EP0030670A1 - Verfahren zum Waschen von Chemiefasern im Anschluss an das Spinnen - Google Patents

Verfahren zum Waschen von Chemiefasern im Anschluss an das Spinnen Download PDF

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EP0030670A1
EP0030670A1 EP80107493A EP80107493A EP0030670A1 EP 0030670 A1 EP0030670 A1 EP 0030670A1 EP 80107493 A EP80107493 A EP 80107493A EP 80107493 A EP80107493 A EP 80107493A EP 0030670 A1 EP0030670 A1 EP 0030670A1
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EP
European Patent Office
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spinning
washing
stage
belt
spinning belt
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EP80107493A
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Michael Dr. Bueb
Robert Ing. grad. Brück
Prof. Dr. Muschelknautz
Dieter Dipl.-Ing. Paulini
Karlheinz Dr. Feltgen
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/10—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics
    • D06B3/20—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics with means to improve the circulation of the treating material on the surface of the fabric
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for carrying out a washing process immediately following the spinning of chemical fibers.
  • the fibers When spinning polyacrylonitrile fibers using the dry spinning process, the fibers still have about 10 to 30% solvent, e.g. Dimethylformamide. This solvent is usually largely removed from the fibers using an extraction process with water.
  • solvent e.g. Dimethylformamide
  • the slivers are usually. which is combined by several spinning shafts to form a spinning belt and placed in a spinning can at speeds of between 200 and 400 m / min. Several such slivers are subsequently pulled out of juxtaposed spinning cans again combined to form a larger band and fed at a rate of 20 to 70 m / min of a so-called after-treatment line in which the fiber ribbons various N are subjected achdians suitsen.
  • One of these post-treatment steps is the washing process or solvent extraction.
  • the spinning belt is expediently folded or compressed and the fiber sliver formed in this way is passed through the washing apparatus at a speed which is reduced in accordance with the folding or compression factor.
  • washing apparatuses after spinning in which the spinning belt is placed on a transporting base, the transport speed being lower than the delivery speed.
  • DE-OS 25 15 410 describes a washing process in which the spinning tapes are placed on a transport base, a layer of liquid being generated and maintained above the transport base and the liquid automatically flowing through the material lying on the base solely due to gravity . After passing through the washing section, the fibers placed on the base are placed unchanged as pies in pots.
  • the disadvantage of such a process is that the amount of fresh water required in a washing process carried out in one step is many times greater than in a multi-step countercurrent process and the achievable solvent removal is insufficient. Furthermore, it is disadvantageous that at the end of the washing process the spinning belt does not accelerate again to the spinning speed, is drawn smoothly and is stored or further processed in this state, e.g. can be stretched.
  • DOS 27 04 867 describes a sieve drum washing machine in which the transporting base is designed as a sieve drum through which the liquid flows from the outside in. Even with such a device, the targeted, multi-stage countercurrent flow of washing water and sliver is missing, so that a For economic reasons, excessive fresh water consumption occurs and the solvent removal is incomplete. Furthermore, the sliver cake initially formed is no longer dissolved at the end of the washing device, i . h . the compressed or folded fiber ribbon does not straighten again.
  • the invention has for its object to carry out a washing process immediately after the spinning, the sliver is e in the inlet in the washing apparatus initially folded or compressed delivered with spinning speed.
  • a possible completeness d strength solvent removal is to be achieved at the lowest possible fresh water usage.
  • This object is achieved in that the spinning belt is folded or compressed on a transport pad and the washing process is carried out on the folded spinning belt in countercurrent on this transport device.
  • the spinning belt is preferably smoothed out again after leaving the washing section and dewatered with the aid of a squeezing device.
  • the washed and dewatered spinning belt can first be put down in a spinning can and removed from it in a later step and further post-treatment steps such as Stretching, drying, crimping, etc.
  • the washed and dewatered spinning belt is immediately and continuously further post-treatment steps, such as a stretching process.
  • the washing process according to the invention is preferably carried out in such a way that the process is carried out in several stages, washing liquid being sprayed onto the folded spinning belt in each stage, the majority of which seeps through the spinning belt and through the transport device within the stage and then below the Transport device caught in a template and is repeated in repeated repetition under the showering on the belt in the same stage.
  • the spinning belt travels within each stage and before entering the next stage after showering, an area in which it is dewatered, e.g. by simply draining or by mechanical drainage devices such as Squeezing devices, or by pneumatic drainage devices, e.g. Air flow devices or vacuum chambers, below the transport device.
  • mechanical drainage devices such as Squeezing devices
  • pneumatic drainage devices e.g. Air flow devices or vacuum chambers
  • the invention further relates to an apparatus for performing this method.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that the washing process can be carried out after spinning with a relatively simple and reliable apparatus.
  • the specific amount of fresh water required is relatively low.
  • the solvent is removed early and completely from the spinning belts and recovered. In connection with the tight encapsulation of the apparatus made possible by the process principle, this results in ecological advantages with regard to occupational safety and environmental protection.
  • the spinning belt 1 is folded and placed on a liquid-impermeable conveyor belt 5.
  • the sliver cake 6 is transported uphill at a small angle.
  • the washing liquid flows through the sliver cake under the effect of gravity.
  • the washed sliver 2 leaves the washing machine again in a stretched form.
  • the fresh water 3 flows through the sliver cake 6, accumulates on the way through the sliver cake with solvent and leaves the washing apparatus as washing water 4.
  • the washing success of the process will be.
  • washing liquid flows past the sliver cake laterally or in alleys and / or too much washing liquid is dragged along by the sliver cake in countercurrent. In this way, the liquids are mixed lengthways over the length of the apparatus and the countercurrent effect is reduced.
  • the washing liquid in accordance with the diagram in FIG. 2.
  • the sliver cake 6 is transferred on a transporting, liquid-permeable base 8 through a plurality of washing stages connected in series. p ortiert. Within each stage, washing water is sprayed onto the sliver cake from a liquid distributor 14. The wash water seeping 9 aserbandkuchen by F and by the pad 8 through and drips into the template 10. From this template, the washing liquid is pumped by a pump 12 back to the liquid distributor 14th
  • the sliver cake 6 must be dewatered within each stage before moving to the next stage to reduce longitudinal or backmixing within the apparatus. In the simplest case, this is done by draining. In this way the liquid content of the fiber cake is reduced to about 1 to 3 kg liquid / kg dry fibers.
  • mechanical dewatering aids such as pinches, A bsau- conditions etc. can be the amount of entrained liquid continue to reduce, for example, 0.4 to 2 kg liquor / kg dry fibers.
  • the washing liquid is conducted in countercurrent to the sliver cake.
  • the washing liquid 11 flows from the supply of the respective stage into the next one via the overflow weir 13.
  • the amount of liquid 15 pumped around is, for example, a factor of 1 to 10 greater than the amount of washing liquid 11.
  • the amount of pumped washing liquid 15 is, for example, a factor of 3-30 greater than the amount of fiber cake (based on dry substance).
  • the speed of the fiber cake is, for example example, 0.5 to 5 m / min, the dwell time within a stage, for example 5 to 300 s.
  • the wash water temperature is between 60 and 100 ° C.
  • Fi g. 3 is a schematic drawing of the washing process according to the invention following the dry spinning of man-made fibers.
  • the spinning belt 1 is drawn off from the spinning chutes 16 with take-off rolls 17 and is fed to the washing apparatus 18 at a speed of 100 to 400 m / min.
  • the washing apparatus consists, for example, of a vibrating trough which is excited by electromagnetic vibrators 19 and which the fiber cake at 0.5 to 5 m / min. through the washing machine.
  • Mechanical unbalance exciters can also be used instead of the electromagnetic vibrators.
  • wet fibers with a water content of 0.5 to 3 kg water / kg dry fibers can be conveyed.
  • the conveying of the sliver cake through the washing machine can also be done a wire belt or sieve belt.
  • the spinning belt is placed in compressed or folded form on the liquid-permeable bottom 22 of the vibrating trough.
  • the compression or folding factor is, for example, 10 to 800 and results from the ratio of delivery speed (100 to 400 m / min.) To transport speed on the washing machine (0.5 to 5 m / min.).
  • the bottom 22 can, for example, consist of a perforated plate, a wire mesh or slotted plates with a free cross-sectional area of 10 to 50%.
  • the storage is expediently carried out with the aid of a traversing device 21 which distributes the sliver evenly over the working width of the washing apparatus and in which washing liquid 20 is advantageously fed in to convey and rinse the spinning belt.
  • the washing apparatus is divided into several stages in accordance with the basic scheme in FIG installed wash water cascade fed.
  • the liquid distributors 14 are each arranged within the first half of the individual stages according to FIG. 2.
  • the water used up in the form of strands or drops may only have a relatively low impact speed of 0.1 to 1.5 m / s on the sliver cake in order to to create no tangles in the sliver cake.
  • the liquid distributor 14 should also be as dense as possible, for example at a distance of 5 to 15 cm, be arranged above the sliver cake. For example, 1 to 10 m 3 / h of washing liquid are sprayed onto the sliver cake in one step.
  • the specific liquid load ie the amount of liquid consumed / area of sliver cake, is approximately 5 to 50 m 3 . H . m2
  • the spinning belt is pulled smooth again and conveyed through the pair of squeeze rollers 25.
  • the amount of liquid squeezed out is returned to the washing machine.
  • draw rolls 26 and 27 may Eintäfelvoriques the washed tow p innkan- ne are stored in a 28 S, provided that it is subjected to stretching, is not directly to further treatment steps, for example.
  • the washing machine is closed off by a hood 29 in order to prevent the escape of vapors.
  • the hood 29 can either be rigidly connected to the vibrating channel lower part 23 and vibrate with it, or can be separated in terms of vibrations, e.g. with the help of elastic aprons 30.
  • the wash water is conveyed from the wash water cascade with the aid of a pump 34 to the liquid distributor 14.
  • heaters are provided in the wash water cascade. These can be implemented, for example, in the form of steam-heated heating coils 35.
  • F ig. 5 shows a cross section through the wash water cascade.
  • Fresh water is fed into the wash water cascade through the feed line 36.
  • the ratio of the amount of fresh water to the amount of penetrated fibers (dry substance) is, for example, 0.5 to 3.
  • the cascade consists of containers, the partitions 37 of which are designed as overflow weirs, via which the wash water flows from stage to stage.
  • washing water 15 is conveyed to the distributor 14 by means of the pumps 34 and the washing water through which the sliver cake 6 flows is fed back into the cascade through the feed line 38.
  • the number of stages required in the wash water cascade can be, for example, 10 to 30 stages, depending on which wash result is to be achieved and the amount of fresh water / amount of fibers to be washed.
  • the wash water is enriched with solvent in counterflow to the sliver cake and leaves the wash water cascade through the pipeline 39.
  • a dry-spun spinning belt made of polyacrylonitrile with a belt weight of 20 g / m is then spun at 300 m / min. a W inventive aschapparat supplied.
  • the tow has a L ösungs- agent content of about 0.20 kg of dimethylformamide / kg dry fibers.
  • the spinning belt is laid down in a zigzag ratio of 1: 100 and traverses as a sliver cake at 3 m / min. the washing machine.
  • the washing machine is designed as a vibrating trough with a working surface of 1 m width and 12 m length and has 20 washing levels.
  • the amount of fresh water supplied is 400 kg / h; the amount of washing water consumed on the spinning belt in each stage 3 m 3 / h.
  • the wash water temperature was set at 90 ° C.
  • the washed and squeezed spinning belt has a residual solvent content of 0.01 kg dimethylformamide / kg dry fibers.

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Abstract

Eine möglichst vollständige Lösungsmittelentfernung bei möglichst niedrigem Frischwassereinsatz gelingt beim Waschprozeß unmittelbar im Anschluß an den Spinnvorgang von Chemiefasern, wobei das Spinnband gefaltet auf einer Transportvorrichtung abgelegt wird, dadurch, daß der Waschprozeß an dem gefalteten Spinnband im Gegenstrom durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Waschprozesses unmittelbar im Anschluß an das Spinnen von Chemiefasern.
  • Einige Arten von Chemiefasern müssen nach dem Spinnen einer Behandlung mit flüssigen Medien unterworfen werden, um gewünschte physikalisch-chemische Veränderungen der Fasern durchzuführen. Dies gilt beispielsweise für cellulosische Chemiefasern oder für synthetische Fasern aus Polyacrylnitril, die unter Verwendung eines Lösungsmittels im Trocken- oder Naßspinnverfahren hergestellt werden.
  • Beim Spinnen von Polyacrylnitrilfasern nach dem Trockenspinnverfahren besitzen die Fasern nach Verlassen des Spinnschachtes noch etwa 10 bis 30 % Lösungsmittel, z.B. Dimethylformamid. Dieses Lösungsmittel wird üblicherweise mit Hilfe eines Extraktionsverfahrens mit Wasser aus den Fasern weitgehend entfernt.
  • Beim Trockenspinnen werden üblicherweise die Faserbän- . der von mehreren Spinnschächten zu einem Spinnband zusammengefaßt und mit Geschwindigkeiten zwischen 200 bis 400 m/min in eine Spinnkanne abgelegt. Mehrere solche Spinnbänder werden anschließend aus nebeneinanderstehenden Spinnkannen wieder herausgezogen, zu einem größeren Band zusammengefaßt und mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 70 m/min einer sogenannten Nachbehandlungsstraße zugeführt, in welcher die Faserbänder verschiedenen Nachbehandlungsschritten unterworfen werden. Einer dieser Nachbehandlungsschritte ist der Waschprozeß bzw. die Lösungsmittelextraktion.
  • Es ist aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen erforderlich, das Lösungsmittel möglichst frühzeitig innerhalb des Herstellungsprozesses und vollständig aus den Fasern zu entfernen und rückzugewinnen. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, den Waschprozeß nicht erst im Zuge der Nachbehandlung, sondern bereits unmittelbar im Anschluß an das Spinnen durchzuführen.
  • Wegen der für den Waschvorgang notwendigen, diffusionsbedingten Verweilzeit von beispielsweise 1 bis 10 min ist es unvorteilhaft, das Spinnband in gestreckter Form mit der Geschwindigkeit von 200 bis 400 m/min durch einen Waschapparat zu führen, weil dieser dann sehr große Baulängen besitzen müßte. Zweckmäßiger wird das Spinnband gefaltet oder gestaucht und das auf diese Weise entstehende Faserbandgebilde mit entsprechend dem Faltungs- bzw. Stauchungsfaktor reduzierter Geschwindigkeit durch den Waschapparat geführt.
  • Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Waschapparate im Anschluß an das Spinnen anzuordnen, in welchen das Spinnband auf eine transportierende Unterlage abgelegt wird, wobei die Transportgeschwindigkeit geringer ist als die Zuliefergeschwindigkeit.
  • In der DE-OS 25 15 410 ist ein Waschverfahren beschrieben, bei welchem die Spinnbändchen auf einer Transportunterlage abgelegt werden, wobei zum Waschen oberhalb der Transportunterlage eine Flüssigkeitsschicht erzeugt und aufrechterhalten wird und die Flüssigkeit allein aufgrund der Schwerkraft selbsttätig das auf der Unterlage liegende Gut durchströmt. Nach Passieren der Waschstrecke werden die auf der Unterlage abgelegten Fasern unverändert als Kuchen in Töpfe abgelegt. Nachteilig bei einem solchen Verfahren ist es, daß bei einem derart in einer Stufe durchgeführten Waschprozeß die notwendige Frischwassermenge um ein Vielfaches größer ist als bei einem mehrstufigen Gegenstromverfahren und die erzielbare Lösungsmittelentfernung ungenügend ist. Weiterhin ist es nachteilig, daß am Ende des Waschprozesses das Spinnband nicht wieder auf Spinngeschwindigkeit beschleunigt, glattgezogen und in diesem Zustand abgelegt oder weiterbehandelt z.B. verstreckt werden kann.
  • In der DOS 27 04 867 ist eine Siebtrommelwaschmaschine beschrieben, bei welcher die transportierende Unterlage als von außen nach innen von der Flüssigkeit durchströmte Siebtrommel ausgebildet ist. Auch bei einer solchen Vorrichtung fehlt die gezielte, mehrstufige Gegenstromführung von Waschwasser und Faserband, so daß ein aus wirtschaftlichkeitsgründen zu hoher Frischwasserverbrauch entsteht und die Lösungsmittelentfernung unvollständig erfolgt. Weiterhin wird der zunächst gebildete.Faserbandkuchen am Ende der Waschvorrichtung nicht mehr aufgelöst, d.h. das gestauchte bzw. gefaltete Faserbändchen nicht wieder glattgezogen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Waschprozeß unmittelbar im Anschluß an das Spinnen durchzuführen, wobei das mit Spinngeschwindigkeit angelieferte Spinnband im Einlauf in den Waschapparat zunächst gefaltet bzw. gestaucht wird. Dabei soll bei möglichst niedrigem Frischwassereinsatz eine möglichst vollstän- dige Lösungsmittelentfernung erzielt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spinnband gefaltet bzw. gestaucht auf einer Transportunterlage abgelegt und auf dieser Transportvorrichtung der Waschprozeß an dem gefalteten Spinnband im Gegenstrom durchgeführt wird.
  • Um eine weitere Nachbehandlung der gewaschenen Spinnbänder zu erleichtern, wird das Spinnband nach Verlassen der Waschstrecke vorzugsweise wieder glattgezogen und mit Hilfe einer Abquetschvorrichtung entwässert.
  • Im Anschluß daran kann das gewaschene und entwässerte Spinnband in einer Spinnkanne zunächst abgelegt und in einem späteren Schritt wieder daraus entnommen und weiteren Nachbehandlungsschritten, wie z.B. Strecken, Trocknen, Kräuseln etc., zugeführt werden.
  • In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das gewaschene und entwässerte Spinnband unmittelbar und kontinuierlich weiteren Nachbehandlungsschritten, wie z.B. einem Streckprozeß, unterworfen.
  • Somit wird das erfindungsgemäße Waschverfahren vorzugsweise so durchgeführt, daß der Prozeß in mehreren Stufen geführt wird, wobei in jeder Stufe Waschflüssigkeit auf das gefaltete Spinnband aufgebraust wird, die zum größten Teil innerhalb der Stufe durch das Spinnband und durch die Transportvorrichtung sickert und die sodann unterhalb der Transportvorrichtung in einer Vorlage aufgefangen und in vielfacher Wiederholung erneut unter Bebrausung auf das Band in der gleichen Stufe zurückgeführt wird.
  • Dabei durchwandert das Spinnband innerhalb jeder Stufe und vor dem Eintreten in die nächste Stufe nach dem Bebrausen einen Bereich, in welchem es entwässert wird, z.B. durch einfaches Abtropfenlassen oder durch mechanische Entwässerungsvorrichtungen, wie z.B. Abquetschvorrichtungen, oder durch pneumatische Entwässerungsvorrichtungen, z.B. Luftströmungsvorrichtungen oder Vakuumkammern,unterhalb der Transportvorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einem relativ einfachen und betriebssicheren Apparat der Waschprozeß im Anschluß an das Spinnen durchgeführt werden kann. Durch die Gegenstromführung in mehreren Stufen ist die notwendige spezifische Frischwassermenge relativ gering. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Lösungsmittel frühzeitig und vollständig aus den Spinnbändern entfernt und rückgewonnen. Daraus ergeben sich in Verbindung mit der durch das Verfahrensprinzip ermöglichten dichten Kapselung des Apparates ökologische Vorteile im Hinblick auf Arbeitsschutz und Umweltschutz.
  • Anhand der nachfolgenden Zeichnungen wird die Erfin- dung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig 1 eine Schemazeichnung eines einfachen Gegenstrom-Waschverfahrens
    • Fig. 2 eine Schemazeichnung eines mehrstufigen Gegenstrom-Waschverfahrens mit innerhalb der Stufe umgewälztem Waschwasser
    • Fig. 3 eine Schemazeichnung des erfindungsgemäßen Waschverfahrens im Anschluß an das Spinnen
    • Fig. 4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Waschvorrichtung und die Waschwasserkaskade
    • Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Waschwasser-Kaskade.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Gegenstrom-Waschverfahren in einer sehr einfachen Form. Das Spinnband 1 wird gefaltet auf einem flüssigkeitsundurchlässigen Transportband 5 abgelegt. Der Faserbandkuchen 6 wird unter einem geringen Winkel bergauf transportiert. Im Gegenstrom zum Faserbandkuchen durchströmt bzw. durchsickert die Waschflüssigkeit unter Wirkung der Schwerkraft den Faserbandkuchen. Das gewaschene Faserband 2 verläßt wieder in gestreckter Form den Waschapparat. Das Frischwasser 3 durchströmt den Faserbandkuchen 6, reichert sich auf dem Weg durch den Faserbandkuchen mit Lösungsmittel an und verläßt als Waschwasser 4 den Waschapparat. In Abhängigkeit von der konstruktiven Ausführung und den Abmessungen, z.B. der Länge eines solchen Waschapparates, sowie von den gewählten Verfahrensparametern,wie z.B. Mengenverhältnisse, Verweilzeiten etc., wird der Wascherfolg des Verfahrens sein.
  • Nachteilig kann es sich auswirken, wenn bei einem solchen Waschapparat die Waschflüssigkeit seitlich oder in Gassen am Faserbandkuchen vorbeifließt und/oder im Gegenstrom zuviel an Waschflüssigkeit vom Faserbandkuchen mitgeschleppt wird. Auf diese Weise besteht eine Längsvermischung der Flüssigkeiten über die Länge des Apparates und der Gegenstromeffekt wird vermindert.
  • Aus diesen Gründen ist es vorteilhaft, die Waschflüssigkeit entsprechend dem Schema in Fig. 2 zu führen. Dabei wird der Faserbandkuchen 6 auf einer transportierenden, flüssigkeitsdurchlässsigen Unterlage 8 durch mehrere, hintereinandergeschaltete Waschstufen trans- portiert. Innerhalb jeder Stufe wird aus einem Flüssigkeitsverteiler 14 Waschwasser auf den Faserbandkuchen aufgebraust. Das Waschwasser 9 sickert durch den Faserbandkuchen und durch die Unterlage 8 hindurch und tropft in die Vorlage 10. Aus dieser Vorlage wird die Waschflüssigkeit mit einer Pumpe 12 wieder zum Flüssigkeitsverteiler 14 gepumpt.
  • Der Faserbandkuchen 6 muß innerhalb jeder Stufe entwässert werden, bevor er in die nächste Stufe wandert, um eine Längs- bzw. Rückvermischung innerhalb des Apparates zu vermindern. Dies geschieht im einfachsten Falle durch Abtropfen lassen. Auf diese Weise reduziert sich der Flüssigkeitsgehalt des Faserkuchens auf etwa 1 bis 3 kg Flüssigkeit/kg trockene Fasern. Durch andere mechanische Entwässerungshilfen, z.B. Abquetschungen, Absau- gungen etc. läßt sich die Menge an mitgeschleppter Flüssigkeit weiter reduzieren auf beispielsweise 0,4 bis 2 kg Flüssigkeit/kg trockene Fasern.
  • Im Gegenstrom zum Faserbandkuchen wird die Waschflüssigkeit geführt. Über das Überlaufwehr 13 fließt die Waschflüssigkeit 11 von der Vorlage der jeweiligen Stufe in die nächste. Die umgepumpte Flüssigkeitsmenge 15 ist beispielsweise um den Faktor 1 bis 10 größer als die Menge der Waschflüssigkeit 11. Die Menge der umgepumpten Waschflüssigkeit 15 ist beispielsweise um den Faktor 3 - 30 größer als die (auf Trockensubstanz bezogene) Faserkuchenmenge.
  • Die Geschwindigkeit des Faserkuchens beträgt beispielsweise 0,5 bis 5 m/min, die Verweilzeit innerhalb einer Stufe beispielsweise 5 bis 300 s. Die Waschwassertemperatur liegt zwischen 60 bis 100°C.
  • In Fig. 3 ist eine Schemazeichnung des erfindungsgemäßen Waschverfahrens im Anschluß an das Trockenspinnen von Chemiefasern dargestellt. Von den Spinnschächten 16 wird das Spinnband 1 mit Abzugswalzen 17 abgezogen und dem Waschapparat 18 mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 400 m/min zugefördert. Der Waschapparat besteht beispielsweise aus einer Schwingrinne, die von elektromagnetischen Schwingern 19 erregt wird, und welche den Faserkuchen mit 0,5 bis 5 m/Min. durch den Waschapparat fördert. Anstelle der elektromagnetischen Schwinger können auch mechanische Unwuchterreger verwendet werden. Gegen die Verwendung einer Schwingrinne als transportierende Unterlage besteht üblicherweise ein Vorurteil in dem Sinne, daß sich Schwingrinnen schlecht für den Transport von leichten, elastischen Stoffen, wie z.B. lockere Fasern, eignen.
  • Es zeigte sich aber überraschenderweise, daß sich nasse Fasern mit einem Wassergehalt von 0,5 bis 3 kg Wasser/kg trockene Fasern fördern lassen.
  • Die Schwingfrequenz einer solchen Schwingrinne beträgt beispielsweise n = 10 bis 50 Hz, die Schwingbreite 0,4 bis 4 mm und der Schwingwinkel 20 bis 40°.
  • Als Alternative zur Schwingförderung kann die Förderung des Faserbandkuchens durch den Waschapparat auch auf einem Drahtgurt oder Siebband erfolgen. Das Spinnband wird in gestauchter bzw. gefalteter Form auf.dem flüssigkeitsdurchlässigen Boden 22 der Schwingrinne abgelegt. Der Stauch- bzw. Faltungsfaktor beträgt beispielsweise 10 bis 800 und ergibt sich aus dem Verhältnis aus Liefergeschwindigkeit (100 bis 400 m/Min.) zu Transportgeschwindigkeit am Waschapparat (0,5 bis 5 m/Min.). Der Boden 22 kann beispielsweise aus einem Lochblech, einem Drahtgewebe oder geschlitzten Blechen bestehen mit einer freien Querschnittsfläche von 10 bis 50 %. Die Ablage geschieht zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Changiervorrichtung 21, welche das Faserband gleichmäßig über die Arbeitsbreite des Waschapparates verteilt und in welcher vorteilhafterweise zum Fördern und Bespülen des Spinnbandes Waschflüssigkeit 20 eingespeist wird. Der Waschapparat ist in mehreren Stufen eingeteilt entsprechend dem prinzipiellen Schema in Fig. 2. über Flüssigkeitsverteiler 14 in Form von Brausen oder Düsen wird Waschwasser 15 auf den Faserkuchen gebraust, durchsikkert diesen und wird durch Wannen 23 und Abflußstutzen 24 der beispielsweise entsprechend Fig. 4 getrennt aufgestellten Waschwasser-Kaskade zugeführt. Die Flüssigkeitsverteiler 14 sind jeweils innerhalb der ersten Hälfte der einzelnen Stufen angeordnet entsprechend Fig. 2. Das aufgebrauste Wasser in Form von Strähnen oder Tropfen darf nur eine relativ niedrige Auftreffgeschwindigkeit auf den Faserbandkuchen von 0,1 bis 1,5 m/s besitzen, um im Faserbandkuchen keine Wirrlagen zu erzeugen. Deshalb sollte der Flüssigkeitsverteiler 14 auch möglichst dicht, z.B. im Abstand von 5 bis 15 cm, über dem Faserbandkuchen angeordnet sein. Innerhalb einer Stufe werden beispielsweise 1 bis 10 m3/h Waschflüssigkeit auf den Faserbandkuchen aufgebraust. Die spezifische Flüssigkeitsbelastung, d.h. die aufgebrauste Flüssigkeitsmenge/Fläche Faserbandkuchen, beträgt ca. 5 bis 50 m3. h . m2
  • Nachdem der Faserbandkuchen die Waschstufen durchlaufen hat, wird das Spinnband wieder glattgezogen und durch das Abquetschwalzenpaar 25 gefördert. Die abgequetschte Flüssigkeitsmenge wird in den Waschapparat zurückgeführt. Mit Hilfe von Abzugswalzen 26 und einer Eintäfelvorrichtung 27 kann das gewaschene Spinnkabel in eine Spinnkan- ne 28 abgelegt werden, sofern es nicht unmittelbar weiteren Behandlungsschritten, wie z.B. einer Verstreckung, unterworfen wird.
  • In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den Waschapparat und die Waschwasser-Kaskade dargestellt. Der Waschapparat ist durch eine Haube 29 abgeschlossen, um ein Entweichen von Dämpfen zu verhindern. Die Haube 29 kann entweder starr mit dem Schwingrinnenunterteil 23 verbunden sein und mitschwingen oder schwingungsmäßig getrennt werden, z.B. mit Hilfe von elastischen Schürzen 30.
  • Die aus der Wanne 23 durch den Stutzen 24 fließende Flüssigkeit fließt in die Waschwasser-Kaskade 31 zurück. Um ein ungehindertes Schwingen der Schwingrinne zu gewährleisten, ist nach dem Stutzen 24 eine elasti- sche Zwischenverbindung 32 zweckmäßig. Waschwasserverunreinigungen können beispielsweise mit Hilfe einer Fil- tervorrichtung 33 aus dem Kreislauf entfernt werden.
  • Das Waschwasser wird aus der Waschwasser-Kaskade mit Hilfe einer Pumpe 34 zum Flüssigkeitsverteiler 14 gefördert.
  • Damit die Temperatur des Waschwassers auf das gewünschte Niveau von z.B. 80 bis 90°C gebracht und gehalten werden kann, sind in der Waschwasser-Kaskade Heizvorrichtungen vorgesehen. Diese können beispielsweise in Form von dampfbeheizten Heizschlangen 35 ausgeführt sein.
  • Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Waschwasser- Kaskade. In die Waschwasser-Kaskade wird Frischwasser durch die Zuleitung 36 eingespeist. Das Verhältnis der Frischwassermenge zur Menge an durchgesetzten Fasern (Trockensubstanz) beträgt beispielsweise 0,5 bis 3. Die Kaskade besteht aus Behältern, deren Trennwände 37 als Überlaufwehre ausgebildet sind, über die das Waschwasser von Stufe zu Stufe fließt.
  • Innerhalb einer Stufe wird eine Kreislaufströmung dadurch erzeugt, daß Waschwasser 15 mit den Pumpen 34 zum Verteiler 14 gefördert wird und das durch den Faserbandkuchen 6 durchströmte Waschwasser durch die Zuleitung 38 wieder in die Kaskade zurückgeführt wird.
  • Die Zahl der notwendigen Stufen der Waschwasser-Kaskade kann beispielsweise 10 bis 30 Stufen betragen,-je nachdem welches Waschergebnis erzielt werden soll und welche Frischwassermenge/Menge zu waschender Fasern eingesetzt wird. Das Waschwasser reichert sich im Gegenstrom zum Faserbandkuchen mit Lösungsmittel an und verläßt die Waschwasser-Kaskade durch die Rohrleitung 39.
    • Beispiel:
  • Ein trockengesponnenes Spinnband aus Polyacrylnitril mit einem Bandgewicht von 20 g/m wird im Anschluß an das Spinnen mit 300 m/Min. einem erfindungsgemäßen Waschapparat zugeführt. Das Spinnband hat einen Lösungs- mittelgehalt von ca. 0,20 kg Dimethylformamid/kg trockene Fasern. Das Spinnband wird im Verhältnis 1:100 zickzackförmig abgelegt und durchwandert als Faserbandkuchen mit 3 m/Min. den Waschapparat. Der Waschapparat ist als Schwingrinne mit einer Arbeitsfläche von 1 m Breite und 12 m Länge ausgebildet und besitzt 20 Waschstufen. Die zugeführte Frischwassermenge beträgt 400 kg/h; die innerhalb jeder Stufe auf das Spinnband gebrauste Waschwassermenge 3 m3/h. Die Waschwassertemperatur wurde auf 90°C eingestellt. Das gewaschene und abgequetschte Spinnband hat einen Restlösungsmittelgehalt von 0,01 kg Dimethylformamid/kg trockene Fasern.

Claims (9)

1. Verfahren zur Durchführung eines Waschprozesses unmittelbar im Anschluß an den Spinnvorgang von Chemiefasern, wobei das Spinnband gefaltet auf einer Transportvorrichtung abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf dieser Transportvorrichtung der Waschprozeß an dem gefalteten Spinnband im Gegenstrom durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß in mehreren Stufen geführt wird, wobei in jeder Stufe Waschflüssigkeit auf das gefaltete Spinnband aufgebraust wird, die zum größten Teil innerhalb der Stufe durch das Spinnband und durch die Transportvorrichtung sickert und die sodann unterhalb der Transportvorrichtung in einer Vorlage aufgefangen und in vielfacher Wiederholung erneut unter Bebrausung auf das Band in der gleichen Stufe zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnband innerhalb jeder Stufe und vor dem Eintreten in die nächste Stufe nach dem Bebrausen einen Bereich durchwandert, in welchem es entwässert wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch ge-kennzeichnet, daß das Spinnband nach Verlassen der Waschstrecke wieder weitgehend glattgezogen und mit Hilfe einer Abquetschvorrichtung entwässert wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gewaschene und entwässerte Spinnband in einer Spinnkanne zunächst abgelegt und in einem späteren Schritt wieder daraus entnommen und weiteren Nachbehandlungsschritten zugeführt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gewaschene und entwässerte Spinnband unmittelbar und kontinuierlich weiteren Nachbehandlungsschritten, wie z.B. einem Streckprozeß, zugeführt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß als transportierende Unterlage eine mit Unwuchtantrieb oder elektromagnetischer Erregung betriebene Schwingrinne verwendet wird, deren Boden aus Lochblechen, Siebgeweben oder geschlitzten Blechen mit 10 bis 50 % freier Querschnittsfläche und je nach Belegungsdichte undurchlässigen oder durchlässigen Seitenwänden besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als transportierende Unterlage bewegte Siebbänder oder Drahtgurte verwendet werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit im Gegenstrom zum Faserbandkuchen durch den Waschapparat geführt wird mit Hilfe einer getrennt aufgestellten Waschwasserbehälter-Kaskade mit je einer Umwälzpumpe/Stufe für die stufenweise Bebrausung.
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