KR20220101716A - 향류 세척 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스에 관한 것이다.
Description
본 발명은 필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스에 관한 것이다.
[0001] 특히, 셀룰로오스를 기초로 하는 필라멘트들은 대규모로 제조되고, 많은 영역들, 예컨대 직물 산업에서뿐만 아니라 기술적인 영역들에서도 사용된다. 이러한 필라멘트들의 예는 용제에서의 셀룰로오스의 조성물, 일반적으로, 물 및 NMNO(N-methylmorpholine N-oxide)의 혼합물로부터 라이오셀 프로세스(lyocell process)에 의해 발생되는 필라멘트들이다. 이로부터 발생되는 방사 용액은, 수성 침전 배스에서 재생되는 필라멘트들을 발생시키기 위해 노즐들을 통해 방사된다. 결과적인 라이오셀 필라멘트들은 소위 재생된 셀룰로오스 섬유들이며, 이 재생된 셀룰로오스 섬유들은 제품 특성들(예컨대, 연질 핸들과 조합되는 높은 건조 및 습윤 강도 및 양호한 수분 흡수 능력)의 특별한 조합에 의해 특징화된다.
[0002] 사용되는 재료들의 높은 정도의 재사용이 달성되도록, 라이오셀 필라멘트들의 제조에 사용되는 방사 용액 및 침전 배스 용액의 개별 성분들이 폐쇄된 재료 사이클들에서 유도될 수 있다는 사실로 인해, 라이오셀 필라멘트들의 제조 프로세스는, 특히 비스코스(viscose)와 같은 다른 재생된 셀룰로오스 섬유들과 비교하여, 보다 친환경적이다. 더욱이, 이와 같은, 프로세스에서 사용되는 용제들(물뿐만 아니라 NMNO)은, 예를 들어, 비스코스 프로세스에서 사용되는 성분들보다 이미 훨씬 더 친환경적이다.
[0001] 라이오셀 필라멘트들의 침전/재생 후에, 획득된 필라멘트들은 추가의 처리 단계들에 공급된다. 본질적인 처리 단계는 획득된 필라멘트들의 세척이며, 이에 의해 특히 여전히 부착되는 용제(NMNO)뿐만 아니라, 방사 용액 및/또는 침전 배스의 다른 성분들이 제거된다.
[0003] 이러한 세척들을 위해, 다수의 접근법들 ─ 예컨대 전형적인 배스 세척(필라멘트가 세척 액체를 갖는 배스를 통해 통과됨), 제어된 배스 세척(고전적인 배스 세척과 유사한 설계), 세척 액체를 필라멘트들에 노즐들 또는 제트들, 또는 교번하는 롤러 와셔들(alternating roller washers)과 같은 훨씬 더 복잡한 프로세스들을 통해 적용함으로써의 세척(여기서, 필라멘트가 세척 액체의 배스를 통해 다시 통과되며, 이에 의해 개별 세척 스테이지들 사이에서, 필라멘트는 세척 액체의 외부의 편향 롤러에 걸쳐 통과되어서, 예를 들어 과도한 액체가 드립 오프할(drip off) 수 있음), 천공된 드럼 와셔들 또는 압력 챔버 와셔들 ─ 이 존재한다.
[0004] 세척에 대한 이러한 모든 접근법들은, 필라멘트가 매우 많은 양의 세척 물에 의해 둘러싸이거나, 매우 많은 양의 물에 노출된다는 것을 공통적으로 갖는다. 그러나, 단지 작은 부분의 물이 필라멘트와 직접 접촉하게 된다. 동시에, 예를 들어, 세척된 용제의 축적은 세척 배스에서의 이러한 성분들의 축적으로 이어져서, 대응책들이 취해지지 않는 한, 세탁의 품질이 감소한다. 물을 교환하는 것과 같은 적합한 대응책들은, 다시 사용되는 물의 양에서의 증가로 그리고 이에 따라 보다 낮은 환경 영향 및 보다 높은 비용들로 이어진다.
[0005] 물이 수집되고 그리고 순환되고 그리고 세척을 위해 동일한 장소에서 여러 번 사용되는 이러한 세척 프로세스들에서 또한 접근법이 존재하지만, 이 접근법은 또한, 특정 시간 후에 세척 성능에서의 감소로 이어진다. 다시, 이는 새로운 담수를 부가함으로써 단지 보상될 수 있다.
[0006] 그러한 세척 프로세스들 및 플랜트들은, 예를 들어, US 4,549,415에 설명된다. 여기서, 세척 영역들의 캐스케이드(cascade)가 이미 사용중이지만, 세척 영역들이 서로 연결되며, 그리고 세척이 섬유들을 세척 배스를 통해 안내함으로써 이루어지며, 이는 다시 많은 양의 세척 액체를 요구한다. WO 00/18991 A1은 스테이플 섬유들(staple fibers)로 형성되는 플리스(fleece)가 세척되는 프로세스를 나타낸다. US 2019/264356 A1은 또한, 섬유 플리스가 세척되는 프로세스를 나타낸다. 위에 언급된 둘 모두의 글들에서, 큰 잉여 세척 액체가 사용되는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 처리될 플리스들에 대한 충분한 효과가 달성되지 않기 때문이다.
[0007] 이러한 모든 접근법들의 경우, 단지 비교적 작은 부분의 세척 물이 필라멘트와 접촉하게 되지만, 특히 세척된 용제가 오염되지 않은 물 또는 단지 약간 오염된 물과 다시 혼합되기 때문에, 세척의 효율이 감소된다. 이는 특히 자원들의 신중한 사용에 대한 계속 증가하는 요구들을 고려하여 문제가 된다. 동시에, 특히 직물 부문에서, 필라멘트 상의 용제 등의 작은 잔여량들이 건강에 해롭지 않고 착용감 등의 관점에서 문제가 되지 않더라도, “화학물질들로부터의 자유”에 대한 계속되는 보다 높은 요구들이 이루어지고 있다.
[0008] 따라서, 한편으로 매우 효율적이고 가능한 한 완전한 제거를 가능하게 하는 필라멘트 처리 프로세스들, 및 다른 한편으로 용제들 및 프로세스 화학물질들에 대한 필요가 존재한다. 라이오셀 필라멘트들의 세척과 관련하여, 이는 특히, 제조된 라이오셀 필라멘트들로부터 용제(NMNO)의 제거를 의미한다. 동시에, 세척 액체(라이오셀 필라멘트들의 경우에 물)의 양은 가능한 한 작아야 한다.
[0009] 이러한 업무는 제1 항에 따른 절차에 의해 해결된다. 실행의 바람직한 형태들은 종속항들에서 그리고 또한 하기의 설명에서 주어진다. 더욱이, 이러한 업무는 제9 항에 따른 시스템에 의해 해결되며, 이에 의해 다시 바람직한 실시예들은 종속항들 및 하기의 설명에서 주어진다.
[0010] 도면은 맞흐름 세척(countercurrent washing)의 프로세스 또는 2개의 세척 스테이지들을 사용하여 본 발명에 따른 맞흐름 세척을 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
[0011] 본 발명은 우선적으로 프로세스에 관하여 설명된다. 그러나, 이러한 맥락에서 이루어지는 설명들이 또한 청구된 시스템에 유사하게 적용되는 것이 당업자에게 명백하다. 본 발명의 프로세스는 많은 수의 상이한 필라멘트들에 적용가능하다. 특히 바람직한 설계들을 갖는 하기의 설명이, 필라멘트들에 여전히 부착되는 용제(NMNO)의 잔여 양들을 제거하기 위해, 세척 액체 물로 라이오셀 필라멘트들을 세척하는 것을 목적으로 하는 경우에도, 당업자에게, 이러한 방법이 또한, 다른 세척 액체들을 사용하여 다른 유형들의 필라멘트들과 함께 그리고 필라멘트들에 부착하는 다른 구성요소들을 제거하기 위해 사용될 수 있는 것이 명백하다.
[0012] 본 발명에 따른 프로세스는, 한편으로, 세척될 필라멘트 및 세척 액체가 맞흐름으로 유도된다는 사실에 의해 특징화된다. 도면에서, 이는 담수(세척 액체) 및 제품 유동(필라멘트)을 위한 화살표들의 반대 방향들에 의해 표시된다. 이는, 오염되지 않은 세척 액체가 마지막 세척 스테이지로 공급되는 반면, 처리될 필라멘트가 제1 세척 스테이지로 공급되는 것을 의미한다. 도면은 2개의 세척 스테이지들을 갖는 프로세스의 예를 도시하지만, 본 발명에 따라, 상당히 보다 많은 수의 세척 스테이지들을 갖는 프로세스들이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 60, 특히 10 내지 50, 그리고 바람직하게는 20 내지 40의 세척 스테이지들을 갖는 프로세스들이 적합한 것으로 판명되어 있다. 세척 스테이지들의 수는 달성될 결과(예컨대, NMNO와 같은 섬유 상의 규정된 물질들의 잔류량) 및 제품 특성들, 예컨대 필라멘트/필라멘트 번들의 스레드 두께[보다 큰 스레드 두께(기본적으로 필라멘트 또는 필라멘트 번들의 직경에 대한 보다 큰 값들)는 보다 큰 수의 세척 스테이지들을 종종 요구함] 및/또는 제조 속도(보다 높은 속도들은 또한 종종 보다 큰 수의 세척 스테이지들을 요구함)에 따라 선택될 수 있다.
[0013] 이러한 프로세스는, 신선한 세척 액체가 마지막 세척 스테이지에서 사용되는 것을 보장하며, 처리될 필라멘트는 제거될 성분들의 가장 작은 양을 단지 가져서, 우수한 효과가 달성된다.
[0014] 동시에, 본 발명에 따른 프로세스는, 필라멘트가 세척 액체의 배스(bath)를 통해 통과될 필요가 없거나, 많은 양의 세척 액체와 함께 분사될 필요가 없다는 사실에 의해 특징화된다. 본 발명에 따른 프로세스에서 사용되는 세척 액체의 양을 최소화하기 위해, 세척될 필라멘트는, 필라멘트들이 흡수하고 결합할 수 있는 만큼 액체가 단지 필라멘트들로 전달되도록 하는 방식으로 각각의 세척 스테이지에서 세척 요소(W1, W2)에 의해 작용된다. 이는 효율적인 세척 효과를 위해 완전히 충분한데, 왜냐하면 세척/세척 프로세스 동안의 관련된 물질 전달 프로세스들(예컨대, 라이오셀 필라멘트들의 경우에, 필라멘트로부터 세척 액체로의 NMNO의 부착되는 잔여량의 전달)은 필라멘트들의 표면 상의 직접적으로 매우 얇은 영역들에서만 일어나기 때문이다. 최소화되지만, 최적화된 양들의 세척 액체의 표적된 사용이 효율적인 처리를 위해 완전히 충분하며, 상당히 보다 큰 양들의 세척 액체로, 단지 사용되는 세척 액체의 양이 증가되며, 세탁의 효율은 증가하지 않은 것으로 나타났다.
[0015] 세척 액체에 대한 필라멘트들의 이러한 표적된 그리고 최소 노출은, 예를 들어, 세척 액체의 얇은, 떨어지는 필름(특히 물)을 제공하는 세척 요소(W1, W2)에 의해 달성될 수 있으며, 그 전에, 세척될 필라멘트들은, 필라멘트들이 세척 액체의 표면에 의해 습윤될 수 있는 방식으로 유도된다. 이는, 적지만 충분한 양의 세척 액체의 전달을 가능하게 한다. 세척 요소의 다른 설계들은, 예를 들어, 세척 액체로 습윤된 롤들 또는 롤러들, 특히 저속 동작 접촉 롤들(slow-running contact rolls)이며, 이들은 전문가에게 공지되어 있지만, (가능하게는 적합한 표면 구조물; 예컨대 모든 주위에 또는 축 방향으로 제공되는 홈들 및 플루트들(flutes)을 갖는) 본 발명에 따른 신규한 그리고 독창적인 방식으로 사용된다. 이러한 롤들 및/또는 롤러들에는 분무 요소들, 작은 침지 배스들 또는 유사한 디바이스들에 의해 세척 액체가 공급될 수 있다. 요망되는 작은 양의 세척 액체를 필라멘트/필라멘트 번들에 적용하기 위한 다른 가능성은 준비 원사 가이드의 사용이다. 전문가에게 공지된 이러한 디바이스들은, 액체 필름이 다른 측면 상에 생성되도록 세척 액체가 일 측면으로부터 적용되는 방식으로 설계되며, 그 전에, 필라멘트/필라멘트 번들은, 세척 액체로의 요망되는 습윤이 달성되는 방식으로 안내된다. 램 제트 와셔(ram jet washer)와 조합하는 스레드 가이드들이 또한 적합하다. 여기서, 필라멘트/필라멘트 번들은, 바람직하게는 필라멘트/필라멘트 번들의 수송 방향에 대해 횡방향으로 제공되는 노즐을 통해 세척 액체로 습윤된다.
세척될 필라멘트/필라멘트 번들들은, 전술한 바와 같이, 상이한 요소들에 의해 제공되는 액체 필름들을 지나서 안내되어서, 사용되는 세척 액체의 양을 동시에 최소화하면서, 세척 액체로의 요망되는 습윤이 달성된다. 필라멘트들/필라멘트 번들들은, 롤들/롤들의 경우에서와 같이, 수직으로부터, 도면에서 도시되는 바와 같이, 수평으로의 임의의 배향으로 안내될 수 있다.
[0016] 이는, 단지 절대적으로 필수적인 양의 세척 액체가 각각의 세척 스테이지에서 사용되는 것을 보장한다. 주어진 세척 스테이지에서 사용되지만 소모되지 않은 세척 액체는, 예를 들어, 세척 액체의 적합한 재순환에 의해, 동일한 세척 스테이지에서 재사용될 수 있다.
[0017] 각각의 세척 스테이지 또는 세척 스테이지들의 적어도 하나의 그룹은 예를 들어 인클로저(enclosure)에 의해 다른 세척 스테이지들 또는 세척 스테이지들의 그룹들로부터 분리되어서, 특히 필라멘트들을 세척하는데 실제로 사용되었고 그리고 따라서 필라멘트들로부터의 분리 후에 증가된 비율의 세척된 성분들을 가지는 세척 액체의 양들의 혼합이 존재하지 않는다. 이러한 사용된 세척 액체는 원심 분리, 스크레이퍼들(scrapers)의 사용 등에 의해 필라멘트/필라멘트 번들들로부터 적합한 방식으로 제거된다. 이는, 특히 세척 스테이지에서 발생하는 오염된 세척 액체의 양들의 요망되지 않은 혼합이 발생하지 않는 것을 보장한다. 세척 액체의 가장 좋은 가능한 활용을 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따른 프로세스는, 하나의 세척 스테이지에서 생성된 세척 액체의 오염된 양이 세척 액체로서 이전의 세척 스테이지로 공급되는 방식으로 설계된다. 모든 세척 스테이지가 다른 세척 스테이지들로부터 개별적으로 분리되는 것이 아니라, 세척 스테이지들의 그룹들만이 서로 분리된다면, 바람직하게는 세척 스테이지들의 적어도 2개의 상이한 그룹들이 존재한다면, 바람직하게는 위에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따라 충분하지만, 세척 스테이지들의 2개 그룹들보다 상당히 더 많이 존재한다.
[0018] 도면을 참조하여, 이는 다음과 같이 설명될 수 있다. 마지막 세척 스테이지(세척 요소(W1)를 갖는 우측 세척 스테이지)에서, 담수가 세척 액체로서 사용된다. 이는 저장 탱크(S1)로부터 세척 요소(W1)까지 유도된다. 세척 요소(W1)를 따라 안내되는 필라멘트는, 예를 들어, 편향 롤러에 의해 세척 스테이지 내에서 필라멘트로부터 제거되는 세척 액체의 양을 흡수한다(그러나 와이핑(wiping) 또는 스퀴징(squeezing) 방법들과 같은, 세척 액체를 제거하는 다른 방법들이 또한 여기서 사용될 수 있음). 따라서, (라이오셀 필라멘트들이 물로 세척될 때) 이러한 스테이지에서 세척 액체에 의해 제거된 NMNO 함량이 분리된다. NMNO로 약간 오염된 이러한 세척 액체는 마지막 세척 스테이지를 위해 사용될 수 없지만, NMNO의 함량은 여전히 낮아서, 이러한 액체는 세척 요소(W2)를 갖는 이전의 세척 스테이지에서 세척 액체로서 여전히 사용될 수 있다.
[0019] 이러한 목적을 위해, 마지막 스테이지로부터의 사용된 세척 액체의 양은 저장 탱크(S2)로 공급되며, 이 저장 탱크로부터, 이러한 세척 액체는, 그 후, 세척 요소(W2)로 공급될 수 있다. 필라멘트 및 세척 액체의 이러한 역회전 안내는 2개의 세척 스테이지들을 갖는 본원에 예시된 예에 따른 보다 많은 수의 세척 스테이지들에 적용될 수 있다. 각각의 경우에, 하나의 스테이지의 사용된 세척 액체는 "신선한" 세척 액체로서 이전 스테이지에 공급된다. 이는 왁스 액체에서 NMNO와 같은 세척된 성분들의 비율을 증가시키지만, 이전의 세척 스테이지들에서 필라멘트들 상의 이러한 성분들의 비율이 또한 더 높다는 사실은 양호한 세척 효과가 각각의 세척 스테이지에서 여전히 달성된다는 것을 의미한다.
[0020] 상기에서 이미 언급된 바와 같이, 각각의 세척 스테이지에서, 필라멘트들이 세척 액체로 습윤될뿐만 아니라, 이러한 세척 액체는 또한 각각의 세척 스테이지에서 필라멘트들로부터 다시 분리된다(이에 의해, 개별 세척 스테이지들 사이의 분리는 개별 세척 액체의 요망되지 않는 혼합을 방지함). 이는 간단한 드립핑(dripping)에 의해, 또는 다른 수단들을 사용함으로써, 예컨대 세척 액체를 원심 분리하기 위해 롤러 주위에 안내함으로써 또는 스크레이퍼들 또는 스퀴징 디바이스들을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 분리된 사용된 세척 액체는 이전의 세척 스테이지에서 신선한 세척 액체로서 사용된다.
[0021] 사용자가 라이오셀 필라멘트들을 위한 세척 프로세스에서의 마지막 세척 스테이지를 고려한다면, 이는, 이러한 세척 스테이지에서 획득되는 매우 약간 오염된 사용된 세척 물이 이전의 세척 스테이지로 공급되는 것을 의미하며, 이 세척 스테이지에서, 라이오셀 필라멘트들은 여전히 약간 보다 높은 비율의, 예를 들어, 용제를 갖는다. 그 후, 이러한 세척 스테이지에서 사용되는 물은 (마지막 세척 스테이지로 인해) 특정 양의 용제를 또한 보유하지만, 이러한 세척 액체는 여전히 충분히 깨끗해서, 필라멘트의 양호한 세척이 이전의 세척 스테이지에서 발생할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 세척 물은 이전의 세척 스테이지의 세척 요소 내로 재도입되며, 여기서, 단지 필수적인 양의 물이 필라멘트들과 접촉하게 되는 것이 필라멘트의 적합한 안내에 의해 다시 보장된다. 그 자체의 인클로저에 의해 이웃하는 세척 스테이지들로부터 분리되는 이러한 세척 스테이지에서, 세척 물은 적합한 수단들(롤러, 와이퍼들(wipers), 스퀴징 유닛들)에 의해 필라멘트들로부터 다시 제거되어서, 사용된 세척 물은 이러한 세척 스테이지에서 다시 축적되며, 이는 이제 추가로 증가된 비율의 NMNO를 갖는다. 그 후, 이러한 세척 물은 이전의 세척 스테이지로 복귀될 수 있어서, 추가로 증가된 비율의 NMNO를 갖는 세척 물은 또한 보다 높은 비율의 NMNO를 갖는 필라멘트들과 다시 접촉하게 될 수 있다.
[0022] 상이한 세척 스테이지들의 세척 액체들을 위한 전술된 저장 탱크들은 적합한 형태로 제공될 수 있다. 도면은 상이한 세척 액체들을 위한 별도의 영역들(S1, S2; 이는 필라멘트들로부터 세척된 성분들의 비율에서 단지 본질적으로 상이하며, 이에 의해 이러한 세척된 성분들의 함량은 천천히 증가되고, 즉, S1에서보다 S2에서 보다 높음 등)을 갖는 저장 탱크의 개략도를 도시하며, 여기서 이 영역들은 간단한 분리들에 의해 분리된다. 따라서, 예를 들어, 요망불가능한 혼합은 개별 세그먼트들(S1, S2)의 레벨을 간단히 확인함으로써 방지될 수 있다.
[0023] 이러한 프로세스 설계는, 필라멘트들을 세척 액체와 순차적으로 맞흐름으로 접촉시키는 것을 가능하게 하며, 이에 의해, 세척 액체에서 점차 증가하는 양들의 세척된 성분들(예컨대, NMNO)에도 불구하고, 개개의 이전 세척 스테이지들로부터의 사용된 세척 액체의 맞흐름 유동이 필라멘트들로부터 사용된 세척 액체를 제거하는 것을 가능하게 하는 동안, 신선한 세척 액체는 단지 가볍게 로드된 필라멘트들과 접촉하게 되며, (심지어 개개의 세척 스테이지들에서, 필라멘트들이 여전히 보다 큰 양의 NMNO에 노출되며, 이 상황에서, 그러나 NMNO로 오염된 세척 물이 여전히 효율적인 세척을 제공하기 때문에) 양호한 효율이 여전히 달성된다.
[0024] 이러한 프로세스는, 특히 종래의 배스 세척과 비교하여, 세탁에서 세척 액체의 소비를 상당히 감소시킬 수 있다. 동시에, 세탁의 효율이 우수해서, 보다 많은 양의 필라멘트가 보다 작은 양들의 세척 액체로 전반적으로 세척될 수 있다. 세척 스테이지들의 수가 또한 본 발명에 따른 프로세스 관리를 통해 전반적으로 감소될 수 있는 것이 또한 나타났다. 선택적으로 세척 액체를 활용하고 그리고 불필요하게 많은 양들의 세척 액체의 사용을 회피함으로써, 효율은 예상외로 상당히 증가될 수 있다.
[0025] 따라서, 본 발명에 따르면, 라이오셀 필라멘트들의 세척은, 제조 프로세스로부터 나오는 필라멘트들이, 필요하다면, 부착되는 액체들을 제거한 후에, 침전 배스로부터 개별 세척 스테이지들까지 공급되는 방식으로 실행될 수 있다. 따라서, 도면에서 도시되는 바와 같이, 필라멘트는 제1 세척 스테이지로 공급될 수 있으며, 여기서 필라멘트는 편향 롤러 등에 의해 세척 요소(W2)를 지나 본질적으로 수직으로 안내된다. 필라멘트는, 필라멘트가 세척 액체를 흡수하기에 충분한 세척 액체와 접촉하게 되는 방식으로 안내된다. 세척 요소(W2)는, 미사용된 세척 액체가 적합한 억류 및 원형 설계에 의해 세척 스테이지에서 재사용될 수 있는 방식으로 설계된다. 이러한 단계에서 사용되는 세척 액체(S2)는 후속하는 세척 스테이지로부터 회수되는 사용된 세척 액체이다. 필라멘트는 이제 추가 롤 주위를 통과하며, 이 추가 롤은 도면에서 도시되는 프로세스에서 필라멘트로부터 세척 액체를 제거하는 역할을 한다. 따라서, 필라멘트로부터 분리되고 이러한 세척 스테이지에서 사용되는 세척 액체는 적합한 방식으로 수집되고, 그리고, 그 후, 시스템으로부터의 배출을 위해 (단지 2개의 세척 스테이지들이 존재한다면) 또는 이전의 세척 스테이지(도면에는 도시되지 않음)에서 신선한 세척 액체로서의 사용을 위해 세척 스테이지의 저부에서 나타나는 라인을 통해 배출될 수 있다. 사용된 세척 물이 세척 시스템으로부터 배출된다면, 사용된 세척 물은 (예를 들어, 처리되는 작은 양의 세척된 성분들에 더하여, 마지막 세척 스테이지를 위한 신선한 물이 다시 획득되도록) 정제될 수 있거나, 본질적으로 단지 물 및 NMNO을 함유하는 이러한 혼합물은 필라멘트 제조 프로세스에서 어느 곳에서나 (예를 들어, 방사 용액의 제조를 위해 또는 침전 배스에서) 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 세척 액체 투입물의 극도로 자원-절약적인 전체 균형이 다시 달성될 수 있다. 필라멘트는 다음 세척 스테이지로 넘어가게 되며, 여기서 세척 요소(W1)는 세척 액체를 필라멘트에 다시 적용한다. 그 후, 세척 액체는 필라멘트로부터 다시 분리된다. 이러한 단계에서 수집되고 그리고 배출되는 사용된 세척 액체의 양은 세척 요소(W2)에서 신선한 세척 액체(S2)로서 사용된다. 세척 요소(W1)에서, 공급된 담수는 세척 액체(S1)로서 사용된다.
[0026] 라이오셀 필라멘트들로의 검사들은, 본 발명에 따른 맞흐름 세척 시스템의 사용이 분리 및 맞흐름 안내 없는 세척 스테이지들과 비교하여, 동일한 수의 세척 스테이지들로 필라멘트들 상의 잔여 NMNO 함량을 80% 초과까지 감소시키는 것을 나타냈다. 동시에, 본원에 설명되는 맞흐름 세척 시스템은 심지어 매우 높은 필라멘트/필라멘트 번들 속도들(예컨대, 1200m/분 및 그 초과)에서도 우수한 안정성 및 효율을 (제조 방해들 없이) 갖는다. 높은 제조 용량들은 추가의 가능한 연속 프로세스 제어에 의해 보장될 수 있다.
[0027] 위에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명은 또한, 기존의 필라멘트 제조 플랜트들과 용이하게 조합될 수 있는 필라멘트들을 세척하기 위한 시스템(디바이스)을 제공한다. 이러한 시스템은 적어도 2개의 세척 스테이지들을 포함하며, 이 세척 스테이지들 각각은, 예를 들어, 접착력에 의해 필라멘트 자체에 부착되는 세척 액체의 양만이 필라멘트로 전달되는 방식으로 필라멘트를 신선한 세척 액체와 접촉하게 하는 세척 요소(W1, W2), 및 필라멘트들로부터 세척 액체를 다시 후속하여 분리시키는 분리 요소를 포함하며, 분리된 세척 액체가 프로세스의 다른 세척 스테이지들의 분리된 세척 액체와 혼합되지 않지만, 이전 세척 스테이지의 세척 요소(W2)에서 신선한 세척 액체로서 사용될 수 있는 방식으로 분리된 세척 액체(S2)가 수집되는 방식으로 시스템이 설계된다. 이는, 각각의 세척 스테이지가 또한 분리된 세척 액체를 위한 수집 탱크를 포함한다는 사실에 의해 달성되며, 이에 의해 이러한 수집 탱크는, 예를 들어, 파이프들, 펌프들 등에 의해 설계되어서, 분리된 그리고 수집된 세척 액체가 이전 단계의 세척 요소로 공급된다. 위에서 언급된 바와 같은 이러한 수집 탱크들 및 다른 장비(파이프들, 펌프들 등)는 적합한 방식으로 설계될 수 있다. 필수적인 디바이스들/요소들은 전문가에게 친숙하다.
[0028] 이러한 목적을 위해, 시스템은 또한 세척 액체의 공급 및 배출을 위해 필수적인 파이프들 및 펌프들 등과 같은, 세척 액체의 공급 및 배출을 유지하기 위한 적합한 디바이스들을 포함한다. 각각의 세척 스테이지의 스크러빙 액체는 저장 챔버들에 제공될 수 있으며, 이에 의해 이러한 저장 챔버들은, 예를 들어, 대형 저장 탱크의 인접하게 배열된 섹션들로서 설계될 수 있다. 이러한 설계에서, 상이한 저장 챔버들은, 예를 들어, 파티션들(partitions)에 의해 서로 분리된다. 상이한 높이들의 파티션들의 적합한 사용에 의해, 다수의 챔버들을 갖는 저장 탱크가 간단한 방식으로 제공될 수 있으며, 이는 보다 적은 로드된 세척 액체와의 보다 많이 로드되는 세척 액체의 요망되지 않은 역혼합(backmixing)을 방지한다.
[0029] 세척 요소들은 특히, 세척 액체의 떨어지는 필름을 제공하기 위한 요소들, 표면 텍스처(texture)를 가질 수 있는 롤러들 및/또는 롤들, 준비 원사 가이드들, 및 램 제트 와셔들 및 원사 가이드들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
[0030] 필라멘트들로부터 세척 액체를 제거하기 위한 요소들은 특히 원심 요소들, 스퀴징 디바이스들 및/또는 스크레이퍼들로부터 선택될 수 있다.
[0031] 바람직하게는, 본 발명에 따라 제공되는 인클로저들은 개별 세척 스테이지들 또는 세척 스테이지들의 그룹을 서로 분리시킨다. 이러한 인클로저들은 강 시트들과 같은 적합한 재료들로 용이하게 제조될 수 있다. 하우징들은 보통, 사용된 세척 액체(즉, 필라멘트들로부터 제거된 세척 액체)가 저부에서 수집되는 방식으로 설계되어서, 이전의 세척 스테이지를 위한 저장 챔버 내로의 간단한 그리고 안전한 배출이 가능하다.
[0032] 시스템은 또한, 필라멘트들이 세척 시스템을 통과하도록 필라멘트들을 안내하기 위해 필수적인 롤들 및/또는 롤러들을 포함한다.
Claims (15)
- 필라멘트들(filaments)을 세척하기 위한 프로세스(process)로서,
세척될 상기 필라멘트 및 세척 액체가 맞흐름으로 통과되며, 상기 프로세스는 적어도 2개의 세척 스테이지들(washing stages)을 포함하며, 그리고 상기 각각의 세척 스테이지에서, 상기 필라멘트는, 예를 들어, 접착력에 의해 상기 필라멘트 자체에 부착되는 단지 상기 세척 액체의 양이 상기 필라멘트로 전달되는 방식으로 세척 요소(W1, W2)에 의해 신선한 세척 액체와 접촉하게 되며, 그 후, 상기 세척 액체는 상기 각각의 세척 스테이지에서 다시 상기 필라멘트들로부터 분리되며, 그리고 상기 분리된 세척 액체(S2)는, 상기 분리된 세척 액체가 상기 프로세스의 다른 세척 스테이지들로부터 분리된 세척 액체와 혼합되지 않지만, 이전의 세척 스테이지의 상기 세척 요소(W2)에서 신선한 세척 액체로서 사용되는 방식으로 수집되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항에 있어서,
상기 단계는 적어도 5개의 세척 스테이지들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 각각의 세척 스테이지에서 상기 필라멘트들로부터의 상기 세척 액체의 분리는 스트리핑(stripping), 스퀴징(squeezing) 또는 원심 요소들에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세척 요소는 세척 액체의 떨어지는 필름(falling film)을 발생시키는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필라멘트들은 라이오셀 필라멘트들(lyocell filaments)이며, 그리고 상기 세척 액체는 물인 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스에 의해, 상기 개별 세척 스테이지들은 인클로저들(enclosures)에 의해 다른 세척 스테이지들로부터 분리되는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필라멘트들은 실질적으로 수직으로 상기 세척 요소를 지나 통과되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스로부터 분리된 상기 사용된 세척 액체는, 신선한 세척 액체가 상기 마지막 세척 스테이지를 위해 획득되거나, 상기 필라멘트 제조에서 프로세스 액체로서 사용되도록 정제되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 프로세스. - 필라멘트들을 세척하기 위한 시스템(system)으로서,
상기 시스템은 적어도 2개의 세척 스테이지들을 포함하며, 그리고 상기 각각의 세척 스테이지에서, 상기 필라멘트는, 단지 이러한 양의 세척 액체가 예를 들어, 접착력에 의해 상기 필라멘트 자체에 부착되는 상기 필라멘트로 전달되는 방식으로 세척 요소(W1, W2)에 의해 신선한 세척 액체와 접촉하게 되고, 상기 각각의 세척 스테이지에서, 그 후, 상기 세척 액체는, 상기 필라멘트들로부터 다시 분리되며, 그리고 상기 분리된 세척 액체(S2)는, 상기 분리된 세척 액체가 상기 프로세스의 다른 세척 스테이지들로부터의 분리된 세척 액체와 혼합되지 않는 방식으로 수집되고 그리고 이전의 세척 스테이지의 상기 세척 요소(W2)에서 신선한 세척 액체로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제9 항에 있어서,
상기 세척 요소는 세척 액체의 떨어지는 필름을 제공하기 위한 요소들, 표면 텍스처(surface texture)를 가질 수 있는 롤러들(rollers) 및/또는 롤들(rolls), 준비 원사 가이드들(preparation yarn guides), 및 램 제트 와셔들(ram jet washers) 및 원사 가이드들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
상기 시스템에 의해, 상기 개별 세척 스테이지들 또는 세척 스테이지들의 그룹들은 인클로저들에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필라멘트들로부터의 상기 세척 액체의 분리는 스크레이퍼들(scrapers), 스퀴저들(squeezers) 및/또는 원심 롤들(centrifugal rolls)에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세척 요소들로의 상기 세척 액체의 공급은 펌핑(pumping)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제9 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템에 의해, 상기 각각의 세척 스테이지를 위한 상기 세척 액체는 저장 챔버들(storage chambers)에 제공되는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템. - 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각의 인클로저는 상기 개개의 세척 스테이지에서 사용되는 상기 세척 액체를 위한 유출구를 가지는 것을 특징으로 하는,
필라멘트들을 세척하기 위한 시스템.
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