinen aus einem relativ seichten oberen, an den Fäden anliegenden Teil, der mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit in der Richtung der Fadenbewegung floß. Unterhalb dieser relativ dünnen Oberschicht und im Bereich neben der Fadengruppe in der Nähe der Seiten des Troges verlief die Strömung bei relativ geringer Geschwindigkeit im Gegenstrom zur Richtung der Fadenbewegung. Die Fäden bewirken anscheinend eine Gegenströmung der Flüssigkeit, während der Rückprall und der Abfluß der Badflüssigkeit über die Dämme an den frogseiten zusammen mit der Strömung durch die

Dammöffnungen und der Neigung des Troges die tiefer gelegene größere, jedoch relativ langsamere Abwärtsströmung der Flüssigkeit herbeiführen. Der nach dem geschilderten Beispiel hergestellte fertige Faden bestand im wesentlichen aus reiner regenerierter Cellulose.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Auswaschen von wasserlöslichen Stoffen aus frisch ersponnenen Kunststoff-Fäden im fortlaufenden Arbeitsgang, bei welcher eine Fadenschar im Gegenstrom zu einer durch einen flachen, geneigten und mit Querdämmen versehenen Trog fließenden und diesen über einen Ablauf verlassenden Behandlungsflüssigkeit gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten der Endwände des Troges (4 bzw. 8 bzw. 32) und seiner Ouerdämme (37 bzw. 41) angenähert in der Ebene des Flüssigkeitsspiegels liegen, daß zur Spannung der Fadenschar (15) Stäbe (39) in gewissen Abständen über die gesamte Troglänge verteilt sind und daß die Querdämme an ihren Unterkanten mit in Fadenlaufrichtung gegeneinander versetzten öffnungen versehen sind und mit Bezug auf die Richtung der Fadenbewegung einen spitzen Winkel mit dem Trogboden bilden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 763 735, 715 307,
   688809, 600813, 209923;

   österreichische Patentschrift Nr. 124 714;

   schweizerische Patentschriften Nr. 243 073,
   233822, 145407;

   französische Patentschriften Nr. 884 700,

   531533; USA.-Patentschrift Nr. 2 898 627.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 409 788/9 1.65