DEP0017625DA - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Nachbehandlung von frisch gesponnenen, noch nicht getrockneten Stapelfasern unter Luftabschluß - Google Patents

Description

Es ist bekannt, flockenförmige Textilien auf Förderbahnen ausgebreitet mit Flüssigkeiten z.B. durch Berieseln zum Zwecke des Waschens, Absäuerns, Entschwefelns, Bleichens, Avivierens u.dgl. an freier Luft, wie dies in solchen Fällen zumeist zulässig ist, im kontinuierlichen Arbeitsgang zu behandeln (britisches Patent No 332 003).

Mit dieser bekannten kontinuierlichen Arbeitsmethode stösst man indessen überall dort auf Schwierigkeiten, wo sauerstoffempfindliche Behandlungsmittel verwendet werden müssen oder wo gesundheitsschädliche oder teuere, regenera- tionsbedürftige Gase oder Dämpfe zur Anwendung gelangen oder bei der Behandlung entwickelt werden.

Gemäss der nachstehend beschriebenen Erfindung ist eine praktische Lösung für diese Sonderaufgabe gefunden worden.

Danach werden die flockenförmigen Stapelfasern, auf der Förderbahn ausgebreitet, durch eine geschlossene Behandlungskammer geführt. Die Frage des Verschlusses der Kammer gegen die Aussenluft an der Stelle des Ein- und Ausgangs der Textilien wird dadurch gelöst, dass die vorderen und die hintere Stirnwand der Behandlungskammer je als Flüssigkeitsverschluss ausgebildet bzw. mit solchem versehen sind, durch welche die Förderbahn verlegt und auch das darauf befindliche Textilgut zwangsweise in Vliesform durch die Flüssigkeitsverschlüsse ein- und ausgeführt wird. Die Natur der Verschlussflüssigkeit richtet sich nach den Behandlungsflüssigkeiten oder sonstigen Behandlungsstoffen bzw. nach den Gasen und Dämpfen, welche bei der Behandlung entwickelt werden. Im Falle von Behandlungsflüssigkeiten kann die Einwirkung durch Tauchen, oder in einer sonstigen Art, besonders aber auch durch Berieseln vorgenommen werden.

Im Falle bei der Behandlung des Textilgutes gesundheitschädliche oder wertvolle u.dgl. Gase oder Dämpfe entwickelt werden, können sie aus der Behandlungskammer bei geringem Überdruck ab- und der Verarbeitung z.B. Regeneration zugeleitet werden.

Wenn Chemikalien zur Verwendung kommen, die Sauerstoff binden, findet allmählich eine Verarmung der Luft im Kammer- innern statt. Bei diesem Zustand arbeitet dann das Verfahren wirkungsvoll. Mit dem Verschwinden des Sauerstoffs kann sich ein erheblicher Unterdruck ausbilden. Um das Durchschlagen der Flüssigkeitsverschlüsse zu vermeiden, kann man erfindungsgemäss zum Druckausgleich Stickstoff oder andere inerte Gase oder an Sauerstoff verarmte Luft in die Behandlungskammer einleiten.

Insbesondere bei der Berieselung der Stapelfasern ist beobachtet worden, dass die aus dem Auffanggefäss wieder abgeleitete Berieselungsflüssigkeit, die zweckmässig wieder ins Rieselgefäss zurückgeführt wird, viel Gase aus dem Kammerinnern mitreisst, wodurch das Gasvolumen in der Kammer vermindert wird. Erfindungsgemäss werden diese Gase entweder zusammen mit der abgezogenen Berieselungsflüssigkeit oder nach Abtrennung von der letzteren in einer separaten Leitung wieder in den Oberteil der Behandlungskammer zurückgeführt. Diese Massnahme hat sich besonders beim Arbeiten mit sauerstoffabsorbierenden Behandlungsflüssigkeiten als wichtig erwiesen, wo die Gase wegen ihrer Armut an Sauerstoff zur Aufhebung des Unterdrucks und der Einschränkung der oxydierenden Wirkung auf die Chemikalien wertvoll sind. Hierdurch ist es in solchen Fällen gelungen die Wirksamkeit und die Wirtschaftlichkeit des Verfahren noch erheblich zu steigern.

Zur Ausführung des Verfahrens hat sich die aus den Abbildungen I bis III ersichtliche Vorrichtung vorzüglich bewährt. Die Förderbahn besteht zum Teil, wie es Abb. I und II erläutern, aus geraden, waagrechtliegenden und längsorientierten Latten (1), die in an sich bekannter Weise einen Rost bilden und wobei die einen Latten, z.B. die ungeradzahligen (1, 3, 5, 7 ...) gegen die geradzahligen (2, 4, 6 ...) in ebenfalls bekannter Weise von den Walzen (2(sub)a, 2(sub)b, 2(sub)c, 2(sub)d) aus exzentrisch-schwingend so bewegt werden, dass die auf dem Rost befindlichen Fasern (3) Vorwärtsbewegung erhält.

Entgegen dieser an sich bekannten Bauart einer Förderbahn sind die zwischen den Antriebswalzen (2(sub)a und 2(sub)b und 2(sub)c u. 2(sub)d) sich befindlichen Stabsysteme (1(exp)x u. 1(exp)y) erfindungsgemäss nach unten abgekröpft und tauchen tief in die Verschlussflüssigkeiten (6 u. 7) ein, wobei sie die vordere bzw. die hintere Stirnwand (8 u. 9) der übrigen allseitig geschlossenen Behandlungskammer (10), die ebenfalls in die Verschlussflüssigkeiten (6 u. 7) der Wannen (4 u. 5) eintauchen, unterfangen.

Um das auf der Förderbahn ausgebreitete Fasergut, ohne zu schwimmen und als hinreichend zusammenhängendes Vlies durch die Flüssigkeitsverschlüsse hindurchbringen zu können, sind erfindungsgemäss am Unterteil der Stirnwände (8, 9) die beiden Druckwalzen (11 u. 12) angeordnet, die zu beiden Seiten mit Verlängerungs- bzw. Führungsbolzen (13, 14) in lotrechten Führungsschlitzen (15, 16) geführt werden. Hierdurch wird das Schwimmen verhütet, das Faservlies hinreichend verdichtet und in der Verschlussflüssigkeit an den abgekröpften Rost gedrückt. Der geordnete Auf- stieg der Fasermassen über die aufsteigenden Teile der Latten (1(exp)x u. 1(exp)y) wird nach Abb. III dadurch zustande gebracht, dass jene Lattenteile mit in Förderrichtung schrägaufwärts gestellten Zähnen (17) ausgerüstet sind.

Auf den Trag- und Schwingwalzen (2(sub)a, 2(sub)b, 2(sub)c, 2(sub)d) für die Latten sind in an sich bekannter Weise Abpresswalzen (18(sub)a, 18(sub)b, 18(sub)c, 18(sub)d) angeordnet, die vermittels beidseitiger Führungsbolzen (19(sub)a, 19(sub)b, 19(sub)c, 19(sub)d) in lotrechten Schlitzen (20(sub)a, 20(sub)b, 20(sub)c, 20(sub)d) geführt werden und die zum Abpressen der von den Stapelfasern mitgebrachten Flüssigkeiten dienen.

In der Decke (21) der Behandlungskammer (10) sind abnehmbare und mit Beobachtungsfenstern (26, 27) versehene Deckel (22, 23) angeordnet, die gegen die Kammer für Flüssigkeitsverschlüssen (24, 25) abgedichtet sind. Durch die Decke (21) können die Zuleitungen (28, 29, 30) für die Behandlungsflüssigkeiten geführt werden, mit welchen die Berieselungswannen (32, 33, 34) gespeist werden. Die gebrauchten und zum Teil abgepressten Behandlungsflüssigkeiten sammeln sich in den Auffangwannen (4 und 36), während die Auswaschflüssigkeit aus Berieselungsgefäss (35) in der Flüssigkeitsverschlusswanne (5) aufgefangen wird. Durch geeignete, nicht besonders dargestellte Rohrverbindungen können die Berieselungsgefässe (35, 32 und 33-34) in Serie geschaltet werden, so dass es möglich ist, unbeachtet des jeweiligen Rücktransports der einzelnen Flüssigkeitsart von ihrem Sammelgefäss in das entsprechende Berieselungsgefäss, in bestimmten Fällen eine Verschiebung gewisser Flüssigkeitsmengen vom Berieselungs- system (5, 35) nach System (4, 32) und von dort nach (33, 34, 36) vorzunehmen. Dies wird jedesmal dann von praktischer Wichtigkeit, wenn die Verschlussflüssigkeiten (6 u. 7) nur Verdünnungen der eigentlichen Behandlungsflüssigkeit in den Berieselungsgefässen (33, 34) darstellen. Die Behandlungsflüssigkeiten werden durch die Überlaufrohre (37, 38) und Ablaufrohr (39) abgeleitet.

Der Behandlungsvorgang spielt sich übersichtlich betrachtet wie folgt ab: Das auf dem Lattenrost ausgebreitete und gegebenenfalls bereits anderweitig vorbehandelte, flockenförmige Stapelfaser (3) kommt in Pfeilrichtung an und wird vom Walzenpaar (2(sub)a, 18(sub)a) auf den ersten abgekröpften Lattenrost (1(exp)x) geleitet, um abwärtsgleitend in die Verschlussflüssigkeit (6) in der Verschlusswanne (4) einzutauchen, wo das Gut von der Druckwalze (11) niedergehalten, verdichtet und an den Lattenrost angedrückt wird. Es gelangt dann auf den aufsteigenden Teil des abgekröpften Lattenrostes, wo der Aufstieg durch an den Latten befindliche Zähne (17 lt. Abb. III) geregelt und sicher gestellt wird. Durch Pressung der Walze (18(sub)b) auf die Antriebswalze (2(sub)b) wird die mitgebrachte Verschlussflüssigkeit grossenteils abgepresst, damit sie je nach der Stellung der Trennwand zwischen den Gefässen (4 u. 36) mehr oder weniger oder ganz ins eine oder andere dieser Gefässe ablaufen kann. Das abgepresste Vlies bewegt sich nur über den waagrechten mittleren Lattenrost (1) und wird dort von oben aus den Rieselgefässen (33, 34) mit der eigentlichen Behandlungsflüssigkeit berieselt. Diese sammelt sich, zum Teil unterstützt durch die Abpresswirkung des Walzenpaares (2(sub)c, 18(sub)c) im Auffangkasten (36).

Das abgepresste Vlies wird dann sinngemäss, wie durch den ersten, so durch den zweiten Flüssigkeitsverschluss geleitet und in Pfeilrichtung weiter befördert.

Aus dem Auffangkasten (36) läuft die Behandlungsflüssigkeit durch Rohr (39) laut Abb. II ins untere Sammel- und Standgefäss (40) ab und gelangt von dort über Pumpe (41) und Rohrleitung (42) in die Rieselgefässe (33, 34) zu erneutem Gebrauch zurück. Das Sammelgefäss (40), das mit einem grösseren Reservoire kommunizierend verbunden sein kann, ist an sich geschlossen, zweckmässig mit einem durch Flüssigkeitsverschlüsse abgedichteten und mit Beobachtungsfenster (43) ausgerüsteten Deckel (44) versehen und trägt im Oberteil das Entlüftungsrohr (45), durch welches die von der Rieselflüssigkeit aus dem Kammerinnern mitgerissenen und von ihr abgetrennten Gase wieder oben in die Behandlungskammer (10) zurückgeführt werden können. Die Behandlungskammer ist ausserdem mit einem besonderen Rohrleitungsstutzen (46) ausgerüstet, durch welchen man gegebenenfalls, z.B. inerte Gase einleiten oder entwickelte Gase oder Dämpfe abziehen kann.

Nach dem bezeichneten Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung können mehrere wichtige, ansonst schwer zu bewältigende Textiloperationen in sachgemässer und überraschend effektvoller Weise kontinuierlich durchgeführt werden.

1. Beispiel: Nach einem an sich bekannten Verfahren wird Zellwolle aus Viskose in der Weise hergestellt, dass die frischgesponnenen, nur koagulierten, aber noch nicht zu Cellulosehydrat zersetzten, jedoch bereits geschnittenen Fasermassen erst nachträglich mit verdünnten Säuren oder verdünnten Lösungen aus Säuren und Salzen zersetzt werden. Das entsprechende Spinnverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Spinnmaschine nur wenig des giftigen Schwefelwasserstoffs entwickelt wird, während die Hauptmasse desselben erst bei der nachträglichen Zersetzung abgeht. Bei der Zersetzung der mehr oder weniger lose liegenden, ungespannten Fasern, insbesondere wenn die Zersetzung in Form des Berieselns mit dem Zersetzungsmittel vorgenommen wird, entsteht, wie ebenfalls bekannt ist, eine bemerkenswert beständig gekräuselte Faser.

Verfahren und Vorrichtung gemäss Erfindung eignen sich zur Durchführung dieses Verfahrens in kontinuierlichem Arbeitsgang bzw. zum Absäuern der Xanthogenatfaserschnitzel und zum Aufsammeln des entwickelten Schwefelwasserstoffs in konzentrierter Form.

Zu diesem Zwecke werden die geschnittenen Fasern in der Behandlungskammer mit dem kalten Zersetzungsmittel berieselt und die H(sub)2S-haltenden Gase aus der Kammer unter geringem Unterdruck abgesaugt, während der erste Flüssigkeitsverschluss am Eingang der Behandlungskammer, um ein Verkleben der Xanthogenatfasern sowohl wie eine vorzeitige Zersetzung zu vermeiden, mit weitgehend säurefreier aber hinreichend konzentrierter Salzlösung (zweckmässig Na(sub)2SO(sub)4 o.dgl. Spinnsalze) gespeist wird. Der zweite Flüssigkeitsverschluss kann aus einer verdünnten Salz- und Säurelösung bestehen, wie sie bei der Wasserberieselung des mit Säure und Salz behafteten Faservlieses von selbst entsteht.

2. Beispiel: Bei der Herstellung von Zellwolle aus Viskose enthalten die frisch gesponnenen und geschnittenen Cellulosehydratfasern neben Salzen, Säuren und anderen Verunreinigungen noch einen grossen Prozentsatz des zur Viskoseherstellung verwendeten Schwefelkohlenstoffs, der bekanntlich mit heissem Wasser aus den Fasermassen abgetrieben werden kann.

Nach dem neuen Verfahren und mit der neuen Vorrichtung kann der Schwefelkohlenstoff in kontinuierlicher Weise aus den geschnittenen Cellulosefasern in Dampfform fast unverdünnt abgetrieben und der Wiederaufarbeitung bzw. Regeneration dadurch zugeführt werden, dass das durch die verschlossene Kammer geleitete Fasergut mit heissem Wasser von z.B. 80-90° berieselt und der entwickelte Schwefelkohlenstoff durch Rohr (46) aus der Kammer abgesaugt wird, während die Flüssigkeitsverschlüsse (6, 7) kalt gehalten bzw. mit kaltem Wasser gespeist werden.

Bei der Abtreibung des Schwefelkohlenstoffs aus den losen Fasern durch Berieseln mit dem heissen Wasser oder verdünnten heissen Spinnbad wird neben der Verflüchtigung des Schwefelkohlenstoffs aus dem Faserinnern eine nicht unmerkliche Kräuselung hervorgerufen.

Die beiden Arbeitsmethoden nach den Beispielen 1 und 2 können in dem Sinne vereinigt werden, dass die geschnittenen Xanthogenatfasern mit dem hocherhitzten Zersetzungsmittel durch Berieseln in der Kammer behandelt werden. Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff werden dann gleichzeitig entwickelt und können gemeinsam abgesaugt werden. Die Zusammenziehung hat insofern Vorteile, als eine Behandlungsoperation bzw. -kammer eingespart und die Kräuselung noch eher verstärkt wird. Anderseits bedingt die zusammengezogene Arbeitsweise vergrösserte Aufwendungen, um die beiden Stoffe wieder von einander zu trennen und gesondert weiter zu verarbeiten.

3. Beispiel: Proteinfasern weisen, insbesondere nachdem sie z.B. im Sinne der DRP. 692 232 u. 702 001 mit Nitritlösungen behandelt worden ist, eine unangenehme, gelbe Verfärbung auf, die nicht nur auf eine gewisse Oxydation sondern offenbar zum grossen Teil auf Diazotierung zurückzuführen ist. Tatsächlich widersteht die Verfärbung gewöhnlichen Reduzier- und Bleichmitteln, wie SO(sub)2, Natriumthiosulfat, Wasserstoffsuperoxyd u.dgl., fast gänzlich. Sie verschwindet aber glatt durch die Behandlung mit einer verdünnten Lösung von Natriumhydrosulfit (Na(sub)2S(sub)2O(sub)4). Diese Substanz ist aber, wie bekannt, in wässeriger, insbesonderer neutraler oder sauerer Lösung ausserordentlich sauerstoffempfindlich und verfällt, vorzugsweise beim Erwärmen auf z.B. 45°, alsbald unter Schwefelabscheidung der Oxydation (Ullmann 2 Aufl. Bd. II, pg. 486).

Man kann nun zwar die genannte Bleichoperation an

Proteinfasern in geschlossenen Kesseln chargenweise vornehmen; dies ist aber bei der sonst kontinuierlich durchführbaren Massenproduktion sehr hinderlich.

Versucht man andererseits die Behandlung des flockenförmigen Caseinproduktes mit Natriumhydrosulfitlösung auf offenen, kontinuierlich arbeitenden Maschinen durchzuführen so bekommt man schwer vertretbare Verluste an Na(sub)2S(sub)2O(sub)4 durch Oxydation.

Nach dem neuen Verfahren und mit der beschriebenen Vorrichtung lassen sich die Verluste indessen auf einen bescheidenen Bruchteil hinunterdrücken, auch wenn man hierbei nur mit Wasserverschlüssen arbeitet, die infolge Spritzern und Mitschleppens von Behandlungsflüssigkeit durch das Fasergut keineswegs frei von gelöstem Hydrosulfit sind.

Der Flüssigkeitsverschluss mit dem relativ ruhigen Spiegel und daher kleinen Oberfläche nimmt, auch wenn er erhebliche Mengen an Natriumhydrosulfit enthält, doch verhältnismässig wenig Sauerstoff auf, verglichen mit der Berieselungsflüssigkeit, die bei der tropfenförmigen Verteilung und ohne Luftabschluss dem Sauerstoff eine gewaltige Oberfläche darbieten würde. Die Flüssigkeitsverschlüsse sind also auf alle Fälle recht wirksam. Ihre Wirksamkeit steigt aber, wie festgestellt wurde, noch bedeutend, wenn sie bloss mit starken Verdünnungen von Berieselungsflüssigkeit gefüllt sind.

Claims (12)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Nachbehandlung von frisch gesponnenen, noch nicht getrockneten Stapelfasern unter Luftabschluss, gegebenenfalls unter Chemikalienrückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass man das flockenförmige, auf einer Förderbahn ausgebreitete Fasergut durch eine Behandlungskammer führt, die durch Eintauchen in eine Flüssigkeit von der Aussenluft abgeschlossen ist, und darin mit flüssigen Behandlungsmitteln berieselt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Behandlung entwickelten Gase oder Dämpfe bei geringem Unterdruck aus der Behandlungskammer abgesaugt werden.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zersetzen von frisch gesponnenen, nur koagulierten, aber bereits geschnittenen Xanthogenatfasermassen durch Berieseln mit sauren Bädern, der ersten Flüssigkeitsverschluss am Eingang der Behandlungskammer mit einer weitgehend säurefreien Salzlösung gespeist wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abtreiben von Schwefelkohlenstoff aus frischgesponnenen und bereits geschnittenen Cellulosehydratfasermassen durch Berieseln mit heissen Bädern mindestens der erste am Eingang zur Behandlungskammer befindliche Flüssigkeitsverschluss, insbesondere durch Speisung mit Wasser, halt gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bleichen von Proteinfasern durch Berieseln mit Natriumhydrosulfitlösungen Verschlussflüssigkeiten verwendet werden, die ihrem Gehalt nach starke Verdünnungen der eigentlichen Behandlungsflüssigkeit darstellen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Arbeiten mit sauerstoffempfindlichen Behandlungsflüssigkeiten inerte oder sauerstoffarme Gase in die Behandlungskammer eingeleitet werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der aus der Behandlungskammer abfliessenden Behandlungsflüssigkeit mitgerissenen Gase wieder in die Kammer zurückgeführt werden.

8. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 7, gekennzeichnet durch eine geschlossene Behandlungskammer (10), die im Oberteil mit einer Berieselungsvorrichtung (32, 33, 34) und im Unterteil mit einem Sammelgefäss (4, 36, 5) für die Berieselungsflüssigkeit ausgerüstet ist und mit ihrer vorderen und hinteren Stirnwand (8 bzw. 9) in die durch die genannten Sammelgefässe (4, 5) gebildeten Flüssigkeitsverschlüsse (6 bzw. 7) eintaucht, sowie durch eine die Kammer in horizontaler Richtung durchziehende Förderbahn (1) für das flockenförmige Textilgut (3), die aus einem System gegeneinander beweglicher, längsorientierter Latten besteht, welche an der Stelle der beiden Flüssigkeitsverschlüsse nach unten abgekröpft sind (1x, 1y) und, in die Verschlussflüssigkeit eintauchend, die Unterkanten der Stirnwände (8, 9) unterfangen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil der in die Verschlussflüssigkeit (6, 7) eintauchenden Stirnwände (8, 9) der Kammer (10) Druckwalzen (11, 12) in Führungen (15, 16) frei auf- und abbeweglich angeordnet sind, welche, von oben mit dem Eigengewicht auf das Textilgut (3) drückend, den Durchtritt des letzteren durch den Flüssigkeitsverschluss erleichtern.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Förderlatten 1, 1x, 1y) an ihrem aufsteigenden Teil zur zwangsläufigen Führung des Textilgutes (3) Zähne (17) aufweisen.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Decke der Behandlungskammer (10) mit abnehmbaren, in Flüssigkeitsverschlüsse (24, 25) eintauchenden und gegebenenfalls mit Beobachtungsfenstern (26, 27) versehenen Deckeln (26, 27) ausgestattet ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufsystem für die Behandlungsflüssigkeit gegen die Aussenluft abgeschlossen ist und eine besondere Rücklaufrohrleitung (45) vom Sammelgefäss (40) nach der Behandlungskammer (10) aufweist, durch welche die von der Behandlungsflüssigkeit mitgerissenen Gase in die Behandlungskammer zurückgeführt werden.